化學(xué)選修iv人教新課標(biāo)4-3-2《電解原理的應(yīng)用》課時(shí)練

1、4-3-2電解原理的應(yīng)用課時(shí)練雙基練習(xí)1(2011·山東高考題)以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說法正確的是()A未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過程是該原電池的充電過程B因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時(shí)通過的電量與鋅的析出量無確定關(guān)系C電鍍時(shí)保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應(yīng)速率D鍍鋅層破損后對(duì)鐵制品失去保護(hù)作用解析：電鍍時(shí)，通常把待鍍的金屬制品作陰極，把鍍層金屬作陽極，用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液，因此在鐵制品上鍍鋅時(shí)，鐵作陰極，鋅作陽極。由于鋅比鐵活潑，因此未通電前可以構(gòu)成原電池，但此時(shí)鋅作負(fù)極失去電子，鐵作正極，而電鍍時(shí)鋅仍然失電子，所以選項(xiàng)A不

2、正確；在氧化還原反應(yīng)中需滿足得失電子守恒，因此電鍍時(shí)通過的電量與鋅的析出量有確定關(guān)系而與能量變化無關(guān)，B不正確；由于電鍍時(shí)保持電流恒定，因此導(dǎo)線中通過的電子速率是不變的，所以升高溫度不能改變電解反應(yīng)速率，C正確；鍍鋅層破損后，由于鋅比鐵活潑，所以即使發(fā)生電化學(xué)腐蝕也是鋅失去電子而保護(hù)了鐵，即選項(xiàng)D也不正確。答案：C2(2011·新課標(biāo)全國高考)鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時(shí)的總反應(yīng)為：FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(OH)2下列有關(guān)該電池的說法不正確的是()A電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負(fù)極為FeB電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Fe2OH2e=Fe(OH)2C電

3、池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低D電池充電時(shí)，陽極反應(yīng)為2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O解析：由放電時(shí)的反應(yīng)可以得出鐵做還原劑失去電子，Ni2O3做氧化劑得到電子，因此選項(xiàng)A、B均正確；充電可以看作是放電的逆過程，即陰極為原來的負(fù)極，所以電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Fe2OH2e=Fe(OH)2，所以電池充電過程時(shí)陰極反應(yīng)為Fe(OH)22e=Fe2OH，因此電池充電過程中，陰極附近溶液的pH會(huì)升高，C不正確；同理分析選項(xiàng)D正確。答案：C3下圖中能驗(yàn)證氯化鈉溶液(含酚酞)電解產(chǎn)物的裝置是()AB.CD.解析：與直流電源的正極相連接的為陽極，陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子回到正極；與直

4、流電源的負(fù)極相連接的為陰極，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，接受負(fù)極輸出的電子。據(jù)此判斷，D圖右電極為陽極，發(fā)生反應(yīng)：2Cl2e=Cl2，可觀察到碘化鉀淀粉溶液變藍(lán)，證明有Cl2生成；左電極為陰極，發(fā)生反應(yīng)：2H2e=H2，可觀察到陰極區(qū)溶液變紅，證明有NaOH生成，收集的氣體經(jīng)點(diǎn)燃可證明氫氣。答案：D4電解CuSO4和NaCl的混合溶液，開始陰極和陽極上分別析出的物質(zhì)是()AH2和Cl2BCu和Cl2CH2和O2 DCu和O2解析：CuSO4和NaCl的混合溶液中，陽離子有Cu2、H、Na，首先放電的是Cu2，陰離子有Cl、OH、SO，其中Cl放電能力最強(qiáng)，所以陰極析出Cu，陽極析出Cl2。答案：B5關(guān)

5、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，溶液呈棕色C若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液，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觯弘娊釴aCl水溶液，陽極生成Cl2，陰極生成NaOH和H2。Cl2可與KI反應(yīng)生成I2，溶于水呈棕色溶液。答案：B6火法煉銅得到的粗銅中含多種雜質(zhì)(如鋅、金和銀等)，其性能遠(yuǎn)不能達(dá)到電氣工業(yè)的要求，工業(yè)上常用電解精煉法將粗銅提純。在電解精煉時(shí)()A精煉時(shí)粗銅接電源負(fù)極B精煉時(shí)純銅作陰極C雜質(zhì)都將以單質(zhì)形式沉積到池底D純銅片增重2.56 g，電路中通過電子

