蘇教版選修4 專題1 第2單元 3 電解池的工作原理及應(yīng)用 作業(yè).doc

課時(shí)分層作業(yè)(五)電解池的工作原理及應(yīng)用(建議用時(shí)：40分鐘)基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練1能用電解原理說(shuō)明的問題是()電解是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能電解是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化，金屬導(dǎo)電是物理變化不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過電解的原理可以實(shí)現(xiàn)任何溶液被電解時(shí)，必須導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)的發(fā)生abcdd本題主要考查了電解原理。從能量轉(zhuǎn)化的角度看，電解是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的過程，故對(duì)、錯(cuò)；電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程，必將伴隨著兩個(gè)電極上氧化還原反應(yīng)的發(fā)生，同時(shí)生成新的物質(zhì)，故、對(duì)；某些不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過電解供給電能可以實(shí)現(xiàn)，故對(duì)。所以選項(xiàng)都符合題意。故正確答案為d。2如圖是電解飽和nacl溶液的實(shí)驗(yàn)裝置，其中c、d為石墨電極。則下列有關(guān)判斷中正確的是()aa為正極、b為負(fù)極bc為陰極、d為陽(yáng)極c電解過程中，d電極質(zhì)量增加d電解過程中，cl濃度不變a由電子流向可知，a為正極，b為負(fù)極，c為陽(yáng)極，d為陰極，c極：2cl2e=cl2；d極：2h2e=h2，因此，b、c、d項(xiàng)均錯(cuò)誤。3如圖為直流電源電解稀na2so4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：73702058】a逸出氣體的體積，a電極的小于b電極的b一電極逸出無(wú)味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體ca電極附近呈紅色，b電極附近呈藍(lán)色da電極附近呈藍(lán)色，b電極附近呈紅色da、b電極分別為電解池的陰極和陽(yáng)極，其電極反應(yīng)分別是4h4e=2h2和4oh4e=o22h2o，即a電極逸出氣體體積比b電極大。a電極和b電極溶液分別顯堿性和酸性，故可以看到a電極附近呈藍(lán)色，b電極附近呈紅色。4在冶金工業(yè)中，常用電解法得到鈉、鎂、鋁等金屬，其原因是()a都是輕金屬b都是活潑金屬c成本低廉d這些金屬的化合物熔點(diǎn)較低【答案】b5為使反應(yīng)cu2h2o=cu(oh)2h2能夠發(fā)生，下列設(shè)計(jì)方案正確的是()a用銅片作負(fù)極，石墨電極作正極，氯化鈉溶液為電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池b用銅片作電極，外接直流電源電解硫酸銅溶液c用銅片作陽(yáng)極，鐵片作陰極，電解硫酸鈉溶液d用銅片作陰、陽(yáng)電極，電解稀硫酸c該反應(yīng)為不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，必須設(shè)計(jì)為電解池才能發(fā)生。陽(yáng)極為cu放電，陰極為h放電，即用cu作陽(yáng)極，電解質(zhì)溶液中為h2o放電，選項(xiàng)c符合要求。6關(guān)于如圖所示、兩個(gè)裝置的敘述，正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：73702059】a裝置名稱：是原電池，是電解池b硫酸濃度變化：增大，減小c電極反應(yīng)式：中陽(yáng)極：4oh4e=2h2oo2中正極：zn2e=zn2d離子移動(dòng)方向：中h向陰極方向移動(dòng)，中h向負(fù)極方向移動(dòng)b中有外加電源，為電解池，為原電池，a錯(cuò)誤；中電解水，硫酸濃度增大，中負(fù)極材料消耗硫酸，硫酸濃度減小，b正確；中正極反應(yīng)為2h2e=h2，c錯(cuò)誤；中h向正極移動(dòng)，d錯(cuò)誤。7下列各組中，每種電解質(zhì)溶液電解時(shí)只生成氫氣和氧氣的是()ahcl、cucl2、ba(oh)2bnaoh、cuso4、h2so4cnaoh、h2so4、ba(oh)2dnabr、h2so4、ba(oh)2c電解時(shí)只生成氫氣和氧氣，則電解質(zhì)所含的陽(yáng)離子在金屬活動(dòng)性順序表中銅之前(不包括銅)，陰離子不能是簡(jiǎn)單離子；電解hcl的方程式為：2hclcl2h2，a選項(xiàng)錯(cuò)；電解cuso4溶液的方程式為：2cuso42h2o2cu2h2so4o2，b選項(xiàng)錯(cuò)；電解nabr的方程式為：2nabr2h2o2naohh2br2，d選項(xiàng)錯(cuò)。