1.2.4 電解原理的應(yīng)用課時作業(yè) 高二上學期化學人教版（2019）選擇性必修1

本卷由系統(tǒng)自動生成，請仔細校對后使用，答案僅供參考新蘇教版高中化學選擇性必修1《化學反應(yīng)原理》PAGE答案第=2頁總=sectionpages22頁PAGE2課時作業(yè)2：1.2.4電解原理的應(yīng)用學校：__________姓名：__________班級：__________考號：__________一、單選題（共12小題）1.(1分)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.化合物熔點較低2.(1分)利用電解法可將含有Fe、Zn、Ag、Pt等雜質(zhì)的粗銅提純，下列敘述正確的是()A.電解時以純銅作陽極B.電解時陰極發(fā)生氧化反應(yīng)C.粗銅連接電源負極，其電極反應(yīng)式是Cu－2e－===Cu2＋D.電解后，電解槽底部會形成含少量Ag、Pt等金屬的陽極泥3.(1分)金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳。下列敘述正確的是(已知：氧化性Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋)()A.電解后，電解槽底部的陽極泥中只有金屬Pt B.電解過程中，電解質(zhì)溶液的質(zhì)量可能保持不變C.電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2＋和Zn2＋ D.陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：Ni2＋＋2e－===Ni4.(1分)下列說法正確的是()A.在電解法精煉銅的過程中，若轉(zhuǎn)移1mol電子，則陽極溶解的銅小于32gB.電解冶煉鎂、鋁通常電解熔融的MgCl2和Al2O3，也可電解MgO和AlCl3C.電解法精煉鎳時，粗鎳作陰極，純鎳作陽極D.鐵表面鍍銅時，將鐵與電源的正極相連，銅與電源的負極相連5.(1分)三氧化二鎳(Ni2O3)可用于制造高能電池，其電解法制備過程如下：用NaOH調(diào)NiCl2溶液pH至7.5，加入適量硫酸鈉后進行電解。電解過程中產(chǎn)生的Cl2在弱堿性條件下生成ClO－，把二價鎳氧化為三價鎳。以下說法不正確的是()A.可用鐵作陽極材料B.電解過程中陰極附近溶液的pH升高C.陽極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑D.1mol二價鎳全部轉(zhuǎn)化為三價鎳時，外電路中通過了1mol電子6.(1分)用電解法可提純含有某些含氧酸根雜質(zhì)的粗KOH溶液，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是()A.陽極反應(yīng)式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ B.通電后陰極區(qū)附近溶液pH會增大C.K＋通過交換膜從陰極區(qū)移向陽極區(qū) D.純凈的KOH溶液從b出口導(dǎo)出7.(1分)Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學理念設(shè)計的制取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.石墨電極接直流電源的正極 B.銅電極發(fā)生還原反應(yīng)C.石墨電極上產(chǎn)生氫氣 D.當有0.5mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.5molCu2O生成8.(1分)現(xiàn)代膜技術(shù)可使某種離子具有單向通過能力，常用于電解池、原電池中。電解NaB(OH)4溶液可制備H3BO3，其工作原理如圖。下列敘述錯誤的是()A.M室發(fā)生的電極反應(yīng)式：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋B.N室：a＜bC.產(chǎn)品室發(fā)生的反應(yīng)是B(OH)＋H＋===H3BO3＋H2OD.理論上每生成1mol產(chǎn)品，陰極室可生成標準狀況下5.6L氣體9.(1分)氯堿工業(yè)的一種節(jié)能新工藝是將電解池與燃料電池相結(jié)合，相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(電極未標出)。下列說法正確的是()A.電解池的陰極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－B.通入空氣的電極為負極C.電解池中產(chǎn)生2molCl2時，理論上燃料電池中消耗0.5molO2D.a、b、c的大小關(guān)系為a>b＝c10.(1分)如圖所示，乙裝置是簡易84消毒液發(fā)生器，X為鐵電極，Y為石墨電極。下列判斷中正確的是()A.鈷(Co)的金屬性比銅的強 B.工作時，SO向Cu電極移動C.電子流動路徑：Co電極→X→溶液→Y→Cu電極 D.轉(zhuǎn)移0.2mole－，乙中生成0.2molNaClO11.(1分)我國某科研團隊設(shè)計了一種新型能量存儲/轉(zhuǎn)化裝置(如下圖所示)。閉合K2、斷開K1時，制氫并儲能；斷開K2、閉合K1時，供電。下列說法錯誤的是()A.制氫時，溶液中K＋向Pt電極移動B.