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2017-2018学年高中化学三维设计江苏专版选修4:课时跟踪检测(七) 电解原理的应用 WORD版含解析.doc

1、课时跟踪检测(七) 电解原理的应用一、单项选择题1下列描述中,不符合生产实际的是()A电解法精炼铜,用粗铜作阳极B电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极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:选BA项,电解法精炼铜,粗铜为阳极,纯铜为阴极,正确;B项,用铁作阳极,阳极上铁被氧化,应使用惰性电极,错误;C项,用涂镍碳钢网作阴极,阴极材料不反应,正确;D项,电镀时,镀层金属作阳极,用锌作阳极,电解液为含有锌离子的电解质溶液,正确。2在铁制品上镀一层一定厚度的锌层,以下方案设计正确的是()A锌作阳极,镀件作阴极,溶液中含有锌离子B铂作阴极,镀件作阳极,溶液中含有锌

2、离子C铁作阳极,镀件作阴极,溶液中含有亚铁离子D锌作阴极,镀件作阳极,溶液中含有亚铁离子解析:选A电镀时,通常镀层金属作阳极,镀件作阴极,含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液。3电解CuSO4溶液时,若要达到以下三点要求:阳极质量减少;阴极质量增加;溶液中c(Cu2)不变。可选用的电极是()A纯铜作阳极,含Zn、Ag的铜合金作阴极B含Zn、Ag的铜合金作阳极,纯铜作阴极C用纯铁作阳极,用纯铜作阴极D用石墨作阳极,用惰性电极(Pt)作阴极解析:选AA项,阳极反应Cu2e=Cu2,阴极反应Cu22e=Cu,正确;B项,阳极反应Zn2e=Zn2,Cu2e=Cu2,阴极反应Cu22e=Cu,c(Cu

3、2)发生变化,不正确;C项,阳极反应Fe2e=Fe2,阴极反应Cu22e=Cu,c(Cu2)发生变化,不正确;D项,阳极反应4OH4e=O22H2O,阴极反应Cu22e=Cu,c(Cu2)发生变化,不正确。4用电化学方法提取废弃定影液中的银,同时使处理后的溶液中不引入其他新的重金属离子,下列方案正确的是()解析:选D要用电化学方法提取废弃定影液中的银,同时使处理后的溶液中不引入其他新的重金属离子,则应该用电解原理,因此阴极应该是银,阳极可以是惰性电极,例如碳棒,答案选D。5用惰性电极电解饱和食盐水,当电源供给0.2 mol电子时停止通电,若此溶液体积为2 L,则所得电解液中氢氧根离子浓度为()

4、A1 molL1B0.2 molL1C0.1 molL1 D0.01 molL1解析:选C由2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2知,当电路中转移2 mol e时生成2 mol NaOH,即n(NaOH)0.2 mol,c(OH)0.1 molL1。二、不定项选择题6.右图中X为电源,Y为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液,通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是()A滤纸上c点附近会变红色BCu电极质量减小,Pt电极质量增大CZ中溶液的pH先减小,后增大DZ溶液中的SO向Cu电极移动解析:选A由题紫红色斑即MnO向d端扩散,阴离子向阳极移动,说明d端为阳

5、极,即b为正极,a为负极,c为阴极。NaCl溶液中c点H放电,附近变红色。Z中为电解CuSO4溶液,Pt为阳极,水中的OH放电,2H2O4e=O24H,Cu为阴极,溶液中的Cu2得电子生成铜,总反应为2CuSO42H2O2CuO22H2SO4,阳极区生成H,则SO向Pt极移动,B、D项错误;随着电解的进行,Z溶液变为硫酸,再电解则变为电解水,硫酸浓度增大,C项错误。7.碘盐的主要成分是KIO3和NaCl,KIO3在工业上可用电解法制取,以石墨和铁为电极,电解KI溶液,化学方程式为KIH2OKIO3H2(未配平)。下列有关说法中正确的是()A电解时,石墨作阴极,铁作阳极B电解时,在阴极上产生KI

