《创新设计》2014-2015学年高中化学课堂讲义（人教版选修四）配套试题：第四章 第三节　电解池 第2课时　电解原理的应用.doc

1、第2课时电解原理的应用经典基础题题组1电解原理应用1关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是()A电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色D电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性答案B解析电解食盐水时发生的反应：阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2H2O2e=H22OH总反应：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2对照分析选项，A错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后发生反应：Cl22I=I22Cl，溶液呈棕色，B正确；阴极附近产生大量的OH，滴加酚酞试液后变红色，C

2、错误；电解后生成NaOH，溶液呈碱性，D错误。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答案D解析A项电镀时镀件作阴极；B项电解精炼铜时电解液成分改变；C项电解精炼铜时，杂质若有比铜活泼的金属(如锌)，则还会发生Zn2e=Zn2的反应。3下列有关电化学的示意图中正确的是()答案D解析选项A，Zn应为原电池负极，Cu为原电池正极。选项B，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。选项C，粗铜应连接电源正极。选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl在阳极放电产生Cl2，溶液中的H在阴极获

3、得电子而产生H2，正确。4欲在金属表面镀银，应把镀件接在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是()AAg和AgCl溶液 BAg和AgNO3溶液CFe和AgNO3溶液 DPt和Ag2SO4溶液答案B解析电镀槽中，要求镀件作阴极，可用镀层金属作阳极，电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液，A项中AgCl和D项中Ag2SO4均为沉淀，只有B项符合要求。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NaOH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

4、铁作阳极材料B电解过程中阴极附近溶液的pH升高C阳极反应方程式为：2Cl2e=Cl2D1 mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1 mol电子答案A解析由题意知电极反应，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。6臭氧是常见的强氧化剂，广泛用于水处理系统。制取臭氧的方法很多，其中高压放电法和电解纯水法原理如下图所示，下列有关说法不正确的是()A高压放电法，反应的原理为3O22O3B高压放电出来的空气中，除含臭氧外还含有氮的氧化

5、物C电解时，电极b周围发生的电极反应有3H2O6e=O36H和2H2O4e=O24HD电解时，H由电极a经聚合固体电解质膜流向电极b答案D解析高压放电法与闪电条件下氧气部分转化为臭氧类似，其反应的原理为：3O22O3，因空气中还含有氮气，放电条件下，氮气也能与氧气反应，故有氮氧化物生成，A、B两项均正确；观察上图电解法制臭氧，可发现有氢气放出，必由水还原生成，发生还原反应，故a为阴极；同理，由水生成氧气和臭氧，发生氧化反应，C项正确；因b为阳极，电解质中的阳离子移向阴极，故D项错误。题组2电解的有关计算7用惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.010 0 mol，则阴极上

6、析出Cu的质量为()A0.64 g B1.28 g C2.56 g D5.12 g答案B解析用惰性电极电解CuSO4溶液，在阳极产生的气体为O2，由4OH4e=2H2OO2知，产生0.010 0 mol的O2转移0.040 0 mol电子，则根据Cu22e=Cu可推出应析出0.020 0 mol的铜，其质量为1.28 g。8用石墨作电极电解n价金属的硝酸盐溶液，当阴极上析出m g金属时，阳极上产生560 mL(标准状况)气体，此金属的相对原子质量应为()A10mn B10m C10n D40mn答案A解析阳极反应：4OH4e=O22H2O，当生成560 mL O2时转移0.1 mol电子，阴极

7、为Mn得电子，即Mnne=M，根据反应中转移0.1 mol电子和生成m g金属，则，解得Mr(M)10mn。9在水中加等物质的量的Ag、Ba2、Na、SO42、NO3、Cl，将该溶液放在用惰性电极作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量比为()A35.5108 B16207C81 D10835.5答案C解析溶液中的六种离子，有四种发生反应生成沉淀：AgCl=AgCl、Ba2SO42=BaSO4，最后溶液就成了NaNO3溶液；而电解NaNO3溶液，实质就是电解水，电解方程式为2H2O2H2O2。氧化产物和还原产物的质量之比为m(O2)m(H2)(1 mol32 gmol1)(2 m