制氫時，X電極反應(yīng)式為Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2OC.供電時，Zn電極附近溶液的pH降低D.供電時，裝置中的總反應(yīng)為Zn＋2H2O===Zn(OH)2＋H2↑12.(1分)電鍍、冶煉等行業(yè)會產(chǎn)生大量的硝酸廢液，增加水體中的氮污染。某工廠開發(fā)了一種電化學降解NO、降低酸性的設(shè)備，原理如圖所示，圖中M為質(zhì)子(H＋)交換膜。下列說法不正確的是()A.鉛蓄電池的A極為正極，電極材料為PbO2B.該電解池陰極反應(yīng)為2NO＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－C.若電解過程中轉(zhuǎn)移2mol電子，則交換膜左側(cè)電解液的質(zhì)量變化為18gD.若鉛蓄電池工作過程中負極質(zhì)量增加9.6g，電解池陰極室產(chǎn)生N2448mL(標況下)二、填空題（共3小題）13.(1分)電解的應(yīng)用比較廣泛。根據(jù)下列電解的應(yīng)用，回答問題：(1)如圖為電解精煉銀的示意圖，________(填“a”或“b”)極為含有雜質(zhì)的粗銀，若b極有少量紅棕色氣體生成，則生成該氣體的電極反應(yīng)式為_________________。(2)利用如圖裝置電解制備LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為________(填化學式)溶液，陽極電極反應(yīng)式為_________________，電解過程中Li＋向________(填“A”或“B”)電極遷移。(3)離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系，由有機陽離子、Al2Cl和AlCl組成的離子液體作電解液時，可在鋼制品上電鍍鋁。鋼制品應(yīng)接電源的________極，已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機陽離子不參與電極反應(yīng)，陰極電極反應(yīng)式為_______________________________________________。若改用氯化鋁水溶液作電解液，則陰極產(chǎn)物為________。14.(1分)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作電極進行電解，經(jīng)過一段時間后有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀產(chǎn)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(yīng)：陽極為_______________________________________，陰極為__________________________________________________________。(2)Cr2O轉(zhuǎn)變成Cr3＋的離子方程式：_______________________________。(3)電解過程中Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀是怎樣產(chǎn)生的？________________________________________________________________________________________________________________________________(4)能否用Cu電極來代替Fe電極？________(填“能”或“不能”)，簡述理由________________________________________________________________。15.(1分)整合有效信息書寫電極反應(yīng)。(1)硫化氫的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護的重要研究課題。由硫化氫獲得硫單質(zhì)有多種方法。將用燒堿吸收H2S后所得的溶液加入如圖所示的電解池的陽極區(qū)進行電解。電解過程中陽極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng)：S2－－2e－===S↓，(n－1)S＋S2－===S。①寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式：______________________________________。②電解后陽極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì)，其離子方程式可寫成_______________________________________________________________。(2)電解NO制備NH4NO3，其工作原理如圖所示，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，需補充物質(zhì)A，A是________，說明理由：_____________________。1.【答案】B【解析】金屬冶煉方法選取的主要依據(jù)是金屬的活動性強弱，不活潑的金屬可以用熱分解法制備，如加熱氧化汞；比較活潑的金屬用熱還原法制備，如用焦炭煉鐵；活潑的金屬離子很難被其他還原劑還原，只能用電解方法制備。由于鈉、鎂、鋁是活潑金屬，所以只能用電解法。2.