2019-2020年高中化学 4.3电解池 第2课时练习 新人教版选修4.doc

2019-2020年高中化学 4.3电解池 第2课时练习 新人教版选修41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【解析】电解熔融的氧化铝制取金属铝，用碳作阳极，如果用铁作阳极，则铁失电子而消耗，故A不对；B、C、D符合生产实际，正确。【答案】A2粗铜中除含有铜以外，还含有少量 锌、铁、银，在如图所示的装置中，用纯铜和粗铜分别作为两极进行电解，下列有关叙述中，正确的是()A可检测到电解液中有Zn2、Fe2B可检测到电解液中有Fe3、Zn2、AgC电解过程中，溶液中的铜离子浓度保持不变D通电一段时间后，取出两极，称得粗铜极减小的质量等于纯铜极增加的质量【解析】粗铜上发生反应：Zn2e=Zn2，Fe2e=Fe2，Cu2e=Cu2；银以单质形式沉积于阳极底部形成阳极泥，纯铜上发生反应：Cu22e=Cu，结合电子守恒可知，溶液中的铜离子浓度略有减小，粗铜极减小的质量不等于纯铜极增加的质量。【答案】A3电解硫酸铜溶液时，若要达到以下三个要求：阳极质量减少阴极质量增加电解液中c(Cu2)基本不变，则可选用的电极是()A纯铜作阳极，含锌、银的铜合金作阴极B含锌、银的铜合金作阳极，纯铜作阴极C纯铁作阳极，纯铜作阴极D用石墨作阳极，用惰性电极作阴极【解析】根据题目的三个要求，很明显为电镀铜原理，则选择纯铜作阳极就能保证阳极质量减少，阴极质量增加，电解液中c(Cu2)基本不变。【答案】A4.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()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NaCl【解析】有关反应有2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，因阳极生成Cl2，阴极生成NaOH，为使二者充分作用，Cl2应在下端产生，从而推知电源b为正极，a为负极，消毒液的主要成分是NaCl、NaClO。【答案】B5欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是()AAg和AgCl溶液BAg和AgNO3溶液CPt和Ag2CO3溶液 DPt和Ag2SO4溶液【解析】电镀槽中，要求镀件作阴极，可用镀层金属作阳极，利用其阳极溶解提供镀层金属，也可用惰性电极材料作阳极，镀层金属则由电镀液提供；电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液，由于A、C、D中AgCl、Ag2CO3和Ag2SO4均为沉淀，只有B符合要求。【答案】B6用惰性电极电解AgNO3溶液，下列说法不正确的是()A电解过程中阴极质量不断增加B电解过程中溶液的pH不断降低C此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况D电解后两极产生的气体体积比为21【解析】解决有关电解问题首先应注意电极材料，在此基础上写出电极反应和总的电解反应式，根据总的电解反应式来分析电解前后的物质变化和溶液浓度变化，分析溶液的pH变化必须注意原溶液的pH情况。用惰性电极电解AgNO3溶液，总的电极反应式为4AgNO32H2O4AgO24HNO3。可知：阴极上析出Ag，阳极上放出O2，故A正确、D错误；由于生成HNO3溶液，pH应不断降低，B正确；要使溶液恢复电解前的状况，要看加入的物质在溶液中的反应：2Ag2O4HNO3=4AgNO32H2O；得到的物质恰好是反应掉的物质，可以使溶液恢复电解前的状况，C正确。【答案】D7用石墨作电极电解CuCl2和KCl的混合溶液，电解初期阴极和阳极分别析出的物质是()AH2、Cl2 BCu、Cl2CH2、O2 DCu、O2【解析】本题考查离子放电顺序，溶液中的离子有Cu2、K、H及Cl、OH五种离子，得电子能力Cu2HK，失电子能力：ClOH，所以电解初期：阴极：Cu22e=Cu，阳极：2Cl2e=Cl2，故选B。【答案】B8.