2018-2019学年高中化学 第四章 电化学基础 第三节 第2课时《电解原理的应用》习题专训 新人教版选修4.doc

第二课时电解原理的应用随堂基础巩固1下列有关电化学的示意图中正确的是()解析：选项A，Zn应为原电池负极，Cu为原电池正极。选项B，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。选项C，粗铜应连接电源正极。选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl在阳极放电产生Cl2，溶液中的H在阴极获得电子而产生H2，正确。答案：D2关于电解饱和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试液，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解析：电解饱和NaCl水溶液，阳极析出氯气，阴极析出氢气，A不对；若在阳极附近滴入KI溶液，将析出I2，得到I2的水溶液，故显棕色，B正确；阴极附近由于显碱性，加酚酞显红色；电解一段时间后，搅拌得到的是含有NaOH的溶液，显碱性。答案：B3金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt杂质，用电解法制备高纯度的镍，下列叙述中正确的是()A阳极发生还原反应，其电极反应式为：Ni22e=NiB电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2和Zn2D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt解析：A项，阳极应发生氧化反应。C项，溶液中的阳离子主要为Ni2，根据金属原子的还原性和金属阳离子的氧化顺序，阳极反应为Zn2e=Zn2，Fe2e=Fe2，Ni2e=Ni2，Cu、Pt在该条件下不失电子，阴极反应为Ni22e=Ni，Fe2、Zn2在该条件下不得电子。比较两电极反应，因Zn、Fe、Ni的相对原子质量不等，当两极通过相同的电量时，阳极减少的质量与阴极增加的质量不等。答案：D4判断下列描述的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)在镀件上电镀铜时，可用金属铜作阳极。()(2)电解精炼铜时，电解质溶液的浓度不变。()(3)电解精炼铜时，用纯铜作阳极，粗铜作阴极。()(4)工业上用电解熔融氧化镁的方法制取Mg。()(5)用U形管作电解饱和食盐水的实验，通电前在U形管的两端滴加几滴石蕊试液，通电后阳极处溶液变蓝。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)5如图为相互串联的甲、乙两个电解池，试回答下列问题。(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，A极是电解池的_，材料是_，电极反应式为_；B极是电解池的_，材料是_，主要电极反应式为_。(2)乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后，Fe极附近呈_色。(3)若甲池阴极增重12.8 g，则乙池阳极放出气体在标准状况下的体积为_(不考虑气体不溶解情况)。解析：(2)Fe极电极反应式为：2H2e=H2，H放电后，溶液中生成OH，显碱性，遇酚酞呈红色。(3)甲池阴极反应为：Cu22e=Cu，生成n(Cu)0.2 mol，转移电子的物质的量n(e)0.4 mol；乙池阳极反应为：2Cl2e=Cl2，由电子守恒知生成Cl2为：n(Cl2)0.2 mol，故V(Cl2)4.48 L。答案：(1)阴极纯铜Cu22e=Cu阳极粗铜Cu2e=Cu2(2)红(3)4.48 L课时跟踪训练(时间45分钟满分60分)一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)1下列关于铜电极的叙述中，正确的是()A铜锌原电池中铜是正极B用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极C在镀件上电镀铜时可用金属铜作阴极D电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极解析：本题主要考查了原电池、电解池的区别。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。答案：A2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CFe和AgNO3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，电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液，A、D项中AgCl和Ag2SO4均为沉淀，只有B项符合要求。答案：B3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。答案：C4双选题利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是()A电解时以精铜作阳极B电解时阴极发生还原反应C粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu=Cu22eD电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥解析：电解精炼铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，活泼性比铜弱的金属沉积在电解糟底部形成阳极泥。