2018-2019學年高中化學 第04章 電化學基礎(chǔ) 專題4.3.2 電解原理的應用（測）新人教版選修4.doc

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4-3-2 電解池（第二課時）1用石墨作電極，電解下列物質(zhì)的溶液，其實質(zhì)不是電解水的是( )ANaNO3 BNaOH CNa2SO4 DNaCl【答案】D【解析】四個選項中陽離子相同，放電順序為H+(水)Na+，陰離子的放電順序為Cl-OH-含氧酸根，因此在陽極A、B、C三項均為OH-放電；而D項在陽極上為Cl-放電，故D項不是電解水。2用惰性電極電解下列溶液，其中隨著電解的進行，溶液pH逐漸減小的是( )氯化鈉溶液 硫酸銅溶液 氫氧化鈉溶液 稀硫酸 稀鹽酸 硫酸鈉溶液A B C D 【答案】C 3關(guān)于電解NaCl水溶液,下列敘述正確的是( )A電解時在陽極得到氯氣,在陰極得到金屬鈉B若在陽極附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色C若在陰極附近的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈無色D電解一段時間后,將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中,充分攪拌后溶液呈中性【答案】B【解析】電解食鹽水時發(fā)生的反應:陽極:2Cl-2e-Cl2陰極:2H2O+2e-H2+2OH-總反應:2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2對照分析選項,A錯誤;陽極附近的溶液中會溶有少量的Cl2,滴加KI溶液后發(fā)生反應:Cl2+2I-I2+2Cl-,溶液呈棕色,B正確;陰極附近產(chǎn)生大量的OH-,滴加酚酞后變紅色,C錯誤;電解后生成NaOH,溶液呈堿性,D錯誤。4關(guān)于鍍銅和電解精煉銅,下列說法中正確的是( )A都用粗銅作陽極、純銅作陰極B電解液的成分都保持不變C陽極反應都只有Cu-2e-Cu2+D陰極反應都只有Cu2+2e-Cu【答案】D 5某學生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器,用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液,通電時,為使Cl2被完全吸收制得有較強殺菌能力的消毒液,設(shè)計了如圖所示的裝置,以下對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是( ) Aa為正極,b為負極;NaClO和NaClBa為負極,b為正極;NaClO和NaClCa為陽極,b為陰極;HClO和NaClDa為陰極,b為陽極;HClO和NaCl【答案】B【解析】電解飽和食鹽水的方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,NaOH在陰極區(qū)生成,Cl2在陽極區(qū)生成,按照該學生制作的豎直的家用環(huán)保型消毒裝置,若將陽極置于上方,則氯氣一生成即逸出,不能與NaOH反應。顯然,應將陽極置于下方,陰極置于上方,下方陽極生成的氯氣通過溶液時即可很好地被陰極生成的NaOH吸收。反應為Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。還應注意的是圖中電極a、b是電源的電極而非電解池的電極。與電解裝置上方陰極相連的a為電源的負極,則b為正極。6用惰性電極電解M(NO3)x的水溶液，當陰極上增重a g時，在陽極上同時產(chǎn)生b L氧氣(標準狀況)，從而可知M的相對原子質(zhì)量為( )A B C D【答案】C 7Cu2O是一種半導體材料，基于綠色化學理念設(shè)計的制取Cu2O的電解池示意圖如圖所示，電解總反應為2CuH2OCu2OH2。 下列說法正確的是 A 石墨電極上產(chǎn)生氫氣B 銅電極發(fā)生還原反應C 銅電極接直流電源的負極D 當有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.1 mol Cu2O生成【答案】A【解析】石墨作陰極，陰極上是溶液中的H+反應，電極反應為2H+2e-H2，A項正確；由電解總反應可知，Cu參加了反應，所以Cu作電解池的陽極，發(fā)生氧化反應，B項錯誤；陽極與電源的正極相連，C項錯誤；陽極反應為2Cu+2OH-2e-Cu2O+H2O，當有0.1 mol 電子轉(zhuǎn)移時，有0.05 mol Cu2O生成，D項錯誤。