【化学】鲁科版选修4《化学反应原理》教案：1.2《电能转化为化学能

（第五课时）
【题1】在电解水制取H 2和O 2时，为了增强导电性，常常要加入一些电解质，最好选用下列物质中的（A ）
A. NaOH
B. HCl
C.NaCl
D.CuSO 4
【解析】因为电解水，所以加入的物质应该不参与电极反应，HCl 、NaCl 中的Cl -、CuSO 4中的Cu 2+均参与电极反应，而加入NaOH 后仍然是电解水，但由于提供了Na +、OH -导电性明显增强。

【题2】在水中加入等物质的量的Ag +、Pb 2+、Na +、SO 42-、NO 3-、Cl -，该溶液放在用惰性材料做电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量之比为(C)
A.35.5：108
B.16：207
C.8：1
D.108：35.5
【解析】由于Ag +与Cl -、Pb 2+与SO 42-形成沉淀，电解的是NaNO 3溶液，实质是电解水。

【题3】用铂电极（惰性电极）电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是H 2和O 2的是(AC)
A.稀NaOH 溶液
B.HCl 溶液
C.酸性MgSO 4溶液
D.酸性AgNO 3溶液
【解析】阴极和阳极的主要产物分别是H 2和O 2时，实质就是电解水。

【题4】用惰性电极电解M(NO 3)x 的水溶液，当阴极上增重a g 时，在阳极上同时产生b LO 2（标准状况）。

从而可知M 的相对原子质量为（C ） A.b
ax 4.22 B. b ax 2.11 C. b ax 6.5 D. b ax 5.2 【解析】阳极：OH -==2H 2O+O 2↑+4e - 阴极：M x++xe -==M
根据两极得失电子数相等，有下列关系：
x mol
M g ag 4mol L 4.22bL 11∙∙=⨯∙-- 可解得M=b ax 6.5 【题5】在一U 形管中装入含有紫色石蕊的Na 2SO 4溶液，通直流电，一段时间后U 形管内会形成一个倒立的三色“彩虹”，从左到右的颜色次序是（C ）
A.蓝、紫、红
B.红、蓝、紫
C.红、紫、蓝
D.紫、红、蓝
【解析】本题以电解原理为核心命题点，考查电解后溶液的酸碱性与酸碱指示剂的变色关系等知识点。

用惰性电极电解Na 2SO 4溶液，就等同于电解水，阳极OH -放电，使阳极附近H +浓度增大，阴极H +放电，使阴极附近OH -的浓度增大。

【题6】把25℃时，将两个铂电极插入一定量饱和Na 2SO 4溶液中进行电解，通电一段时间后，在阴极逸出a mol 气体，同时有W g Na 2SO 4••10H 2O 晶体析出。

若温度保持不变，剩余溶液中溶质的质量分数为（C ）
A.%100a 18W W ⨯+
B. %100a
36W W ⨯+ C. %)a 18W (161W 7100+ D. %)
a 36W (161W 7100+ 【解析】本题首先要明确剩余的溶液仍为饱和溶液，也就是说该题就是求饱和溶液的质量分数，那析出的晶体与被电解的水放在一起也应该为饱和溶液，因而就可以利用数据进行求解。

先求W g Na 2SO 4••10H 2O 晶体中溶质的质量即为322
142W ⨯，溶液的质量为晶体的质量加上
被电解掉的水的质量。

阴极逸出a mol 气体，也就是氢气，所以可知被电解的水也为a mol ，质量为18 a 。

故有答案：C 。

【题8】将两个铂电极插入500mL CuSO 4溶液中进行电解，通电一段时间后，某一电极增重0.64g （设电解使该电极无H 2放出，且不考虑水解和溶液体积变化）。

此时溶液中c(H +)浓度约为（A ）
A.4×10-3mol •L -1
B. 2×10-3mol •L -1
C. 1×10-3mol •L -1
D. 4×10-7
mol •L -1 【解析】用惰性电极电解CuSO 4溶液，电极能增重的只有在阴极。

