2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第04章 電化學(xué)基礎(chǔ) 專題4.3.2 電解原理的應(yīng)用（測(cè)）新人教版選修4.doc

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4-3-2 電解池（第二課時(shí)） 1．用石墨作電極，電解下列物質(zhì)的溶液，其實(shí)質(zhì)不是電解水的是( ) A．NaNO3 B．NaOH C．Na2SO4 D．NaCl 【答案】D 【解析】四個(gè)選項(xiàng)中陽(yáng)離子相同，放電順序?yàn)镠+(水)>Na+，陰離子的放電順序?yàn)镃l->OH->含氧酸根，因此在陽(yáng)極A、B、C三項(xiàng)均為OH-放電；而D項(xiàng)在陽(yáng)極上為Cl-放電，故D項(xiàng)不是電解水。 2．用惰性電極電解下列溶液，其中隨著電解的進(jìn)行，溶液pH逐漸減小的是( ) ①氯化鈉溶液 ②硫酸銅溶液 ③氫氧化鈉溶液 ④稀硫酸 ⑤稀鹽酸 ⑥硫酸鈉溶液 A． ①③⑤ B． ②④⑤ C． ②④ D． ②④⑥ 【答案】C 3．關(guān)于電解NaCl水溶液,下列敘述正確的是( ) A．電解時(shí)在陽(yáng)極得到氯氣,在陰極得到金屬鈉 B．若在陽(yáng)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溶液,溶液呈無(wú)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? 【答案】B 【解析】電解食鹽水時(shí)發(fā)生的反應(yīng): 陽(yáng)極:2Cl--2e-Cl2↑ 陰極:2H2O+2e-H2↑+2OH- 總反應(yīng):2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 對(duì)照分析選項(xiàng),A錯(cuò)誤;陽(yáng)極附近的溶液中會(huì)溶有少量的Cl2,滴加KI溶液后發(fā)生反應(yīng):Cl2+2I-I2+2Cl-,溶液呈棕色,B正確;陰極附近產(chǎn)生大量的OH-,滴加酚酞后變紅色,C錯(cuò)誤;電解后生成NaOH,溶液呈堿性,D錯(cuò)誤。 4．關(guān)于鍍銅和電解精煉銅,下列說(shuō)法中正確的是( ) A．都用粗銅作陽(yáng)極、純銅作陰極 B．電解液的成分都保持不變 C．陽(yáng)極反應(yīng)都只有Cu-2e-Cu2+ D．陰極反應(yīng)都只有Cu2++2e-Cu 【答案】D 5．某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器,用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液,通電時(shí),為使Cl2被完全吸收制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液,設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置,以下對(duì)電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是( ) A．a(chǎn)為正極,b為負(fù)極;NaClO和NaCl B．a(chǎn)為負(fù)極,b為正極;NaClO和NaCl C．a(chǎn)為陽(yáng)極,b為陰極;HClO和NaCl D．a(chǎn)為陰極,b為陽(yáng)極;HClO和NaCl 【答案】B 【解析】電解飽和食鹽水的方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,NaOH在陰極區(qū)生成,Cl2在陽(yáng)極區(qū)生成,按照該學(xué)生制作的豎直的家用環(huán)保型消毒裝置,若將陽(yáng)極置于上方,則氯氣一生成即逸出,不能與NaOH反應(yīng)。顯然,應(yīng)將陽(yáng)極置于下方,陰極置于上方,下方陽(yáng)極生成的氯氣通過(guò)溶液時(shí)即可很好地被陰極生成的NaOH吸收。反應(yīng)為Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。還應(yīng)注意的是圖中電極a、b是電源的電極而非電解池的電極。與電解裝置上方陰極相連的a為電源的負(fù)極,則b為正極。 6．用惰性電極電解M(NO3)x的水溶液，當(dāng)陰極上增重a g時(shí)，在陽(yáng)極上同時(shí)產(chǎn)生b L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，從而可知M的相對(duì)原子質(zhì)量為( ) A． B． C． D． 【答案】C 7．Cu2O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所示，電解總反應(yīng)為2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。 下列說(shuō)法正確的是 A． 石墨電極上產(chǎn)生氫氣 B． 銅電極發(fā)生還原反應(yīng) C． 銅電極接直流電源的負(fù)極 D． 當(dāng)有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.1 mol Cu2O生成 【答案】A 【解析】石墨作陰極，陰極上是溶液中的H+反應(yīng)，電極反應(yīng)為2H++2e-H2↑，A項(xiàng)正確；由電解總反應(yīng)可知，Cu參加了反應(yīng)，所以Cu作電解池的陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；陽(yáng)極與電源的正極相連，C項(xiàng)錯(cuò)誤；陽(yáng)極反應(yīng)為2Cu+2OH--2e-Cu2O+H2O，當(dāng)有0.1 mol 電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.05 mol Cu2O生成，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 8．