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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

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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。

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