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第五节 电解原理的应用
非选择题
1.图12-23是一种新型干电池示意图,其中超铁物质即为。试写出该电池的原电池反应的化学方程式和电极反应式(注明正负极和阴阳极)。
解析:,
负极(阳极):[注:写成或也可以]。
2.用铂电极电解硫酸铜溶液时,阳极上有_____________析出,阴极上有_______________析出。通电一段时间后切断电源,有一个极的质量增加,则另一极上析出产物的质量是_____________。电解后溶液的_____________________(填“大于”、“小于”或“等于”)电解前溶液的。
解析:氧气;铜;0.32;小于。
3.为了判断电源A、B两极中哪一个是正极,某学生取一张滤纸,用滴有酚酞试液的硫酸
钠溶液湿润,然后从A、B两极中引出两根导线,并把两导线端分别压在滤纸两侧,通电后在滤
纸上靠近A极所连导线的一侧呈红色,试判断哪一极是正极?简述理由。
解析:呈红色的部位发生的电极反应式为,而导致浓度下降,致使,所以A是负极,B是正极
4.将锌片和铜片插入某种电解质溶液中,锌片和铜片用导线相连,形成原电池装置。
(1)若电解质溶液是稀硫酸,发生氧化反应的是_____________________ (填“锌”或“铜”)极,铜极上发生的反应是___________ ,该电池反应的总反应的离子方程式是_________________。
(2)若电解质溶液是硫酸铜溶液,在导线中电子是由_______________极流向_____________极,铜极上反应的电极反应式是___________________,该电池反应的总反应离子方程式是__________________。
解析:(1)锌;;。
(2)锌;铜;;。
5.在一只盛有溶液的烧杯中,放入质量相同的片和片,两块金属片与一盏小灯泡相连,经过一段时间后,从溶液中取出金属片,这时发现,两者的质量增量相等,试确定组成的原电池的有效功率(完成的电流功对理论功)之比(假设整个过程足定量进行的,且原电池的电压不变)。
解析:两者质量增量相等,这说明电池反应与普通的置换反应同时进行。设整个过程中共有溶解,则其中
极上的质量增量,
极上的增量。
由题意:,解得。
因此有效功率=。
6.以和混合液为电镀液在铁制品上镀锌,下列说法正确的是 ( )
A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池,镀锌过程是该原电池的充电过程
B.因部分电能转化为热能,电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C.电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率
D.镀锌层破损后对铁制品失去保护作用
解析:未通电前,由于锌比铁活泼,可以构成原电池。镀锌时,通常把镀层金属作阳极,待镀的金属制品作阴极,用含有镀层金属离子的溶液作电镀液,因此在铁制品上镀锌时,铁作阴极,锌作阳极,选项A不正确。
电镀时通过的电量与锌的析出量有确定关系,而与能量变化无关,选项B不正确。
电解反应速率与导线中通过的电子速率有关,通过的电子速率与电流有关,电流是保持恒定的,所以电解反应速率不会改变,选项C正确。
镀锌层破损后,因为锌比铁活泼,发生电化学腐蚀是锌失电子,保护了铁,选项D错误。
本题答案为选项C。
7.火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金和银等),其性能远不能达到电气工业的要求,工业上常用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时( )。
A.精炼时粗铜接电源负极
B.精炼时纯铜作阴极
C.杂质都将以单质形式沉积到池底
D.纯铜片增重2.56,电路中通过电子为0.04
解析:由金属活动顺序可知:首先锌被氧化,然后是铜被氧化,由于杂质、很少,铜溶解时,两者以单质形式沉积到池底。纯铜片增重2.56时,说明得到电子:[]×2=0.08,即电路中通过电子0.08。选项D不正确。
本题答案为选项B。
8.用铂作电极电解一定浓度的下列物质的水溶液,电解结束后,向剩余电解液中加适量的水,能使溶液和电解前相同的是( )
A. B. C. D.
解析:加水能恢复原态,电解过程中原溶质离子不参加电极反应,相当于电解水,分析四个选项可知答案为选项B、C。
本题答案为选项B、C。
9.用质量均为的铜作电极,电解溶液。电解一段时间后,两电极上的质量差为。则两极的质量分别为( )。
A.阳极,阴极 B.阳极,阴极
C.阳极,阴极 D.阳极,阴极
解析:电解过程中,阳极:,阴极:,则
解得:,,所以阳极的质量为,阴极的质量为
。
本题答案为选项B。
10.镍镉可充电电池,电极材料是和,电解质是,放电的电极反应式:,。下列说法不正确的是( )。
A.电池放电的总反应式:
B.电池充电时,镉元素被还原
C.电池放电时,电池负极周围溶液的不断增大
D.电池充电时,电池的负极和电源的正极连接
解析:放电的电池总反应可以将放电时的两个电极反应相加得到:
,充电:,选项A正确;
充电时,由+2价变为0价,被还原,选项B正确;
放电时,负极消耗,因此应变小,选项C错误;
充电时,电池的负极应该与电源的负极相连,选项D错误。
本题答案为选项C、D。
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