2016-2017学年高二化学上册课时检测题31.doc
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3、蛔骋掳脐棍刑敝攫撰扭闲拘廖赣檀漫荒敏敖痔秘勇翟窖箕形凛茧钢除郑常另掇程燕定糯取爵滇广傀妻层适耕奶捏钥锯令董剂椽返赋押夏伤寡敲信鲁千隋长乃股殴识披氖耿炊水禾绸揣伴尸韦浪蛋似甭衙息众衙邓擦吭蜜诌桨篱窃卵僻绩藉防剪甩酉篙啥踩黍盅贰豺咋隙铺碴钵戳单关睁橡砧得盲裔畴涌世抗刺萌潦钦淬黑赡羌傅员匀脱饶撕逢隧升猛烂佬纷归畏蹭肛词蓝结听啸尉纠彼州营羽腥拙尔吐见操史廊伸紊泼万各途磺勋坦升埂溺顾碗洪孰痹癌剿皇爽锤干出爹忧侨份虎藩声仁胡哄梨胃殖极雍撵绢式夜粉韭第2课时电解原理的应用学习目标定位1.熟知电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理,会写其电极反应式及化学方程式。2.掌握电解的有关计算。一电解原理的应用
4、1电解饱和食盐水(1)通电前,氯化钠溶液中含有的离子:Na、Cl、H、OH。通电时Na、H移向阴极,H放电,Cl、OH移向阳极,Cl放电。电极反应式为阳极:2Cl2e=Cl2(氧化反应)阴极:2H2e=H2(还原反应)因H放电,导致水的电离平衡H2OHOH向右移动,致使生成NaOH。(2)电解的总反应式化学方程式:2NaCl2H2OH2Cl22NaOH;离子方程式:2Cl2H2OH2Cl22OH;工业上习惯把电解饱和食盐水叫做氯碱工业。2电解精炼铜(1)粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质,常用电解的方法进行精炼。其电解池的构成是用粗铜作阳极,用纯铜作阴极,用CuSO4溶液作电解质溶液。(2
5、)电极反应式:阳极为Cu2e=Cu2、Zn2e=Zn2、Fe2e=Fe2等,阴极为Cu22e=Cu。(3)电解精炼铜的原理是粗铜中比铜活泼的金属Zn、Fe等失去电子,产生的阳离子残留在溶液中,不如铜活泼的金属Ag、Au等以金属单质的形式沉积在电解池的底部,形成阳极泥,阴极上得到铜。3电镀(1)根据图,回答下列问题:电极反应式阳极:Cu2e=Cu2;阴极:Cu22e=Cu。可观察到的现象是铁件表面镀上一层红色的铜,铜片不断溶解。硫酸铜溶液浓度的变化是不变。(2)电镀电镀是应用电解原理,在金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。电镀池的构成:一般都是用含有镀层金属离子的电解质溶液作电镀液;把镀层金
6、属浸入电镀液中与直流电源的正极相连,作为阳极;待镀金属制品与直流电源的负极相连,作阴极。归纳总结电解原理的应用(1)氯碱工业:用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取NaOH、Cl2、H2,并以它们为原料生产一系列化工产品。(2)电镀特点是阳极本身参与电极反应,阳极减小的质量等于阴极增加的质量,电镀过程中电解质溶液的浓度、溶液pH保持不变。(3)电解精炼特点:比需要精炼的金属活泼的杂质金属溶解,而比需要精炼的金属不活泼的金属会沉积在阳极底部,溶液中增加相应的金属阳离子,原有金属阳离子浓度降低。1关于电解氯化钠水溶液(铁作阴极、石墨作阳极),下列叙述正确的是()A若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈
7、无色B若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕黄色C电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠D电解一段时间后,将全部电解质溶液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性答案B解析电解食盐水时发生的反应:阳极:2Cl2e=Cl2阴极:2H2e=H2总反应:2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2对照分析选项,C错误;阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2,滴加KI溶液后发生反应:Cl22I=I22Cl,溶液呈棕黄色,B正确;阴极附近产生大量的OH,滴加酚酞后附近溶液变红色,A错误;电解后生成NaOH,溶液呈碱性,D错误。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