8下列有關(guān)電解原理的說法中不正確的是A電解飽和食鹽水時，一般用鐵作陽極，碳作陰極B電鍍時，通常用待鍍的金屬制品作陰極，用鍍層金屬作陽極C對于冶煉像鈉、鈣、鎂、鋁等活潑的金屬，電解法幾乎是唯一可行的工業(yè)方法D電解精煉銅時，用純銅板作陰極，粗銅板作陽極【答案】A【解析】電解飽和食鹽水時，F(xiàn)e不可作陽極，否則會發(fā)生反應：Fe2eFe2+。9關(guān)于電解NaCl水溶液，下列敘述正確的是A若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液，溶液呈無色B若在陽極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C電解時在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉D電解一段時間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分攪拌后溶液呈中性【答案】B 10下列裝置，可達到鐵片上鍍鋅目的的是A B C D 【答案】C【解析】鐵片上鍍鋅，電鍍中電解液含有鍍層金屬，待鍍金屬作陰極，鍍層金屬作陽極，故選項C正確。11下列敘述正確的是 鋅跟稀硫酸反應制取氫氣，加入少量硫酸銅溶液能加快反應速率 鍍層破損后，白鐵（鍍鋅的鐵）比馬口鐵（鍍錫的鐵）更易腐蝕 電鍍時，應把鍍件置于電解槽的陰極 冶煉鋁時，用電解熔融氧化鋁的方法 鋼鐵表面常易銹蝕生成Fe2O3nH2OA B C D【答案】B 12下圖有關(guān)電化學的示意圖正確的是A B C D 【答案】D【解析】A錫比銅活潑，是負極，故A錯誤；B電解精煉時，粗銅作陽極，則粗銅與電源的正極相連，作陽極，故B錯誤；C電鍍時鍍層金屬作陽極，鐵片上鍍鋅，所以鋅為陽極，即鋅片與正極相連，故C錯誤；D電解飽和食鹽水，陽極發(fā)生氧化反應生成氯氣，檢驗氯氣用碘化鉀淀粉溶液，陰極發(fā)生還原反應生成氫氣和氫氧化鈉，氫氧化鈉能使酚酞變紅色，該裝置能驗證氯化鈉溶液的電解產(chǎn)物，故D正確。13如圖是工業(yè)電解飽和食鹽水的裝置示意圖，下列說法中不正確的是 A裝置出口處的物質(zhì)是氯氣B出口處的物質(zhì)是氫氣，該離子交換膜只能讓陽離子通過C裝置中發(fā)生的反應的離子方程式2Cl+2H+Cl2+H2D該裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學能【答案】C 14如圖所示，甲為鋅銅原電池裝置，乙為電解熔融氯化鈉裝置。則下列說法中正確的是 A甲裝置中鋅為負極，發(fā)生還原反應，銅為正極，發(fā)生氧化反應B甲裝置中鹽橋的作用是使反應過程中ZnSO4溶液和CuSO4溶液保持電中性C乙裝置中鐵極的電極反應式為：2Na 2e2Na+D乙裝置中B是氯氣出口，A是鈉出口【答案】B【解析】甲裝置為原電池，Zn為負極，發(fā)生氧化反應，Cu為正極，發(fā)生還原反應，A錯誤；乙裝置中鐵為陰極，發(fā)生反應2Na+2e2Na，C錯誤；石墨為陽極，發(fā)生反應2Cl 2eCl2，A為Cl2出口，B是Na出口，D錯誤。15某課外活動小組準備用如圖所示的裝置進行實驗。現(xiàn)有甲、乙、丙三位同學分別選擇了如下電極材料和電解質(zhì)溶液：A電極B電極X溶液來源甲CuZnH2SO4乙PtPtCuCl2丙FeCu？（1）甲同學在實驗中將電鍵K5閉合，Zn電極上的電極反應式為_；（2）乙同學準備進行電解CuCl2溶液的實驗，則電解時的總反應方程式為_；實驗時應閉合的電鍵組合是_。(從下列五項中選擇所有可能組合，第三小題也在這五項中選擇)AK1和K2BK1和K3CK1和K4DK2和K3EK2和K4（3）丙同學準備在Fe上鍍Cu，選擇了某種鹽來配制電鍍液，則該鹽的化學式為_，實驗時，應閉合的電鍵組合是_(選項如上)?！敬鸢浮浚?）Zn2e=Zn2（2）CuCl2CuCl2 C、D（3）CuCl2或CuSO4 D 16鋁和氫氧化鉀都是重要的工業(yè)產(chǎn)品。請回答：（1）工業(yè)冶煉鋁的化學方程式是_。（2）鋁與氫氧化鉀溶液反應的離子方程式是_。（3）工業(yè)級氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸根雜質(zhì)，可用離子交換膜法電解提純。