2019-2020年高二人教版化学选修4练习册：4.3.2电解原理的应用.doc

2019-2020年高二人教版化学选修4练习册：4.3.2电解原理的应用知识点一电解饱和食盐水1图L439中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是() AB CD图L4392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NaCl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L4310所示的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是()图L4310Aa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NaCl知识点二电镀、电解精炼铜、电冶金3依据图L4311判断，下列叙述正确的是()图L4311A是原电池，是电镀装置B、装置中锌极上均发生氧化反应C、装置中，铜极均发生氧化反应而溶解D、装置中Cu2浓度基本不变4下列关于铜电极的叙述正确的是()A铜锌原电池中铜是负极B用电解法精炼铜时粗铜作阴极C在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极D电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极5海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁，下列有关该电解过程的叙述中，正确的是()A两个电极必须都用惰性电极B阳极可以用金属电极，阴极必须是惰性电极C电解熔融状态的氯化镁D电解氯化镁的水溶液6按如图L4312所示实验，若x轴表示流入阴极的电子的物质的量，则y可表示()c(Ag)c(NO)a棒的质量b棒的质量溶液的pH图L4312A BC D知识点三 有关电解的计算7Cu2O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L4313所示，电解总反应为2CuH2OCuO2H2。下列说法正确的是()图L4313A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8用铂作电极电解某种溶液，通电一段时间后，溶液的pH变小，并且在阳极得到0.56 L气体，阴极得到1.12 L气体(两种气体均在相同条件下测定)。由此可知溶液可能是()A稀盐酸 BKNO3溶液CCuSO4溶液 D稀硫酸9电解CuCl2溶液时，如果阴极上有1.6 g铜析出，则阳极上产生气体的体积(标准状况)约为()A0.28 L B0.56 L C0.14 L D11.2 L10在外界提供相同电量的条件下，Cu2和Ag分别按Cu22e=Cu和Age=Ag在电极上放电，析出铜的质量为1.92 g，则析出银的质量为()A1.62 g B6.48 g C3.24 g D12.96 g11下列描述中，不符合生产实际的是()A电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极B电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极C电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极D在镀件上电镀锌，用锌作阳极12用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移的电子的物质的量为()A0.1 mol B0.2 molC0.3 mol D0.4 mol13把两支惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上应析出银的质量是()A27 mg B54 mgC108 mg D216 mg14在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作电极进行电解，两极上均收集到2.24 L气体(标准状况下)，则原混合液中，Cu2的物质的量浓度为()A1 molL1B2 molL1C3 molL1D4 molL1150.4 mol CuSO4和0.4 mol NaCl溶于水，配成1 L溶液，用惰性电极进行电解，当一个电极得到0.3 mol Cu时，另一个电极上生成的气体在标准状况下的体积是()A5.6 L B6.72 LC1.344 L D11.2 L图L431416对某滴有酚酞的饱和NaCl溶液在如图L4314装置中进行电解，回答下列问题：(1)C极现象为_，Fe极(含其周围的溶液)现象为_。(2)若电解一段时间以后，将电源反接，C极电极反应式为_，溶液中可以观察到的现象是_，再向该溶液中通入O2，又会观察到的现象是_。图L431517图L4315中的A为直流电源，B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色。请填空：(1)电源A中a为_极。(2)滤纸B上发生的总反应方程式为_。(3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K点，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为_，电极f上发生的反应为_，槽中盛放的电镀液可以是_或_(只要求填两种电解质溶液)。图L431618某课外活动小组用如图L4316装置进行实验，试回答下列问题。(1)若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式为_。(2)若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式为_，总反应的离子方程式为_。有关上述实验，下列说法正确的是(填序号)_。溶液中Na向A极移动从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度若标准状况下B极产生2.24 L 气体，则溶液中转移0.2 mol电子(3)该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图L4317装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。图L4317该电解槽的阳极反应式为_。此时通过阴离子交换膜的离子数_(填“大于”“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。制得的氢氧化钾溶液从出口(填“A”、“B”“C”或“D”)_导出。通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因。_。若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为_。