2019高中化学 第04章 电化学基础 专题4.3.2 电解原理的应用（测）新人教版选修4.doc

14-3-24-3-2 电解池（第二课时）电解池（第二课时）1用石墨作电极，电解下列物质的溶液，其实质不是电解水的是( )ANaNO3 BNaOH CNa2SO4 DNaCl【答案】D【解析】四个选项中阳离子相同，放电顺序为 H+(水)>Na+，阴离子的放电顺序为 Cl->OH->含氧酸根，因此在阳极 A、B、C 三项均为 OH-放电；而 D 项在阳极上为 Cl-放电，故 D项不是电解水。2用惰性电极电解下列溶液，其中随着电解的进行，溶液 pH 逐渐减小的是( )氯化钠溶液 硫酸铜溶液 氢氧化钠溶液 稀硫酸 稀盐酸 硫酸钠溶液A B C D 【答案】C3关于电解 NaCl 水溶液,下列叙述正确的是( )A电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠B若在阳极附近的溶液中滴入 KI 溶液,溶液呈棕色C若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈无色D电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性【答案】B【解析】电解食盐水时发生的反应:阳极:2Cl-2e-Cl2阴极:2H2O+2e-H2+2OH-总反应:2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2对照分析选项,A 错误;阳极附近的溶液中会溶有少量的 Cl2,滴加 KI 溶液后发生反应:2Cl2+2I-I2+2Cl-,溶液呈棕色,B 正确;阴极附近产生大量的 OH-,滴加酚酞后变红色,C错误;电解后生成 NaOH,溶液呈碱性,D 错误。4关于镀铜和电解精炼铜,下列说法中正确的是( )A都用粗铜作阳极、纯铜作阴极B电解液的成分都保持不变C阳极反应都只有 Cu-2e-Cu2+D阴极反应都只有 Cu2+2e-Cu【答案】D5某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使 Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图所示的装置,以下对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )Aa 为正极,b 为负极;NaClO 和 NaClBa 为负极,b 为正极;NaClO 和 NaClCa 为阳极,b 为阴极;HClO 和 NaClDa 为阴极,b 为阳极;HClO 和 N aCl【答案】B【解析】电解饱和食盐水的方程式为 2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,NaOH 在阴极区生成,Cl2在阳极区生成,按照该学生制作的竖直的家用环保型消毒装置,若将阳极置于上方,则氯气一生成即逸出,不能与 NaOH 反应。显然,应将阳极置于下方,阴极置于上方,下方阳极生成的氯气通过溶液时即可很好地被阴极生成的 NaOH 吸收。反应为 Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。还应注意的是图中电极 a、b 是电源的电极而非电解池的电极。与电解装置上方阴极相连的 a 为电源的负极,则 b 为正极。36用惰性电极电解 M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重 a g 时，在阳极上同时产生 b L 氧气(标准状况)，从而可知 M 的相对原子质量为( )A B C D【答案】C7Cu2O 是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取 Cu2O 的电解池示意图如图所示，电解总反应为 2CuH2OCu2OH2。 下列说法正确的是A 石墨电极上产生氢气B 铜电极发生还原反应C 铜电极接直流电源的负极D 当有 0.1 mol 电子转移时，有 0.1 mol Cu2O 生成【答案】A【解析】石墨作阴极，阴极上是溶液中的 H+反应，电极反应为 2H+2e-H2，A 项正确；由电解总反应可知，Cu 参加了反应，所以 Cu 作电解池的阳极，发生氧化反应，B 项错误；阳极与电源的正极相连，C 项错误；阳极反应为 2Cu+2OH-2e-Cu2O+H2O，当有0.1 mol 电子转移时，有 0.05 mol Cu2O 生成，D 项错误。