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2019-2020学年高中化学 第4章 电化学基础 第3节 电解池 第2课时 电解原理的应用课后提能层级练 新人教版选修4.doc

上传人:高**** 文档编号:827677 上传时间:2024-05-31 格式:DOC 页数:8 大小:2.55MB
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资源描述

1、第二课时电解原理的应用课后提能 层级练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:选A用石墨棒作阳极,A错误;粗Cu作阳极,纯铜作阴极,B正确;用涂镍碳钢网作阴极,C正确;镀件作阴极,Zn作阳极,D正确。选A。2关于镀铜和电解精炼铜,下列说法中正确的是()A都用粗铜作阳极、纯铜作阴极B电解液的成分都保持不变C阳极反应都只有Cu2e=Cu2D阴极反应都只有Cu22e=Cu解析:选D电镀时镀件作阴极,A项错误;电解精炼铜时电解液成分改变,B项错误;电解精炼铜时,

2、杂质若有比铜活泼的金属(如锌),则还会发生Zn2e=Zn2的反应,C项错误。3金属镍有广泛的用途,粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,用电解法制备高纯度的镍,下列叙述中正确的是()A阳极发生还原反应,其电极反应式为Ni22e=NiB电解过程中,阳极减少的质量与阴极增加的质量相等C电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2和Zn2D电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt解析:选D本题为“电解精炼铜”的迁移应用。阳极应发生氧化反应,A项错误;溶液中的阳离子主要为Ni2,根据金属原子的还原性和金属阳离子的氧化顺序,阳极反应为Zn2e=Zn2,Fe2e=Fe2,Ni2e=Ni2,Cu、Pt

3、在该条件下不失电子,阴极反应为Ni22e=Ni,Fe2、Zn2在该条件下不得电子,C项错误;比较两电极反应,因Zn、Fe、Ni的相对原子质量可能不等,当两极通过相同的电量时,阳极减少的质量与阴极增加的质量可能不等,B项错误。4如图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是()解析:选D电解饱和食盐水时,阴极生成H2,收集时试管口向下;阳极生成Cl2,通入淀粉碘化钾溶液时,溶液变蓝色。电子从直流电源流向电解池阴极,故D正确。5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

4、液的主要成分判断正确的是()Aa为正极,b为负极;NaClO和NaClBa为负极,b为正极;NaClO和NaClCa为阳极,b为阴极;HClO和NaClDa为阴极,b为阳极;HClO和NaCl解析:选B有关反应有2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2,Cl22NaOH=NaClNaClOH2O,因阳极生成Cl2,阴极生成NaOH,为使二者充分反应,Cl2应在下端产生,从而推知电源b为正极,a为负极,消毒液的主要成分是NaClO和NaCl。6用惰性电极电解饱和食盐水,当电源提供0.2 mol电子时停止通电。若此溶液体积为2 L,则所得电解液的pH是()A1B8C13 D14解析:选C电解饱和食盐

5、水时供给0.2 mol电子,则消耗的H为0.2 mol,同时产生OH为0.2 mol,溶液体积为2 L,pH13。7电解的应用比较广泛,回答下列问题:(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是_(填字母,下同)。aFe2O3 bNaClcCu2S dAl2O3(2)用CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是_。a电能全部转化为化学能b粗铜接电源正极,发生氧化反应c溶液中Cu2向阳极移动d利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属e若阳极质量减少64 g,则转移电子数为2NA个fSO的物质的量浓度不变(不考虑溶液体积变化)(3)如图为电