【答案】D【解析】電解精煉銅時，粗銅應(yīng)作陽極，純銅作陰極，故A錯誤；陽極與電池的正極相連，發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極與電池的負極相連，發(fā)生還原反應(yīng)，故B錯誤；粗銅連接電源的正極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故C錯誤；金屬活動性順序為Zn>Fe>Cu>Ag>Pt，因此Ag、Pt不會放電，以單質(zhì)形式在陽極附近沉積下來，故D正確。3.【答案】B【解析】粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)做陽極，銅和鉑不失電子沉降電解池底部形成陽極泥，電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt，A項錯誤；電解過程中陽極失電子的有Fe、Zn、Ni；陰極析出的是鎳；依據(jù)得失電子守恒，陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加可能相等，因此電解質(zhì)溶液的質(zhì)量可能保持不變，B項正確；電解后，溶液中存在的陽離子有H＋、Fe2＋、Zn2＋、Ni2＋，C項錯誤；陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：Ni－2e－===Ni2＋，F(xiàn)e－2e－===Fe2＋，Zn－2e－===Zn2＋，D項錯誤。4.【答案】A【解析】電解精煉銅時，粗銅作陽極，比銅活潑的金屬先失電子，轉(zhuǎn)移1mole－時溶解銅的質(zhì)量小于32g，A項正確；電解法制備Al時不能用AlCl3，因為AlCl3是共價化合物，熔融狀態(tài)下AlCl3不能電離出離子，B項錯誤；電解法精煉鎳時，粗鎳作陽極，純鎳作陰極，C項錯誤；鐵表面鍍銅時，鍍件做陰極，鍍層金屬作陽極，所以鐵與電源負極相連，銅與電源正極相連，D項錯誤。5.【答案】A【解析】由題意知電極反應(yīng)，陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑，陰極：2H＋＋2e－===H2↑，陰極溶液呈堿性，pH升高，故A錯誤，B、C正確；由Ni2＋→Ni3＋，失去1mole－，外電路中轉(zhuǎn)移1mole－，即Cl－失去1mole－，H＋得到1mole－，D正確。6.【答案】C【解析】根據(jù)圖示，通入粗氫氧化鉀的電極是陽極，陽極反應(yīng)式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；通入水的電極是陰極，電極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑，K＋通過交換膜從陽極區(qū)移向陰極區(qū)，生成氫氧化鉀，純凈的KOH溶液從b口導(dǎo)出，陰極區(qū)附近溶液的pH會增大，C項錯誤。7.【答案】C【解析】根據(jù)電解總反應(yīng)可知，Cu發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cu2O，則Cu是陽極，連接直流電源的正極，石墨連接電源的負極，A、B均錯誤；石墨是陰極，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，電極上產(chǎn)生H2，C正確；生成1molCu2O轉(zhuǎn)移2mol電子，故有0.5mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.25molCu2O生成，D錯誤。8.【答案】D【解析】M室為陽極室，水中的氫氧根離子放電，2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，A正確。N室，水中的氫離子放電，生成氫氧根離子，原料室中鈉離子移動到N室，NaOH濃度增大，B正確。原料室中的B(OH)移向產(chǎn)品室，M室中生成的H＋移向產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成產(chǎn)品，C正確。根據(jù)關(guān)系式：H3BO3～H＋～H2，理論上每生成1mol產(chǎn)品，陰極室可生成標準狀況下11.2L氣體，D錯誤。9.【答案】A【解析】題給電解池的陰極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，陽極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑，A項正確；題給燃料電池為氫氧燃料電池，通入空氣的電極為正極，B項錯誤；由整個電路中得失電子守恒可知，電解池中產(chǎn)生2molCl2，理論上轉(zhuǎn)移4mole－，則燃料電池中消耗1molO2，C項錯誤；題給燃料電池的負極反應(yīng)式為2H2－4e－＋4OH－===4H2O，正極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－，所以a、b、c的大小關(guān)系為c>a>b，D項錯誤。10.【答案】A【解析】乙裝置為電解池，X極放出氫氣為陰極，所以與之相連的Co為負極，則Cu為正極，活潑性Co＞Cu，鈷(Co)的金屬性比銅的強，A項正確；工作時，SO向負極(Co)移動，B項錯誤；甲裝置為原電池裝置，電子從負極流向正極，Co電極→X，Y→Cu電極，但是電子不會經(jīng)過電解質(zhì)溶液，C項錯誤；電解氯化鈉溶液的方程式2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH，轉(zhuǎn)移0.2mole－，產(chǎn)生0.1mol氯氣，Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，乙中生成0.1molNaClO，D項錯誤。