2019-2020年高中化學 4.3電解池 第2課時練習 新人教版選修4.doc

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2019-2020年高中化學 4.3電解池 第2課時練習 新人教版選修4 1．下列描述中，不符合生產實際的是(　　) A．電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極 B．電解法精煉粗銅，用純銅作陰極 C．電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網作陰極 D．在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極 【解析】　電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用碳作陽極，如果用鐵作陽極，則鐵失電子而消耗，故A不對；B、C、D符合生產實際，正確。 【答案】　A 2．粗銅中除含有銅以外，還含有少量 鋅、鐵、銀，在如圖所示的裝置中，用純銅和粗銅分別作為兩極進行電解，下列有關敘述中，正確的是(　　) A．可檢測到電解液中有Zn2＋、Fe2＋ B．可檢測到電解液中有Fe3＋、Zn2＋、Ag＋ C．電解過程中，溶液中的銅離子濃度保持不變 D．通電一段時間后，取出兩極，稱得粗銅極減小的質量等于純銅極增加的質量 【解析】　粗銅上發(fā)生反應：Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Cu－2e－===Cu2＋；銀以單質形式沉積于陽極底部形成陽極泥，純銅上發(fā)生反應：Cu2－＋2e－===Cu，結合電子守恒可知，溶液中的銅離子濃度略有減小，粗銅極減小的質量不等于純銅極增加的質量。 【答案】　A 3．電解硫酸銅溶液時，若要達到以下三個要求：①陽極質量減少?、陉帢O質量增加　③電解液中c(Cu2＋)基本不變，則可選用的電極是(　　) A．純銅作陽極，含鋅、銀的銅合金作陰極 B．含鋅、銀的銅合金作陽極，純銅作陰極 C．純鐵作陽極，純銅作陰極 D．用石墨作陽極，用惰性電極作陰極 【解析】　根據題目的三個要求，很明顯為電鍍銅原理，則選擇純銅作陽極就能保證陽極質量減少，陰極質量增加，電解液中c(Cu2＋)基本不變。 【答案】　A 4.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，設計了如圖的裝置，則對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是(　　) A．a為正極，b為負極；NaClO和NaCl B．a為負極，b為正極；NaClO和NaCl C．a為陽極，b為陰極；HClO和NaCl D．a為陰極，b為陽極；HClO和NaCl 【解析】　有關反應有2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，因陽極生成Cl2，陰極生成NaOH，為使二者充分作用，Cl2應在下端產生，從而推知電源b為正極，a為負極，消毒液的主要成分是NaCl、NaClO。 【答案】　B 5．欲在金屬表面鍍銀，應把鍍件掛在電鍍池的陰極。下列各組中，選用的陽極金屬和電鍍液均正確的是(　　) A．Ag和AgCl溶液 B．Ag和AgNO3溶液 C．Pt和Ag2CO3溶液 D．Pt和Ag2SO4溶液 【解析】　電鍍槽中，要求鍍件作陰極，可用鍍層金屬作陽極，利用其陽極溶解提供鍍層金屬，也可用惰性電極材料作陽極，鍍層金屬則由電鍍液提供；電鍍液通常采用含有鍍層金屬離子的鹽溶液，由于A、C、D中AgCl、Ag2CO3和Ag2SO4均為沉淀，只有B符合要求。 【答案】　B 6．用惰性電極電解AgNO3溶液，下列說法不正確的是(　　) A．電解過程中陰極質量不斷增加 B．電解過程中溶液的pH不斷降低 C．此時向溶液中加入適量的Ag2O固體可使溶液恢復到電解前的狀況 D．電解后兩極產生的氣體體積比為2∶1 【解析】　解決有關電解問題首先應注意電極材料，在此基礎上寫出電極反應和總的電解反應式，根據總的電解反應式來分析電解前后的物質變化和溶液濃度變化，分析溶液的pH變化必須注意原溶液的pH情況。用惰性電極電解AgNO3溶液，總的電極反應式為4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3?？芍宏帢O上析出Ag，陽極上放出O2，故A正確、D錯誤；由于生成HNO3溶液，pH應不斷降低，B正確；要使溶液恢復電解前的狀況，要看加入的物質在溶液中的反應：2Ag2O＋4HNO3===4AgNO3＋2H2O；得到的物質恰好是反應掉的物質，可以使溶液恢復電解前的狀況，C正確。 【答案】　D 7．用石墨作電極電解CuCl2和KCl的混合溶液，電解初期陰極和陽極分別析出的物質是(　　) A．H2、Cl2 B．Cu、Cl2 C．H2、O2 D．Cu、O2 【解析】　本題考查離子放電順序，溶液中的離子有Cu2＋、K＋、H＋及Cl－、OH－五種離子，得電子能力Cu2＋>H＋>K＋，失電子能力：Cl－>OH－，所以電解初期：陰極：Cu2＋＋2e－===Cu，陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑，故選B。 【答案】　B 8.某小組為研究電化學原理，設計如圖裝置。下列敘述不正確的是(　　) A．a和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出 B．a和b用導線連接時，銅片上發(fā)生的反應為：Cu2＋＋2e－===Cu C．