2019-2020年高二人教版化學(xué)選修4練習(xí)冊：4.3.2電解原理的應(yīng)用.doc

2019-2020年高二人教版化學(xué)選修4練習(xí)冊：4.3.2電解原理的應(yīng)用知識點一電解飽和食鹽水1圖L439中能驗證氯化鈉溶液(含酚酞)電解產(chǎn)物的裝置是() AB CD圖L4392某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和NaCl溶液。通電時，為使Cl2被完全吸收，制得有較強殺菌能力的消毒液，設(shè)計了如圖L4310所示的裝置，則對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是()圖L4310Aa為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaClBa為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaClCa為陽極，b為陰極；HClO和NaClDa為陰極，b為陽極；HClO和NaCl知識點二電鍍、電解精煉銅、電冶金3依據(jù)圖L4311判斷，下列敘述正確的是()圖L4311A是原電池，是電鍍裝置B、裝置中鋅極上均發(fā)生氧化反應(yīng)C、裝置中，銅極均發(fā)生氧化反應(yīng)而溶解D、裝置中Cu2濃度基本不變4下列關(guān)于銅電極的敘述正確的是()A銅鋅原電池中銅是負(fù)極B用電解法精煉銅時粗銅作陰極C在鍍件上電鍍銅時可用金屬銅作陽極D電解稀硫酸制H2、O2時銅作陽極5海水提鎂的最后一步是將氯化鎂電解獲取金屬鎂，下列有關(guān)該電解過程的敘述中，正確的是()A兩個電極必須都用惰性電極B陽極可以用金屬電極，陰極必須是惰性電極C電解熔融狀態(tài)的氯化鎂D電解氯化鎂的水溶液6按如圖L4312所示實驗，若x軸表示流入陰極的電子的物質(zhì)的量，則y可表示()c(Ag)c(NO)a棒的質(zhì)量b棒的質(zhì)量溶液的pH圖L4312A BC D知識點三 有關(guān)電解的計算7Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計的制取Cu2O的電解池示意圖如圖L4313所示，電解總反應(yīng)為2CuH2OCuO2H2。下列說法正確的是()圖L4313A石墨電極上產(chǎn)生氫氣B銅電極發(fā)生還原反應(yīng)C銅電極接直流電源的負(fù)極D當(dāng)有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.1 mol Cu2O生成8用鉑作電極電解某種溶液，通電一段時間后，溶液的pH變小，并且在陽極得到0.56 L氣體，陰極得到1.12 L氣體(兩種氣體均在相同條件下測定)。由此可知溶液可能是()A稀鹽酸 BKNO3溶液CCuSO4溶液 D稀硫酸9電解CuCl2溶液時，如果陰極上有1.6 g銅析出，則陽極上產(chǎn)生氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)約為()A0.28 L B0.56 L C0.14 L D11.2 L10在外界提供相同電量的條件下，Cu2和Ag分別按Cu22e=Cu和Age=Ag在電極上放電，析出銅的質(zhì)量為1.92 g，則析出銀的質(zhì)量為()A1.62 g B6.48 g C3.24 g D12.96 g11下列描述中，不符合生產(chǎn)實際的是()A電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極B電解法精煉粗銅，用純銅作陰極C電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極D在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極12用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液，通電一段時間后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH。則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為()A0.1 mol B0.2 molC0.3 mol D0.4 mol13把兩支惰性電極插入500 mL AgNO3溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的pH從6.0變?yōu)?.0時(設(shè)電解時陰極沒有氫氣析出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略)，電極上應(yīng)析出銀的質(zhì)量是()A27 mg B54 mgC108 mg D216 mg14在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作電極進(jìn)行電解，兩極上均收集到2.24 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則原混合液中，Cu2的物質(zhì)的量濃度為()A1 molL1B2 molL1C3 molL1D4 molL1150.4 mol CuSO4和0.4 mol NaCl溶于水，配成1 L溶液，用惰性電極進(jìn)行電解，當(dāng)一個電極得到0.3 mol Cu時，另一個電極上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是()A5.6 L B6.72 LC1.344 L D11.2 L圖L431416對某滴有酚酞的飽和NaCl溶液在如圖L4314裝置中進(jìn)行電解，回答下列問題：(1)C極現(xiàn)象為_，F(xiàn)e極(含其周圍的溶液)現(xiàn)象為_。