高中化學(xué) 4.3.2電解原理的應(yīng)用練習(xí) 新人教版選修4.doc

第2課時(shí)電解原理的應(yīng)用a組1.關(guān)于電解nacl水溶液,下列敘述正確的是()a.電解時(shí)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,溶液呈黃色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(shí)間后,將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中,充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行越馕?用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液,發(fā)生的反應(yīng)是2nacl+2h2o2naoh+h2+cl2,故電解一段時(shí)間后電解液呈堿性。電解時(shí),陽極發(fā)生氧化反應(yīng):2cl-2e-cl2,在陽極附近的溶液中滴入ki溶液時(shí),發(fā)生反應(yīng)2i-+cl22cl-+i2,故溶液呈黃色;陰極發(fā)生還原反應(yīng):2h+2e-h2,因而陰極附近的溶液呈堿性,滴入酚酞溶液變紅。答案:b2.取一張用飽和的nacl溶液浸濕的ph試紙,兩根鉛筆芯作電極,接通直流電源,一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個(gè)雙色同心圓,內(nèi)圓為白色,外圓呈淺紅色。下列說法錯(cuò)誤的是()a.b電極是陰極b.a電極與電源的正極相連c.電解過程中水是氧化劑d.b電極附近溶液的ph變小解析:a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個(gè)雙色同心圓,內(nèi)圓為白色,外圓呈淺紅色,說明a極附近產(chǎn)生了cl2,所以a極與電源的正極相連,即a為陽極,電極反應(yīng)式為2cl-2e-cl2,b為陰極,電極反應(yīng)式為2h2o-4e-h2+2oh-,所以b極附近的ph增大。答案:d3.下列描述中,不符合生產(chǎn)實(shí)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(wǎng)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(duì)。b、c、d符合生產(chǎn)實(shí)際,正確。答案:a4.某學(xué)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(shí),為使cl2被完全吸收,制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液,設(shè)計(jì)了如圖的裝置,則對(duì)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(fù)極;naclo和naclb.a為負(fù)極,b為正極;naclo和naclc.a為陽極,b為陰極;hclo和nacld.a為陰極,b為陽極;hclo和nacl解析:用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液發(fā)生的反應(yīng)是2nacl+2h2o2naoh+h2+cl2,副反應(yīng)為2naoh+cl2nacl+naclo+h2o,則可推知使cl2被完全吸收制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液的主要成分是naclo和nacl,其中起消毒作用的是naclo。電解過程中陰極產(chǎn)生h2,結(jié)合圖示,消毒液發(fā)生器的液體上部空間充滿的是h2,故電源a極是負(fù)極,b極為正極。答案:b5.某工廠以碳棒為陽極材料電解熔于熔融冰晶石(naalf6)中的al2o3,每產(chǎn)生1 mol al,同時(shí)消耗1 mol 陽極材料c,則陽極收集得到的氣體為()a.co與co2物質(zhì)的量之比為12b.co與co2物質(zhì)的量之比為11c.co2與o2物質(zhì)的量之比為21d.f2與o2物質(zhì)的量之比為11解析:根據(jù)電解al2o3,每產(chǎn)生1 mol al,同時(shí)產(chǎn)生1.5 mol o;再根據(jù)c守恒和o守恒列式可解出co和co2物質(zhì)的量。答案:b6.cu2o是一種半導(dǎo)體材料,基于綠色化學(xué)理念設(shè)計(jì)的制取cu2o的電解池示意圖如下,電解總反應(yīng)為2cu+h2ocu2o+h2。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(yīng)c.銅電極接直流電源的負(fù)極d.