無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液均從藍色逐漸變成淺綠色 D．a和b分別連接直流電源正、負極，電壓足夠大時，Cu2＋向銅電極移動 【解析】　a、b不連接，未形成原電池，Cu2＋與Fe在接觸面上直接反應，A項正確；a、b用導線連接，銅片作正極，Cu2＋在該電極上得電子，B項正確；a、b連接與否，溶液中的Cu2＋均得電子發(fā)生還原反應生成Cu，Fe均失電子發(fā)生氧化反應生成Fe2＋，故溶液均從藍色逐漸變成淺綠色，C項正確；a與電源正極相連時，Cu片作陽極，Cu2＋向Fe電極移動，D項錯誤。 【答案】　D 9．如圖是電解飽和食鹽水(含酚酞)的裝置。有毒氣體收集的氯化鈉裝置省略沒有畫出，兩電極均是惰性電極。 (1)a電極的名稱________。 (2)電解過程中觀察到的現象：____________________________ (3)確定N出口的氣體最簡單的方法是_____________________。 (4)電解的總反應離子方程式為_________________________。 (5)若將b電極換成鐵作電極，寫出在電解過程中U形管底部出現的現象______________________________。 【解析】　根據電子的流向，可以判斷a極的名稱，a極連接的是直流電源電子流出的一極，為負極，因此，a極是電解池的陰極；那么b極為陽極，產物為Cl2，檢驗Cl2的方法是用濕潤的淀粉KI試紙；當將b極改為鐵電極時，鐵失去電子變成陽離子進入溶液，與陰極放出H2后剩余的OH－結合，首先生成Fe(OH)2沉淀，然后轉化為Fe(OH)3沉淀。 【答案】　(1)陰極　(2)兩極均有氣泡產生；a極區(qū)溶液變成紅色；b極液面上氣體變?yōu)辄S綠色；b極區(qū)溶液變?yōu)闇\黃綠色 (3)用濕潤的淀粉KI試紙檢驗，若試紙變藍，則是Cl2 (4)2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ (5)底部有白色沉淀產生，很快變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色 10．鋁和氫氧化鉀都是重要的工業(yè)產品。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，可用離子交換膜法電解提純。 電解槽內裝有陽離子交換膜(只允許陽離子通過)，其工作原理如圖所示。 ①該電解槽的陽極反應式是______________________________ ______________________________________________________。 ②通電開始后，陰極附近溶液pH會增大，請簡述原因 ______________________________________________________。 ③除去雜質后的氫氧化鉀溶液從液體出口________(填寫“A”或“B”)導出。 【解析】　(1)、(2)問主要考查教材的基礎知識，應該屬于得分的題目，(3)中根據電解原理，陽極應是OH－失電子，所以電極反應式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，而陰極為H＋放電，促進水的電離，使OH－濃度增大，所以pH增大，根據陽離子交換膜的特點，K＋可從陽極區(qū)進入陰極區(qū)和OH－組成KOH，從而可在陰極區(qū)得到純的KOH溶液，故液體應從B口導出。 【答案】　(1)2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ (2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ (3)①4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ ②H＋放電，促進水的電離，OH－濃度增大 ③B 11．(xx廣東高考)某同學組裝了如圖所示的電化學裝置，電極Ⅰ為Al，其他均為Cu，則(　　) A．電流方向：電極Ⅳ→A→電極Ⅰ B．電極Ⅰ發(fā)生還原反應 C．電極Ⅱ逐漸溶解 D．電極Ⅲ的電極反應：Cu2＋＋2e－===Cu 【解析】　當多個池串聯(lián)時，兩電極材料活潑性相差大的作原電池，其他池作電解池，由此可知圖示中左邊兩池組成原電池，右邊組成電解池。A.電子移動方向：電極Ⅰ→A→電極Ⅳ，電流方向與電子移動方向相反，A正確。B.原電池負極在工作中失電子，被氧化，發(fā)生氧化反應，B錯誤。C.原電池正極為得電子極，銅離子在電極Ⅱ上得電子，生成銅單質，該電極質量逐漸增大，C錯誤。D.電解池中陽極為非惰性電極時，電極本身失電子，形成離子進入溶液中，因為電極Ⅱ為正極，因此電極Ⅲ為電解池的陽極，其電極反應式為Cu－2e－===Cu2＋，D錯誤。 【答案】　A 12．原電池與電解池在生活和生產中有著廣泛應用。下列有關判斷中錯誤的是(　　) A．裝置①研究的是電解CuCl2溶液，b電極上有紅色固體析出 B．裝置②研究的是金屬的吸氧腐蝕，Fe上的反應為Fe－2e－===Fe2＋ C．裝置③研究的是電解飽和食鹽水，B電極發(fā)生的反應：2Cl－－2e－===Cl2↑ D．三個裝置中涉及的主要反應都是氧化還原反應 【解析】　裝置②中右邊導氣管中液面上升，說明左邊大試管中氧氣減少，B選項正確；由電源正負極可知B電極為陰極，發(fā)生得電子的還原反應，C選項錯誤。 【答案】　C 13．加“碘”食鹽較多的使用了碘酸鉀(KIO3)，碘酸鉀在工業(yè)上可用電解法制取。以石墨和不銹鋼為電極，以KI溶液為電解液，在一定條件下電解，反應的化學方程式為：KI＋3H2OKIO3＋3H2↑。