1、第四节 电能转化化学能电解 课时作业一、选择题（包括8小题。16小题只有一个选项符合题意，78小题有两个选项符合题意。）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，用铁作为阳极B.电解法精炼粗铜，用纯铜作为阴极C.电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作为阴极D.在镀件上电镀锌，用锌作为阳极2.（2009年青岛月考）利用如右图所示装置制取Fe(OH)2,通电后溶液中产生的白色沉淀能保持较长时间不变色。下列说法错误的是( )A.烧碱溶液注入容器前，需预先煮沸B.甲电极上有氢气冒出C.只能用铁作甲电极和乙电极D.可用食盐水代替烧碱溶液3.（2010年郑州质检）用如下图所示装
2、置实验，若x轴表示流入阴极的电子的物质的量，则y轴可表示( )c（Ag+） c（NO3-） a棒的质量 b棒的质量溶液的pHA. B.C. D.4.pH=a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pHa，则该电解质可能是( )A.NaOH B.H2SO4C.AgNO3 D.Na2SO45.对下列各溶液进行电解，通电一段时间后，溶液颜色不会发生显著改变的是( )A.以铜为电极，电解1 mol-1L H2SO4溶液B.以石墨为电极，电解1 mol-1L KBr溶液C.以石墨为电极，电解含酚酞的饱和食盐水D.以铜为电极，电解CuSO4溶液6.如右图是某同学设计的验证原电池和电解池
3、的实验装置，下列有关说法不正确的是( )A.闭合K2、打开K1，试管内两极都有气泡产生B.闭合K2、打开K1，一段时间后，发现左侧试管收集到的气体比右侧略多，则a为负极，b为正极C.闭合K2、打开K1，一段时间后，再闭合K1、打开K2，电流表指针偏转方向与K1、K2均闭合时电流表指针偏转方向一致D.闭合K2、打开K1，一段时间后，再闭合K1、打开K2，电流表指针不会偏转7.（2008年天津卷改编）下列叙述正确的是( )A.在原电池的负极和电解池的阳极上都发生失电子的氧化反应B.用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为12C.用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1 mol电子
4、转移，则生成1 mol NaOHD.镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀8.（2009年济南模拟）电化学原理广泛用于工业生产中，如有一种电化学净水法的原理是：在电解过程中将低价金属离子（如CO2+）氧化成高价态的离子（CO3+），然后以此高价态的金属离子作氧化剂把废水中的有机物氧化成CO2而净化。实验室用如右图装置模拟上述过程，下列说法正确的是( )A.电极a可以是石墨，电极b可以是铜B.电解后阴极附近H+浓度不变C.CO3+氧化甲醇的离子方程式为：6CO3+CH3OH+H2O=CO2+6CO2+6H+D.当1 mol甲醇被完全氧化时，阳极应该失去6 mol电子二、非选择题9.工业上处理含C
5、r2O72-酸性工业废水常用以下方法：往工业废水中加入适量的NaCl,搅拌均匀；用Fe为电极进行电解，经过一段时间后有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀产生。已知Fe3+和Cr3+在pH=45的水溶液中几乎完全水解生成氢氧化物沉淀，而此时Fe2+几乎不水解；过滤回收沉淀，废水达到排放标准，试回答：（1）电解时的电极反应：阳极：_ ，阴极：_ 。（2）写出Cr2O72-转变为Cr3+的离子反应方程式：_。（3）能否将Fe电极改成石墨电极？为什么？10.（2009年海南卷）Li-SO2Cl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlClx-SO2Cl2。电池的总反应可表示