(2)若電解一段時間以后，將電源反接，C極電極反應(yīng)式為_，溶液中可以觀察到的現(xiàn)象是_，再向該溶液中通入O2，又會觀察到的現(xiàn)象是_。圖L431517圖L4315中的A為直流電源，B為浸透飽和氯化鈉溶液和酚酞試液的濾紙，C為電鍍槽，接通電路后，發(fā)現(xiàn)B上的c點顯紅色。請?zhí)羁眨?1)電源A中a為_極。(2)濾紙B上發(fā)生的總反應(yīng)方程式為_。(3)欲在電鍍槽中實現(xiàn)鐵上鍍鋅，接通K點，使c、d兩點短路，則電極e上發(fā)生的反應(yīng)為_，電極f上發(fā)生的反應(yīng)為_，槽中盛放的電鍍液可以是_或_(只要求填兩種電解質(zhì)溶液)。圖L431618某課外活動小組用如圖L4316裝置進(jìn)行實驗，試回答下列問題。(1)若開始時開關(guān)K與a連接，則B極的電極反應(yīng)式為_。(2)若開始時開關(guān)K與b連接，則B極的電極反應(yīng)式為_，總反應(yīng)的離子方程式為_。有關(guān)上述實驗，下列說法正確的是(填序號)_。溶液中Na向A極移動從A極處逸出的氣體能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍(lán)反應(yīng)一段時間后加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度若標(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生2.24 L 氣體，則溶液中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子(3)該小組同學(xué)認(rèn)為，如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，那么可以設(shè)想用如圖L4317裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。圖L4317該電解槽的陽極反應(yīng)式為_。此時通過陰離子交換膜的離子數(shù)_(填“大于”“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。制得的氫氧化鉀溶液從出口(填“A”、“B”“C”或“D”)_導(dǎo)出。通電開始后，陰極附近溶液pH會增大，請簡述原因。_。若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池，則電池正極的電極反應(yīng)式為_。第2課時電解原理的應(yīng)用1D解析 電解飽和食鹽水時，陰極生成H2，收集時試管口向下；陽極生成Cl2，通入淀粉碘化鉀溶液時，溶液變藍(lán)色。電子從直流電源流向電解池陰極，故正確的選項是D。2B解析 電解飽和NaCl溶液的化學(xué)方程式為2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，為使Cl2被完全吸收，制得有較強殺菌能力的消毒液，與電源b相連的電極為陽極，產(chǎn)生Cl2與溶液充分反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。3A解析 仔細(xì)觀察三個裝置，為原電池，電極反應(yīng)式為負(fù)極(Zn)：Zn2e=Zn2，正極(Cu)：Cu22e=Cu；為電鍍池，電極反應(yīng)式為陽極(Cu)：Cu2e=Cu2，陰極(Zn)：Cu22e=Cu；為電解池，電極反應(yīng)式為陽極(Zn)：Zn2e=Zn2，陰極Cu：Cu22e=Cu。4C解析 A敘述的是原電池，銅不如鋅活潑，銅應(yīng)為正極。B、C、D敘述的是電解池。電解池的陽極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，所以精煉粗銅時，粗銅應(yīng)作為陽極，鍍銅時銅也應(yīng)作為陽極以提供Cu2，而電解稀硫酸時，如把銅作為陽極，銅就會首先放電，陽極就不能產(chǎn)生氧氣。5C解析 電解MgCl2獲取金屬鎂，也就是說鎂離子需要得電子，如果在水溶液中，水電離的氫離子會優(yōu)先得電子，因此只能在熔融狀態(tài)下進(jìn)行。在陰極發(fā)生的是鎂離子得到電子的反應(yīng)，對電極材料沒有要求，在陽極上發(fā)生失電子的反應(yīng)，如果使用活性電極時會優(yōu)先失電子，所以陽極必須用惰性電極。6D解析 該裝置為電鍍池，陽極b棒的質(zhì)量減小，陰極a棒的質(zhì)量增加，電解質(zhì)溶液的濃度和pH均保持不變。7A解析 綠色化學(xué)倡導(dǎo)無污染過程，本題結(jié)合電化學(xué)中電解原理涉及這一理念。從反應(yīng)中得知Cu在通電時失電子在陽極放電，發(fā)生氧化反應(yīng)，另一電極(石墨)作陰極，發(fā)生還原反應(yīng)：2H2e=H2，相應(yīng)的CuCu2O，轉(zhuǎn)移0.1 mol電子生成0.05 mol Cu2O，故B、C、D項錯。8D解析 陽極與陰極產(chǎn)生的氣體體積比為，相當(dāng)于電解水，pH變小說明電解了含氧酸。9B解析 陰極反應(yīng)式：Cu22e=Cu，陽極反應(yīng)式：2Cl2e=Cl2，生成Cu的物質(zhì)的量：0.025 mol，生成Cl2的體積：0.025 mol22.4 Lmol10.56 L。