2019_2020学年高中化学第4章电化学基础第3节电解池第2课时电解原理的应用课后提能层级练新人教版选修4.doc

第二课时电解原理的应用课后提能 层级练1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：选A用石墨棒作阳极，A错误；粗Cu作阳极，纯铜作阴极，B正确；用涂镍碳钢网作阴极，C正确；镀件作阴极，Zn作阳极，D正确。选A。2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解析：选D电镀时镀件作阴极，A项错误；电解精炼铜时电解液成分改变，B项错误；电解精炼铜时，杂质若有比铜活泼的金属(如锌)，则还会发生Zn2e=Zn2的反应，C项错误。3金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，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：选D本题为“电解精炼铜”的迁移应用。阳极应发生氧化反应，A项错误；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，C项错误；比较两电极反应，因Zn、Fe、Ni的相对原子质量可能不等，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可能不等，B项错误。4如图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是()解析：选D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D正确。5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：选B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。6用惰性电极电解饱和食盐水，当电源提供0.2 mol电子时停止通电。若此溶液体积为2 L，则所得电解液的pH是()A1B8C13 D14解析：选C电解饱和食盐水时供给0.2 mol电子，则消耗的H为0.2 mol，同时产生OH为0.2 mol，溶液体积为2 L，pH13。7电解的应用比较广泛，回答下列问题：(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是_(填字母，下同)。aFe2O3 bNaClcCu2S dAl2O3(2)用CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_。a电能全部转化为化学能b粗铜接电源正极，发生氧化反应c溶液中Cu2向阳极移动d利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属e若阳极质量减少64 g，则转移电子数为2NA个fSO的物质的量浓度不变(不考虑溶液体积变化)(3)如图为电解精炼银的示意图，_(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为_。解析：(1)电解法适合冶炼Na、Mg、Al等强还原性金属，在熔融状态下，分别电解NaCl、Al2O3冶炼Na和Al。Fe和Cu的还原性较弱，用Fe2O3、Cu2S等冶炼相应金属时，采用加还原剂还原法。(2)以CuSO4溶液为电解质溶液电解精炼铜时，粗铜作阳极，发生氧化反应，精铜作阴极，发生还原反应。Al、Zn、Cu在阳极被氧化，不活泼金属Au、Pt、Ag在阳极附近沉积，形成阳极泥，电解质溶液中Cu2向阴极移动，电解过程中，电能转化为化学能和热能，在溶液体积不变时，电解质溶液中c(SO)不变。阳极质量减少的64 g包括Al、Zn及Cu，故当阳极质量减少64 g，电子转移数目不等于2NA个。(3)电解精炼银与电解精炼铜原理相似。电解精炼银装置中，含有杂质的粗银作阳极，电解池的阳极与电源的正极相连，则该装置中a极为含有杂质的粗银。该电解池的b极为阴极，阴极上有红棕色气体，则知NO被还原为NO2，电极反应式为NO2He=NO2H2O(或NO4H3e=NO2H2O,2NOO2=2NO2)。答案：(1)bd(2)bdf(3)aNO2He=NO2H2O(或NO4H3e=NO2H2O,2NOO2=2NO2)8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1(2019青岛市黄岛区高二检测)用铂电极电解相同浓度的盐酸和硫酸，电解一段时间后，下列说法可能正确的是()A盐酸和硫酸的浓度都增大B盐酸和硫酸的浓度都减小C盐酸的浓度减小，硫酸的浓度增大D盐酸的浓度增大，硫酸的浓度减小解析：选C根据阴离子放电顺序：ClOHSO，盐酸电解出氢气和氯气，溶质被消耗，浓度下降；而电解硫酸等于电解水，溶剂被消耗，浓度增大。C符合题意。2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、氢氧化钠溶液接触解析：选D碳棒在蛋壳内，溶液中的Cl在该极失电子被还原，溶液的碱性不增强，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。