2020_2021學(xué)年高中化學(xué)第一章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第2節(jié)第2課時電解原理的應(yīng)用作業(yè)含解析魯科版選修420210317122

1、第2課時 電解原理的應(yīng)用一、選擇題1.用如圖所示裝置電解飽和食鹽水，下列敘述不正確的是()A陰極發(fā)生還原反應(yīng)B溶液中Cl向陽極運動C圖中右側(cè)石墨棒是陰極D陽極發(fā)生的反應(yīng)為：4OH4e=2H2OO2解析：電解時，陽離子在陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；溶液中陰離子向陽極移動；圖中右側(cè)石墨棒與電源的負極相連為陰極，所以A、B、C項均正確。電解時，溶液中的Cl在陽極上放電，其陽極上發(fā)生的反應(yīng)為：2Cl2e=Cl2，故D項錯誤。答案：D2下圖中能驗證氯化鈉溶液(含酚酞)電解產(chǎn)物的裝置是()解析：電解飽和食鹽水生成H2和Cl2，H2可收集檢驗，Cl2可用碘化鉀淀粉溶液檢驗，排除A、B，生成H2的一極為陰極，與

2、電源負極相連，生成Cl2的一極為陽極，與電源正極相連，據(jù)此可知電子流向正確的為D。答案：D3下列裝置能實現(xiàn)在Fe上鍍上一層Cu的是()解析：Fe上鍍銅，應(yīng)采用電解裝置，A、B選項錯；Fe作陰極，純銅作陽極，CuSO4溶液作電解液，D項符合要求。答案：D4下列描述中，不符合生產(chǎn)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(wǎng)作陰極D在鍍件上電鍍銅，用銅作陽極解析：電解熔融氧化鋁制取金屬鋁，應(yīng)該用石墨作陽極，鐵作陽極會失電子生成Fe2落入熔融氧化鋁中。答案：A5下圖為電解裝置示意圖，下列說法不正確的是()選項電極材料電解質(zhì)溶液電

3、解目的Aa.碳棒，b.碳棒飽和食鹽水制取Cl2、NaOH和H2Ba.銅，b.鐵CuSO4溶液鐵上鍍銅Ca.粗銅，b.精銅CuSO4溶液電解精煉銅Da.鐵，b.碳棒Na2SO4稀溶液制取少量O2和H2注：粗銅一般含有鋅、鐵、鎳、金、鉑等雜質(zhì)。解析：根據(jù)電解池陽極接電源正極、陰極接電源負極，判斷出a是陽極、b是陰極。A碳棒電極是惰性電極，本身不放電。飽和食鹽水中有陰離子Cl和OH，放電能力ClOH；有陽離子Na和H，放電能力HNa，電解總反應(yīng)：2NaCl2H2OCl2H22NaOH，從而達到制取Cl2、NaOH和H2的目的。B銅電極是活性電極，本身發(fā)生氧化反應(yīng)。CuSO4溶液中有陽離子Cu2和H，

4、放電能力Cu2H，電解過程中，陽極反應(yīng)：Cu2e=Cu2，陰極反應(yīng)：Cu22e=Cu，從而達到鐵上鍍銅的目的。CZn、Fe、Ni比Cu金屬活動性強，Au、Pt比Cu金屬活動性弱，陽極(粗銅)上主要發(fā)生反應(yīng)：Cu2e=Cu2，陰極(精銅)上發(fā)生反應(yīng)：Cu22e=Cu，從而達到電解精煉銅的目的。D鐵電極是活性電極，鐵作陽極時本身發(fā)生氧化反應(yīng)：Fe2e=Fe2。Na2SO4稀溶液中有陽離子Na和H，放電能力HNa，陰極反應(yīng)：2H2e=H2，這樣能制取少量H2，不能制取O2。答案：D6電解100 mL c(H)0.30 mol/L的下列溶液，當(dāng)電路中通過0.04 mol電子時，理論上析出金屬的質(zhì)量最大

