2017-2018学年高中化学 课时跟踪检测（七）电解原理的应用 苏教版选修4.doc

课时跟踪检测（七） 电解原理的应用一、单项选择题1下列描述中，不符合生产实际的是()A电解法精炼铜，用粗铜作阳极B电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极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：选BA项，电解法精炼铜，粗铜为阳极，纯铜为阴极，正确；B项，用铁作阳极，阳极上铁被氧化，应使用惰性电极，错误；C项，用涂镍碳钢网作阴极，阴极材料不反应，正确；D项，电镀时，镀层金属作阳极，用锌作阳极，电解液为含有锌离子的电解质溶液，正确。2在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是()A锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子B铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子C铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子D锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子解析：选A电镀时，通常镀层金属作阳极，镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液。3电解CuSO4溶液时，若要达到以下三点要求：阳极质量减少；阴极质量增加；溶液中c(Cu2)不变。可选用的电极是()A纯铜作阳极，含Zn、Ag的铜合金作阴极B含Zn、Ag的铜合金作阳极，纯铜作阴极C用纯铁作阳极，用纯铜作阴极D用石墨作阳极，用惰性电极(Pt)作阴极解析：选AA项，阳极反应Cu2e=Cu2，阴极反应Cu22e=Cu，正确；B项，阳极反应Zn2e=Zn2，Cu2e=Cu2，阴极反应Cu22e=Cu，c(Cu2)发生变化，不正确；C项，阳极反应Fe2e=Fe2，阴极反应Cu22e=Cu，c(Cu2)发生变化，不正确；D项，阳极反应4OH4e=O22H2O，阴极反应Cu22e=Cu，c(Cu2)发生变化，不正确。4用电化学方法提取废弃定影液中的银，同时使处理后的溶液中不引入其他新的重金属离子，下列方案正确的是()解析：选D要用电化学方法提取废弃定影液中的银，同时使处理后的溶液中不引入其他新的重金属离子，则应该用电解原理，因此阴极应该是银，阳极可以是惰性电极，例如碳棒，答案选D。5用惰性电极电解饱和食盐水，当电源供给0.2 mol电子时停止通电，若此溶液体积为2 L，则所得电解液中氢氧根离子浓度为()A1 molL1B0.2 molL1C0.1 molL1 D0.01 molL1解析：选C由2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2知，当电路中转移2 mol e时生成2 mol NaOH，即n(NaOH)0.2 mol，c(OH)0.1 molL1。二、不定项选择题6.右图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是()A滤纸上c点附近会变红色BCu电极质量减小，Pt电极质量增大CZ中溶液的pH先减小，后增大DZ溶液中的SO向Cu电极移动解析：选A由题紫红色斑即MnO向d端扩散，阴离子向阳极移动，说明d端为阳极，即b为正极，a为负极，c为阴极。NaCl溶液中c点H放电，附近变红色。Z中为电解CuSO4溶液，Pt为阳极，水中的OH放电，2H2O4e=O24H，Cu为阴极，溶液中的Cu2得电子生成铜，总反应为2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，阳极区生成H，则SO向Pt极移动，B、D项错误；随着电解的进行，Z溶液变为硫酸，再电解则变为电解水，硫酸浓度增大，C项错误。7.碘盐的主要成分是KIO3和NaCl，KIO3在工业上可用电解法制取，以石墨和铁为电极，电解KI溶液，化学方程式为KIH2OKIO3H2(未配平)。下列有关说法中正确的是()A电解时，石墨作阴极，铁作阳极B电解时，在阴极上产生KIO3C电解前后电解质溶液pH变大D电解中，每转移0.6 mol e，理论上可得到0.1 mol无水KIO3晶体解析：选D配平化学方程式为KI3H2OKIO33H2。铁是活泼电极不能作阳极，A项错误；阳极发生氧化反应，B项错误；反应后没有酸或碱生成，溶液的pH不变，C项错误；KIKIO3发生氧化反应，转移6e，为阳极反应，D项正确。8如图所示，某工厂采用电解法处理含铬(Cr2O)酸性废水，其中，耐酸电解槽以铁板作阴、阳极，电解后，溶液中的Cr2O全部变为Cr3，下列说法不正确的是()AM与电源的负极相连B出液口排出的溶液中还含有Fe3CN极电极反应为2H2e=H2D阴极区附近溶液pH降低解析：选ADA项，电解含铬(Cr2O)酸性废水，溶液中的H在阴极放电产生H2，所以N与电源的负极相连，作阴极，M与电源的正极连接，作阳极，错误；B项，阳极Fe失去电子变为Fe2，然后与溶液中的Cr2O发生反应变为Fe3，Cr2O则被还原变为Cr3，所以出液口排出的溶液中含有Cr3、Fe3，正确；C项，在N极，溶液中的H得到电子变为H2，电极反应为2H2e=H2，正确；D项，在阴极区，由于H得到电子变为H2，附近溶液的酸性减弱，溶液pH升高，错误。三、非选择题9.电解原理在化学工业中被广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解质溶液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液，则电解池中X极上的电极反应为_，在X极附近观察到的现象是_。Y极上的电极反应为_，检验该电极反应产物的方法是_。(2)若用电解法精炼铜，电解质溶液a选用CuSO4溶液，则：X极的材料是_，电极反应为_。Y极的材料是_，电极反应为_。