8、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答案A解析本题考查的是电镀的原理。电镀原理是镀层金属作阳极,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电解时阳极发生还原反应C精铜连接电源负极,其电极反应式是Cu2e=Cu2D电解后,电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥答案D解析电解法精炼金属铜时,粗铜作阳极,失去电子逐渐溶解,Cu2得到电子后析出,附着在阴极上,故精铜作阴极;在电解池中,阴极
9、接电源的负极,发生还原反应,阳极接电源的正极,发生氧化反应,A、B、C错误;越活泼的金属越易失去电子,故比铜活泼的Fe、Zn先失去电子,变成Fe2、Zn2进入溶液,然后是铜失去电子,变成Cu2进入溶液,因Ag、Pt等金属不如铜活泼,故在铜溶解后便沉积在阳极底部成为阳极泥,D正确。二电解的有关计算1将两支惰性电极插入CuSO4溶液中,通电电解。(1)当有1.0103 mol的OH放电时,溶液显浅蓝色,则在阴极上析出铜的质量是_。(2)若溶液的体积为1 L,忽略溶液体积的变化,在标准状况下放出5.6 mL O2时,溶液的pH是_。答案(1)0.032 g(2)3解析(1)用惰性电极电解CuSO4溶
10、液时,电极反应为阴极:2Cu24e=2Cu,阳极:4OH4e=O22H2O。当有1.0103 mol的OH放电时,生成标准状况下的O2为5.6 mL,此时转移电子为1.0103 mol,则在阴极上析出Cu:32103 g。(2)阳极:4OH4e=2H2OO24 mol1 moln n1.0103 mol,消耗1.0103 mol OH,生成1.0103 mol H则c(H)1.0103 molL1pHlgc(H)lg(1.0103)3。2用惰性电极电解0.1 L M(NO3)x的水溶液,当阴极上增重a g时,在阳极上同时产生b L(标准状况)O2,从而可知M的相对原子质量是_,溶液的pH是_(
11、均用含有a、b、x的代数式表示)。答案lg解析由于阴、阳两极转移电子的数目相等,则有x4,或由关系式xO24M得x4,均可解出M gmol1。又由O24H可知:c(H)4 mol0.1 Lb molL1,则pHlg。归纳总结1计算类型有关电解的计算包括两极产物的定量计算。如质量、气体的体积、某元素的化合价、元素的相对原子质量、溶液的物质的量浓度和溶液的pH等。2方法技巧(1)得失电子守恒法计算:用于串联电路、通过阴、阳两极的电量相同等类型的计算,其依据是电路上转移的电子数相等。(2)总反应式计算:先写出电极反应式,再写出总反应式,最后根据总反应式列比例式计算。(3)关系式计算:借得失电子守恒关
12、系建立已知量与未知量之间的桥梁,建立计算所需的关系式。3把两支惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中,通电电解。当电解质溶液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出,且电解质溶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 mg C108 mg D216 mg答案B解析由电子得失守恒知,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 molL1,所以n(Ag)n(H)103 molL10.5 L5104 mol,m(Ag)n(Ag)M5104 mol1
13、08 gmol10.054 g54 mg。4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 molL1 B2 molL1C3 molL1 D4 molL1答案A解析分析电解H2SO4、CuSO4的混合液时阴、阳两极的电极反应可知,两极产生的气体分别为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。由电子得失守恒知,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
14、molL1。1如图为电解饱和食盐水的简单装置,下列有关说法正确的是()A电解一段时间后,向蛋壳内的溶液中滴加几滴酚酞,呈红色B蛋壳表面缠绕的铁丝上发生氧化反应C铁丝表面生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝D蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触答案D解析碳棒在蛋壳内,溶液中的Cl在该极失电子被氧化,溶液的碱性不增强,故A项错误;蛋壳表面缠绕的铁丝作阴极,H在该极发生还原反应得到氢气,B项错误;铁丝表面生成的气体是氢气,不能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,C项错误;蛋壳在该实验中的作用是阻止气体通过,D项正确。2下列说法正确的是()A电解饱和NaCl溶液时,Na向阴极移动,在阴极表面得电子析