當(dāng)有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí),有0.1 mol cu2o生成解析:石墨作陰極,陰極上是溶液中的h+反應(yīng),電極反應(yīng)為2h+2e-h2,a選項(xiàng)正確;由電解總反應(yīng)可知,cu參加了反應(yīng),所以cu作電解池的陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),b選項(xiàng)錯(cuò)誤;陽極與電源的正極相連,c選項(xiàng)錯(cuò)誤;陽極反應(yīng)為2cu+2oh-2e-cu2o+h2o,當(dāng)有0.1 mol 電子轉(zhuǎn)移時(shí),有0.05 mol cu2o生成,d選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:a7.某學(xué)生設(shè)計(jì)了一個(gè)“黑筆寫紅字”的趣味實(shí)驗(yàn)。濾紙先用氯化鈉、無色酚酞的混合液浸濕,然后平鋪在一塊鉑片上,接通電源后,用鉛筆在濾紙上寫字,會(huì)出現(xiàn)紅色字跡。據(jù)此,下列敘述正確的是()a.鉛筆端作陽極,發(fā)生還原反應(yīng)b.鉑片端作陰極,發(fā)生氧化反應(yīng)c.鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生d.a點(diǎn)是負(fù)極,b點(diǎn)是正極解析:本題考查的是電解飽和食鹽水實(shí)驗(yàn)。電解實(shí)驗(yàn)中陽極發(fā)生氧化反應(yīng),生成氯氣,陰極發(fā)生還原反應(yīng),生成氫氣。由電極反應(yīng)式可知,在陰極生成氫氧化鈉,出現(xiàn)紅色字跡,所以鉛筆作陰極,a點(diǎn)為電源負(fù)極。答案:d8.下面有關(guān)電化學(xué)的圖示,完全正確的是()解析:鋅作負(fù)極,銅作正極,a項(xiàng)錯(cuò)誤;粗銅精煉時(shí),精銅作陰極,粗銅作陽極,b項(xiàng)錯(cuò)誤;鐵片鍍鋅時(shí),鐵作陰極,鋅作陽極,c項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:d9.用惰性電極電解cuso4溶液。若陽極上產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量為0.010 0 mol,則陰極上析出cu的質(zhì)量為()a.0.64 gb.1.28 gc.2.56 gd.5.12 g解析:用惰性電極電解cuso4溶液,在陽極產(chǎn)生的氣體為o2,由4oh-4e-2h2o+o2知,產(chǎn)生0.010 0 mol的o2轉(zhuǎn)移0.040 0 mol電子,則根據(jù)cu2+2e-cu可推出應(yīng)析出0.020 0 mol的銅,其質(zhì)量為1.28 g。答案:b10.用石墨作電極電解+n價(jià)金屬的硝酸鹽溶液,當(dāng)陰極上析出m g金屬時(shí),陽極上產(chǎn)生560 ml(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體,此金屬的相對(duì)原子質(zhì)量應(yīng)為()a.10mnb.10mc.10nd.40mn解析:陽極反應(yīng):4oh-4e-o2+2h2o,當(dāng)生成560 ml o2時(shí)轉(zhuǎn)移0.1 mol電子,陰極為mn+得電子,即mn+ne-m,根據(jù)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移0.1 mol電子和生成m g金屬,則,解得mr(m)=10mn。答案:a11.電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。如圖表示一個(gè)電解池,裝有電解液a;x、y是兩塊電極板,通過導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問題。若x、y都是惰性電極,a是飽和nacl溶液,實(shí)驗(yàn)開始時(shí),同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞溶液,則:(1)電解池中x極上的電極反應(yīng)式是,在x極附近觀察到的現(xiàn)象是。(2)y電極上的電極反應(yīng)式是,檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是。解析:本題通過電解飽和nacl溶液實(shí)驗(yàn)來考查電極反應(yīng)式的書寫問題。由題意或圖像可知,此池為電解池,x極為陰極,y極為陽極。電極為惰性電極,飽和nacl溶液中存在na+、cl-、h+、oh-,在陰極上,h+放電能力強(qiáng)于na+,故陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為2h+2e-h2,因而導(dǎo)致x極附近有氣體放出,溶液呈堿性,溶液顏色由無色變?yōu)榧t色;在陽極上,cl-放電能力強(qiáng)于oh-,故陽極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為2cl-2e-cl2。答案:(1)2h+2e-h2放出氣體,溶液變紅(2)2cl-2e-cl2把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在y電極附近,試紙變藍(lán)12.