10.現(xiàn)在工業(yè)上主要采用離子交換膜法電解飽和食鹽水制取H₂、Cl₂、NaOH。請完成下列問題：

(1)在電解過程中，與電源正極相連的電極上所發(fā)生的電極反應(yīng)式為___________________。

(2)電解之前食鹽水需要精制，目的是除去精鹽中Ca²⁺、Mg²⁺、等雜質(zhì)離子，使用的試劑有：a.Na₂CO₃溶液，b.Ba(OH)₂溶液，c.稀鹽酸，其合理的加入順序為_________________(填試劑序號)。

(3)如果在容積為10 L的離子交換膜電解槽中，1 min時陰極可產(chǎn)生11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)Cl₂，這時溶液的pH是(設(shè)體積維持不變)____________________________________。

解析：在正確書寫電解反應(yīng)方程式的基礎(chǔ)上，關(guān)鍵是把握電解過程中的等量關(guān)系，然后進(jìn)行綜合處理，便可解決。

由2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，可知n(NaOH)=2n(H₂)=2×=1 mol，

c(OH^-)=0.1 mol·L^-1，故溶液的pH=13。

答案：(1)2Cl^--2e^-====Cl₂↑　 (2)b、a、c　 (3)13

9.某課外化學(xué)興趣小組設(shè)計了如圖11-3所示裝置(虛框內(nèi)部分未畫出)，在裝置內(nèi)起初發(fā)生的反應(yīng)為：Cu+H₂SO₄====H₂↑+CuSO₄

圖11-3

(1)該裝置的名稱是____________。

(2)A、B中至少有一種是金屬____________，接____________。

(3)C溶液中含有____________。

解析：由于銅的化學(xué)活潑性不如氫，所給化學(xué)反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，若要使銅能置換出硫酸中的氫元素，需要外加電源，該裝置為電解池。在所給反應(yīng)中銅被氧化，應(yīng)與電源的正極相連接，故A、B中至少有一種為銅，C溶液應(yīng)為稀硫酸。

答案：(1)電解池　 (2)銅　 電源的正極　 (3)H₂SO₄

8.用惰性電極電解M(NO₃)_x的水溶液，當(dāng)陰極上增重a g時，在陽極上同時產(chǎn)生b L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，從而可知M的相對原子質(zhì)量為(　　 )

A.　　　　　　　 B.　　　　　　 C.　　　　　　　 D.

解析：根據(jù)電解規(guī)律先列出物質(zhì)間的對應(yīng)關(guān)系式，設(shè)M的相對原子質(zhì)量為M_r。

　　 M_x+-xe^--O₂

　　 M_r 22.4·

　　 a　　　　　 b

　　 所以M_r=

答案：C

7.把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負(fù)極；c、d相連時電流由d到c；a、c相連時，c極上產(chǎn)生大量的氣泡；b、d相連時，b極上有大量氣泡產(chǎn)生；則這四種金各的活動順序由強(qiáng)到弱為(　　 )

A.a>b>c>d　　　　　　　 B.a>c>d>b

C.c>a>b>d　　　　　　　 D.b>d>c>a

解析：根據(jù)原電池原理，作為負(fù)極的金屬活動性比正極的金屬強(qiáng)，電子流動方向是由負(fù)極到正極，電流方向是由正極向負(fù)極，因此可依次對電極金屬的活動順序作出如下判斷：a>b、c>d、a>c、d>b，綜合得本題中全部金屬的活動順序為：a>c>d>b。

答案：B

6.某溶液中含有兩種溶質(zhì)NaCl和H₂SO₄，它們的物質(zhì)的量之比為3∶1。用石墨作電極電解該混合溶液時，根據(jù)電極產(chǎn)物，可明顯分為三個階段。下列敘述不正確的是(　　 )

A.陰極自始至終只析出H₂ B.陽極先析出Cl₂，后析出O₂

C.電解最后階段為電解水　　　　　　　　 　　　D.溶液pH不斷增大，最后為7

解析：電解質(zhì)溶液中，n(Na⁺)∶n(Cl^-)∶n(H⁺)∶n()=3∶3∶2∶1,開始電解產(chǎn)生H₂和Cl₂，產(chǎn)生H₂和Cl₂的同時，生成的OH^-中和H₂SO₄，且OH^-過量，最后是電解水，因而最后pH＞7,陰極只放出H₂。三個階段分別相當(dāng)于電解HCl→NaCl→H₂O。

答案：D

5.(2010天津高考理綜，12)金屬鎳有廣泛的用途，粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是(已知：氧化性Fe²⁺<Ni²⁺<Cu²⁺)(　　 )