下列有關說法中不正確的是(　　) A．電解時，石墨作陽極，不銹鋼作陰極 B．電解時的陽極電極反應式：I－－6e－＋3H2O===IO＋6H＋ C．當電解過程中轉移3 mol e－時，理論上可制得KIO3 107 g D．電解一段時間后，電解質溶液的pH變小 【解析】　不銹鋼不屬于惰性電極，作陰極時不發(fā)生反應，A選項正確；由總反應方程式可知，B選項正確；生成1 mol (214 g) KIO3轉移6 mol電子，C選項正確；由電池反應方程式可知溶液pH不變，D選項錯誤。 【答案】　D 14．電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法，如圖是電解污水的實驗裝置示意圖，實驗用污水中主要含有可被吸附的懸浮物(不導電)。下列有關推斷明顯不合理的是(　　) A．陰極的電極反應式為：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ B．通電過程中燒杯內產生可以吸附懸浮物的Fe(OH)3 C．通電過程中會產生氣泡，把懸浮物帶到水面形成浮渣棄去 D．如果實驗用污水導電性不良，可加入少量Na2SO4固體以增強導電性 【解析】　A項中陰極H2O電離出的H＋得電子，電極反應式為2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。 【答案】　A 15．工業(yè)上處理含Cr2O的酸性工業(yè)廢水常用以下方法： ①往工業(yè)廢水里加入適量的NaCl，攪拌均勻；②用Fe為電極進行電解，經過一段時間有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀產生；③過濾回收沉淀，廢水達到排放標準。試回答： (1)電解時的電極反應：陽極_______________________， 陰極______________________。 (2)Cr2O轉變成Cr3＋的離子反應方程式：____________________ ______________________________________________________。 (3)電解過程中Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀是怎樣產生的？ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ (4)能否用Cu電極來代替Fe電極？________(填“能”或“不能”)，理由是__________________________________________。 【解析】　由于Cr6＋的化合物毒性遠高于Cr3＋化合物，故通過電解將Cr6＋轉化為Cr3＋，對廢水進行處理是電化學知識在實際生活中的具體應用。在處理有關問題時，應注意思維的有序性：首先應考慮溶液中陰陽離子在外電場作用下的定向遷移；然后再考慮陰陽兩極按放電順序可能發(fā)生的電極反應。陰極：2H＋＋2e－===H2↑，陽極：Fe－2e－===Fe2＋，產生的Fe2＋在向陰極遷移的過程中與向陽極移動的Cr2O相遇，發(fā)生氧化還原反應：6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O，使Cr2O轉化為Cr3＋，同時Fe2＋也轉化為Fe3＋。在以上電解的陰極反應及Fe2＋與Cr2O的氧化還原反應中都消耗了大量的H＋，溶液的pH不斷變大，有利于Fe3＋、Cr3＋生成相應的Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀。若將Fe電極改成為Cu電極，由于產生的Cu2＋不具有還原性，不能將Cr2O轉化為毒性較低的Cr3＋，顯然是不行的。 【答案】　(1)Fe－2e－===Fe2＋　2H＋＋2e－===H2↑ (2)6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O (3)在陰極反應及Cr2O與Fe2＋反應過程中，將消耗大量的H＋，使溶液pH上升，促使Fe3＋、Cr3＋水解并最終轉化為Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀 (4)不能　因為陰極產生的Cu2＋，不能使Cr2O還原到低價 16．按照下圖接通線路，反應一段時間后，回答下列問題(假設所提供的電能可以保證電解反應的順利進行)： (1)U形管內可觀察到________，寫出有關反應的化學方程式：__________________________________________________________。 (2)在小燒杯a、b中分別產生什么現象？___________________________________________________________ ______________________________________________________。 (3)如果小燒杯中有0.508 g碘析出，那么燒杯c中負極的質量減輕________g。 【解析】　圖中左圖是原電池，鋅為負極，鉑為正極，所以U形管的左邊電極為電解池的陽極，右邊電極為陰極，電解KCl溶液：2KCl＋2H2O2KOH＋H2↑＋Cl2↑，左邊產生氯氣，使淀粉KI溶液變藍，U形管右邊酚酞溶液變紅，0.508 g碘的物質的量為0.002 mol，所以燒杯中減少的鋅的物質的量為0.002 mol，質量為0.13 g。 【答案】　(1)兩極上均有氣泡產生，U形管右邊酚酞溶液變紅　2KCl＋2H2O2KOH＋H2↑＋Cl2↑ (2)a燒杯中溶液變?yōu)樗{色，b燒杯中有無色氣泡產生 (3)0.13