在阴极有0.001molCu 2+得到电子析出0.064g Cu ，在阳极同时有0.002mol OH -失去电子，同时生成0.002mol H +。

【题9】将质量分数为5.2%的NaOH 溶液（密度为1.06g •cm -3）1 L 用铂电极电解，当溶液中NaOH 的质量分数改变了1.0%时停止电解，则此时溶液中的关系是（B ）
【解析】本题可巧解，因为用惰性电极电解NaOH 溶液，其实质是电解水，所以溶质的质量分数肯定增加，排除C 、D ；阳失氧，阴得还，则有阳极产物为O 2，阴极产物为H 2，阳极析出物的质量大于阴极析出物的质量。

【题10】用石墨作电极电解3mol •L -1 KCl 和0.5mol •L -1 Al 2(SO 4)3的混合溶液时，下图电 解变化的曲线合理的是（AD ）
【解析】电极为惰性电极，溶液中各离子的放电顺序为：阳离子：H+>Al3+>K+，阴离子：Cl->OH->SO42-。

电极反应为：阳极2Cl-→Cl2↑+2e－，阴极2H++2e－→H2↑，溶液中还伴有Al3++3OH-==Al(OH)3↓，其中H+和OH-是由水电离产生的，故电解总反应式为：
2Al3++6Cl-+6H2O 通电
2Al(OH)3↓+3H2↑+3Cl2↑。

恰好n(Al3+):n(Cl-)=1:3，所以电解至二
者消耗完时，溶液为K2SO4溶液，接下来接续电解实际上是电解水，所以pH值先增大后保持不变且接近于7，沉淀则从无到最大值。

【题11】工业上为了处理含有Cr2O72-的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量NaCl，以铁为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬元素的含量已低于排放标准。

请回答下列问题：
(1)两极发生反应的电极式为阳极：，阴极：
(2)写出变为的离子方程式：
(3)工业废水由酸性变为碱性的原因是
(4) (填”能”或”不能”)改用石墨电极，原因是
【解析】用铁做电极电解时，阳极：为铁失电子生成亚铁离子，阴极为氢离子得电子生成氢气。

阳极生成的亚铁离子进入溶液中与Cr2O72-发生氧化还原反应生成铁离子和铬离子，在电解过程中，H+不断放电以及在溶液中发生的氧化还原反应都要消耗H+，所以H+浓度减小，使得OH-的浓度增大，从而使得生成铁离子和铬离子全部都产生沉淀。

如果不用铁电极，用石墨的话就无法产生亚铁离子继续后面的反应了。

【题12】在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。

上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如图。

接通电源，阳极周围的液体呈棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。

停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。

静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。

根据上述实验回答：
（1）阳极上的电极反应式为
（2）阴极上的电极反应式为
（3）原上层液体是
（4）原下层液体是
（5）搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是
（6）要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是，现象是
【解析】两种互不相溶的无色液体，电解后上层呈棕色，下层不变色，可肯定上层为电解质溶液，下层为不溶于水且密度比水大的有机物。

因而可确定该有机物为CCl4溶液。

搅拌静置后下层为紫红色，所以可确定该物质为I2。

是由于I2在CCl4溶液中的溶解度比在水中的大，产生萃取作用。

从而可确定本题电解时在阳极是碘离子放电，阴极是氢离子放电。

对于配上什么阳离子，这与题6的检验是密切相关的，一般阳离子可选钠离子或钾离子，所以采
用焰色反应来检验。

【题13】用石墨电极电解100mLH2SO4与CuSO4的混合液通电40min后，两极均收集到2.24L 气体（标准状况），则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为，通过电解槽的电流强度为。

【解析】本题从两极均收集到2.24L气体（标准状况）可知，Cu2+和H+均有放电且铜离子优先放电。

书写出电极方程式就可求得生成Cu 0.1mol，Cu2+的物质的量浓度为1mol/L。

接着再根据Q=It=nN A e ，最后求出I。

【题15】如图A为直流电源，B为浸泡饱和NaCl溶液和酚酞溶液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色。

请填空：
（1）电源A上的a为极。

（2）滤纸B上发生的总化学方程式为，欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K点，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为，电极f上发生的反应为，槽中盛放的镀液可以是或。

【解析】B上c点显红色，是由于2H++2e－→H2↑破坏了水的电离平衡导致溶液显碱性所致，故c为电解池的阴极，从而确定电源A的两极，进而解决本题。