6、为：4Li+2SO2Cl2=4LiCl+S+SO2。请回答下列问题：（1）电池的负极材料为_，发生的电极反应为_。（2）电池正极发生的电极反应为_ 。（3）SO2Cl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SO2Cl2,有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SO2Cl2中，实验现象是_，反应的化学方程式为_。（4）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是_ 。11.某课外活动小组装备用如下图所示的装置进行实验。现有甲、乙、丙三位同学分别选择了如下电极材料和电解质溶液：A电极B电极X溶液甲CuZnH2SO4乙PtPtCuCl2丙FeCu？（1）甲同学在实验中将电键K5闭合，Zn电极上
7、的电极反应式为_ 。（2）乙同学准备进行电解CuCl2溶液的实验，则电解时的总反应方程式为_；实验时应闭合的电键组合是_。（从下列五项中选择所有可能组合，第三小题也在这五项中选择）A.K1和K2 B.K1和K3C.K1和K4 D.K2和K3E.K2和K4（3）丙同学准备在Fe上镀Cu,选择了某种盐来配制电镀液，则该盐的化学式为_，实验时，应闭合的电键组合是_（选项如上）。12.已知在pH为45的环境中，Cu2+几乎不水解，而Fe3+几乎完全水解。某学生欲用电解纯净的CuSO4溶液的方法，根据电极上析出铜的质量以及电极上产生气体的体积来测定铜的相对原子质量。其实验过程如下图所示：（1）步骤所加的
8、A的化学式为_；加入A的作用是_ _ 。（2）步骤中所用的部分仪器如图：则A、B分别连接直流电源的_极和_极（填“正极”或“负极”）。（3）电解开始一段时间后，在U形管中观察到的现象有_；电解的离子方程式为_ 。（4）下列实验操作中必要的是（填字母）_。A.称量电解前电极的质量B.电解后，电极在烘干称重前，必须用蒸馏水冲洗C.刮下电解后电极上析出的铜，并清洗、称重D.电极在烘干称重的操作中必须按“烘干称重再烘干再称重”进行E.在有空气存在的情况下，烘干电极必须采用低温烘干的方法（5）铜的相对原子质量为_（用带有n、V的计算式表示）。参考答案：1.解析:电解冶炼铝时，用铁作阳极，铁会被氧化，应用
9、碳棒做阳极，故A项不符合生产实际。 答案:A 2.解析:烧碱溶液注入容器前，要先煮沸除去溶解O2，防止氧化Fe（OH)2;甲极为阴极发生2H+2e-=H2;乙电极必须用Fe,而甲电极可用Fe或惰性电极等。 答案:C 3.解析:此题是一道电镀装置题。阳极：Ag-e-=Ag+,b棒的质量减小；阴极：Ag+e-=Ag,a棒的质量增加。电解质溶液不发生改变，所以D正确。 答案:D 4.解析:电解前溶液的pH=a,电解后溶液的pHa,原溶液显酸性、碱性、中性并不详，但根据pH的变化，可知溶液中c（H+)下降，c（OH-)上升。对于A、B、D选项，均属于电解水型，溶质浓度均增大，NaOH溶液中c（OH-)
10、上升，符合题意，H2SO4与之相反；Na2SO42-溶液pH不变，不符合题意；对于AgNO3溶液，属于放O2生酸型，则pH下降，不符合题意。 答案:A 5.解析:以铜为电极电解稀H2SO4的最初反应为：Cu+2H+Cu2+H2,溶液中Cu2+浓度增大溶液变蓝，后来Cu2+浓度不变，故比电解前有明显的颜色变化；用石墨为电极电解KBr溶液，因生成Br2而使溶液由无色变为橙色；电解含酚酞的饱和食盐水，因生成NaOH而使溶液变红；以铜为电极电解CuSO4溶液，溶液中Cu2+浓度不变，故溶液颜色无变化。 答案:D 6.解析:用石墨为电极电解NaCl溶液，两极电极反应式分别为：阴极上2H+2e-=H2,阳
11、极上2Cl-=Cl2+2e-,故A项正确；因Cl2溶于水，使阴极产生H2体积略多于阳极产生的Cl2,故B项正确；电解一段时间后，再打开K2，闭合K1，相当于燃料电池，有电流产生，故D项不正确，若a为负极，当K1、K2闭合时电流由b经电流表流至a,而该燃料电池有H2的一侧（即与a相连)为负极，另一侧为正极，电流也是由正极经电流表流向负极，故两者电流表指针偏向一致。 答案:D 7.解析:A项，电解池阳极发生氧化反应，A正确；B项，电解硫酸钠溶液，实质是电解水，阴极得H2,阳极得O2，体积比为21,B错；C项，根据2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,转移2 mol电子，生成2 mol Na