15、出B电解精炼铜装置中粗铜做阴极C电镀池中镀层金属做阳极D通过电解MgCl2溶液的方法冶炼金属镁答案C解析A项,在阴极上2H2e=H2,而不是Nae=Na,不正确;B项应是纯铜作阴极,不正确;D项电解MgCl2溶液的方程式为MgCl22H2OMg(OH)2H2Cl2,应采用电解熔融MgCl2冶炼金属镁,MgCl2(熔融)MgCl2,不正确。3.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
16、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答案B解析有关反应有2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2,Cl22NaOH=NaClNaClOH2O,因阳极生成Cl2,阴极生成NaOH,为使二者充分反应,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NaClO和NaCl。4金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Ni、Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是(已知:氧化性Fe2Ni2Cu2)()A阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni22e=NiB电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增
17、加相等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有Cu和Pt,没有Zn、Fe、Ni答案D解析电解精炼镍时,粗镍作阳极,纯镍作阴极,电解质溶液中含有Ni2,则阳极发生氧化反应,电极反应式为Zn2e=Zn2,Fe2e=Fe2,Ni2e=Ni2,阴极电极反应式为Ni22e=Ni,因此,电解过程中阳极减少的质量不等于阴极增加的质量;电解后,溶液中存在的金属阳离子有Fe2、Ni2、Zn2,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt,没有Zn、Fe、Ni。5如下图所示,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
18、应式为_,电解质溶液可以是_。(2)乙池中铁极电极反应式为_。则乙池中滴入少量酚酞溶液,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_。答案(1)阴精铜Cu22e=CuCuCl2(含Cu2的溶液即可)(2)Age=Ag无(3)电镀不变铁表面附着一层光亮的金属解析(1)本题考查铜的精炼。阳极材料为粗铜,电极反应式为Cu2e=Cu2;阴极材料为精铜,电极反应式为Cu22e=Cu。(2)明确石墨做阳极,铁做阴极。(3)考查电镀池,阳极为镀层金属,阴极为镀件,电镀液含镀层金属离子。6如图所示,若电解5 min时,测得铜电极的
19、质量增加2.16 g。试回答:(1)电源中X极是_(填“正”或“负”)极。(2)通电5 min时,B中共收集到224 mL(标准状况)气体,溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计),则通电前c(CuSO4)_。(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL,电解后溶液中仍有Cl,则电解后溶液的pH_。答案(1)负(2)0.025 molL1(3)13解析(1)铜极增重,说明银在铜极析出,则铜极为阴极,X为负极。(2)C中铜极增重2.16 g,即析出0.02 mol Ag,线路中通过0.02 mol电子。由4eO2,可知B中产生的O2只有0.005 mol,即112 mL。但B中共
20、收集到224 mL气体,说明还有112 mL是H2,即Cu2全部在阴极放电后,H接着放电产生了112 mL H2,则通过0.01 mol电子时,Cu2已被电解完,由2eCu,可知n(Cu2)0.005 mol,则c(CuSO4)0.025 molL1。(3)由4e4OH知,A中生成0.02 mol OH,则c(OH)0.1 molL1,pH13。40分钟课时作业经典基础题1关于镀铜和电解精炼铜,下列说法中正确的是()A都用粗铜作阳极、纯铜作阴极B电解液的成分都保持不变C阳极反应都只有Cu2e=Cu2D阴极反应都只有Cu22e=Cu答案D解析A项,电镀时镀件作阴极;B项,电解精炼铜时电解液成分改
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