6、O3C电解前后电解质溶液pH变大D电解中,每转移0.6 mol e,理论上可得到0.1 mol无水KIO3晶体解析:选D配平化学方程式为KI3H2OKIO33H2。铁是活泼电极不能作阳极,A项错误;阳极发生氧化反应,B项错误;反应后没有酸或碱生成,溶液的pH不变,C项错误;KIKIO3发生氧化反应,转移6e,为阳极反应,D项正确。8如图所示,某工厂采用电解法处理含铬(Cr2O)酸性废水,其中,耐酸电解槽以铁板作阴、阳极,电解后,溶液中的Cr2O全部变为Cr3,下列说法不正确的是()AM与电源的负极相连B出液口排出的溶液中还含有Fe3CN极电极反应为2H2e=H2D阴极区附近溶液pH降低解析:选

7、ADA项,电解含铬(Cr2O)酸性废水,溶液中的H在阴极放电产生H2,所以N与电源的负极相连,作阴极,M与电源的正极连接,作阳极,错误;B项,阳极Fe失去电子变为Fe2,然后与溶液中的Cr2O发生反应变为Fe3,Cr2O则被还原变为Cr3,所以出液口排出的溶液中含有Cr3、Fe3,正确;C项,在N极,溶液中的H得到电子变为H2,电极反应为2H2e=H2,正确;D项,在阴极区,由于H得到电子变为H2,附近溶液的酸性减弱,溶液pH升高,错误。三、非选择题9.电解原理在化学工业中被广泛应用。右图表示一个电解池,装有电解质溶液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:(1)若X、

8、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞溶液,则电解池中X极上的电极反应为_,在X极附近观察到的现象是_。Y极上的电极反应为_,检验该电极反应产物的方法是_。(2)若用电解法精炼铜,电解质溶液a选用CuSO4溶液,则:X极的材料是_,电极反应为_。Y极的材料是_,电极反应为_。(说明:杂质发生的电极反应不必写出)解析:(1)用惰性电极电解饱和食盐水时,阳极反应:2Cl2e=Cl2;阴极反应:2H2e=H2。与电源正极相连的极为阳极,所以X极为阴极,Y极为阳极。X极在反应过程中消耗了H2O电离出的H,溶液呈碱性,加入酚酞溶液变成红色;Y极产生Cl2,能使湿润的碘

9、化钾淀粉试纸变成蓝色。(2)电解精炼铜时,用含杂质的铜作阳极,精铜作阴极。反应过程中阳极上铜以及比铜活泼的金属失去电子,成为离子进入溶液,活泼性比铜弱的金属形成阳极泥;在阴极只有Cu2能得到电子成为单质,其他较活泼金属对应的离子不能得到电子。根据题图,X为阴极,Y为阳极。所以X极的材料是精铜,电极反应:Cu22e=Cu;Y极的材料是粗铜,电极反应:Cu2e=Cu2。答案:(1)2H2e=H2放出气体,溶液变红2Cl2e=Cl2把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y极附近,试纸变为蓝色(2)精铜Cu22e=Cu粗铜Cu2e=Cu210如下图装置所示,C、D、E、F都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相

10、同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近呈红色。请回答:(1)B极是电源的_。(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为_。(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应该是_(填“镀层金属”或“镀件”),电镀液是_溶液。当乙中溶液的c(OH)0.1 molL1时(此时乙溶液体积为500 mL),丙中镀件上析出银的质量为_,甲中溶液的pH_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生总反应的离子方程式是_。解析:(1)乙池为电解饱和食盐水装置,F极附近变红色,说明F极为阴极。(