下列有關(guān)電解原理的說(shuō)法中不正確的是 A．電解飽和食鹽水時(shí)，一般用鐵作陽(yáng)極，碳作陰極 B．電鍍時(shí)，通常用待鍍的金屬制品作陰極，用鍍層金屬作陽(yáng)極 C．對(duì)于冶煉像鈉、鈣、鎂、鋁等活潑的金屬，電解法幾乎是唯一可行的工業(yè)方法 D．電解精煉銅時(shí)，用純銅板作陰極，粗銅板作陽(yáng)極 【答案】A 【解析】電解飽和食鹽水時(shí)，F(xiàn)e不可作陽(yáng)極，否則會(huì)發(fā)生反應(yīng)：Fe?2e?Fe2+。 9．關(guān)于電解NaCl水溶液，下列敘述正確的是 A．若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液，溶液呈無(wú)色 B．若在陽(yáng)極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色 C．電解時(shí)在陽(yáng)極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉 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? 【答案】B 10．下列裝置，可達(dá)到鐵片上鍍鋅目的的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】鐵片上鍍鋅，電鍍中電解液含有鍍層金屬，待鍍金屬作陰極，鍍層金屬作陽(yáng)極，故選項(xiàng)C正確。 11．下列敘述正確的是 ① 鋅跟稀硫酸反應(yīng)制取氫氣，加入少量硫酸銅溶液能加快反應(yīng)速率 ② 鍍層破損后，白鐵（鍍鋅的鐵）比馬口鐵（鍍錫的鐵）更易腐蝕 ③ 電鍍時(shí)，應(yīng)把鍍件置于電解槽的陰極 ④ 冶煉鋁時(shí)，用電解熔融氧化鋁的方法 ⑤ 鋼鐵表面常易銹蝕生成Fe2O3?nH2O A．①②③④⑤ B．①③④⑤ C．①③⑤ D．②④ 【答案】B 12．下圖有關(guān)電化學(xué)的示意圖正確的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．錫比銅活潑，是負(fù)極，故A錯(cuò)誤；B．電解精煉時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，則粗銅與電源的正極相連，作陽(yáng)極，故B錯(cuò)誤；C．電鍍時(shí)鍍層金屬作陽(yáng)極，鐵片上鍍鋅，所以鋅為陽(yáng)極，即鋅片與正極相連，故C錯(cuò)誤；D．電解飽和食鹽水，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，檢驗(yàn)氯氣用碘化鉀淀粉溶液，陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧化鈉，氫氧化鈉能使酚酞變紅色，該裝置能驗(yàn)證氯化鈉溶液的電解產(chǎn)物，故D正確。 13．如圖是工業(yè)電解飽和食鹽水的裝置示意圖，下列說(shuō)法中不正確的是 A．裝置出口①處的物質(zhì)是氯氣 B．出口②處的物質(zhì)是氫氣，該離子交換膜只能讓陽(yáng)離子通過(guò) C．裝置中發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式2Cl?+2H+Cl2↑+H2↑ D．該裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 【答案】C 14．如圖所示，甲為鋅銅原電池裝置，乙為電解熔融氯化鈉裝置。則下列說(shuō)法中正確的是 A．甲裝置中鋅為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)，銅為正極，發(fā)生氧化反應(yīng) B．甲裝置中鹽橋的作用是使反應(yīng)過(guò)程中ZnSO4溶液和CuSO4溶液保持電中性 C．乙裝置中鐵極的電極反應(yīng)式為：2Na – 2e?2Na+ D．乙裝置中B是氯氣出口，A是鈉出口 【答案】B 【解析】甲裝置為原電池，Zn為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；乙裝置中鐵為陰極，發(fā)生反應(yīng)2Na++2e?2Na，C錯(cuò)誤；石墨為陽(yáng)極，發(fā)生反應(yīng)2Cl? ?2e?Cl2↑，A為Cl2出口，B是Na出口，D錯(cuò)誤。 15．某課外活動(dòng)小組準(zhǔn)備用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)有甲、乙、丙三位同學(xué)分別選擇了如下電極材料和電解質(zhì)溶液： A電極 B電極 X溶液 [來(lái)源 甲 Cu Zn H2SO4 乙 Pt Pt CuCl2 丙 Fe Cu ？ （1）甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中將電鍵K5閉合，Zn電極上的電極反應(yīng)式為________________； （2）乙同學(xué)準(zhǔn)備進(jìn)行電解CuCl2溶液的實(shí)驗(yàn)，則電解時(shí)的總反應(yīng)方程式為____________________； 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)閉合的電鍵組合是________。(從下列五項(xiàng)中選擇所有可能組合，第三小題也在這五項(xiàng)中選擇) A．K1和K2 B．K1和K3 C．K1和K4 D．K2和K3 E．K2和K4 （3）丙同學(xué)準(zhǔn)備在Fe上鍍Cu，選擇了某種鹽來(lái)配制電鍍液，則該鹽的化學(xué)式為______________，實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)閉合的電鍵組合是___________(選項(xiàng)如上)。 【答案】（1）Zn－2e－==Zn2＋ （2）CuCl2Cu＋Cl2↑ C、D （3）CuCl2或CuSO4 D 16．鋁和氫氧化鉀都是重要的工業(yè)產(chǎn)品。