6、解精炼银的示意图,_(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银,若b极有少量红棕色气体生成,则生成该气体的电极反应式为_。解析:(1)电解法适合冶炼Na、Mg、Al等强还原性金属,在熔融状态下,分别电解NaCl、Al2O3冶炼Na和Al。Fe和Cu的还原性较弱,用Fe2O3、Cu2S等冶炼相应金属时,采用加还原剂还原法。(2)以CuSO4溶液为电解质溶液电解精炼铜时,粗铜作阳极,发生氧化反应,精铜作阴极,发生还原反应。Al、Zn、Cu在阳极被氧化,不活泼金属Au、Pt、Ag在阳极附近沉积,形成阳极泥,电解质溶液中Cu2向阴极移动,电解过程中,电能转化为化学能和热能,在溶液体积不变时,电解质溶液中c

7、(SO)不变。阳极质量减少的64 g包括Al、Zn及Cu,故当阳极质量减少64 g,电子转移数目不等于2NA个。(3)电解精炼银与电解精炼铜原理相似。电解精炼银装置中,含有杂质的粗银作阳极,电解池的阳极与电源的正极相连,则该装置中a极为含有杂质的粗银。该电解池的b极为阴极,阴极上有红棕色气体,则知NO被还原为NO2,电极反应式为NO2He=NO2H2O(或NO4H3e=NO2H2O,2NOO2=2NO2)。答案:(1)bd(2)bdf(3)aNO2He=NO2H2O(或NO4H3e=NO2H2O,2NOO2=2NO2)8对某滴有酚酞的饱和NaCl溶液在如图装置中进行电解,回答下列问题:(1)C

8、极现象为_,Fe极(含其周围的溶液)现象为_。(2)若电解一段时间以后,将电源反接,C极电极反应式为_,溶液中可以观察到的现象是_,再向该溶液中通入O2,又会观察到的现象是_。解析:(1)如图连接时,阳极为惰性电极,Cl放电;阴极为H放电,打破了水的电离平衡,故阴极区OH浓度增大,呈碱性。(2)反接时,阳极为活泼电极,Fe溶解,与溶液中的OH反应生成沉淀,通入O2以后,发生反应4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。答案:(1)有黄绿色气体生成有无色气体生成且电极附近的溶液变红(2)2H2e=H2有白色沉淀生成白色沉淀迅速变成灰绿色最后变成红褐色1(2019青岛市黄岛区高二检测)用铂电

9、极电解相同浓度的盐酸和硫酸,电解一段时间后,下列说法可能正确的是()A盐酸和硫酸的浓度都增大B盐酸和硫酸的浓度都减小C盐酸的浓度减小,硫酸的浓度增大D盐酸的浓度增大,硫酸的浓度减小解析:选C根据阴离子放电顺序:ClOHSO,盐酸电解出氢气和氯气,溶质被消耗,浓度下降;而电解硫酸等于电解水,溶剂被消耗,浓度增大。C符合题意。2如图为电解饱和食盐水的简单装置,下列有关说法正确的是()A电解一段时间后,向蛋壳内的溶液中滴加几滴酚酞,呈红色B蛋壳表面缠绕的铁丝上发生氧化反应C铁丝表面生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝D蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触解析:选D碳棒在蛋壳内,溶液中的Cl

10、在该极失电子被还原,溶液的碱性不增强,A项错误;蛋壳表面缠绕的铁丝作阴极,H在该极发生还原反应得到氢气,B项错误;铁丝表面生成的气体是氢气,不能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,C项错误;蛋壳在该实验中的作用是阻止气体通过,D项正确。3用如图所示装置除去含CN、Cl废水中的CN时,控制溶液pH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阳极的电极反应式为Cl2OH2e=ClOH2OC阴极的电极反应式为2H2O2e=H22OHD除去CN的反应:2CN5ClO2H=N22CO25ClH2O解析:选D由题意可知,废水中含有CN、Cl,溶液呈碱性,

11、阳极产生ClO,所以电解池中阳极应该是Cl失电子,阳极不能是活性电极Fe,A正确;由题意可知阳极是Cl失电子生成ClO,又在碱性环境下,所以电极反应式为Cl2OH2e=ClOH2O,B正确;阴极是H2O得电子发生还原反应,2H2O2e=H22OH,C正确;因为是碱性环境,所以在反应物中不可能出现H,正确的离子方程式:5ClO2CNH2O=5Cl2CO2N22OH,D错误。4电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O)时,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在反应Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O,最后Cr3以 Cr(OH)3形式除去。下列说法不正确的是()A阳极反应为Fe2e=Fe2B电

