3． 电解NaCl-KCl-AlCl₃熔体制铝比电解Al₂O₃-NaAlF₆制铝节省电能约30%，但现在仍用后一种方法制铝，其主要原因是(　)

A．AlCl₃是分子晶体，其熔体不导电　 　　　 B．电解AlCl₃生成的Cl₂会严重污染大气

C．自然界不存在富含AlCl₃的矿石　 　 D．生产无水AlCl₃较困难，成本又较高

解析：本题主要考查学生处理新信息的能力和对铝工业生产原理的理解。由题意可知NaCl-KCl-AlCl₃熔体能导电，A错；工业上可用电解NaCl、MgCl₂的方法生产Na、Mg，B显然错误；自然界不存在富含AlCl₃的矿石是事实，但不是主要原因，因为AlCl₃易水解，所以生产无水AlCl₃较困难，成本较高。

答案：D

2．下列描述中，不符合生产实际的是(　)

A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极

B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极

C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极

D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极

解析：电解池的阳极失电子发生氧化反应、阴极得电子发生还原反应。电解熔融的Al₂O₃制Al时，若用Fe作阳极，会发生Fe－2e^－―→Fe²⁺，Fe²⁺移动到阴极上发生Fe²⁺+2e^－―→Fe，使得到的Al不纯。

答案：A

1．(2009·广东单科，14)可用于电动汽车的铝­空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是(　)

A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O₂+2H₂O+4e^－―→4OH^－

B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al+3OH^－－3e^－―→Al(OH)₃↓

C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变

D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极

解析：以NaOH为电解液时，不应生成Al(OH)₃沉淀，而应生成[Al(OH)₄]^－；C项，电解液的pH应减小；D项，电子通过外电路从负极流向正极。

答案：A

11．在如图用石墨作电极的电解池中，放入500 mL含一种溶质的某蓝色溶液进行电解，观察到A电极表面有红色的固态物质生成，B电极有无色气体生成；当溶液中的原有溶质完全电解后，停止电解，取出A电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6 g。请回答下列问题：

(1)B电极发生反应的电极反应式

________________________________________________________________________。

(2)写出电解时反应的离子方程式

________________________________________________________________________。

(3)电解后溶液的pH为________，要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入________，其质量为______g。(假设电解前后溶液的体积不变)

(4)请你设计实验确定原溶液中可能含有的酸根离子，要求：提出两种可能的假设，分别写出论证这两种假设的操作步骤，实验现象和实验结论。

①假设一：

________________________________________________________________________；

②假设二：

________________________________________________________________________。

解析：(1)蓝色溶液含Cu²⁺，A电极有红色固体物质生成，则析出Cu，为阴极；B电极为阳极，析出O₂，电极反应式为：4OH^－－4e^－―→2H₂O+O₂↑。

(2)2Cu²⁺+2H₂O2Cu+O₂↑+4H⁺

(3)当溶液中溶质完全电解时，得Cu的物质的量为 ＝0.025 mol。此时溶液中

c(H⁺)＝0.1 mol/L，pH＝1。要使溶液恢复原状，应加入CuO 0.025 mol，即2 g。

(4)因为可溶性盐，电解时得O₂，酸根只有常见的SO和NO，应从这两个角度去鉴定。

答案：(1)4OH^－－4e^－―→2H₂O+O₂↑　(2)2Cu²⁺+2H₂O2Cu+O₂↑+4H⁺　(3)1　CuO　2 　(4)①假设原溶液中的酸根离子是SO。取电解后的溶液，向其中加入BaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，则原溶液中所含的酸根离子是SO　②假设原溶液中的酸根离子是NO。取电解后的溶液，向其中加入铜，微热，若铜溶解，并有无色气体生成，且在空气中变为红棕色，则原溶液中所含的阴离子是NO

10．在50 mL 0.2 mol/L CuSO₄溶液中插入两个电极通电电解(不考虑水分蒸发)。则：

(1)若两极均为铜片，试说明电解过程中浓度变化情况

________________________________________________________________________。

(2)若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是

________________________________________________________________________。

(3)如不考虑H⁺在阴极上放电，当电路中有0.04 mol e^－通过时，阴极增重________g，阴极上的电极反应式是

________________________________________________________________________。

解析：(1)(2)小题类似于电镀原理，(3)由Cu²⁺+2e^－―→Cu可知2 mol e^－-1 mol Cu，故阴极析出Cu：0.02 mol×64 g·mol^－1＝1.28 g。

答案：(1)不变　(2)Zn－2e^－―→Zn²⁺　(3)1.28　Cu²⁺+2e^－―→Cu

9． 按下图中装置实验，A、B两烧杯分别盛放200 g 10% NaOH溶液和足量CuSO₄溶液。通 电一段时间后，c极上有Cu析出，又测得A杯溶液中NaOH的质量分数为10.23%，试回答：