某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是()Aa和b不连接时，铁片上会有金属铜析出Ba和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu22e=CuC无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色Da和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2向铜电极移动【解析】a、b不连接，未形成原电池，Cu2与Fe在接触面上直接反应，A项正确；a、b用导线连接，铜片作正极，Cu2在该电极上得电子，B项正确；a、b连接与否，溶液中的Cu2均得电子发生还原反应生成Cu，Fe均失电子发生氧化反应生成Fe2，故溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色，C项正确；a与电源正极相连时，Cu片作阳极，Cu2向Fe电极移动，D项错误。【答案】D9如图是电解饱和食盐水(含酚酞)的装置。有毒气体收集的氯化钠装置省略没有画出，两电极均是惰性电极。(1)a电极的名称_。(2)电解过程中观察到的现象：_(3)确定N出口的气体最简单的方法是_。(4)电解的总反应离子方程式为_。(5)若将b电极换成铁作电极，写出在电解过程中U形管底部出现的现象_。【解析】根据电子的流向，可以判断a极的名称，a极连接的是直流电源电子流出的一极，为负极，因此，a极是电解池的阴极；那么b极为阳极，产物为Cl2，检验Cl2的方法是用湿润的淀粉KI试纸；当将b极改为铁电极时，铁失去电子变成阳离子进入溶液，与阴极放出H2后剩余的OH结合，首先生成Fe(OH)2沉淀，然后转化为Fe(OH)3沉淀。【答案】(1)阴极(2)两极均有气泡产生；a极区溶液变成红色；b极液面上气体变为黄绿色；b极区溶液变为浅黄绿色(3)用湿润的淀粉KI试纸检验，若试纸变蓝，则是Cl2(4)2Cl2H2OCl2H22OH(5)底部有白色沉淀产生，很快变为灰绿色，最终变为红褐色10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。【解析】(1)、(2)问主要考查教材的基础知识，应该属于得分的题目，(3)中根据电解原理，阳极应是OH失电子，所以电极反应式为4OH4e=2H2OO2，而阴极为H放电，促进水的电离，使OH浓度增大，所以pH增大，根据阳离子交换膜的特点，K可从阳极区进入阴极区和OH组成KOH，从而可在阴极区得到纯的KOH溶液，故液体应从B口导出。【答案】(1)2Al2O3(熔融)4Al3O2(2)2Al2OH2H2O=2AlO3H2(3)4OH4e=2H2OO2H放电，促进水的电离，OH浓度增大B11(xx广东高考)某同学组装了如图所示的电化学装置，电极为Al，其他均为Cu，则()A电流方向：电极A电极B电极发生还原反应C电极逐渐溶解D电极的电极反应：Cu22e=Cu【解析】当多个池串联时，两电极材料活泼性相差大的作原电池，其他池作电解池，由此可知图示中左边两池组成原电池，右边组成电解池。A.电子移动方向：电极A电极，电流方向与电子移动方向相反，A正确。B.原电池负极在工作中失电子，被氧化，发生氧化反应，B错误。C.原电池正极为得电子极，铜离子在电极上得电子，生成铜单质，该电极质量逐渐增大，C错误。D.电解池中阳极为非惰性电极时，电极本身失电子，形成离子进入溶液中，因为电极为正极，因此电极为电解池的阳极，其电极反应式为Cu2e=Cu2，D错误。【答案】A12原电池与电解池在生活和生产中有着广泛应用。下列有关判断中错误的是()A装置研究的是电解CuCl2溶液，b电极上有红色固体析出B装置研究的是金属的吸氧腐蚀，Fe上的反应为Fe2e=Fe2C装置研究的是电解饱和食盐水，B电极发生的反应：2Cl2e=Cl2D三个装置中涉及的主要反应都是氧化还原反应【解析】装置中右边导气管中液面上升，说明左边大试管中氧气减少，B选项正确；由电源正负极可知B电极为阴极，发生得电子的还原反应，C选项错误。【答案】C13加“碘”食盐较多的使用了碘酸钾(KIO3)，碘酸钾在工业上可用电解法制取。