5、的是()A含0.10 mol/L Ag的溶液B含0.20 mol/L Zn2的溶液C含0.20 mol/L Cu2的溶液D含0.20 mol/L Pb2的溶液解析：根據(jù)離子放電順序可知，電解時A、C項溶液中Ag、Cu2比H先放電，而C、D項溶液中則是H先放電，故當(dāng)電路中通過0.04 mol電子時，理論上A項溶液中有0.01 mol Ag析出，B項溶液中有0.005 mol Zn析出，C項溶液中有0.02 mol Cu析出，D項溶液中有0.005 mol Pb析出，則析出金屬的質(zhì)量最大的是C項。答案：C7根據(jù)金屬活動性順序，Cu不能發(fā)生：Cu2H2O=Cu(OH)2H2的反應(yīng)。但選擇恰當(dāng)電極材料

6、和電解質(zhì)溶液進行電解，這個反應(yīng)就能變?yōu)楝F(xiàn)實。下列四組電極和電解質(zhì)溶液中，能實現(xiàn)該反應(yīng)最為恰當(dāng)?shù)氖?)ABCD陽極石墨棒CuCuCu陰極石墨棒石墨棒FePt電解質(zhì)溶液CuSO4溶液Na2SO4溶液H2SO4溶液H2O解析：在反應(yīng)中Cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，因此Cu作陽極，H2O中氫元素被還原，在陰極得電子，但H2O導(dǎo)電能力差，應(yīng)選擇Na2SO4溶液。答案：B8用含有少量銀和鋅的粗銅片做陽極，純銅片做陰極，CuSO4溶液做電解質(zhì)溶液，電解一段時間后，陽極的質(zhì)量減少x g，則()A電解質(zhì)溶液的質(zhì)量增加x gB陰極的質(zhì)量增加x gC陰極的質(zhì)量增加a g，axD陰極的質(zhì)量增加b g，bx解析：電解過程中銀

7、沉入池底，Cu和Zn放電生成Cu2、Zn2進入溶液，而陰極只有Cu2得電子被還原為Cu析出，電解質(zhì)溶液質(zhì)量略有增加，陰極增加的質(zhì)量小于陽極減少的質(zhì)量。答案：D9用鉑電極電解CuSO4和KNO3的混合溶液500 mL，經(jīng)過一段時間后，兩極均得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L的氣體，則原混合溶液中CuSO4的物質(zhì)的量濃度為()A0.5 molL1B0.8 molL1C1.0 molL1 D1.5 molL1解析：陽極電極反應(yīng)：4OH4e=2H2OO2，失去電子的物質(zhì)的量n(O2)442 mol；陰極電極反應(yīng)：首先發(fā)生的是Cu22e=Cu，其次發(fā)生的是2H2e=H2，陰極還原反應(yīng)得到電子的總量n(Cu2)2

8、n(H2)2n(Cu2)22，兩電極物質(zhì)得與失電子數(shù)相等，即2 moln(Cu2)22。解得n(Cu2)0.5 mol，n(CuSO4)n(Cu2)0.5 mol，所以其物質(zhì)的量濃度為c(CuSO4)1.0 molL1。答案：C10利用如圖所示裝置可以在銅牌表面電鍍一層銀。下列有關(guān)說法中正確的是()A通電后，Ag向陽極移動B銀片與電源負極相連C該電解池的陰極反應(yīng)可表示為Age=AgD當(dāng)電鍍一段時間后，將電源反接，銅牌可恢復(fù)如初解析：銅牌上鍍銀，銀片為陽極，Ag向陰極移動，陰極反應(yīng)為Age=Ag。由于實驗中鍍層不可能非常均勻致密，所以將電源反接，陽極上Cu、Ag均會溶解，銅牌不可能恢復(fù)如初。答案

9、：C11如圖為陽離子交換膜法電解飽和食鹽水的原理示意圖(所用電極均為惰性電極)。下列說法不正確的是()A從E口逸出的氣體是H2B從B口加入含少量NaOH的水溶液以增強導(dǎo)電性C標(biāo)準(zhǔn)狀況下每生成22.4 L Cl2，便產(chǎn)生2 mol NaOHD電解一段時間后加適量鹽酸可以使電解液恢復(fù)到電解前的濃度解析：用惰性電極電解飽和氯化鈉溶液的總反應(yīng)為2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，題目要求Cl2被完全吸收，則氯氣必須在下部的電極上產(chǎn)生，故下部的電極是陽極，推出B為電源的正極，A為電源的負極。生成的Cl2與陰極區(qū)產(chǎn)生的NaOH反應(yīng)：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，則消毒液的主要成分是NaC

