2.3.2 电能转化为化学能
【典例导悟】
【规范解答】选B、C。
【互动探究】若将装置中的两个电极互换,则整个电解过程中,H+ 的浓度将如何变化?
【思路点拨】解答本题需要明确以下两点:
(1)根据电极金属性的差异判断出原电池。
(2)闭合回路中电极连接顺序是:负极→ 阴极→阳极→阴极→阳极→正极→负极。
【互动探究】当A池产生0.05 mol H2时,C池中Cu电极的质量将如何变化?变化多少?
提示:在C池中,金属银作阳极,电极反应式为:Ag-e-====Ag+,金属铜作阴极,电极反应式为:Ag+ +e-====Ag,当A池产生0.05 mol H2时,转移电子的物质的量为
0.1 mol,生成的Ag也为0.1 mol,所以Cu电极的质量增加0.1 mol×108 g/mol=1 0.8 g。
【变式训练】将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为( )
A.1∶2∶3 B.3∶2∶1
C.6∶3∶1 D.6∶3∶2
【学业达标训练】
1.(20110•绍兴模拟)我国第五套人民币中的一元硬币材料为钢芯镀镍,依据你所掌握的电镀原理,你认为在硬币制作时,钢芯应 做( )
A.阴极 B.阳极 C.正极 D.负极
【解析】选A。在钢芯上镀镍,则镀层金属是镍,与电源的正极相连,作电解池的阳极,在阳极上放电;钢芯是待镀金属,与电源的负极相连,作电解池的阴极。含镍离子的溶液作电解质溶液。
2.如图所示装配仪器,接通直流电源,
电解饱和食盐 水,则电解开始时,在
碳棒和铁钉表面都有气体生成,其中
碳棒表面生成的气体是( )
A.Cl2 B.O2 C.H2 D.HCl
【解析】选A。碳棒和电源的正极相连,是电解池的阳极,其电极反应式为2Cl--2e- ====Cl2↑,所以产生氯气。
3.原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应分别是( )
A.氧化、还原 B.还原、氧化
C.氧化、氧化 D.还原、还原
【解析】选D。原电池的正极和电解池的阴极都发生还原反应,而原电池的负极和电解池的阳极都发生氧化反应。
4.(2010•唐山模拟)废旧的电池不可以随意丢弃,某同学 希望将废旧的电池 回收利用,他的以下想法不正确的是( )
A.把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气
B.碳棒取下洗净用作电极
C.把铜帽取下洗净回收利用
D.废电池中的黑色糊状物含有氯化铵等物质,可作化肥
【解析】选D。废电池中的黑色糊状物除了含有氯化铵外,还含有氯化锌等重金属盐,重金属盐能够使蛋白质变性,不能作为化肥。
5.(多选)工业上用电解熔融的氧化铝的方法冶炼金属铝,下列电极反应式正确的是( )
A.阴极:2H+ +2e-====H2↑
B.阴极:Al3+ +3e-====Al
C.阳极:4OH-+4e-====2H2O+O2↑
D.阳极:2O2--4e-====O2↑
【解析】选B、D。因为电解的是熔融状态下的氧化铝,没有水的存在,所以电解液中没有H+ 和OH-,只有Al3+ 和
O2-,Al3+ 在阴极上放电变成Al,O2- 在阳极上放电变成O2。
6.取一定体积、由等物质的量浓度的硫酸铜、硫酸铁组成的溶液,用石墨电极进行电解,电解时,阴极最先发生的反应为( )
A.Fe3+ +e-====Fe2+
B.2H+ +3e-====H2↑
C.Fe2+ +2e-====Fe
D.Cu2+ +2e-====Cu
【解析】选A。混合液中含有Fe3+ 、Cu2+ 、H+ 、Fe2+ 等阳离子,阴极是按照阳离子的氧化性顺序放电的,氧化性强的离子先放电。阳离子的氧化性由强到弱的顺序为:Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+,所以Fe3+ 先放电。
7.用惰性电极电解KNO3溶液,相同条件下测得阴阳两极产生气体的体积比为( )
A.2∶1 B.1∶2 C.1∶1 D.2∶3
【解析】选A。由电解总反应可知,Cu参加了反应,所以Cu作电解池的阳极,发生氧化反 应,B选项错误;石墨作阴极,阴极上是溶液中的H+ 反应,电极反应为:2H+ +2e- ====H2↑,A选项正确;阳极与电源的正极相连,C选项错误;阳极反应为2Cu+2OH--2e- ====Cu2O+H2O,当有0.1 mol电子转移时,有0.05 mol Cu2O生成,D选项错误。