原电池、电解池综合练习.doc
六、原电池、电解池综合练习【例题精选】:例1:右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的是a极板b极板x电极Z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2解析:通电后a极板增重,表明溶液中金属阳离子在a极板上放电,发生还原反应析出了金属单质,因此可确定a极板是电解池的阴极,与它相连接的直流电源的x极是负极。选项C中x极为正极,故C不正确。A中电解液为CuSO4溶液,阴极a板上析出Cu而增重,阳极b 板上由于OH-离子放电而放出无色无臭的O2,故A正确。B中电解液为NaOH溶液,通电后阴极a上应放出H2,a极板不会增重,故B不正确。D中电解液为CuCl2溶液,阴极a板上因析出Cu而增重,但阳板b板上因Cl-离子放电,放出黄绿色有刺激性气味的Cl2,故D不正确。答案:A。例2:蓄电池在放电时起原电池的作用,在充电时起电解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应:下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是:A.放电时,Fe是负极,NiO2是正极B.蓄电池的电极可以浸入某中酸性电解质溶液中C.充电时,阴极上的电极反应为:D.放电时,电解质溶液中的阴离子向正极方向移动解析:蓄电池放电时起原电池作用,原电池的负极是较活泼的金属,A正确。放电时,Fe是原电池的负极,Fe失电子被氧化成Fe2+离子。由于负极Fe的附近聚集较多的Fe2+离子,电解质溶液中的阴离子向负极移动,D不正确。充电时蓄电池起电解池作用,充电时电源的负极应与蓄电池的负极(Fe,此时作为电解池的阴极)相连接,发生还原反应:。C正确。该蓄电池的放电和充电时的电极反应分别是:放电:负极 正极充电:阴极 阳极可见反应是在碱性溶液中进行的,B不正确。答案:B、D。例3:右图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极,电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后,在c、d两极上共收集到336mL(标准状态)气体。回答:(1)直流电源中,M为极。(2)Pt电极上生成的物质是 ,其质量为g。(3)电源输出的电子,其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为:2。(4)AgNO3溶液的浓度(填增大、减小或不变。下同),AgNO3溶液的pH,H2SO4溶液的浓度,H2SO4溶液的pH。(5)若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%,则原有5.00%的H2SO4溶液为g。解析:电解5.00%的稀H2SO4,实际上是电解其中的水。因此在该电解池的阴极产生H2,阳极产生O2,且。据此可确定d极为阴极,则电源的N极为负极,M极为正极。在336mL气体中,为0.01mol,为0.005mol。说明电路上有0.02mol电子,因此在b极(Pt、阴极)产生,即 0.02mol的Ag。则n(e) n(Ag) n(O2) n(H2)=0.020.020.0050.01=221.由Ag(阳)电极、Pt(阴)电极和AgNO3溶液组成的电镀池,在通电一定时间后,在Pt电极上放电所消耗溶液中Ag+离子的物质的量,等于Ag电极被还原给溶液补充的Ag+离子的物质的量,因此AgNO3不变,溶液的pH也不变。电解5.00%的H2SO4溶液,由于其中的水发生电解,因此H2SO4增大,由于H+增大,故溶液的pH减小。设原5.00%的H2SO4溶液为xg,电解时消耗水0.0118 = 0.18g,则:,解得:。答案:(1)正;(2)Ag、2.16;(3)21;(4)不变、不变、增大、减小;(5)45.18。例4:有一硝酸盐晶体,其化学式表示为M(NO3)xnH2O经测定其摩尔质量为242gmol-1。取1.21g该晶体溶于水配成100mL溶液。将此溶液倒入右图所示装置中,用石墨作电极进行电解。当有0.01mol电子通过电极时,溶液中的金属阳离子全部析出,在A极得到金属0.32g。回答:(1)金属M的原子量为,x = , n = 。(2)C极为极。(3)电解后溶液的pH为(设电解前后溶液的体积不变)。解析:(1),含金属M也为。M的原子量。 解得:188 + 18 n =242,n = 3。(2) 因为金属在A极析出,所以A极是电解池的阴极,则C极是电源的负极。(3)有0.01mol电子通过电极,就有0.01mol OH-放电,在溶液中就生成0.01mol H+。答案:(1)64、2、3;(2)负;(3)1。【综合练习】:一、选择题:1、下列说法中正确的是:A.