電解槽內(nèi)裝有陽離子交換膜(只允許陽離子通過)，其工作原理如圖所示。 該電解槽的陽極反應式是_。通電開始后，陰極附近溶液pH會增大，請簡述原因_。除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從液體出口_(填寫“A”或“B”)導出?！敬鸢浮浚?）2Al2O3(熔融)4Al3O2（2）2Al2OH2H2O=2AlO23H2（3）4OH4e=2H2OO2H放電，促進水的電離，OH濃度增大B 17氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程示意圖如下： 依據(jù)上圖，完成下列填空：（1）在電解過程中，與電源正極相連的電極上所發(fā)生反應的電極反應式為_，與電源負極相連的電極附近，溶液pH_(選填“不變”、“升高”或“下降”)。（2）工業(yè)食鹽中含Ca2、Mg2等雜質(zhì)，精制過程中除去這些雜質(zhì)時發(fā)生反應的離子方程式為_、_。（3）如果粗鹽中SO42含量過高，必須添加鋇試劑除去SO42，該鋇試劑可以是_(填寫字母序號，下同)。ABa(OH)2 BBa(NO3)2 CBaCl2（4）為有效除去Ca2、Mg2、SO42，加入試劑的合理順序為_。A先加NaOH，后加Na2CO3，再加鋇試劑B先加NaOH，后加鋇試劑，再加Na2CO3C先加鋇試劑，后加NaOH，再加Na2CO3（5）脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過_、冷卻、_(填寫操作名稱)除去NaCl。（6）用隔膜法電解食鹽水時，電解槽分隔為陽極區(qū)和陰極區(qū)，防止Cl2與NaOH反應；采用無隔膜法電解冷的食鹽水時，Cl2與NaOH充分接觸，得到的產(chǎn)物僅是NaClO和H2，則與該反應相應的化學方程式為_。【答案】（1）2Cl2e=Cl2 升高（2）Ca2CO32=CaCO3Mg22OH=Mg(OH)2（3）AC （4）BC （5）蒸發(fā) 過濾（6）NaClH2ONaClOH2(或2NaCl2H2OH2Cl22NaOH；Cl22NaOH=NaClNaClOH2O) （4）除去雜質(zhì)時加入Ba2和OH，無先后之分，但Na2CO3一定要在最后加入，因為CO32還要除去多余的Ba2，過濾沉淀后即認為NaCl被提純，選B、C。（5）脫鹽實際上是分離NaOH和NaCl，由于NaCl溶解度小，因而NaCl首先析出，其操作過程是蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶，經(jīng)過濾得NaCl晶體，濾液進一步精制得NaOH。（6）將2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2和Cl22NaOH=NaClNaClOH2O合并，即可得出答案。18如圖所示是某實驗小組電解氯化鈉溶液（含酚酞）的裝置。有毒氣體收集的裝置省略沒有畫出，兩電極均是石墨電極。 （1）a電極的名稱 。（2）電解過程中a極區(qū)域觀察到的現(xiàn)象 。（3）電解的總反應離子方程式為 。（4）某實驗小組用1.6 A電流電解6.02 min，在陰極可以生成 mL（標準狀況）氣體（一個電子的電量為 1.61019 C）。（5）若將b電極換成鐵作電極，電解一段時間后U型管底部出現(xiàn)紅褐色沉淀，請用化學方程式解釋這一現(xiàn)象，寫出總反應的化學方程式 ?！敬鸢浮浚?）陰極 （2）a極區(qū)有氣泡產(chǎn)生、溶液變成紅色（3）2Cl+2H2OCl2+H2+2OH （4）67.2（5）4Fe+10H2O+O24Fe(OH)3+4H2 （4）電解池中通過的電荷量為Q=It=1.66.0260 C。通過的電子數(shù)為n=6.02601019個=6.0103 mol。根據(jù)H2O+2e=H2+2OH可知此時生成氫氣3.0103 mol。V(H2)= n(H2)Vm=3.0103 mol22.4 L/mol103 mL/L=67.2 mL。（5）若將b電極換成鐵作電極，電解液仍為NaCl溶液，b電極上鐵失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為Fe2e=Fe2+，陰極附近生成氫氧根離子，亞鐵離子和氫氧根離子生成Fe(OH)2白色沉淀，F(xiàn)e(OH)2被氧化生成紅褐色的Fe(OH)3，該反應過程的總反應化學方程式為4Fe+10H2O+O24Fe(OH)3+4H2。