12、解过程中溶液pH不会变化C过程中有Fe(OH)3沉淀生成D电路中每转移12 mol电子,最多有1 mol Cr2O被还原解析:选B电解时用铁作阳极,失去电子生成Fe2,Fe2将废水中的Cr2O还原为Cr3,A项正确;阴极反应式为2H2e=H2,溶液的pH变大,B项错误;电解过程中H在阴极放电,Fe2还原Cr2O时也消耗H,使溶液的pH升高, Fe3转化为Fe(OH)3沉淀,C项正确;根据电极反应式Fe2e=Fe2,可知每转移12 mol e生成6 mol Fe2,6 mol Fe2可还原1 mol Cr2O,D项正确。5三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池,其电解法制备过程如下:用NaO

13、H调NiCl2溶液pH至7.5,加入适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO,把二价镍氧化为三价镍。以下说法不正确的是()A可用铁作阳极材料B电解过程中阴极附近溶液的pH升高C阳极方程式为2Cl2e=Cl2D1 mol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过了1 mol 电子解析:选A由题意知电极反应,阳极:2Cl2e=Cl2,阴极:2H2e=H2,阴极溶液呈碱性,pH升高,故A错误,B、C正确;由Ni2Ni3,失去1 mol e,外电路中转移 1 mol e,即Cl失去1 mol e,H得到1 mol e,故D正确。6如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂,在A池

14、中加入0.05 molL1的CuCl2溶液,B池中加入0.1 molL1的AgNO3溶液,进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是()A2241 B1121C2111 D2121解析:选A由电解规律可知:a、c为阴极,b、d为阳极。a极上析出Cu,b极上析出Cl2,c极上析出Ag,d极上析出O2。由电子守恒可得出:2eCuCl22Ag O2,所以a、b、c、d四个电极上所析出物质的物质的量之比为2241。7(1)以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为_;取少量废电解液,加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因为_。(2)

15、利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为_(填化学式)溶液,阳极电极反应式为_,电解过程中Li向_(填“A”或“B”)电极迁移。解析:(2)根据电解装置图,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液,B区产生H2,电极反应式为2H2e=H2,剩余OH与Li结合生成LiOH,所以B极区电解液为LiOH溶液,B电极为阴极,则A电极为阳极,阳极区电解液为LiCl溶液,电极反应式为2Cl2e=Cl2,电解过程中Li向B电极迁移。答案:(1)2Al3H2O6e=Al2O36HHCO与H反应放出气体,c(H)减小,平衡Al33H2OAl(OH)33H向右移动

16、,产生Al(OH)3沉淀(2)LiOH2Cl2e=Cl2B8如图所示,通电5 min后,第极增重2.16 g,此时CuSO4恰好电解完。设A池中原混合溶液的体积为 200 mL。(1)电源F为_极;第极为_极;B池为_池。(2)A池中第极上的电极反应式为_。(3)通电前A池中原混合溶液Cu2的浓度为_。解析:(1)由第极增重2.16 g可知,是电解池的阴极,是电解池的阳极,E是电源的负极,F是电源的正极。又因为B池的阳极是银,电解质是硝酸银,故该池是电镀池。(2)A池中,第极只发生反应4OH4e=2H2OO2。(3)因为第极增重2.16 g是银的质量,即转移电子是2.16 g108 gmol10.02 mol,而第极反应为Cu22e=Cu,故原Cu2物质的量为0.02 mol0.01 mol,故Cu2的物质的量浓度为0.05 molL1。答案:(1)正阳电镀(2)4OH4e=2H2OO2(3)0.05 molL1

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