8、ol2 gmol1)81，即C项正确。10常温下用石墨作电极，电解100 mL 0.1 molL1的Cu(NO3)2和0.1 molL1的AgNO3组成的混合溶液，当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12 L时，假设溶液体积不变，下列说法正确的是()A阴极增重1.4 g B所得溶液pH1C阴极增重0.64 g D所得溶液pH1答案B解析阴极可以放电的离子依次为0.01 mol Ag、0.01 mol Cu2，阳极可以放电的阴离子只有OH。当阳极生成1.12 L O2时，电路中通过电子：n(e)0.05 mol40.2 mol，此时Ag、Cu2已全部析出，质量：0.01 mol108 g

9、mol10.01 mol64 gmol11.72 g。因为当Ag、Cu2全部析出以后，相当于电解水，H不再增加，所以生成的H所带电荷与0.01 mol Ag、0.01 mol Cu2所带电荷相等。则溶液中生成：c(H)0.3 molL1，pH1。当阴极生成1.12 L H2时，表明Ag、Cu2已经放电完全。阴极增重、溶液pH与以上相等。能力提升题11. 电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，X、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，请回答以下问题：(1)电解池中X极上的电极反应式为_。在X极附近观察到的现象是_。(2)Y电极上的电极反应式

10、为_，检验该电极反应产物的方法是_。答案(1)2H2e=H2放出气体，溶液变红(2)2Cl2e=Cl2把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色解析据图可知，X是阴极，Y是阳极，阴极反应式是2H2e=H2，现象为放出气体，溶液变红；阳极反应式是2Cl2e=Cl2，检验氯气，可用湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色即证明有氯气产生。12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_。答案(

11、1)正阳电镀(2)4OH4e=2H2OO2(3)0.05 molL1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。13如图所示X、Y分别是直流电源的两极，Z溶液可能为：稀硫酸；NaOH溶液；Na2SO4溶

12、液；CuCl2溶液；NaCl溶液；稀盐酸；CuSO4溶液。(1)若通电后发现a、b两电极上均有气体产生，且V(a)V(b)21，则电极a为_极，发生的电极反应式为_，电极b为_极，发生的电极反应式为_，Z溶液可能为_(写序号，下同)。若产生的气体体积比11，则阳极的电极反应式为_，Z溶液可能为_。(2)若通电后出现a电极的质量增加，b电极上有无色无味气体产生，则电极a为_极，发生的电极反应式为_，Z溶液可能为_。(3)若通电后出现a电极的质量减少，b电极质量增加，且质量变化值相等。则该装置可能为_装置，Z溶液可能为_，a电极反应式为_。答案(1)阴2H2e=H2阳4OH4e=O22H2O2Cl

13、2e=Cl2(2)阴Cu22e=Cu(3)电镀Cu2e=Cu2解析(1)由题给信息，电解时两极均产生气体，若气体体积比为21，则应为电解水型，a为阴极，产生氢气，b为阳极，产生氧气，Z溶液可能为可溶性强碱(如NaOH)、含氧酸(如H2SO4)或者活泼金属的含氧酸盐(如Na2SO4)；若产生气体体积比为11，则可能为电解盐酸或NaCl溶液。阴、阳极产生的气体分别为H2和Cl2；(2)由电解现象可知，a有金属析出，则a为阴极，Z溶液为CuSO4溶液；(3)由a电极质量减少，b电极质量增加可知，该电解装置为电镀池，Z可能的溶液为CuCl2溶液或CuSO4溶液，电极a材料为纯铜。14某课外活动小组准备

14、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的组合是_(从下列五项中选择所有可能组合，第(3)小题也在这五项中选择)。AK1和K2 BK1和K3CK1和K4 DK2和K3EK2和K4 (3)丙同学准备在Fe上镀Cu，选择了用某种盐来配制电镀液，则该盐中应含的阳离子为_，实验时，应闭合的电键的组合是_。答案(1)Zn2e=Zn2(2)CuCl2CuCl2C、D(3)Cu2D解析(1)甲同学在实验中将电键K5闭合，形成CuZn稀硫酸的原电池，Zn较活泼失电子：Zn2e=Zn2。(2)乙同学准备进行电解CuCl2溶液的实验，形成电解池，需外加电源，需闭合K1和K4或K2和K3，电解CuCl2溶液实质是电解溶质CuCl2：CuCl2CuCl2。(3)丙同学准备在Fe上镀Cu，所以Cu作电镀池的阳极，Fe作电镀池的阴极，电解液中含Cu2。