答案：BD5电解硫酸铜溶液要达到如下三个要求：阳极质量减小阴极质量增加电解过程中Cu2浓度不变则可选用的电极是()A石墨作阳极，铁作阴极B粗铜(含Fe、Ni、Zn)作阳极，纯铜作阴极C纯铜作阳极，铁作阴极D铁作阳极，纯铜作阴极解析：本题中所述的电解过程实际就是电镀过程：阳极质量减少，必须用活性金属电极作阳极，则A选项不符合题意；由于Cu2的放电能力比H的大，阴极质量增加，但是要使Cu2浓度不变，则阳极必须用纯铜，所以选C。答案：C6如图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是()解析：与直流电源的正极相连接的为阳极，阳极上发生氧化反应，失去的电子回到正极；与直流电源的负极相连接的为阴极，阴极上发生还原反应，接受负极输出的电子。据此判断，D图右电极为阳极，发生反应：2Cl2e=Cl2，可观察到碘化钾淀粉溶液变蓝，证明有Cl2生成；左电极为阴极，发生反应：2H2O2e=H22OH，可观察到阴极区溶液变红，证明有NaOH生成，收集的气体经点燃可证明为氢气。答案：D7双选题三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加入适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是()A可用铁作阳极材料B电解过程中阳极附近溶液的pH升高C阳极反应方程式为：2Cl2e=Cl2D1 mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了 1 mol电子解析：由题意知电极反应，阳极：2Cl2e=Cl2，阴极：2H2e=H2，阴极溶液呈碱性，pH升高，故A、B错误；由Ni2Ni3，失去1 mol e，外电路中转移1 mol e，即Cl失去1 mol e，H得到1 mol e。答案：CD二、非选择题(本题包括4小题，共39分)8(12分)电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液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试液，则：电解池中X极上的电极反应式为_，在X极附近观察到的现象是_。Y电极上的电极反应式是_，检验该电极反应产物的方法是_。(2)如果用电解法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：X电极的材料是_，电极反应式是_。Y电极的材料是_，电极反应式是_。(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。与电源正极相连的为阳极，反之为阴极，所以X为阴极，Y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，加入酚酞试液变成红色，Y极产生Cl2，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变为蓝色。(2)电解精炼粗铜时，用含杂质的Cu为阳极，纯Cu为阴极。反应过程中，阳极上的Cu以及比Cu活泼的金属失去电子，成为离子，进入溶液，活泼性比Cu差的金属形成阳极泥；在阴极只有Cu2能得电子成为单质，其他较活泼的金属对应的离子不能得电子。根据装置图，X为阴极，Y为阳极，所以，X电极的材料是纯铜，电极反应式为Cu22e=Cu；Y电极的材料是粗铜，电极反应式为Cu2e=Cu2。答案：(1)2H2e=H2有气泡冒出，溶液变红2Cl2e=Cl2把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色(2)纯铜Cu22e=Cu粗铜Cu2e=Cu29(9分)如图所示，甲、乙为相互串联的两个电解池(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A电极名称为_极，电极材料是_，电极反应式为_，电解质溶液可以是_(2)乙池中铁极电极反应式为_，若在乙池中滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间后，铁极附近呈_色(3)若将乙中的石墨电极改为银电极，则乙池为_装置，电解一段时间后，溶液的浓度_，现象_.解析：精炼铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，含Cu2的溶液作电解质溶液；铁电极是电解池的阴极，溶液中Ag得电子生成Ag，阳极OH放电，溶液呈酸性，滴入酚酞试液无变化；若银电极作阳极，AgNO3溶液作电解液，形成电镀池，溶液的浓度不变答案：(1)阴精铜Cu22e=Cu含Cu2的溶液(2)Age=Ag无(3)电镀不变铁表面附着一层光亮的金属10(9分)图中的A为直流电源，B为渗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点为_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)。解析：(1)根据c点酚酞试液变红，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点是正极。(2)滤纸B上发生的总反应方程式为：2NaCl2H2OH2Cl22NaOH。(3)c、d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，电解液应为含镀层离子的电解质溶液，所以可用ZnSO4溶液或ZnCl2溶液等。答案：(1)正(2)2NaCl2H2OH2Cl22NaOH(3)Zn2e=Zn2Zn22e=ZnZnSO4溶液ZnCl2溶液11(9分)对某滴有酚酞的饱和NaCl溶液在如图装置中进行电解，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_。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。答案：(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