8下列有關(guān)用惰性電極電解agno3溶液一段時(shí)間后的說(shuō)法正確的是()a電解過程中陰極質(zhì)量不斷增加b電解過程中溶液的ph不斷升高c此時(shí)向溶液中加入適量的ag2o固體不能使溶液恢復(fù)至電解前的狀況d電解后兩極產(chǎn)生的氣體體積比為21a用惰性電極電解agno3溶液，總的電解反應(yīng)式為：4agno32h2o4ago24hno3，則陰極上析出銀，陽(yáng)極上放出氧氣，a項(xiàng)正確，d項(xiàng)錯(cuò)誤；由于生成hno3，溶液的ph應(yīng)不斷降低，b項(xiàng)錯(cuò)誤；要使溶液恢復(fù)到電解前的狀況要看加入的物質(zhì)在溶液中的反應(yīng)：2ag2o4hno3=4agno32h2o，得到的物質(zhì)恰好是反應(yīng)掉的物質(zhì)，可使溶液恢復(fù)至電解前的狀況，c項(xiàng)錯(cuò)誤；故選a。9利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。下列說(shuō)法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：73702060】a氯堿工業(yè)中，x電極上的反應(yīng)式是4oh4e=2h2oo2b電解精煉銅時(shí)，z溶液中的cu2濃度不變c在鐵片上鍍銅時(shí)，y是純銅d制取金屬鎂時(shí)，z是熔融的氯化鎂dx電極連接電源正極是陽(yáng)極，y電極連接電源負(fù)極是陰極。氯堿工業(yè)中陽(yáng)極是cl放電生成cl2，a錯(cuò)誤；電解精煉銅時(shí)陽(yáng)極粗銅溶解，陰極cu2放電析出cu，但是粗銅中含有鋅、鐵、鎳等雜質(zhì)，使得溶液中cu2濃度變小，b項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵片上鍍銅時(shí)，陰極應(yīng)該是鐵片，陽(yáng)極是純銅，c項(xiàng)錯(cuò)誤；鎂是活潑金屬，冶煉金屬鎂應(yīng)該電解熔融氯化鎂，d項(xiàng)正確。10根據(jù)如圖所示裝置回答： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：73702061】(1)當(dāng)x為pt，y為fe，z為agno3時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)式為_，陰極反應(yīng)式為_，電解反應(yīng)式為_。(2)x為cu，y為fe，z為cuso4時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)式為_，陰極反應(yīng)式為_?！窘馕觥侩娊獬刂信c電源正極相連的是陽(yáng)極(x)，與電源負(fù)極相連的是陰極(y)?！敬鸢浮?1)4oh4e=2h2oo24ag4e=4ag2h2o4agno34ago24hno3(2)cu2e=cu2cu22e=cu11從no、so、h、cu2、ba2、ag、cl等離子中選出適當(dāng)?shù)碾x子組成電解質(zhì)，采用惰性電極對(duì)其溶液進(jìn)行電解。 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：73702062】(1)若兩極分別放出h2和o2，電解質(zhì)的化學(xué)式是_。(2)若陰極析出金屬，陽(yáng)極放出氧氣，電解質(zhì)的化學(xué)式為_。(3)若兩極分別放出氣體，且體積比為11，電解質(zhì)的化學(xué)式為_。【解析】題中提供的電解質(zhì)離子有七種，這些離子放電的順序是：陽(yáng)極：cloh(水電離出的)(no、so)，陰極：agcu2hba2。(1)兩極分別放出h2和o2，即h和oh放電，實(shí)質(zhì)是電解h2o，水中的溶質(zhì)應(yīng)是起導(dǎo)電作用，它可以是hno3、h2so4、ba(no3)2中的任意一種，但不能是baso4。(2)陰極析出金屬，即ag或cu2放電；陽(yáng)極放出o2，即oh放電。水中的溶質(zhì)可以是agno3、cu(no3)2、cuso4中的任意一種。(3)兩極都生成氣體，且氣體體積比為11，則放電的離子應(yīng)是cl和h。水中的溶質(zhì)可以是hcl、bacl2中的任意一種?！敬鸢浮?1)hno3或h2so4、ba(no3)2(2)agno3或cu(no3)2、cuso4(3)hcl或bacl212工業(yè)品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(yáng)離子交換膜(只允許陽(yáng)離子通過)，其工作原理如圖所示。 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：73702063】(1)該電解槽的陽(yáng)極反應(yīng)式是_。(2)通電開始后，陰極附近溶液ph會(huì)增大，請(qǐng)簡(jiǎn)述原因_。(3)除去雜質(zhì)后得氫氧化鉀溶液，液體從出口_(填寫“a”或“b”)導(dǎo)出。【解析】(1)陽(yáng)極是左池，氫氧根放電；(2)h2o電離出的h放電，同時(shí)生成oh，oh濃度增大；(3)k經(jīng)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入右池，右池中h2o電離出的h放電，剩下oh；除去雜質(zhì)后得到的氫氧化鉀溶液從b口導(dǎo)出?！敬鸢浮?1)4oh4e=o22h2o(2)h2o電離出的h放電，同時(shí)生成oh，oh濃度增大(3)b能力提升練13氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理示意圖如圖所示(電極均為石墨電極)。下列說(shuō)法中正確的是()am為電子流出的一極b通電使氯化鈉發(fā)生電離c電解一段時(shí)間后，陰極區(qū)ph降低d電解時(shí)用鹽酸調(diào)節(jié)陽(yáng)極區(qū)的ph在23，有利于氣體逸出d根據(jù)電解池中na的移動(dòng)方向可判斷出該裝置中左側(cè)是電解池的陽(yáng)極，右側(cè)是電解池的陰極，故m連接的是電源的正極，n連接的是電源的負(fù)極。