第2课时电解原理的应用1D解析 电解饱和食盐水时，阴极生成H2，收集时试管口向下；阳极生成Cl2，通入淀粉碘化钾溶液时，溶液变蓝色。电子从直流电源流向电解池阴极，故正确的选项是D。2B解析 电解饱和NaCl溶液的化学方程式为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，与电源b相连的电极为阳极，产生Cl2与溶液充分反应，反应的化学方程式为Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。3A解析 仔细观察三个装置，为原电池，电极反应式为负极(Zn)：Zn2e=Zn2，正极(Cu)：Cu22e=Cu；为电镀池，电极反应式为阳极(Cu)：Cu2e=Cu2，阴极(Zn)：Cu22e=Cu；为电解池，电极反应式为阳极(Zn)：Zn2e=Zn2，阴极Cu：Cu22e=Cu。4C解析 A叙述的是原电池，铜不如锌活泼，铜应为正极。B、C、D叙述的是电解池。电解池的阳极发生失去电子的氧化反应，阴极发生得到电子的还原反应，所以精炼粗铜时，粗铜应作为阳极，镀铜时铜也应作为阳极以提供Cu2，而电解稀硫酸时，如把铜作为阳极，铜就会首先放电，阳极就不能产生氧气。5C解析 电解MgCl2获取金属镁，也就是说镁离子需要得电子，如果在水溶液中，水电离的氢离子会优先得电子，因此只能在熔融状态下进行。在阴极发生的是镁离子得到电子的反应，对电极材料没有要求，在阳极上发生失电子的反应，如果使用活性电极时会优先失电子，所以阳极必须用惰性电极。6D解析 该装置为电镀池，阳极b棒的质量减小，阴极a棒的质量增加，电解质溶液的浓度和pH均保持不变。7A解析 绿色化学倡导无污染过程，本题结合电化学中电解原理涉及这一理念。从反应中得知Cu在通电时失电子在阳极放电，发生氧化反应，另一电极(石墨)作阴极，发生还原反应：2H2e=H2，相应的CuCu2O，转移0.1 mol电子生成0.05 mol Cu2O，故B、C、D项错。8D解析 阳极与阴极产生的气体体积比为，相当于电解水，pH变小说明电解了含氧酸。9B解析 阴极反应式：Cu22e=Cu，阳极反应式：2Cl2e=Cl2，生成Cu的物质的量：0.025 mol，生成Cl2的体积：0.025 mol22.4 Lmol10.56 L。10B解析 电解过程中，电极上析出金属的质量与电子转移数量成正比，析出1 mol铜需转移2 mol电子，析出1 mol银需转移1 mol电子，外界提供电量相同时Cu2Ag, ，x6.48 g。11A解析 A错，用C作阳极；B正确，粗铜作阳极，纯铜作阴极；C正确，用涂镍碳钢网作阴极；D正确，镀件作阴极，Zn作阳极，选A。12D解析 由电解CuSO4溶液的反应的化学方程式2CuSO42H2O2CuO22H2SO4知，电解过程中只析出Cu和放出O2，故电解后加入CuO就可以复原。但本题提示加入0.1 mol Cu(OH)2可以复原，说明电解过程中不仅有CuSO4被电解，还有H2O被电解。0.1 mol Cu(OH)2相当于0.1 mol CuO和0.1 mol H2O，由电子守恒0.1 mol CuO0.1 mol Cu0.2 mol e，0.1 mol H2O0.1 mol H20.2 mol e，共计0.4 mol e。13B解析 由电子守恒知，eOHHAg，所以n(Ag)n(H)。AgNO3溶液电解后产生酸，产生的H的物质的量可由pH差来计算：pH从6.0变为3.0，即c(H)103 molL1106 molL1103 molL1。所以n(Ag)n(H)103 molL10.5 L5104 mol，m(Ag)n(Ag)M5104 mol108 gmol10.054 g，即54 mg。14A解析 分析电解H2SO4、CuSO4的混合液时阴、阳两极的电极反应可知，两极产生的气体为H2、O2各0.1 mol，O2是由OH失去0.4 mol电子而得到，H2是由H得到0.2 mol电子而生成。由得失电子守恒知，还有0.2 mol电子是Cu2得到的，故Cu2的物质的量是0.1 mol，则Cu2的物质的量浓度为1 molL1。15A解析 阴极有Cu2与H，Cu2放电，有0.3 mol Cu析出时，则得到0.320.6 mol e，阳极有Cl、OH，Cl放电失去0.4 mol电子，则OH放电失去0.2 mol电子，生成0.2 mol Cl2和0.05 mol O2，生成的气体在标准状况下的体积为(0.20.05)mol22.4 L/mol5.6 L。16(1)有黄绿色气体生成有无色气体生成且电极附近的溶液变红(2)2H2e=H2有白色沉淀生成白色沉淀迅速变成灰绿色最后变成红褐色解析 (1)如图连接时，阳极为惰性电极，Cl放电；阴极为H放电，打破了水的电离平衡，故阴极区OH浓度增大，呈碱性。(2)反接时，阳极为活泼电极，Fe溶解，与溶液中的OH反应生成沉淀，通入O2以后，发生反应4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。17(1)正(2)2NaCl2H2OH2Cl22NaOH(3) Zn2e=Zn2Zn22e=ZnZnSO4溶液Zn(NO3)2溶液解析 (1)根据c点酚酞变红，则该极的反应为2H2e=H2，即该极为阴极，与电源的负极相连，所以a是正极。(2)滤纸B上发生的总反应方程式为2NaCl2H2OH2Cl22NaOH。(3)c、d两点短路后，e为阳极，反应为Zn2e=Zn2，阴极上镀锌，则阴极反应为Zn22e=Zn，电解液用含镀层离子的电解质溶液，所以可用ZnSO4溶液或Zn(NO3)2溶液等。18(1)Fe2e=Fe2(2)2H2e=H22Cl2H2OH2Cl22OH(3)4OH4e=2H2OO2小于DH在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c(OH)c(H)O22H2O4e=4OH解析 (1)开关K与a相连，装置构成原电池，Fe失去电子，作原电池负极。(2)开关K与b相连，装置构成电解NaCl溶液的电解池，B为电解池的阴极，溶液中的H在B极放电生成H2。电解过程中Na应该向阴极B移动；A极产生的气体为Cl2，Cl2能将I氧化为I2，I2遇淀粉变蓝；根据电解反应：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，电解一段时间后若加入盐酸会增加H2O的质量，应通入HCl气体使其恢复到电解前电解质的浓度；若标准状况下B极产生2.24 L 气体，即0.1 mol H2，则有0.2 mol电子发生转移，但在溶液中转移的不是电子，而是离子。(3)溶液中的OH在阳极失电子产生O2：4OH4e=2H2OO2，所以在B口放出O2，从A口导出H2SO4。溶液中的H在阴极得到电子产生H2：2H2e=H2，则从C口放出H2，从D口导出KOH溶液。因SO通过阴离子交换膜，K通过阳离子交换膜，所以通过阳离子交换膜的离子数大于通过阴离子交换膜的离子数。O2、H2、KOH溶液构成燃料电池时，O2在电池正极放电：O24e2H2O=4OH。