6、為0.04 mol解析：由金屬活動(dòng)順序ZnCuAgAu可知，首先鋅失去電子進(jìn)入溶液，而后是銅失去電子，由于雜質(zhì)Au、Ag很少，銅溶解時(shí)，二者以單質(zhì)形式沉積到池底。純銅增重2.56 g時(shí)，得到電子：2.56 g/64 (g/mol)×20.08 mol，即電路中通過電子0.08 mol。D不正確。答案：B7電解CuSO4溶液時(shí)，若要達(dá)到以下三個(gè)要求：陽極質(zhì)量減少；陰極質(zhì)量增加；電解液中c(Cu2)不變，則可選用的電極是()A純銅作陽極，含Zn、Ag的Cu合金作陰極B含Zn、Ag的Cu合金作陽極，純銅作陰極C用純鐵作陽極，純銅作陰極D用石墨作陽極，用惰性電極(Pt)作陰極解析：根據(jù)題目中

7、的三個(gè)要求，很顯然是電鍍銅原理，只要選擇純銅作陽極，就可使陽極質(zhì)量減少，陰極質(zhì)量增加，電解液中c(Cu2)不變。故選A。答案：A8鎳鎘可充電電池，電極材料是Cd和NiOOH，電解質(zhì)是KOH，放電時(shí)的電極反應(yīng)式：Cd2OH2e=Cd(OH)2，2NiOOH2H2O2e=2Ni(OH)22OH。下列說法不正確的是()A電池的總反應(yīng)式：Cd2NiOOH2H2O2Ni(OH)2Cd(OH)2B電池充電時(shí)，鎘元素被還原C電池放電時(shí)，電池負(fù)極周圍溶液的pH不斷增大D電池充電時(shí)，電池的負(fù)極和電源的正極連接解析：將放電時(shí)的兩個(gè)電極反應(yīng)相加得到電池的總反應(yīng)：Cd2NiOOH2H2O2Ni(OH)2Cd(OH)2

8、，A正確；充電時(shí)，Cd由2價(jià)變?yōu)?價(jià)，被還原，B正確；放電時(shí)負(fù)極要消耗OH，因此pH應(yīng)變小，C錯(cuò)誤；充電時(shí)，電池的負(fù)極應(yīng)與電源的負(fù)極相連，D錯(cuò)誤。答案：CD9按下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若乙中橫坐標(biāo)x表示流入電極的電子的物質(zhì)的量，下列敘述中不正確的是()AE表示生成銅的物質(zhì)的量BE表示總反應(yīng)中消耗水的物質(zhì)的量CF表示反應(yīng)生成氧氣的物質(zhì)的量DF表示生成硫酸的物質(zhì)的量解析：甲裝置是電解CuSO4的實(shí)驗(yàn)裝置，其電解方程式為2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，可得2CuSO42H2O2CuO22H2SO44e，結(jié)合圖乙可知選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：D10(2010·安徽淮北一中期末)我國第五套人民幣

9、中的一元硬幣材料為鋼芯鍍鎳，依據(jù)你所掌握的電鍍?cè)?，你認(rèn)為硬幣制作時(shí)，鋼芯應(yīng)該做()A正極 B負(fù)極C陽極 D陰極解析：電鍍池中待鍍金屬應(yīng)做陰極。答案：D能力提升11將濃度均為2 mol/L的AgNO3與Cu(NO3)2溶液各0.5 L混合，以銅為電極進(jìn)行電解，一段時(shí)間后陰極上有1.6 g銅析出。(1)直流電源已輸出_mol電子。(2)溶液中c(Cu2)為_mol/L。解析：(1)陰極有Cu析出時(shí)，Ag已完全放電，所以直流電源已輸出電子：2 mol/L×0.5 L×21.05 mol。(2)因用銅作電極，當(dāng)Ag、Cu2在陰極析出時(shí)，而在陽極銅亦同時(shí)溶解成為Cu2，最終使Cu2

10、增加；而Cu2的增加與析出的Ag相對(duì)應(yīng)，故此時(shí)Cu2總量為×2 mol/L×0.5 L2 mol/L×0.5 L1.5 mol，c(Cu2)1.5 mol/L。答案：(1)1.05(2)1.512(2010·北京海淀區(qū)期末)如下圖所示的裝置，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。接通電源后，向乙中滴入酚酞溶液，在F極附近顯紅色。試回答下列問題：(1)A是外加電源的_極，B是_極。(2)甲是_池，甲中總和反應(yīng)式是： _。(3)收集乙裝置中產(chǎn)生的氣體，則陰極和陽極產(chǎn)生的氣體在相同狀態(tài)下體積比為_。(4)欲用丙裝置給銅鍍銀，銅件是_(填G和H)極，電鍍液是_溶液