m連接電源正極，是電子流入的一極，a項(xiàng)錯(cuò)誤；氯化鈉發(fā)生電離不需要通電，b項(xiàng)錯(cuò)誤；電解一段時(shí)間后，陰極區(qū)h放電后，溶液中oh濃度升高，溶液ph升高，c項(xiàng)錯(cuò)誤；陽(yáng)極區(qū)產(chǎn)生cl2，因cl2h2ohclohcl，用鹽酸調(diào)節(jié)陽(yáng)極區(qū)的ph在23時(shí)，有利于cl2逸出，d項(xiàng)正確。14下列敘述中正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：73702064】圖一圖二acu2o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的電解池示意圖如圖一所示，石墨電極上產(chǎn)生氫氣，銅電極發(fā)生氧化反應(yīng)b圖一中當(dāng)有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.1 mol cu2o生成c圖二裝置中發(fā)生反應(yīng)：cu2fe3=cu22fe2，x極是負(fù)極，y極材料可以是銅d如圖二，鹽橋的作用是傳遞電荷以維持電荷平衡，fe3經(jīng)過鹽橋進(jìn)入左側(cè)燒杯中a根據(jù)電解總反應(yīng)：2cuh2o=cu2oh2可知金屬銅為陽(yáng)極材料，cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，石墨為陰極材料，陰極上h得電子生成氫氣，故a正確；2 mol cu失去2 mol電子生成1 mol cu2o，所以當(dāng)有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.05 mol cu2o生成，故b錯(cuò)誤；已知cu2fe3=cu22fe2，則該原電池中cu失電子作負(fù)極，即x為cu，若y為銅，會(huì)與fe3直接反應(yīng)，故c錯(cuò)誤；原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，鹽橋的作用是傳遞電荷以維持電荷平衡，右側(cè)為正極，所以fe3在右側(cè)燒杯中不向左移動(dòng)，故d錯(cuò)誤。15氫氧化鋰是制取鋰和鋰的化合物的原料，用電解法制備氫氧化鋰的工作原理如下圖所示：下列敘述不正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：73702065】ab極附近溶液的ph增大ba極發(fā)生的反應(yīng)為2h2o4e=o24hc該法制備lioh還可得到硫酸和氫氣等產(chǎn)品d當(dāng)電路中通過1 mol電子時(shí)，可得到2 mol liohd從電解質(zhì)溶液中離子的移動(dòng)方向可知，石墨a是陽(yáng)極，石墨b是陰極；陽(yáng)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，即2h2o4e=o24h，結(jié)合移動(dòng)過來(lái)的so得硫酸；陰極h得電子放出氫氣，c(oh)增大，溶液的ph增大，結(jié)合移動(dòng)過來(lái)的li生成lioh，故a、b、c均正確。由得失電子守恒可知，電路中通過1 mol電子時(shí)，得到1 mol lioh，d錯(cuò)誤。16a、b、c三種強(qiáng)電解質(zhì)，它們?cè)谒须婋x出的離子如下表所示： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：73702066】陽(yáng)離子na、k、cu2陰離子so、oh上圖所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放足量的a溶液、足量的b溶液、足量的c溶液，電極均為石墨電極。接通電源，經(jīng)過一段時(shí)間后，測(cè)得乙中c電極質(zhì)量增加了16 g。常溫下各燒杯中溶液的ph與電解時(shí)間(t)的關(guān)系圖如上。據(jù)此回答下列問題：(1)m為電源的_極(填寫“正”或“負(fù)”)，電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為_。(2)計(jì)算電極e上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積_。(3)寫出乙燒杯的電解反應(yīng)式_。(4)如果電解過程中b溶液中的金屬離子全部析出，此時(shí)電解能否繼續(xù)進(jìn)行，為什么？_。(5)若經(jīng)過一段時(shí)間后，測(cè)得乙中c電極質(zhì)量增加了16 g，要使丙恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，操作是_?！窘馕觥扛鶕?jù)溶液ph的變化情況，可知丙為硫酸鉀或者硫酸鈉，乙為硫酸銅，甲為氫氧化鈉或者氫氧化鉀，接通電源，經(jīng)過一段時(shí)間后，測(cè)得乙中c電極質(zhì)量增加了16 g，則c電極為陰極，m為電源負(fù)極，b為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為4oh4e=2h2oo2；丙中e電極為陰極，生成的氣體為氫氣，根據(jù)16 g銅單質(zhì)，可以確定氫氣物質(zhì)的量為0.25 mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下為5.6 l；乙中為電解硫酸銅溶液，電解反應(yīng)式為：2cuso42h2o2