11、2)C、D、E、F的电极产物分别为O2、Cu、Cl2、H2,若通过1 mol电子,其物质的量之比为1222。(3)根据电镀原理,阴极材料应为镀件,电镀液应为硝酸银溶液,当乙中溶液的c(OH)0.1 molL1时(乙溶液体积为500 mL),电子转移为0.05 mol,根据电子守恒,可知丙中镀件上析出银的物质的量也为0.05 mol,质量为5.4 g,甲池电解产物为Cu、O2、H2SO4,溶液的pH减小。答案:(1)负极(2)1222(3)镀件硝酸银54 g变小(4)FeCu2Fe2Cu一、单项选择题1将一直流电源的正、负极(电极材料为Pt),用玻璃片分别压在一张用食盐水、碘化钾、淀粉溶液和石蕊

12、溶液浸透的滤纸上,经过一段时间后,两极附近滤纸的颜色分别是()选项ABCD阳极蓝白红蓝阴极白蓝蓝蓝解析:选D题中所述装置是电解食盐水,阳极反应:2Cl2e=Cl2,Cl2使湿润的KI淀粉溶液变蓝色;阴极反应:2H2e=H2,阴极附近溶液呈碱性,使石蕊溶液变蓝色。2金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,则下列叙述中正确的是(已知:氧化性Fe2Ni2”“”或“”)通过阳离子交换膜的离子数。图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH,则a、b、c、d由小到大的顺序为_。电解一段时间后,B口与C口产生气体的质量比为_。解析:(1)开关K与a连接时,是原

13、电池装置,B极是阴极,电极反应式为Fe2e=Fe2。(2)若K与b连接,是电解池装置,且A是阳极、B是阴极;阳离子向阴极移动;阳极是Cl失电子生成Cl2,它能使湿润的淀粉KI试纸变蓝;阴极产生H2,故由阴、阳两极逸出的气体可知,要使电解液恢复到电解前的浓度需通入HCl气体而非加入盐酸。(3)由图示加入的物质可知,阳极是OH失e,阴极是H得e,据电荷守恒,则通过阳离子交换膜的K数大于通过阴离子交换膜的SO数。电解后生成的硫酸和KOH溶液的浓度均比原来的大,则bc,又因为碱溶液的pH大于酸溶液的pH,则:bacd。B口产生O2,C口产生H2,根据得失电子守恒知两者物质的量之比为12,则质量之比为8

14、1。答案:(1)Fe2e=Fe2(2)(3)2H2O4e=O24H(或4OH4e=2H2OO2)bacd819.电解原理在化学工业中有着广泛的应用。(1)如右图,其中a是电解液,X、Y是两块电极板。若X、Y是惰性电极,a是CuSO4溶液,则电解时的化学方程式为_。通电一段时间后,向烧杯中的电解质溶液中加入0.2 mol CuO粉末,电解质溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH,则电解过程中转移的电子的物质的量为_;当X、Y分别是铁和铜,a仍是CuSO4溶液,则Y极的电极反应式为_。(2)已知2价的铁的化合物通常具有较强的还原性,易被氧化。实验室用亚铁盐溶液与烧碱反应很难制得白色纯净的Fe(OH)2沉

15、淀,但是若用电解的方法却可以较易制得纯净的Fe(OH)2沉淀。制备装置如右图所示,其中a、b两电极材料分别为铁和石墨。a电极上的反应式为_。电解液d最好选_(填字母,下同)。A纯水BCuSO4溶液CNaOH溶液 DH2SO4溶液液体c为_。A四氯化碳 B硝基苯C苯 D乙醇解析:(1)用惰性电极电解CuSO4溶液时,化学方程式为2CuSO42H2O2CuO22H2SO4。通电一段时间后,向烧杯中的电解质溶液中加入0.2 mol CuO粉末,电解质溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH,说明在电解的过程中刚好生成了0.2 mol Cu和0.1 mol O2,所以转移的电子的物质的量为0.4 mol;当X、Y分别是铁和铜时,此反应为电镀,所以Y极的电极反应式为Cu2e=Cu2。(2)制备Fe(OH)2沉淀应在无氧环境下,所以液体c应选择密度比水小且与水不互溶的物质,所以选C。答案:(1)2CuSO42H2O2CuO22H2SO40.4 molCu2e=Cu2(2)Fe2e=Fe2CC

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