3用如图所示装置除去含CN、Cl废水中的CN时，控制溶液pH为910，阳极产生的ClO将CN氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是()A用石墨作阳极，铁作阴极B阳极的电极反应式为Cl2OH2e=ClOH2OC阴极的电极反应式为2H2O2e=H22OHD除去CN的反应：2CN5ClO2H=N22CO25ClH2O解析：选D由题意可知，废水中含有CN、Cl，溶液呈碱性，阳极产生ClO，所以电解池中阳极应该是Cl失电子，阳极不能是活性电极Fe，A正确；由题意可知阳极是Cl失电子生成ClO，又在碱性环境下，所以电极反应式为Cl2OH2e=ClOH2O，B正确；阴极是H2O得电子发生还原反应，2H2O2e=H22OH，C正确；因为是碱性环境，所以在反应物中不可能出现H，正确的离子方程式：5ClO2CNH2O=5Cl2CO2N22OH，D错误。4电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O，最后Cr3以 Cr(OH)3形式除去。下列说法不正确的是()A阳极反应为Fe2e=Fe2B电解过程中溶液pH不会变化C过程中有Fe(OH)3沉淀生成D电路中每转移12 mol电子，最多有1 mol Cr2O被还原解析：选B电解时用铁作阳极，失去电子生成Fe2，Fe2将废水中的Cr2O还原为Cr3，A项正确；阴极反应式为2H2e=H2，溶液的pH变大，B项错误；电解过程中H在阴极放电，Fe2还原Cr2O时也消耗H，使溶液的pH升高， Fe3转化为Fe(OH)3沉淀，C项正确；根据电极反应式Fe2e=Fe2，可知每转移12 mol e生成6 mol Fe2，6 mol Fe2可还原1 mol Cr2O，D项正确。5三氧化二镍(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。以下说法不正确的是()A可用铁作阳极材料B电解过程中阴极附近溶液的pH升高C阳极方程式为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：选A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错误，B、C正确；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，故D正确。6如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05 molL1的CuCl2溶液，B池中加入0.1 molL1的AgNO3溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是()A2241 B1121C2111 D2121解析：选A由电解规律可知：a、c为阴极，b、d为阳极。a极上析出Cu，b极上析出Cl2，c极上析出Ag，d极上析出O2。由电子守恒可得出：2eCuCl22Ag O2，所以a、b、c、d四个电极上所析出物质的物质的量之比为2241。7(1)以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_；取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因为_。(2)利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为_(填化学式)溶液，阳极电极反应式为_，电解过程中Li向_(填“A”或“B”)电极迁移。解析：(2)根据电解装置图，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，B区产生H2，电极反应式为2H2e=H2，剩余OH与Li结合生成LiOH，所以B极区电解液为LiOH溶液，B电极为阴极，则A电极为阳极，阳极区电解液为LiCl溶液，电极反应式为2Cl2e=Cl2，电解过程中Li向B电极迁移。答案：(1)2Al3H2O6e=Al2O36HHCO与H反应放出气体，c(H)减小，平衡Al33H2OAl(OH)33H向右移动，产生Al(OH)3沉淀(2)LiOH2Cl2e=Cl2B8如图所示，通电5 min后，第极增重2.16 g，此时CuSO4恰好电解完。设A池中原混合溶液的体积为 200 mL。(1)电源F为_极；第极为_极；B池为_池。(2)A池中第极上的电极反应式为_。(3)通电前A池中原混合溶液Cu2的浓度为_。解析：(1)由第极增重2.16 g可知，是电解池的阴极，是电解池的阳极，E是电源的负极，F是电源的正极。又因为B池的阳极是银，电解质是硝酸银，故该池是电镀池。(2)A池中，第极只发生反应4OH4e=2H2OO2。(3)因为第极增重2.16 g是银的质量，即转移电子是2.16 g108 gmol10.02 mol，而第极反应为Cu22e=Cu，故原Cu2物质的量为0.02 mol0.01 mol，故Cu2的物质的量浓度为0.05 molL1。答案：(1)正阳电镀(2)4OH4e=2H2OO2(3)0.05 molL18