如圖中的a為直流電源,b為浸透飽和氯化鈉溶液和酚酞溶液的濾紙,c為電鍍槽,接通電路后,發(fā)現(xiàn)b上的c點(diǎn)顯紅色。請(qǐng)?zhí)羁?(1)電源a的a為極。(2)濾紙b上發(fā)生的總反應(yīng)方程式為。(3)欲在電鍍槽中實(shí)現(xiàn)鐵上鍍鋅,接通k點(diǎn),使c、d兩點(diǎn)短路,則電極e上發(fā)生的反應(yīng)為,電極f上發(fā)生的反應(yīng)為,槽中盛放的電鍍液可以是或(只要求填兩種電解質(zhì)溶液)。解析:(1)根據(jù)c點(diǎn)酚酞變紅,則該極的反應(yīng)為2h+2e-h2,即該極為陰極,與電源的負(fù)極相連,所以a點(diǎn)是正極。(2)濾紙b上發(fā)生的總反應(yīng)方程式為2nacl+2h2oh2+cl2+2naoh。(3)c、d兩點(diǎn)短路后,e為陽極,反應(yīng)為zn-2e-zn2+。陰極上鍍鋅,則陰極反應(yīng)為zn2+2e-zn。電解液用含鍍層離子的電解質(zhì)溶液,所以可用znso4溶液或zn(no3)2溶液等。答案:(1)正(2)2nacl+2h2oh2+cl2+2naoh(3)zn-2e-zn2+zn2+2e-znznso4溶液zn(no3)2溶液b組1.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(shí)驗(yàn)裝置示意圖,實(shí)驗(yàn)用污水中主要含有可被吸附的懸浮物(不導(dǎo)電)。下列有關(guān)推斷明顯不合理的是()a.陰極的電極反應(yīng)式為o2+4e-+2h2o4oh-b.通電過程中燒杯內(nèi)產(chǎn)生可以吸附懸浮物的fe(oh)3c.通電過程中會(huì)產(chǎn)生氣泡,把懸浮物帶到水面形成浮渣棄去d.如果實(shí)驗(yàn)用污水導(dǎo)電性不良,可加入少量na2so4固體以增強(qiáng)導(dǎo)電性解析:a項(xiàng)中是陰極h2o電離出的h+得電子,電極反應(yīng)式為2h2o+2e-2oh-+h2。答案:a2.臭氧是常見的強(qiáng)氧化劑,廣泛用于水處理系統(tǒng)。制取臭氧的方法很多,其中高壓放電法和電解純水法原理如下圖所示,下列有關(guān)說法不正確的是()a.高壓放電法,反應(yīng)的原理為3o22o3b.高壓放電出來的空氣中,除含臭氧外還含有氮的氧化物c.電解時(shí),電極b周圍發(fā)生的電極反應(yīng)有3h2o-6e-o3+6h+和2h2o-4e-o2+4h+d.電解時(shí),h+由電極a經(jīng)聚合固體電解質(zhì)膜流向電極b解析:高壓放電法與閃電條件下氧氣部分轉(zhuǎn)化為臭氧類似,其反應(yīng)的原理為:3o22o3,因空氣中還含有氮?dú)?放電條件下,氮?dú)庖材芘c氧氣反應(yīng),故有氮氧化物生成,a、b兩項(xiàng)均正確;觀察題圖電解法制臭氧,可發(fā)現(xiàn)有氫氣放出,必由水還原生成,發(fā)生還原反應(yīng),故a為陰極;同理,由水生成氧氣和臭氧,發(fā)生氧化反應(yīng),c項(xiàng)正確;因b為陽極,電解質(zhì)中的陽離子移向陰極,故d項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:d3.如圖,x和y均為石墨電極。(1)若電解液為滴有酚酞的飽和食鹽水,電解反應(yīng)的離子方程式為;電解過程中(填“陰”或“陽”)極附近會(huì)出現(xiàn)紅色。(2)若電解液為500 ml含a溶質(zhì)的某藍(lán)色溶液,電解一段時(shí)間,觀察到x電極表面有紅色的固態(tài)物質(zhì)生成,y電極有無色氣體生成。溶液中原有溶質(zhì)完全電解后,停止電解,取出x電極,洗滌、干燥、稱量,電極質(zhì)量增加1.6 g。電解后溶液的ph為;要使電解后溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài),需加入一定量的(填加入物質(zhì)的化學(xué)式)。(假設(shè)電解前后溶液的體積不變)y電極產(chǎn)生氣體的體積為l。請(qǐng)你推測(cè)原溶液中所含的酸根離子可能是;并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的推測(cè),寫出實(shí)驗(yàn)的操作步驟、現(xiàn)象和結(jié)論:。解析:(1)電解飽和食鹽水的離子方程式:2cl-+2h2o2oh-+cl2+h2,在陰極區(qū)生成naoh,使酚酞溶液變紅。(2)藍(lán)色溶液中可能含有cu2+,并且在電解過程中析出紅色固體,進(jìn)一步驗(yàn)證析出的是銅;y電極上析出無色氣體,應(yīng)該是o2,電解離子方程式:2cu2+2h2o2cu+o2+4h+。根據(jù)電解離子方程式得:n(h+)=2n(cu2+)=2=0.05 mol,故溶液中c(h+)=0.1 moll-1,溶液的ph=1。要使溶液恢復(fù)到以前,可以加入cuo或cuco3。根據(jù)電解方程式得:n(o2)=n(cu)=0.012 5