在磷酸钠溶液中B.pH=10的NaOH 溶液加水稀释100倍,溶液的pH=12C.0.3的CH3COOH溶液中的H+是0.1 CH3COOH溶液中H+的3倍D.100时,纯水的pH=6,它显中性2、25 mL pH=10的KOH溶液跟50 mL pH=10的Ba(OH)2溶液混合,混合溶液的pH是:A.9.7B.10C.10.3D.10.73、在1 L浓度为C的弱酸HA溶液中,HA、H+和A-的物质的量之和为nC mol,则HA的电离度是。A.B.C.D.4、相同温度、相同物质的量浓度的下列各溶液:Na2SO3、Na2SO4、NaHSO4、NH4HSO4,按pH由小到大的顺序排列,应是:A.B.C.D.5、相同物质的量浓度的三种盐溶液:NaX、NaY、NaZ,其溶液的pH依次增大,则它们对应的三种酸的强弱顺序是:A.HXHYHZB.HXHZHYC.HXHYHZD.HXHZHY6、一种一元强酸HA溶液中加入一种碱MOH反应后,溶液呈中性,下列判断正确的是:A.加入的碱过量B.混合前酸与碱中溶质的物质的量相等C.生成的盐不发生水解D.反应后溶液中A-、M+物质的量浓度相等7、下列四种溶液中,由水电离生成的氢离子物质的量浓度之比()是:pH = 0的盐酸0.1的盐酸0.01的NaOH溶液pH = 11的NaOH溶液A.1101001000B.011211C.14131211D.1413238、将体积都为10mL、pH都等于3的醋酸和盐酸,加水稀释至a mol和b mol,测得稀释后溶液的pH均为5。则稀释后溶液的体积:A.B.C.a b9、在盛有饱和Na2CO3溶液的烧杯中插入惰性电极,保持温度不变,通直流电一段时间后,则:A.溶液的pH增大B.溶液的浓度
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六、原电池、电解池综合练习
【例题精选】:
例1:右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的是
a极板
b极板
x电极
Z溶液
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
解析:通电后a极板增重,表明溶液中金属阳离子在a极板上放电,发生还原反应析出了金属单质,因此可确定a极板是电解池的阴极,与它相连接的直流电源的x极是负极。选项C中x极为正极,故C不正确。A中电解液为CuSO4溶液,阴极a板上析出Cu而增重,阳极b 板上由于OH-离子放电而放出无色无臭的O2,故A正确。B中电解液为NaOH溶液,通电后阴极a上应放出H2,a极板不会增重,故B不正确。D中电解液为CuCl2溶液,阴极a板上因析出Cu而增重,但阳板b板上因Cl-离子放电,放出黄绿色有刺激性气味的Cl2,故D不正确。
答案:A。
例2:蓄电池在放电时起原电池的作用,在充电时起电解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应:
下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是:
A.放电时,Fe是负极,NiO2是正极
B.蓄电池的电极可以浸入某中酸性电解质溶液中
C.充电时,阴极上的电极反应为:
D.放电时,电解质溶液中的阴离子向正极方向移动
解析:蓄电池放电时起原电池作用,原电池的负极是较活泼的金属,A正确。放电时,Fe是原电池的负极,Fe失电子被氧化成Fe2+离子。由于负极——Fe的附近聚集较多的Fe2+离子,电解质溶液中的阴离子向负极移动,D不正确。充电时蓄电池起电解池作用,充电时电源的负极应与蓄电池的负极(Fe,此时作为电解池的阴极)相连接,发生还原反应:。C正确。该蓄电池的放电和充电时的电极反应分别是:
放电:负极
正极
充电:阴极
阳极
可见反应是在碱性溶液中进行的,B不正确。
答案:B、D。
例3:右图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极,电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后,在c、d两极上共收集到336mL(标准状态)气体。回答:
(1)直流电源中,M为 极。
(2)Pt电极上生成的物质是 ,其质量为 g。
(3)电源输出的电子,其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为:2∶ ∶ ∶ 。
(4)AgNO3溶液的浓度(填增大、减小或不变。下同) ,AgNO3溶液的pH ,H2SO4溶液的浓度 ,H2SO4溶液的pH 。
(5)若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%,则原有5.00%的H2SO4溶液为 g。
解析:电解5.00%的稀H2SO4,实际上是电解其中的水。因此在该电解池的阴极产生H2,阳极产生O2,且。据此可确定d极为阴极,则电源的N极为负极,M极为正极。在336mL气体中,,为0.01mol,,为0.005mol。说明电路上有0.02mol电子,因此在b极(Pt、阴极)产生,即 0.02mol的Ag。则n(e) ∶n(Ag) ∶n(O2) ∶n(H2)=
0.02∶0.02∶0.005∶0.01=2∶2∶∶1.