10B解析 電解過程中，電極上析出金屬的質(zhì)量與電子轉(zhuǎn)移數(shù)量成正比，析出1 mol銅需轉(zhuǎn)移2 mol電子，析出1 mol銀需轉(zhuǎn)移1 mol電子，外界提供電量相同時Cu2Ag, ，x6.48 g。11A解析 A錯，用C作陽極；B正確，粗銅作陽極，純銅作陰極；C正確，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極；D正確，鍍件作陰極，Zn作陽極，選A。12D解析 由電解CuSO4溶液的反應(yīng)的化學(xué)方程式2CuSO42H2O2CuO22H2SO4知，電解過程中只析出Cu和放出O2，故電解后加入CuO就可以復(fù)原。但本題提示加入0.1 mol Cu(OH)2可以復(fù)原，說明電解過程中不僅有CuSO4被電解，還有H2O被電解。0.1 mol Cu(OH)2相當(dāng)于0.1 mol CuO和0.1 mol H2O，由電子守恒0.1 mol CuO0.1 mol Cu0.2 mol e，0.1 mol H2O0.1 mol H20.2 mol e，共計0.4 mol e。13B解析 由電子守恒知，eOHHAg，所以n(Ag)n(H)。AgNO3溶液電解后產(chǎn)生酸，產(chǎn)生的H的物質(zhì)的量可由pH差來計算：pH從6.0變?yōu)?.0，即c(H)103 molL1106 molL1103 molL1。所以n(Ag)n(H)103 molL10.5 L5104 mol，m(Ag)n(Ag)M5104 mol108 gmol10.054 g，即54 mg。14A解析 分析電解H2SO4、CuSO4的混合液時陰、陽兩極的電極反應(yīng)可知，兩極產(chǎn)生的氣體為H2、O2各0.1 mol，O2是由OH失去0.4 mol電子而得到，H2是由H得到0.2 mol電子而生成。由得失電子守恒知，還有0.2 mol電子是Cu2得到的，故Cu2的物質(zhì)的量是0.1 mol，則Cu2的物質(zhì)的量濃度為1 molL1。15A解析 陰極有Cu2與H，Cu2放電，有0.3 mol Cu析出時，則得到0.320.6 mol e，陽極有Cl、OH，Cl放電失去0.4 mol電子，則OH放電失去0.2 mol電子，生成0.2 mol Cl2和0.05 mol O2，生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為(0.20.05)mol22.4 L/mol5.6 L。16(1)有黃綠色氣體生成有無色氣體生成且電極附近的溶液變紅(2)2H2e=H2有白色沉淀生成白色沉淀迅速變成灰綠色最后變成紅褐色解析 (1)如圖連接時，陽極為惰性電極，Cl放電；陰極為H放電，打破了水的電離平衡，故陰極區(qū)OH濃度增大，呈堿性。(2)反接時，陽極為活潑電極，F(xiàn)e溶解，與溶液中的OH反應(yīng)生成沉淀，通入O2以后，發(fā)生反應(yīng)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。17(1)正(2)2NaCl2H2OH2Cl22NaOH(3) Zn2e=Zn2Zn22e=ZnZnSO4溶液Zn(NO3)2溶液解析 (1)根據(jù)c點酚酞變紅，則該極的反應(yīng)為2H2e=H2，即該極為陰極，與電源的負(fù)極相連，所以a是正極。(2)濾紙B上發(fā)生的總反應(yīng)方程式為2NaCl2H2OH2Cl22NaOH。(3)c、d兩點短路后，e為陽極，反應(yīng)為Zn2e=Zn2，陰極上鍍鋅，則陰極反應(yīng)為Zn22e=Zn，電解液用含鍍層離子的電解質(zhì)溶液，所以可用ZnSO4溶液或Zn(NO3)2溶液等。18(1)Fe2e=Fe2(2)2H2e=H22Cl2H2OH2Cl22OH(3)4OH4e=2H2OO2小于DH在陰極附近放電，引起水的電離平衡向右移動，使c(OH)c(H)O22H2O4e=4OH解析 (1)開關(guān)K與a相連，裝置構(gòu)成原電池，F(xiàn)e失去電子，作原電池負(fù)極。(2)開關(guān)K與b相連，裝置構(gòu)成電解NaCl溶液的電解池，B為電解池的陰極，溶液中的H在B極放電生成H2。電解過程中Na應(yīng)該向陰極B移動；A極產(chǎn)生的氣體為Cl2，Cl2能將I氧化為I2，I2遇淀粉變藍(lán)；根據(jù)電解反應(yīng)：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，電解一段時間后若加入鹽酸會增加H2O的質(zhì)量，應(yīng)通入HCl氣體使其恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度；若標(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生2.24 L 氣體，即0.1 mol H2，則有0.2 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，但在溶液中轉(zhuǎn)移的不是電子，而是離子。(3)溶液中的OH在陽極失電子產(chǎn)生O2：4OH4e=2H2OO2，所以在B口放出O2，從A口導(dǎo)出H2SO4。溶液中的H在陰極得到電子產(chǎn)生H2：2H2e=H2，則從C口放出H2，從D口導(dǎo)出KOH溶液。因SO通過陰離子交換膜，K通過陽離子交換膜，所以通過陽離子交換膜的離子數(shù)大于通過陰離子交換膜的離子數(shù)。O2、H2、KOH溶液構(gòu)成燃料電池時，O2在電池正極放電：O24e2H2O=4OH。