8下列有关电解原理的说法中不正确的是A电解饱和食盐水时，一般用铁作阳极，碳作阴极4B电镀时，通常用待镀的金属制品作阴极，用镀层金属作阳极C对于冶炼像钠、钙、镁、铝等活泼的金属，电解法几乎是唯一可行的工业方法D电解精炼铜时，用纯铜板作阴极，粗铜板作阳极【答案】A【解析】电解饱和食盐水时，Fe 不可作阳极，否则会发生反应：Fe2eFe2+。9关于电解 NaCl 水溶液，下列叙述正确的是A若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色B若在阳极附近的溶液中滴入 KI 溶液，溶液呈棕色C电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠D电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性【答案】B10下列装置，可达到铁片上镀锌目的的是A B C D 【答案】C5【解析】铁片上镀锌，电镀中电解液含有镀层金属，待镀金属作阴极，镀层金属作阳极，故选项 C 正确。11下列叙述正确的是 锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率 镀层破损后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易腐蚀 电镀时，应把镀件置于电解槽的阴极 冶炼铝时，用电解熔融氧化铝的方法 钢铁表面常易锈蚀生成 Fe2O3nH2OA B C D【答案】B12下图有关电化学的示意图正确的是A B C D 6【答案】D【解析】A锡比铜活泼，是负极，故 A 错误；B电解精炼时，粗铜作阳极，则粗铜与电源的正极相连，作阳极，故 B 错误；C电镀时镀层金属作阳极，铁片上镀锌，所以锌为阳 极，即锌片与正极相连，故 C 错误；D电解饱和食盐水，阳极发生氧化反应生成氯气，检验氯气用碘化钾淀粉溶液，阴极发生还原反应生成氢气和氢氧 化钠，氢氧化钠能使酚酞变红色，该装置能验证氯化钠溶液的电解产物，故 D 正确。13如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列说法中不正确的是A装置出口处的物质是氯气B出口处的物质是氢气，该离子交换膜只能让阳离子通过C装置中发生的反应的离子方程式 2Cl+2H+Cl2+H2D该装置是将电能转化为化学能【答案】C14如图所示，甲为锌铜原电池装置，乙为电解熔融氯化钠装置。则下列说法中正确的是7A甲装置中锌为负极，发生还原反应，铜为正极，发生氧化反应B甲装置中盐桥的作用是使反应过程中 ZnSO4溶液和 CuSO4溶液保持电中性C乙装置中铁极的电极反应式为：2Na 2e2Na+D乙装置中 B 是氯气出口，A 是钠出口【答案】B【解析】甲装置为原电池，Zn 为负极，发生氧化反应，Cu 为正极，发生还原反应，A 错误；乙装置中铁为阴极，发生反应 2Na+2e2Na，C 错误；石墨为阳极，发生反应 2Cl 2eCl2，A 为 Cl2出口，B 是 Na 出口，D 错误。15某课外活动小组准备用如图所示的装置进行实验。现有甲、乙、丙三位同学分别选择了如下电极材料和电解质溶液：A 电极B 电极X 溶液甲CuZnH2SO4乙PtPtCuCl2丙FeCu？来源（1）甲同学在实验中将电键 K5闭合，Zn 电极上的电极反应式为_；（2）乙同学准备进行电解 CuCl2溶液的实验，则电解时的总反应方程式为_；实验时应闭合的电键组合是_。(从下列五项中选择所有可能组合，第三小题也在这五项中选择)AK1和 K2BK1和 K3CK1和 K4DK2和 K38EK2和 K4（3）丙同学准备在 Fe 上镀 Cu，选择了某种盐来配制电镀液，则该盐的化学式为_，实验时，应闭合的电键组合是_(选项如上)。【答案】 （1）Zn2e=Zn2（2）CuCl2CuCl2 C、D（3）CuCl2或 CuSO4 D16铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：（1）工业冶炼铝的化学方程式是_。（2）铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是_。