由Ag(阳)电极、Pt(阴)电极和AgNO3溶液组成的电镀池,在通电一定时间后,在Pt电极上放电所消耗溶液中Ag+离子的物质的量,等于Ag电极被还原给溶液补充的Ag+离子的物质的量,因此[AgNO3]不变,溶液的pH也不变。电解5.00%的H2SO4溶液,由于其中的水发生电解,因此[H2SO4]增大,由于[H+]增大,故溶液的pH减小。
设原5.00%的H2SO4溶液为xg,电解时消耗水0.01×18 = 0.18g,则:,解得:。
答案:(1)正;(2)Ag、2.16;(3)2∶∶1;(4)不变、不变、增大、减小;(5)45.18。
例4:有一硝酸盐晶体,其化学式表示为M(NO3)x·nH2O经测定其摩尔质量为242g·mol-1。取1.21g该晶体溶于水配成100mL溶液。将此溶液倒入右图所示装置中,用石墨作电极进行电解。当有0.01mol电子通过电极时,溶液中的金属阳离子全部析出,在A极得到金属0.32g。回答:
(1)金属M的原子量为 ,x = ,
n = 。
(2)C极为 极。
(3)电解后溶液的pH为(设电解前后溶液的体积不变) 。
解析:(1),含金属M也为。M的原子量。
解得:
188 + 18 n =242,n = 3。
(2) 因为金属在A极析出,所以A极是电解池的阴极,则C极是电源的负极。
(3)有0.01mol电子通过电极,就有0.01mol OH-放电,在溶液中就生成0.01mol H+。
答案:(1)64、2、3;(2)负;(3)1。
【综合练习】:
一、选择题:
1、下列说法中正确的是:
A.在磷酸钠溶液中
B.pH=10的NaOH 溶液加水稀释100倍,溶液的pH=12
C.0.3的CH3COOH溶液中的[H+]是0.1 CH3COOH溶液中[H+]
的3倍
D.100℃时,纯水的pH=6,它显中性
2、25 mL pH=10的KOH溶液跟50 mL pH=10的Ba(OH)2溶液混合,混合溶液的pH是:
A.9.7 B.10 C.10.3 D.10.7
3、在1 L浓度为C的弱酸HA溶液中,HA、H+和A-的物质的量之和为nC mol,则HA的电离度是。
A. B.
C. D.
4、相同温度、相同物质的量浓度的下列各溶液:①Na2SO3、②Na2SO4、③NaHSO4、④NH4HSO4,按pH由小到大的顺序排列,应是:
A.④<③<②<① B.②<①<③<④
C.②<③<④<① D.①<②<③<④
5、相同物质的量浓度的三种盐溶液:NaX、NaY、NaZ,其溶液的pH依次增大,则它们对应的三种酸的强弱顺序是:
A.HX C.HX 6、一种一元强酸HA溶液中加入一种碱MOH反应后,溶液呈中性,下列判断正确的是:
A.加入的碱过量 B.混合前酸与碱中溶质的物质的量相等
C.生成的盐不发生水解 D.反应后溶液中A-、M+物质的量浓度相等
7、下列四种溶液中,由水电离生成的氢离子物质的量浓度之比(①∶②∶③∶④)是:
①pH = 0的盐酸 ②0.1的盐酸 ③0.01的NaOH溶液
④pH = 11的NaOH溶液
A.1∶10∶100∶1000 B.0∶1∶12∶11
C.14∶13∶12∶11 D.14∶13∶2∶3
8、将体积都为10mL、pH都等于3的醋酸和盐酸,加水稀释至a mol和b mol,测得稀释后溶液的pH均为5。则稀释后溶液的体积:
A. B.
C.a < b D.a > b
9、在盛有饱和Na2CO3溶液的烧杯中插入惰性电极,保持温度不变,通直流电一段时间后,则:
A.溶液的pH增大 B.溶液的浓度
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