(说明：杂质发生的电极反应不必写出)解析：(1)用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极反应：2Cl2e=Cl2；阴极反应：2H2e=H2。与电源正极相连的极为阳极，所以X极为阴极，Y极为阳极。X极在反应过程中消耗了H2O电离出的H，溶液呈碱性，加入酚酞溶液变成红色；Y极产生Cl2，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色。(2)电解精炼铜时，用含杂质的铜作阳极，精铜作阴极。反应过程中阳极上铜以及比铜活泼的金属失去电子，成为离子进入溶液，活泼性比铜弱的金属形成阳极泥；在阴极只有Cu2能得到电子成为单质，其他较活泼金属对应的离子不能得到电子。根据题图，X为阴极，Y为阳极。所以X极的材料是精铜，电极反应：Cu22e=Cu；Y极的材料是粗铜，电极反应：Cu2e=Cu2。答案：(1)2H2e=H2放出气体，溶液变红2Cl2e=Cl2把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y极附近，试纸变为蓝色(2)精铜Cu22e=Cu粗铜Cu2e=Cu210如下图装置所示，C、D、E、F都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答：(1)B极是电源的_。(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为_。(3)现用丙装置给铜件镀银，则H应该是_(填“镀层金属”或“镀件”)，电镀液是_溶液。当乙中溶液的c(OH)0.1 molL1时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为_，甲中溶液的pH_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是_。解析：(1)乙池为电解饱和食盐水装置，F极附近变红色，说明F极为阴极。(2)C、D、E、F的电极产物分别为O2、Cu、Cl2、H2，若通过1 mol电子，其物质的量之比为1222。(3)根据电镀原理，阴极材料应为镀件，电镀液应为硝酸银溶液，当乙中溶液的c(OH)0.1 molL1时(乙溶液体积为500 mL)，电子转移为0.05 mol，根据电子守恒，可知丙中镀件上析出银的物质的量也为0.05 mol，质量为5.4 g，甲池电解产物为Cu、O2、H2SO4，溶液的pH减小。答案：(1)负极(2)1222(3)镀件硝酸银54 g变小(4)FeCu2Fe2Cu一、单项选择题1将一直流电源的正、负极(电极材料为Pt)，用玻璃片分别压在一张用食盐水、碘化钾、淀粉溶液和石蕊溶液浸透的滤纸上，经过一段时间后，两极附近滤纸的颜色分别是()选项ABCD阳极蓝白红蓝阴极白蓝蓝蓝解析：选D题中所述装置是电解食盐水，阳极反应：2Cl2e=Cl2，Cl2使湿润的KI淀粉溶液变蓝色；阴极反应：2H2e=H2，阴极附近溶液呈碱性，使石蕊溶液变蓝色。2金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，则下列叙述中正确的是(已知：氧化性Fe2Ni2”“”或“”)通过阳离子交换膜的离子数。图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH，则a、b、c、d由小到大的顺序为_。电解一段时间后，B口与C口产生气体的质量比为_。解析：(1)开关K与a连接时，是原电池装置，B极是阴极，电极反应式为Fe2e=Fe2。(2)若K与b连接，是电解池装置，且A是阳极、B是阴极；阳离子向阴极移动；阳极是Cl失电子生成Cl2，它能使湿润的淀粉KI试纸变蓝；阴极产生H2，故由阴、阳两极逸出的气体可知，要使电解液恢复到电解前的浓度需通入HCl气体而非加入盐酸。(3)由图示加入的物质可知，阳极是OH失e，阴极是H得e，据电荷守恒，则通过阳离子交换膜的K数大于通过阴离子交换膜的SO数。电解后生成的硫酸和KOH溶液的浓度均比原来的大，则bc，又因为碱溶液的pH大于酸溶液的pH，则：bacd。B口产生O2，C口产生H2，根据得失电子守恒知两者物质的量之比为12，则质量之比为81。答案：(1)Fe2e=Fe2(2)(3)2H2O4e=O24H(或4OH4e=2H2OO2)bacd819.电解原理在化学工业中有着广泛的应用。(1)如右图，其中a是电解液，X、Y是两块电极板。若X、Y是惰性电极，a是CuSO4溶液，则电解时的化学方程式为_。通电一段时间后，向烧杯中的电解质溶液中加入0.2 mol CuO粉末，电解质溶液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_；当X、Y分别是铁和铜，a仍是CuSO4溶液，则Y极的电极反应式为_。(2)已知2价的铁的化合物通常具有较强的还原性，易被氧化。实验室用亚铁盐溶液与烧碱反应很难制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，但是若用电解的方法却可以较易制得纯净的Fe(OH)2沉淀。制备装置如右图所示，其中a、b两电极材料分别为铁和石墨。a电极上的反应式为_。电解液d最好选_(填字母，下同)。A纯水BCuSO4溶液CNaOH溶液 DH2SO4溶液液体c为_。A四氯化碳 B硝基苯C苯 D乙醇解析：(1)用惰性电极电解CuSO4溶液时，化学方程式为2CuSO42H2O2CuO22H2SO4。通电一段时间后，向烧杯中的电解质溶液中加入0.2 mol CuO粉末，电解质溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，说明在电解的过程中刚好生成了0.2 mol Cu和0.1 mol O2，所以转移的电子的物质的量为0.4 mol；当X、Y分别是铁和铜时，此反应为电镀，所以Y极的电极反应式为Cu2e=Cu2。(2)制备Fe(OH)2沉淀应在无氧环境下，所以液体c应选择密度比水小且与水不互溶的物质，所以选C。答案：(1)2CuSO42H2O2CuO22H2SO40.4 molCu2e=Cu2(2)Fe2e=Fe2CC