1、课时训练4电解原理的应用基础夯实1.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,用锌作阳极B.电解法精炼银,用纯银作阴极C.电解饱和食盐水制烧碱,用碳棒作阴极D.在镀件上电镀铜,用铜作阳极解析：电解时,若活泼金属作阳极,活泼金属先失电子被氧化,所以活泼金属不能作阳极。答案：A2.下列关于电解的说法中,正确的是()A.电解池是把化学能转变为电能的装置B.电解精炼铜时,粗铜板作阴极C.电镀时,通常把待镀的金属制品作阴极D.工业电解饱和食盐水用于生产金属钠和氯气解析：电解池是把电能转变为化学能的装置,A错;电解精炼铜时,粗铜板作阳极,B错;工业电解熔融氯化钠生产金属钠和氯气,电
2、解饱和食盐水得到氢氧化钠、氢气和氯气,D错。答案：C3.(2015福建理综,11)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是()A.该装置将化学能转化为光能和电能B.该装置工作时,H+从b极区向a极区迁移C.每生成1 mol O2,有44 g CO2被还原D.a电极的反应为:3CO2+18H+-18e-C3H8O+5H2O解析：由模拟“人工树叶”电化学实验装置图知为电解装置,故为电能转化为化学能,A选项错误;b侧连接电源的正极为阳极,a侧连接电源的负极为阴极,在电解池中H+向阴极移动,B选项正确;右侧H2OO2发生的是氧
3、化反应,每生成1 mol O2,转移4 mol e-,C3H8O中碳的化合价是-2价,故3CO2C3H8O,转移18 mol e-,依据得失电子守恒,反应中2CO23O2,生成1 mol O2消耗 mol CO2,C选项错误;a电极发生的是还原反应:3CO2+18H+18e-C3H8O+5H2O,D选项错误。答案：B4.某同学设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图)。通电后,溶液中产生白色沉淀,且较长时间不变色。下列说法中正确的是()(导学号52160111)A.电源中“a”为负极,“b”为正极B.电解池中的电解液可以是NaOH溶液C.B电极发生的反应为4OH-4e-2H2O+O2
4、D.A、B两端都必须使用铁作电极解析：Fe(OH)2是由反应Fe2+2OH-Fe(OH)2生成的。只要以Fe作为阳极,就能通过电极反应Fe-2e-Fe2+提供Fe2+,故A、B两端只有阳极需要使用铁作电极,所以D选项错误。OH-应该由电解质溶液提供或通过电解生成,故B选项正确。为了防止Fe(OH)2被O2氧化,利用电解产生的H2将溶液中溶解的O2赶走,电极反应为2H+2e-H2,故C选项错误。由以上分析得,A极是阳极,连接的电源“a”处为正极,B极是阴极,连接的电源“b”处为负极,故A选项错误。答案：B5.(2015四川理综,4)用下图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液pH
5、为910,阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是()A.用石墨作阳极,铁作阴极B.阳极的电极反应式:Cl-+2OH-2e- ClO-+H2OC.阴极的电极反应式:2H2O+2e-H2+2OH-D.除去CN-的反应:2CN-+5ClO-+2H+N2+2CO2+5Cl-+H2O解析：若铁作阳极,则铁失电子生成Fe2+,则CN-无法除去,故铁只能作阴极,A项正确;Cl-要生成ClO-,Cl的化合价升高,故在阳极发生氧化反应,又已知该溶液为碱性条件,故B项正确;阳离子在电解池的阴极得电子发生还原反应,碱性条件下,H2O提供阳离子H+,故C项正确;由于溶液是碱性条件,故除去
6、CN-发生的反应为2CN-+5ClO-+H2ON2+2CO2+5Cl-+2OH-,D项错误。答案：D6.用电解法提取氯化铜废液中的铜,方案正确的是()A.用铜片连接电源的正极,另一电极用铂片B.用碳棒连接电源的正极,另一电极用铜片C.用氢氧化钠溶液吸收阴极产物D.用带火星的木条检验阳极产物解析：用电解法提取氯化铜废液中的铜时,铜必须作阴极,阳极是惰性电极,阴极的反应式为Cu2+2e-Cu。答案：B7.电解含H+浓度为0.30 molL-1的100 mL下列溶液,当电路中通过0.04 mol电子时,理论上析出金属质量最大的是()(导学号52160112)A.0.10 molL-1 Ag+B.0.