12、OH，C正确；D项，活泼性：ZnFeSn,镀层破损后，镀锡铁板更易腐蚀，D错。 答案:AC 8.解析:选项A，Cu与电源正极相连时,Cu失去电子而溶解，所以b极不能用Cu，应用石墨等惰性电极。选项B，根据题给信息，阳极是溶液中的CO2+失去电子生成CO3+:2CO2+=2CO3+2e-,阴极是溶液中的H+得到电子变为H2：2H+2e-=H2,所以阴极附近H+浓度变小。选项C，CH3OH被氧化为CO2,溶液中的CO3+被还原为CO2+,再根据得失电子守恒和离子方程式的正误判断方法可知该离子方程式正确。选项D，阳极失去电子的物质的量等于CO3+获得电子的物质的量，1 mol CH3OH被氧化，转移
13、6 mol电子。 答案:CD 9.解析:（1)Fe做电极，阳极反应为Fe失去电子，阴极上是溶液中的阳离子（此时主要是H+)获得电子。 （2)生成的Fe2+具有强还原性，将Cr2O72-还原为Cr3+，而Fe2+被氧化为Fe3+。 （3)如果用石墨做电极，就不能产生Fe2+,从而不能达到除杂的目的。 答案:（1)Fe=Fe2+2e- 2H+2e-=H2 （2)Cr2O72-+6Fe2+14H+ =2Cr3+6Fe3+7H2O （3)不能，因为以Fe为电极的目的是产生Fe2+,以便将Cr2O72-还原为Cr3+,通过水解反应除去。如果换为石墨做电极，就不会发生上述反应，达不到除去废水中Cr2O72
14、-的目的 10.解析:分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂，SOCl2为氧化剂。 （1)负极材料为Li（还原剂)，LI- e-=Li+。 （2)正极反应式可由总反应减去负极反应式得到：2SOCl2+4e-=4Cl-+S+SO2 （3)题中给出有碱液吸收时的产物，则没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl,所以现象应该为出现白雾和有刺激性气体生成。 （4)因为构成电池的两个主要成份Li能和氧气水反应，且SOCl2也与水反应。 答案:（1)锂LI - e-= Li+ （2)2SOCl2+4e-= 4Cl-+S+SO2 （3)出现白雾，有刺激性气体生成SOCl2+H2O=SO2+2HCl （4)锂是
15、活泼金属，易与H2O、O2反应；SOCl2也可与水反应 11.解析:（1)甲同学在实验中将电键K5闭合，装置为原电池，较活泼的Zn为原电池负极，电极反应式为ZN-2e-=ZN2+。 （2)乙同学用惰性电极电解CuCl2溶液，电解时的总反应方程式为：CuCl2Cu+Cl2，实验时应闭合K1和K4或K2和K3。 （3)丙同学准备在Fe上镀Cu,则Fe为电镀池阴极，接电源负极,Cu为电镀池阳极，接电源正极，实验时应闭合K2和K3。应选择含有Cu2+的电解质溶液为电解液。 答案:（1)ZN-2e-= ZN2+ （2)CuCl2 Cu+Cl2C、D （3)CuCl2或CuSO4D 12.解析:（1)可通
16、过加入CuO、CuCO3、Cu2（OH)2CO3等以中和过量的酸，增大pH,使Fe3+水解为不溶性Fe（OH)3而除去，并确保Cu2+不发生水解。 （2)电解CuSO4溶液时，增重的一极为阴极，产生气体的一极为阳极，阳极材料只能是惰性电极石墨。 （3)电解过程中U形管内溶液中Cu2+浓度减小。 （4)（5)求Cu的相对原子质量的原理为：电极增重n g/M（Cu) gmol-12=阳极气体体积V/1000L/22.4 L/mol4 M（Cu)=11200n/V,所以必要的操作为A、B、D、E。 答案:（1)CuO消耗H+，调节溶液的pH至45，使Fe（OH)3沉淀完全 （2)负正 （3)溶液的蓝色变浅，A极变粗，B极上有气泡产生 Cu2+2H2O2Cu+4H+O2 （4)A、B、D、E （5)11200 n/V