請(qǐng)回答： （1）工業(yè)冶煉鋁的化學(xué)方程式是_______________________。 （2）鋁與氫氧化鉀溶液反應(yīng)的離子方程式是______________。 （3）工業(yè)級(jí)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(guò))，其工作原理如圖所示。 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)后的氫氧化鉀溶液從液體出口___________(填寫“A”或“B”)導(dǎo)出。 【答案】（1）2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ （2）2Al＋2OH－＋2H2O==2AlO2－＋3H2↑ （3）①4OH－－4e－==2H2O＋O2↑ ②H＋放電，促進(jìn)水的電離，OH－濃度增大③B 17．氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程示意圖如下： 依據(jù)上圖，完成下列填空： （1）在電解過(guò)程中，與電源正極相連的電極上所發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為_________________，與電源負(fù)極相連的電極附近，溶液pH________(選填“不變”、“升高”或“下降”)。 （2）工業(yè)食鹽中含Ca2＋、Mg2＋等雜質(zhì)，精制過(guò)程中除去這些雜質(zhì)時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 __________________、__________________。 （3）如果粗鹽中SO42－含量過(guò)高，必須添加鋇試劑除去SO42－，該鋇試劑可以是________(填寫字母序號(hào)，下同)。 A．Ba(OH)2 B．Ba(NO3)2 C．BaCl2 （4）為有效除去Ca2＋、Mg2＋、SO42－，加入試劑的合理順序?yàn)開_______。 A．先加NaOH，后加Na2CO3，再加鋇試劑 B．先加NaOH，后加鋇試劑，再加Na2CO3 C．先加鋇試劑，后加NaOH，再加Na2CO3 （5）脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過(guò)________、冷卻、________(填寫操作名稱)除去NaCl。 （6）用隔膜法電解食鹽水時(shí)，電解槽分隔為陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)，防止Cl2與NaOH反應(yīng)；采用無(wú)隔膜法電解冷的食鹽水時(shí)，Cl2與NaOH充分接觸，得到的產(chǎn)物僅是NaClO和H2，則與該反應(yīng)相應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________。 【答案】（1）2Cl－－2e－==Cl2↑ 升高 （2）Ca2＋＋CO32－==CaCO3↓ Mg2＋＋2OH－==Mg(OH)2↓ （3）AC （4）BC （5）蒸發(fā) 過(guò)濾 （6）NaCl＋H2ONaClO＋H2↑ (或2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH；Cl2＋2NaOH==NaCl＋NaClO＋H2O) （4）除去雜質(zhì)時(shí)加入Ba2＋和OH－，無(wú)先后之分，但Na2CO3一定要在最后加入，因?yàn)镃O32－還要除去多余的Ba2＋，過(guò)濾沉淀后即認(rèn)為NaCl被提純，選B、C。 （5）脫鹽實(shí)際上是分離NaOH和NaCl，由于NaCl溶解度小，因而NaCl首先析出，其操作過(guò)程是蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶，經(jīng)過(guò)濾得NaCl晶體，濾液進(jìn)一步精制得NaOH。 （6）將2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑和Cl2＋2NaOH==NaCl＋NaClO＋H2O合并，即可得出答案。 18．如圖所示是某實(shí)驗(yàn)小組電解氯化鈉溶液（含酚酞）的裝置。有毒氣體收集的裝置省略沒(méi)有畫出，兩電極均是石墨電極。 （1）a電極的名稱 。 （2）電解過(guò)程中a極區(qū)域觀察到的現(xiàn)象 。 （3）電解的總反應(yīng)離子方程式為 。 （4）某實(shí)驗(yàn)小組用1.6 A電流電解6.02 min，在陰極可以生成 mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體（一個(gè)電子的電量為 1.610?19 C）。 （5）若將b電極換成鐵作電極，電解一段時(shí)間后U型管底部出現(xiàn)紅褐色沉淀，請(qǐng)用化學(xué)方程式解釋這一現(xiàn)象，寫出總反應(yīng)的化學(xué)方程式 。 【答案】（1）陰極 （2）a極區(qū)有氣泡產(chǎn)生、溶液變成紅色 （3）2Cl?+2H2OCl2↑+H2↑+2OH? （4）67.2 （5）4Fe+10H2O+O24Fe(OH)3+4H2↑ （4）電解池中通過(guò)的電荷量為Q=It=1.66.0260 C。 通過(guò)的電子數(shù)為n===6.02601019個(gè)=6.010?3 mol。根據(jù)H2O+2e?=H2↑+2OH?可知此時(shí)生成氫氣3.010?3 mol。V(H2)= n(H2)?Vm=3.010?3 mol22.4 L/mol103 mL/L=67.2 mL。 （5）若將b電極換成鐵作電極，電解液仍為NaCl溶液，b電極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Fe?2e?=Fe2+，陰極附近生成氫氧根離子，亞鐵離子和氫氧根離子生成Fe(OH)2白色沉淀，F(xiàn)e(OH)2被氧化生成紅褐色的Fe(OH)3，該反應(yīng)過(guò)程的總反應(yīng)化學(xué)方程式為4Fe+10H2O+O24Fe(OH)3+4H2↑。