11.【答案】D【解析】閉合K2制氫時，光伏電池供電，X電極與Pt電極構(gòu)成電解池；閉合K1放電時，X電極與Zn電極構(gòu)成原電池。據(jù)圖分析，制氫時表面析出H2的Pt電極為陰極，故K＋應(yīng)該移向Pt電極，A項正確；制氫時，X電極為電解池陽極時，Ni元素失電子、化合價升高，故電極反應(yīng)式為Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O，B項正確；供電時，發(fā)生的是原電池反應(yīng)，Zn電極為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)并消耗OH－，其電極反應(yīng)式為Zn－2e－＋4OH－===ZnO＋2H2O，則Zn電極附近溶液的pH降低，C項正確；供電時，X電極發(fā)生還原反應(yīng)，氧化劑為NiOOH，供電時電池反應(yīng)中氧化劑不是H2O，D項錯誤。12.【答案】B【解析】據(jù)裝置圖可知，與電源B極相連的電極上NO得到電子生成了N2，說明該電極為電解池的陰極，B為電池的負極，A為電池的正極，電極上PbO2得到電子生成PbSO4，A項正確；陰極上NO得到電子生成N2，電解質(zhì)溶液為酸性環(huán)境，則電極反應(yīng)式為2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，B項錯誤；電解池左側(cè)為H2O失去電子生成H＋、O2，若電解過程中轉(zhuǎn)移2mol電子，則有2molH＋穿過質(zhì)子交換膜移向右側(cè)，同時有0.5molO2逸出，因此交換膜左側(cè)電解液的質(zhì)量變化為2mol×1g/mol＋0.5mol×32g/mol＝18g，C項正確；鉛蓄電池放電時，負極為Pb失去電子生成PbSO4，電極反應(yīng)式為Pb－2e－＋SO===PbSO4，每轉(zhuǎn)移2mol電子，增重96g，負極質(zhì)量增加9.6g，則轉(zhuǎn)移電子為×2＝0.2mol，根據(jù)得失電子守恒以及陰極電極反應(yīng)式可知，陰極生成0.02molN2，其標準狀況下體積為0.02mol×22.4L/mol＝0.448L＝448mL，D項正確。13.【答案】(1)aNO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O(或NO＋4H＋＋3e－===NO↑＋2H2O、2NO＋O2===2NO2)(2)LiOH2Cl－－2e－===Cl2↑B(3)負4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlClH2【解析】(1)電解精煉銀與電解精煉銅原理相似。電解精煉銀裝置中，含有雜質(zhì)的粗銀作陽極，電解池的陽極與電源的正極相連，則該裝置中a極為含有雜質(zhì)的粗銀。該電解池的b極為陰極，陰極上有紅棕色氣體生成，可知NO被還原為NO2，電極反應(yīng)式為NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O。(2)根據(jù)電解裝置圖，兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液，B區(qū)產(chǎn)生H2，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，剩余OH－與Li＋結(jié)合生成LiOH，所以B極區(qū)電解液為LiOH溶液，B電極為陰極，則A電極為陽極，陽極區(qū)電解液為LiCl溶液，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑，電解過程中Li＋向B電極遷移。(3)在鋼制品上電鍍鋁，故鋼制品作陰極，與電源負極相連。由于電鍍過程中“不產(chǎn)生其他陽離子且有機陽離子不參與電極反應(yīng)”，Al元素在熔融鹽中以Al2Cl和AlCl形式存在，則電鍍過程中陰極電極反應(yīng)式為4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl。若電解液改為氯化鋁水溶液，水溶液中得電子能力Al3＋<H＋，故陰極上的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑。14.【答案】(1)Fe－2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑(2)6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O(3)在陰極反應(yīng)及Cr2O與Fe2＋反應(yīng)的過程中，將消耗大量的H＋，使溶液pH上升，促進Fe3＋、Cr3＋水解并最終轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀(4)不能因為陰極產(chǎn)生的Cu2＋不能將Cr2O還原為Cr3＋【解析】由于Cr(＋6價)的化合物毒性遠高于Cr(＋3價)的化合物，將Cr(＋6價)轉(zhuǎn)化為Cr(＋3價)，對廢水進行處理是電化學知識在實際工業(yè)生產(chǎn)中的具體運用