(1)电源的P极为________极。

(2)b极产生气体的体积为________L(标准状况)。

(3)c极上析出沉淀的质量为________g。

(4)d极上所发生的电极反应式为：________________。

解析：B池中c极上有金属析出，说明它为阴极。由此可知，d、b为阳极，a、c为阴极。按照“正接阳，负接阴”的规律，电源的P极为负极。电解NaOH溶液时，a极产生H₂，b极产生O₂；电解CuSO₄溶液时，d极产生O₂，其电极反应式为：4OH^－－4e^－―→2H₂O+O₂↑。

m(NaOH)＝200 g×10%＝20 g。电解后溶液的质量为：＝195.5 g。

被电解的水的质量为：200 g－195.5 g＝4.5 g，其物质的量为0.25 mol。

由此可知，b极产生的O₂为0.125 mol，即2.8 L。

根据电子守恒得：0.125 mol×4＝n(Cu)×2，解得n(Cu)＝0.25 mol，即Cu析出16 g。

答案：(1)负　(2)2.8　(3)16　(4)4OH^－－4e^－―→2H₂O+O₂↑

8． 下图中X是直流电源。Y槽中c、d为石墨棒，Z槽中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d附近显红色。

(1)①电源上b为________极(用“正”“负”“阴”或“阳”填空)。

②Z槽中e为______极(同上)。

③连接Y、Z槽线路中，电子流动的方向是d________e(用“→”或“←”填空)。

(2)①写出c极上反应的电极反应式

________________________________________________________________________。

②写出Y槽中总反应化学方程式

________________________________________________________________________。

③写出Z槽中e极上反应的电极反应式

________________________________________________________________________。

(3)①电解2 min后，取出e、f，洗净、烘干、称量，质量差为1.28 g，在通电过程中，电路中通过的电子为______mol。

②若Y槽中溶液体积为500 mL(电解后可视为不变)，槽中电解反应的速率v(OH^－)＝__________。

解析：“附近显红色”是d作为阴极时应有的现象，据此可确定d为阴极，进一步即可解答(1)(2)中问题。

(3)e极因发生反应Cu－2e^－―→Cu²⁺而减轻，f极因发生反应Cu²⁺+2e^－―→Cu而增重，每转移2 mol e^－两极质量差就增加128 g，即Δm∶Δn(e^－)＝128 g∶2 mol，Δn(e^－)＝·Δn＝＝0.02 mol。Y槽中2NaCl+2H₂O2NaOH+Cl₂↑+H₂↑-2e^－，当转移0.02 mol e^－时产生OH^－ 0.02 mol，则v(OH^－)＝＝0.02 mol/(L·min)。

答案：(1)①负　②阳　③←　(2)①2Cl^－－2e^－―→Cl₂↑　②2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑　③Cu－2e^－―→Cu²⁺　(3)①0.02　②0.02 mol·(L·min)^－1

7.　 某溶液中含有两种溶质NaCl和H₂SO₄，它们的物质的量之比为3∶1。用石墨作电极电解该混合溶液时，根据电解产物，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是(　)

A．阴极自始至终只析出H₂　 B．阳极先析出Cl2后析出O₂

C．电解最后阶段为电解水　 　D．溶液pH不断增大，最后为7

解析：电解质溶液中，n(Na+)∶n(Cl^－)∶n(H⁺)∶n(SO)＝3∶3∶2∶1，开始电解产生H₂和Cl₂，随着产生H₂和Cl₂的同时，生成OH^－，最后是电解水。因而最后溶液的pH＞7，阴极只放出H₂。三个阶段分别相当于电解HCl(aq)-NaCl(aq)-H₂O。

答案：D

6．某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。通电时，为使Cl₂被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是(　)

A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl　 　 　　B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl

C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl　 　　　　　 D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl

解析：有关反应2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，Cl₂+2NaOH===NaCl+NaClO+H₂O，因阳极生成Cl₂，阴极生成NaOH，为使二者充分作用，Cl₂应在下端产生，从而推知电源b为正极，a为负极，消毒液主要成分是NaCl、NaClO。

答案：B

5．500 mL KNO₃和Cu(NO₃)₂的混合溶液中c(NO)＝0.6 mol·L^－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是(　)

A．原混合溶液中c(K⁺)为0.2 mol·L^－1　 　　B．上述电解过程中共转移0.2 mol电子

C．电解得到的Cu的物质的量为0.05 mol　 D．电解后溶液中c(H⁺)为0.2 mol·L^－1

解析：石墨作电极电解KNO₃和Cu(NO₃)₂的混合溶液，阳极反应式为：4OH^－－4e^－―→2H₂O+O₂↑，阴极先后发生两个反应：Cu²⁺+2e^－―→Cu,2H⁺+2e^－―→H₂↑。从收集到O₂为2.24 L这个事实可推知上述电解过程中共转移0.4 mol电子，而在生成2.24 L H₂的过程中转移0.2 mol电子，所以Cu²⁺共得到0.4 mol－0.2 mol＝0.2 mol电子，电解前Cu²⁺的物质的量和电解得到的Cu的物质的量都为0.1 mol。电解前后分别有以下守恒关系：c(K⁺)+2c(Cu²⁺)＝c(NO)，c(K⁺)+c(H⁺)＝c(NO)，不难算出：电解前c(K⁺)＝0.2 mol·L^－1，电解后c(H⁺)＝0.4 mol·L^－1。

答案：A