A.陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：Ni²⁺+2e^-====Ni

B.電解過程中，陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等

C.電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe²⁺和Zn²⁺

D.電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt

解析：考綱要求考生“了解金屬的通性、金屬冶煉的一般原理”“了解常見金屬的活動順序”，本題考查考生對金屬冶煉方法、電解原理及氧化性與還原性的掌握情況，考查考生分析判斷和靈活運用知識的能力。電解時陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)應(yīng)該依次是Zn、Fe，電極式也錯誤，A錯。電解過程中陽極失電子的金屬與溶液中在陰極得電子的金屬不同，質(zhì)量不可能相等，B錯。電解后溶液中除Fe²⁺、Zn²⁺外還可能有Ni²⁺，故C錯。

答案：D

4.用惰性電極實現(xiàn)電解，下列說法正確的是(　　 )

A.電解稀硫酸溶液，實質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變

B.電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH^-，故溶液pH減小

C.電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2

D.電解氯化銅溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶1

解析：電解稀H₂SO₄，實質(zhì)上是電解水，硫酸的物質(zhì)的量不變，但溶液體積減少，濃度增大，故溶液pH減小，A不正確。電解稀NaOH溶液，陽極消耗OH^-，陰極消耗H⁺，實質(zhì)也是電解水，NaOH溶液濃度增大，故溶液的pH增大，B不正確。電解Na₂SO₄溶液時，析出H₂與O₂的物質(zhì)的量之比為2∶1，C不正確。電解CuCl₂溶液時，Cu和Cl₂的物質(zhì)的量之比為1∶1，D正確。

答案：D

3.我國發(fā)射上天的宇宙飛船--“神舟”六號上使用氫氧燃料電池，其電池總反應(yīng)為：2H₂+O₂====2H₂O，電解質(zhì)溶液溶質(zhì)為KOH，溶劑是水，反應(yīng)保持在較高溫度下進(jìn)行，使生成的水不斷蒸發(fā)，經(jīng)過一定的處理后供宇航員使用，下列關(guān)于該電池的說法中正確的是(　　 )

A.此電池能發(fā)出藍(lán)色火焰

B.工作時電解溶液的pH不斷減小

C.H₂為正極、O₂為負(fù)極

D.電池放電時負(fù)極反應(yīng)為：2H₂+4OH^--4e^-====4H₂O,正極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-====4OH^-

解析：原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。顯然A不正確。由于電池總反應(yīng)為：2H₂+O₂====2H₂O,通H₂的極為負(fù)極，發(fā)生的反應(yīng)為：2H₂+4OH^--4e^-====4H₂O,通入O₂的極為正極，發(fā)生反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-====4OH^-。整個過程中KOH沒有消耗，而且生成的水不斷蒸發(fā)，pH基本保持不變。

答案：D

2.(2010江蘇高考，16)堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應(yīng)用。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為：

Zn(s)+2MnO₂(s)+H₂O(l)====Zn(OH)₂(s)+Mn₂O₃(s)

下列說法錯誤的是(　　 )

A.電池工作時，鋅失去電子

B.電池正極的電極反應(yīng)式為2MnO₂(s)+H₂O(l)+2e^-====Mn₂O₃(s)+2OH^-(aq)

C.電池工作時，電子由正極通過外電路流向負(fù)極

D.外電路中每通過0.2 mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5 g

解析：由所給電池的總反應(yīng)式可知，電池工作時，每有1 mol Zn參加反應(yīng)，失去2 mol電子，則會有2 mol電子從負(fù)極Zn開始，流經(jīng)外電路而流向正極，并在正極發(fā)生反應(yīng)，2MnO₂(s)+H₂O+2e^-====Mn₂O₃(s)+2OH^-(aq)，故外電路每通過0.2 mol電子，Zn的質(zhì)量就減輕6.5 g。

答案：C

1.下列事實不能用電化學(xué)理論解釋的是(　　 )

A.輪船水線以下的船殼上裝一定數(shù)量的鋅塊

B.鋁片不用特殊方法保存

C.純鋅與稀硫酸反應(yīng)時，滴入少量硫酸銅溶液后速率加快

D.鍍鋅的鐵比鍍錫的鐵耐用

解析：A選項是通過構(gòu)成ZnFe原電池，在船殼上加Zn塊構(gòu)成原電池負(fù)極，從而保護(hù)船體不被腐蝕。B選項是靠氧化膜保護(hù)鋁。C選項Zn+Cu²⁺====Cu+Zn²⁺，生成的Cu與Zn在溶液中構(gòu)成原電池加快反應(yīng)的速率。D選項中ZnFe原電池Zn為負(fù)極，而FeSn原電池中Fe為負(fù)極，故前者Zn被氧化保護(hù)了鐵。

答案：B