10、lO和NaCl。答案：B12如下圖，a、b是石墨電極，通電一段時間后，b極附近溶液顯紅色。下列說法正確的是()AX極是電源負極，Y極是電源正極Ba極的電極反應(yīng)是2Cl2e=Cl2C電解過程中CuSO4溶液的pH逐漸增大DPt極上有6.4 g Cu析出時，b極產(chǎn)生2.24 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體解析：b極附近溶液顯紅色，所以b極上的電極反應(yīng)為2H2e=H2。則Y為電源負極，X為正極，Pt為電解池陽極，Cu為陰極；a為陽極，b為陰極；C項，2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，所以電解過程中CuSO4溶液的pH逐漸變??；D項，Pt極上發(fā)生氧化反應(yīng)不會有Cu析出。答案：B二、非選擇題13如圖所示，

11、甲、乙為相互串聯(lián)的兩個電解池。(1)甲池若為用電解原理精煉銅的裝置，則A電極名稱為_極，電極材料是_，電極反應(yīng)式為_，電解質(zhì)溶液可以是_。(2)乙池中鐵極電極反應(yīng)式為_，則乙池中滴入少量酚酞試液，開始電解一段時間后，鐵極附近呈_色。(3)若將乙中的石墨電極改為銀電極，則乙池為_裝置，電解一段時間后，溶液的濃度_，現(xiàn)象_。 解析：(1)本題考查銅的精煉。陽極材料為粗銅，電極反應(yīng)式為Cu2e=Cu2；陰極材料為精銅，電極反應(yīng)式為Cu22e=Cu。(2)明確石墨作陽極，鐵作陰極。(3)考查電鍍池，陽極為鍍層金屬，陰極為鍍件，電鍍液含鍍層金屬離子。答案：(1)陰精銅Cu22e=Cu含Cu2的鹽溶液(2

12、)Age=Ag無(3)電鍍不變鐵表面附著一層光亮的金屬14.電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。如圖表示一個電解池，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。請回答下列問題：(1)若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊滴入幾滴酚酞試液，則：電解池中X極上的電極反應(yīng)式為_。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是_。Y電極上的電極反應(yīng)式是_，檢驗該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是_。(2)如果用電解法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則X電極的材料是_，電極反應(yīng)式是_。Y電極的材料是_，電極反應(yīng)式是_。(說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出)解析：(1)用惰性電極電解飽和食鹽水時，陽

13、極反應(yīng)：2Cl2e=Cl2；陰極反應(yīng)：2H2e=H2。與電源正極相連的為陽極，反之為陰極。所以X極為陰極，Y極為陽極。X極在反應(yīng)過程中消耗了H2O電離出的H，溶液呈堿性，加入酚酞試液，X極附近溶液變成紅色；Y極產(chǎn)生Cl2，能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變成藍色。(2)電解精煉粗銅時，用含雜質(zhì)的Cu為陽極，精銅為陰極。反應(yīng)過程中陽極上的Cu以及比Cu活潑的金屬失去電子，成為離子，進入溶液，活潑性比Cu差的金屬形成陽極泥；在陰極只有Cu2能得電子成為單質(zhì)，其他較活潑的金屬對應(yīng)的離子不能得電子。根據(jù)裝置圖，X為陰極，Y為陽極。所以，X電極的材料是精銅，電極反應(yīng)式為Cu22e=Cu；Y電極的材料是粗銅，電極反應(yīng)式為Cu2e=Cu2。答案：(1)2H2e=H2有氣泡冒出，溶液變紅色2Cl2e=Cl2把濕潤的淀粉KI試紙放在Y電極附近，試紙變藍色(2)精銅Cu22e=Cu粗銅Cu2e=Cu215用如圖所示的裝置進行電解。通電一會兒，發(fā)現(xiàn)濕潤的淀粉KI試紙的C端變?yōu)樗{色。(1)A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(2)在B中觀察到的現(xiàn)象是_。(3)室溫下，若從電解開始到結(jié)束，A、B裝置中共收集到氣體0.168 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，若電解過程中無其他副反應(yīng)發(fā)生，經(jīng)測定電解后A中溶液體積恰為1 000 mL，求A溶液的物質(zhì)的量濃度。解析：C端變藍，C為2I2e=I2，C為陽極，E為電