以石墨和不锈钢为电极，以KI溶液为电解液，在一定条件下电解，反应的化学方程式为：KI3H2OKIO33H2。下列有关说法中不正确的是()A电解时，石墨作阳极，不锈钢作阴极B电解时的阳极电极反应式：I6e3H2O=IO6HC当电解过程中转移3 mol e时，理论上可制得KIO3 107 gD电解一段时间后，电解质溶液的pH变小【解析】不锈钢不属于惰性电极，作阴极时不发生反应，A选项正确；由总反应方程式可知，B选项正确；生成1 mol (214 g) KIO3转移6 mol电子，C选项正确；由电池反应方程式可知溶液pH不变，D选项错误。【答案】D14电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，如图是电解污水的实验装置示意图，实验用污水中主要含有可被吸附的悬浮物(不导电)。下列有关推断明显不合理的是()A阴极的电极反应式为：O24e2H2O=4OHB通电过程中烧杯内产生可以吸附悬浮物的Fe(OH)3C通电过程中会产生气泡，把悬浮物带到水面形成浮渣弃去D如果实验用污水导电性不良，可加入少量Na2SO4固体以增强导电性【解析】A项中阴极H2O电离出的H得电子，电极反应式为2H2O2e=2OHH2。【答案】A15工业上处理含Cr2O的酸性工业废水常用以下方法：往工业废水里加入适量的NaCl，搅拌均匀；用Fe为电极进行电解，经过一段时间有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀产生；过滤回收沉淀，废水达到排放标准。试回答：(1)电解时的电极反应：阳极_，阴极_。(2)Cr2O转变成Cr3的离子反应方程式：_。(3)电解过程中Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀是怎样产生的？_(4)能否用Cu电极来代替Fe电极？_(填“能”或“不能”)，理由是_。【解析】由于Cr6的化合物毒性远高于Cr3化合物，故通过电解将Cr6转化为Cr3，对废水进行处理是电化学知识在实际生活中的具体应用。在处理有关问题时，应注意思维的有序性：首先应考虑溶液中阴阳离子在外电场作用下的定向迁移；然后再考虑阴阳两极按放电顺序可能发生的电极反应。阴极：2H2e=H2，阳极：Fe2e=Fe2，产生的Fe2在向阴极迁移的过程中与向阳极移动的Cr2O相遇，发生氧化还原反应：6Fe2Cr2O14H=6Fe32Cr37H2O，使Cr2O转化为Cr3，同时Fe2也转化为Fe3。在以上电解的阴极反应及Fe2与Cr2O的氧化还原反应中都消耗了大量的H，溶液的pH不断变大，有利于Fe3、Cr3生成相应的Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀。若将Fe电极改成为Cu电极，由于产生的Cu2不具有还原性，不能将Cr2O转化为毒性较低的Cr3，显然是不行的。【答案】(1)Fe2e=Fe22H2e=H2(2)6Fe2Cr2O14H=6Fe32Cr37H2O(3)在阴极反应及Cr2O与Fe2反应过程中，将消耗大量的H，使溶液pH上升，促使Fe3、Cr3水解并最终转化为Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀(4)不能因为阴极产生的Cu2，不能使Cr2O还原到低价16按照下图接通线路，反应一段时间后，回答下列问题(假设所提供的电能可以保证电解反应的顺利进行)：(1)U形管内可观察到_，写出有关反应的化学方程式：_。(2)在小烧杯a、b中分别产生什么现象？_。(3)如果小烧杯中有0.508 g碘析出，那么烧杯c中负极的质量减轻_g。【解析】图中左图是原电池，锌为负极，铂为正极，所以U形管的左边电极为电解池的阳极，右边电极为阴极，电解KCl溶液：2KCl2H2O2KOHH2Cl2，左边产生氯气，使淀粉KI溶液变蓝，U形管右边酚酞溶液变红，0.508 g碘的物质的量为0.002 mol，所以烧杯中减少的锌的物质的量为0.002 mol，质量为0.13 g。【答案】(1)两极上均有气泡产生，U形管右边酚酞溶液变红2KCl2H2O2KOHH2Cl2(2)a烧杯中溶液变为蓝色，b烧杯中有无色气泡产生(3)0.13