7、02 molL-1 Zn2+C.0.20 molL-1 Cu2+D.0.20 molL-1 Pb2+解析：根据离子的放电顺序可知,当电路中通过0.04 mol 的电子时,能析出金属的只有选项A和C,根据Ag+e-Ag和Cu2+2e-Cu可知,析出的金属的物质的量分别为0.01 mol 的Ag和0.02 mol 的Cu,其质量分别为1.08 g和1.28 g。答案：C8.重铬酸钾又名红矾钾,是化学实验室中的一种重要分析试剂。工业上以铬酸钾(K2CrO4)为原料,采用电化学法制备重铬酸钾(K2Cr2O7)。制备装置如图所示(阳离子交换膜只允许阳离子透过)。制备原理:2Cr(黄色)+2H+Cr2(橙
8、色)+H2O(1)通电后阳极室产生的现象为;其电极反应式是。(2)该制备过程总反应的离子方程式可表示为4Cr+4H2O2Cr2+4OH-+2H2+O2,若实验开始时在右室中加入38.8 g K2CrO4,t min后测得右室中K与Cr的物质的量之比为32,则溶液中K2CrO4和K2Cr2O7的物质的量之比为;此时电路中转移电子的物质的量为。解析：(2)设溶液中K2CrO4和K2Cr2O7的物质的量分别为a mol、b mol,则(2a+2b)(a+2b)=32,计算得出ab=21;由Cr守恒可知,有的K2CrO4参加了反应,由给出的离子方程式可知关系式:4Cr4e-,故转移的电子为194 gm
9、ol-1=0.1 mol。答案：(1)阳极产生无色气体,溶液由黄色逐渐变为橙色4OH-4e-O2+2H2O或2H2O-4e-O2+4H+(2)210.1 mol能力提升9.如图,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,将电源接通后,向乙中滴入酚酞溶液,在F极附近显红色。试回答下列问题:(导学号52160113)(1)A极为电源的极。(2)甲装置中电解反应的总化学方程式是。(3)乙装置中F极附近显红色的原因是。(4)欲用丙装置精炼铜,G应该是(填“精铜”或“粗铜”),电解质溶液的成分是。(5)已知氢氧化铁胶体中含有带正电荷的红褐色的胶粒,那么装置丁中的现象是。解析：本题的突破口为“F极附近显红色”,
10、显红色的原因是生成了OH-,而OH-是由于水电离出的H+放电,促进了水的电离而生成的。H+放电说明该极为阴极,B极为负极,则A极为正极。(4)电解精炼铜时应将粗铜作阳极,精铜作阴极,CuSO4溶液作电解质溶液。通电后,阳极(粗铜)的主要反应是Cu-2e-Cu2+。当粗铜的表面出现比铜活泼的金属时,它们也会放电,但生成的阳离子的氧化性比铜离子弱,不可能在阴极上析出,故留在溶液中,而粗铜中活动性比铜弱的金属会在阳极的底部沉积,成为阳极泥。所以,阴极(精铜)的反应为Cu2+2e-Cu,这样就可以在阴极上获得纯净的金属铜。(5)氢氧化铁胶粒带正电荷,向阴极(Y极)移动,则该极附近红褐色变深。答案：(1
11、)正(2)CuCl2Cu+Cl2(3)F极为阴极,H+放电,促进了水的电离,生成了OH-,使酚酞显红色(4)粗铜硫酸铜溶液(5)Y极附近红褐色变深10.脱硫技术能有效控制SO2对空气的污染。(导学号52160114)(1)向煤中加入石灰石可减少燃烧产物中SO2的含量,该反应的化学方程式是。(2)海水呈弱碱性,主要含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、S、Br-、HC等。含SO2的烟气可利用海水脱硫,其工艺流程如图所示:向曝气池中通入空气的目的是。通入空气后曝气池中海水与天然海水相比,浓度有明显不同的离子是。a.Cl-b.Sc.Br-d.HC(3)用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得
12、的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H2SO4,其原理如图所示。(电极材料为石墨)图中a极要连接电源的(填“正”或“负”)极,C口流出的物质是。S放电的电极反应式为。电解过程中阴极区碱性明显增强,试解释原因:。解析：(1)煤燃烧时,石灰石在高温下分解产生CaO和CO2,CaO为碱性氧化物,可以与SO2、O2反应生成CaSO4,该反应的化学方程式是2SO2+O2+2CaCO32CaSO4+2CO2。(2)SO2为酸性氧化物,海水呈弱碱性,曝气池中通入空气的目的是将H2SO3、HS等氧化为S。通入空气后溶液中S浓度增大,HC浓度减小。(3)电解Na2SO3溶液,根据图示关系,a极要连接电源的负极,C口流出的物质是硫酸。阴极的电极反应式为2H+2e-H2,阳极的电极反应式为S-2e-+H2OS+2H+,电解过程中在阴极H+放电生成H2,则有OH-生成,即OH-浓度增大,溶液碱性增强。答案：(1)2SO2+O2+2CaCO32CaSO4+2CO2(2)将H2SO3、HS等氧化为Sbd(3)负硫酸S-2e-+H2OS+2H+H2OH+OH-,在阴极H+放电生成H2,有OH-生成,即OH-浓度增大,溶液碱性增强