11、。(5)裝置丁是什么裝置，可以觀察到_，原因是_。答案：(1)正極負(fù)極(2)電解池2CuSO42H2O2CuO22H2SO4(3)11(4)HAgNO3(5)電泳Y極附近顏色變深；X附近顏色變淺，說明氫氧化鐵膠粒帶正電荷13請(qǐng)用如圖所示儀器裝置設(shè)計(jì)一個(gè)包括：電解飽和食鹽水并測定電解時(shí)產(chǎn)生的氫氣的體積和檢驗(yàn)氯氣的氧化性的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)所選儀器連接時(shí)，各接口的順序是(填各接口的代號(hào)字母)：A接_、_接_；B接_、_接_。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，裝置中的石墨電極接電源的_極，所發(fā)生的反應(yīng)為_；鐵電極接電源的_極，所發(fā)生的反應(yīng)為_；此電解總反應(yīng)方程式為_。(3)實(shí)驗(yàn)測得產(chǎn)生的氫氣體積(已折算標(biāo)準(zhǔn)狀況)為5.6

12、0 mL，電解后溶液的體積恰好為50.0 mL，則溶液的pH為_。解析：(1)原題U形管反應(yīng)器中的兩個(gè)電極未限定哪個(gè)是陽極或陰極，可任意選用。而反應(yīng)器兩邊連接哪些儀器及其連接順序，取決于A、B為哪種電極以及電極產(chǎn)物和實(shí)驗(yàn)要求。設(shè)A上電極為鐵質(zhì)陰極、B上電極為石墨陽極，則反應(yīng)器兩邊所選用的各儀器接口連接順序?yàn)椋篈接貯氣瓶的G端，把水?dāng)D入量筒，用量筒測量出的水量，以測定產(chǎn)生的H2體積。B接洗氣瓶的D端，生成的Cl2氧化洗氣瓶里的淀粉KI溶液，以證明其氧化性，多余的Cl2通入燒杯里的C導(dǎo)管，借助氫氧化鈉吸收Cl2，防止污染大氣。(2)根據(jù)電解飽和食鹽水陽極所發(fā)生的反應(yīng)式：2Cl2e=Cl2，為防止電

13、極被腐蝕，實(shí)驗(yàn)中一般選用石墨作陽極。陰極發(fā)生的是水電離出的H被還原，2H2e=H2，從而破壞水的電離平衡，在陰極區(qū)域里形成氫氧化鈉，顯堿性，陰極通常使用鐵電極。電解的總反應(yīng)方程式為2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。(3)已知電解產(chǎn)生H25.6 mL，相當(dāng)于0.000 25 mol，2NaCl2H2O=2NaOHH2Cl2 2 mol 1 mol x 0.000 25 mol。x2×0.000 25 mol0.000 5 mol。c(OH)102 mol/L，pH12。答案：(1)A接G、F接H；B接D、E接C(2)正極，2Cl2e=Cl2負(fù)極2H2e=H2；2NaCl2H2O2

14、NaOHH2Cl2(3)pH1214電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。如上圖表示一個(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：(1)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試液，則：電解池中X電極上的電極反應(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)式為_，檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是_。(2)如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則：X電極的材料是_，電極反應(yīng)式為_。Y電極的材料是_，電極反應(yīng)式為_。溶液中的c(Cu2)與電解前相比_(填“變大”、“變小”或“不變”)。(3)如利用該裝置實(shí)現(xiàn)鐵上鍍鋅，電極X上發(fā)生的反應(yīng)為_，電解池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)X與電源負(fù)極相連為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)：2H2e=H2，X極產(chǎn)物為H2和NaOH，所以現(xiàn)象為：有氣體產(chǎn)生，溶液變紅；電解池中向陰極方向移動(dòng)的是陽離子：Na、H。Y極為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)：2Cl2e=Cl2，檢驗(yàn)Cl2的方法是：把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色，證明生成Cl2。(2)電解精煉銅時(shí)，純銅作陰極，電極反應(yīng)為Cu22e=Cu。粗銅作陽極，電極反應(yīng)為Cu2e=C