三节《电解池》填空题专题训练
1.(10分)某同学用碳棒、纯铜片、直流电源和稀硫酸为原材料,实现了在通常条件下不能发生的反应:Cu + H2SO4(稀) = CuSO4 + H2↑
(1)请在右边方框中画出能够实现这一反应的装置图。
(2)在设计实验实际操作时,由于装置连接不当,他看到了完全不同的实验现象:碳棒和铜片上均有无色气泡产生,溶液并未变为蓝色。请你分析其原因 ① 。
假设按照该方案进行实验,且收集到碳棒上产生气体体积为11. 2L(标准状况下)。则该过程中铜片上发生的反应式为 ② 。此时要使溶液恢复到实验前的状态,需加入 ③ (写出该物质的化学式),其质量为 ④ 。
【答案】(1)
(2)①两极与电源的正负极接反了 ②2H++2e-= H2↑ ③H2O ④18g
【解析】
试题分析:(1)根据方程式可知,Cu做阳极,石墨做阴极,H2SO4做电解质溶液,所以装置图为
(2)如果电极放反,则阳极为:4OH- -4e-=O2↑+2H2O,阴极为2H++2e-=H2↑,所以看不到预期的现象。要想恢复到实验前的状态需要加入水,因为生成O2 11.2L,则需要水18g。
考点:电解池
点评:电解中最关键的是准确判断出电极上离子的放电顺序。在判断电解产物时,首先判断阳极电极材料。如果是活性电极,则电极本身失去电子。如果是惰性电极,则溶液中的阴离子失去电子。而阴极是溶液中的阳离子得到电子,所以需要熟练记住常见离子的放电顺序。
2.(6分)高铁酸钾是20世纪70年代以来开发的一种继臭氧、过氧化氢、二氧化氯之后一种新型水处理剂,它能快速杀灭水中的细菌和病毒,且不会生成三氯甲烷、氯代酚等次级衍生物。高铁酸根(FeO42-)在溶液中呈紫红色,溶液的pH对高铁酸根稳定性的影响很大,当pH值为10-11时非常稳定,而当pH<7.5时,稳定性明显下降,分解放出氧气,并析出具有高度吸附活性的无机絮凝剂Fe(OH)3。电解法制备高铁酸钾原理如右图所示。
电解质溶液应选用______________
A、NaOH溶液 B、NaCl溶液 C、稀硫酸
(2) 电解过程中可能观察到的实验现象有 。
(3) 生成高铁酸根(FeO42-)的电极反应是 。
【答案】(1)A (2)铁电极附近溶液变为紫红色,石墨电极上有无色气体生成,铁电极变细
(3)Fe+8OH--6e-= FeO42-+4H2O。
【解析】
试题分析:(1)FeO42-在pH值为10-11时非常稳定,所以电解质溶液应该选A。(2)铁是阳极,石墨是阴极,阳极铁失电子变成FeO42-,电极反应为Fe+8OH--6e-= FeO42-+4H2O,所以铁电极变细,阳极附近溶液变为紫红色,阴极H+得电子变氢气,电极反应是2H++2e-=H2,所以阴极有无色气体生成。
考点:电解原理
点评:电解中最关键的是准确判断出电极上离子的放电顺序。在判断电解产物时,首先判断阳极电极材料。如果是活性电极,则电极本身失去电子。如果是惰性电极,则溶液中的阴离子失去电子。而阴极是溶液中的阳离子得到电子,所以需要熟练记住常见离子的放电顺序。
3.(13分)CH3CHO是有毒物质,易溶于水,含高浓度CH3CHO的废水可以用隔膜电解法处理,总反应为:
2CH3CHO(l) + H2O(l) CH3CH2OH(l) + CH3COOH(l) ;△H
(1)依次写出该反应中三个有机物的官能团名称_____、_______、_______(每空1分)
(2)已知CH3CH2OH、CH3CHO、CH3COOH的燃烧热分别为1366.8 kJ/mol、1166.4kJ/mol、874.8kJ/mol,则△H=_____________
(3)现在实验室中模拟乙醛废水的处理过程,模拟废水为一定浓度的乙醛—Na2SO4溶液,其装置示意图如下图所示。
①b是直流电源的______极。
②Na2SO4的作用是_______________________________________。
③阳极除去乙醛的电极反应为