（3）工业级氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。该电解槽的阳极反应式是_。通电开始后，阴极附近溶液 pH 会增大，请简述原因_。除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口_(填写“A”或“B”)导出。【答案】 （1）2Al2O3(熔融)4Al3O2（2）2Al2OH2H2O=2AlO23H29（3）4OH4e=2H2OO2H放电，促进水的电离，OH浓度增大B17氯碱厂电解饱和食盐水制取 NaOH 的工艺流程示意图如下：依据上图，完成下列填空：（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的电极反应式为_，与电源负极相连的电极附近，溶液 pH_(选填“不变” 、“升高”或“下降”)。（2）工业食盐中含 Ca2、Mg2等杂质，精制过程中除去这些杂质时发生反应的离子方程式为_、_。（3）如果粗盐中 SO42含量过高，必须添加钡试剂除去 SO42，该钡试剂可以是_(填写字母序号，下同)。ABa(OH)2 BBa(NO3)2 CBaCl2（4）为有效除去 Ca2、Mg2、SO42，加入试剂的合理顺序为_ _。A先加 NaOH，后加 Na2CO3，再加钡试剂B先加 NaOH，后加钡试剂，再加 Na2CO3C先加钡试剂，后加 NaOH，再加 Na2CO3（5）脱盐工序中利用 NaOH 和 NaCl 在溶解度上的差异，通过_、冷却、_(填写操作名称)除去 NaCl。10（6）用隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止 Cl2与 NaOH 反应；采用无隔膜法电解冷的食盐水时，Cl2与 NaOH 充分接触，得到的产物仅是 NaClO 和 H2，则与该反应相应的化学方程式为_。【答案】 （1）2Cl2e=Cl2 升高（2）Ca2CO32=CaCO3Mg22OH=Mg(OH)2（3）AC （4）BC （5）蒸发 过滤（6）NaClH2ONaClOH2(或 2NaCl2H2OH2Cl22NaOH；Cl22NaOH=NaClNaClOH2O)（4）除去杂质时加入 Ba2和 OH，无先后之分，但 Na2CO3一定要在最后加入，因为 CO32还要除去多余的 Ba2，过滤沉淀后即认为 NaCl 被提纯，选 B、C。（5）脱盐实际上是分离 NaOH 和 NaCl，由于 NaCl 溶解度小，因而 NaCl 首先析出，其操作过程是蒸发、冷却、结晶，经过滤得 NaCl 晶体，滤液进一步精制得 NaOH。（6）将 2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2和 Cl22NaOH=NaClNaClOH2O 合并，即可得出答案。18如图所示是某实验小组电解氯化钠溶液（含酚酞）的装置。有毒气体收集的装置省略没有画出，两电极均是石墨电极。11（1）a 电极的名称 。（2）电解过程中 a 极区域观察到的现象 。（3）电解的总反应离子方程式为 。（4）某实验小组用 1.6 A 电流电解 6.02 min，在阴极可以生成 mL（标准状况）气体（一个电子的电量为 1.6×1019 C）。（5）若将 b 电极换成铁作电极，电解一段时间后 U 型管底部出现红褐色沉淀，请用化学方程式解释这一现象，写出总反应的化学方程式 。【答案】 （1）阴极 （2）a 极区有气泡产生、溶液变成红色（3）2Cl+2H2OCl2+H2+2OH （4）67.2（5）4Fe+10H2O+O24Fe(OH)3+4H2（4）电解池中通过的电荷量为 Q=It=1.6×6.02×60 C。通过的电子数为 n=6.02×60×1019个=6.0×103 mol。根据H2O+2e=H2+2OH可知此时生成氢气 3.0×103 mol。V(H2)= n(H2)Vm=3.0×103 mol×22.4 L/mol×103 mL/L=67.2 mL。（5）若将 b 电极换成铁作电极，电解液仍为 NaCl 溶液，b 电极上铁失电子发生氧化反应， 电极反应式为 Fe2e=Fe2+，阴极附近生成氢氧根离子，亚铁离子和氢氧根离子生成 Fe(OH)2 白色沉淀，Fe(OH)2被氧化生成红褐色的 Fe(OH)3，该反应过程的总反应化学方程式为4Fe+10H2O+O24Fe(OH)3+4H2。12