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用阳极甲、阴极乙、电解质溶液丙,在电解过程中补充加入丁物质,可以使电解液的组成保持恒定的是 ()
选项
甲
乙
丙
丁
A
Pt
Pt
KOH
KOH
B
Cu
Fe
CuSO4
H2SO4
C
Pt
C
H2SO4
H2O
D
C
Fe
NaCl
NaCl
在电解质溶液被电解时,离子的放电顺序有如下规律:
①阳离子在阴极上的放电顺序与电极材料无关,无论是惰性电极还是活性电极,发生反应的都是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上的放电顺序是:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。一般情况下,H+的位置在Zn2+前,只有在电镀条件下,H+的位置在Zn2+后。
②阴离子在阳极上的放电顺序与电极材料有关,如果是活性材料作阳极,则阳极本身失电子被氧化成阳离子进入溶液(如B项)。如果是惰性电极(如Pt、Au、石墨等),则溶液中阴离子的放电顺序是:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-。
因此,各选项电极反应、电解池反应、应补充物质如下表:
选项
阳极甲
阴极乙
电解池反应
应补充物质
A
4OH--4e-2H2O+O2↑
4H++4e-2H2↑
2H2O2H2↑+O2↑
H2O
B
Cu-2e-Cu2+
Cu2++2e-Cu
CuCu
不需要
C
4OH--4e-2H2O+O2↑
4H++4e-2H2↑
2H2O2H2↑+O2↑
H2O
D
2Cl―-2e-Cl2↑
2H++2e-H2↑
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
HCl
特别注意:在一般电解条件下,因为水溶液中一定含有H+和OH-,所以上述放电顺序中H+后的阳离子和OH-后的阴离子不会放电。
结合上述放电规律,我们可总结出以惰性电极为阳极时电解电解质溶液的规律:
①电解水型:含氧酸、可溶性碱、活泼金属的含氧酸盐溶液被电解时,实质是电解水。反应如下:阳极:4OH--4e-2H2O+O2↑阴极:4H++4e-2H2↑
总反应式:2H2O2H2↑+O2↑
电解后溶液的浓度增大,PH值变化如下:电解含氧酸的水溶液(如H2SO4、HNO3等),其PH值减小;电解可溶性碱的水溶液(如NaOH、KOH等),其PH值变大;电解活泼金属的含氧酸盐溶液(如Na2SO4、KNO3等),其PH值不变。
②电解电解质型:无氧酸溶液、不活泼金属的无氧酸盐溶液被电解时,实质上是电解电解质本身。如:2HClH2↑+Cl2↑CuCl2Cu+Cl2↑
电解后溶液的浓度减小,PH值变化如下:电解无氧酸的水溶液(如HCl、HBr等),其PH值增大;电解不活泼金属的无氧酸盐溶液(如CuCl2等),其PH值变化复杂(如CuCl2溶液,由于CuCl2水解显酸性,浓度减小酸性减弱,使PH值增大;但生成的Cl2溶于水又使得酸性增强,因而PH值的变化取决于多方面因素)。
③析氢成碱型:活泼金属的无氧酸盐溶液(如NaCl、KCl等)被电解时,阴极放出H2,阳极有非金属单质析出。如:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
电解后盐溶液变为碱溶液,导致溶液的PH值增大。
④析氧成酸型:不活泼金属的含氧酸盐溶液(如CuSO4、AgNO3等)被电解时,阴极有金属单质析出,阳极有O2产生。如:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4
电解后盐溶液变为酸溶液,溶液的PH值减小。
1、用铂电极电解CuSO4溶液,当[Cu2+]降至原来的一半时停止通电,欲使溶液恢复成原来浓度需加入下面物质中的()
A.CuSO4B.CuOC.Cu(OH)2D.CuSO4·5H2O
2、用铂电极电解一定浓度的盐酸溶液,一段时间后停止通电,欲使溶液的PH值恢复为原来大小需加入下面物质中的()
A.原浓度的盐酸B.H2OC.HClD.Cl2
3、用石墨电极电解某物质的水溶液时,一段时间后向溶液里滴加酚酞试液,发现某一极附近呈现红色的是()
A.CuSO4B.NaClC.HClD.Na2SO4
4、用石墨电极电解某物质的水溶液时,当阴极增重时,在阳极上产生无色气体,从而可知该物质可能是下列中的()
A.CuSO4B.NaClC.KNO3D.H2SO4
答案:1、B2、C3、B4、A
汶水蒹葭谢谢赏读