2019高中化学 第1章第2节电解 第2课时 电解原理的应用作业1 鲁科版选修4.doc

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1、1第第 2 2 课时课时 电解原理的应用电解原理的应用基础达标1用石墨电极电解 CuCl2溶液(如图所示)。下列分析正确的是( ) Aa 端是直流电源的负极 B通电使 CuCl2发生电离 C阳极上发生的反应：Cu22e=Cu D通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体 解析：选 A。A.铜离子应移向阴极，则 a 为负极。B.CuCl2发生电 离是在水分子的作用下完成的，并非通电才能发生。C.反应 Cu22e=Cu 应在阴极上发生，阳极上发生的反应应为 2Cl2e=Cl2。D.通电一段时间后，应在阳极附近观察到黄绿色气体。 2已知铜或银做电解池的阳极时，能被氧化为金属离子。下图中装置分别通电一

2、段时 间后，溶液质量增加的是( )解析：选 D。A、B 项中石墨做电极材料，溶液质量只会减小；C 项中进入溶液的铜与 从溶液中析出的铜的质量相等；D 项中 2 mol Ag 失电子进入溶液，1 mol Cu 从溶液中析出， 溶液质量增加，故正确。 3用石墨做电极电解 CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应 向溶液中加入适量的( ) ACuSO4 BH2O CCuO DCuSO45H2O 解析：选 C。用石墨做电极电解 CuSO4溶液的电解方程式是 2CuSO42H2O 通电, 2H2SO42CuO2，根据缺什么补什么的原则，要想使电解液恢复原状，应加入 CuO，C 项 正

3、确。 4如图所示的装置，通电一段时间后，测得甲池中某电极质量增加 2.16 g，乙池中 某电极上析出 0.64 g 某金属，下列说法正确的是( )A甲池是 b 极上析出金属银，乙池是 c 极上析出某金属 B甲池是 a 极上析出金属银，乙池是 d 极上析出某金属 C某盐溶液可能是 CuSO4溶液 D某盐溶液可能是 Mg(NO3)2溶液 解析：选 C。甲池 a 极是阴极，析出金属银，乙池 c 极是阴极，析出某金属。某盐溶 液如果是 Mg(NO3)2溶液，不可能析出金属，由关系式 2Ag2eCu2可知，某盐为可溶 性铜盐。 5如图所示装置中，a、b 都是惰性电极，通电一段时间后，b 电极附近溶液呈红

4、色。 下列说法正确的是( )2AX 是负极，Y 是正极 BPt 是阴极，Cu 是阳极 CCuSO4溶液的酸性增强 DCuSO4溶液的酸碱性不变 解析：选 C。b 电极附近呈红色，溶液显碱性，b 极是阴极，Y 是负极，X 是正极，则 Pt 是阳极，电解 CuSO4溶液时，阳极 OH放电，阴极 Cu2放电，溶液中有 H2SO4生成，酸 性增强。 6电镀在工业上有着广泛的应用，可以镀锌、镀铜、镀金等。如利用下图所示装置可 以将铜牌摇身一变为银牌，即在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法中正确的是( )A通电后，Ag向阳极移动 B银条与电源负极相连 C该电解池的阴极反应可表示为 Age=Ag D当电镀一段

5、时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初 解析：选 C。铜牌上镀银，银为阳极，Ag向阴极移动，阴极反应为 Age=Ag。 由于实验中镀层不可能非常均匀致密，所以将电源反接，阳极上 Cu、Ag 均能溶解，铜牌不 可能恢复如初。 7如图所示，X、Y 分别是直流电源的两极，通电后发现 a 极板质量增加，b 极板处有 无色、无臭气体放出。符合这一情况的是下表中的( )选项a 极板b 极板X 电极Z 溶液 A锌石墨负极CuSO4 B石墨石墨负极NaOH C银铁正极AgNO3 D铜石墨负极CuCl2 解析：选 A。由 a 极板质量增加知，溶液中阳离子在 a 极板生成金属析出，则 a 为阴 极，X 为负极；因 B

6、 项中 a 极板不析出金属，C 项中 X 为正极可知，B、C 两项均错误；又 由 b 极板有无色、无臭气体放出，可知 D 项错误。 8如图所示，甲、乙为相互串联的两个电解池。3(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溶液，开始 电解一段时间后，铁极附近呈_色。 (3)若乙电解池中的电解质溶液为等物质的量浓度的 Cu(NO3)2和 MgCl2溶液，分阶段写 出乙池中电解反应的化学方程式： _。 解析：(1)在一条电路中串联两个电解池，往往对阴、阳极的判断容易受到干扰

7、，在分 析甲池时，把乙池视为一段导线，反之，分析乙池时，把甲池视为一段导线。据此分析得 出：a 为阴极，b 为阳极，Fe 为阴极，石墨为阳极。又根据工业上电解精炼铜的原理判断 a 电极材料应为纯铜，电极反应式为 Cu22e=Cu，电解质溶液用含 Cu2的溶液(如 CuSO4溶液)。 (2)乙池中是用惰性电极电解 NaCl 溶液(阴极材料是否为活泼金属对电解无影响)，铁 极反应式为 2H2e=H2，由于水提供的 H放电，铁极附近溶液中 OH越来越多，溶 液由无色变为红色。 (3)电解多种电解质的混合溶液，分析电解反应的方法步骤为分析电解质溶液中所有 离子，分为阴、阳两组(包括水电离出的 H和 O

8、H)；将阴、阳离子分别按放电先后顺序 进行排列；写出阴、阳两极上的反应式和电解的总反应式并据此判断反应现象或进行计 算。 答案：(1)阴 纯铜 Cu22e=Cu 含 Cu2的溶液(如 CuSO4溶液) (2) 2H2e=H2 红 (3)第一阶段：CuCl2通电,CuCl2，第二阶段：2H2O 通电,2H2O2 能力提升 9某溶液中含有两种溶质 NaCl 和 H2SO4，它们的物质的量之比为 31。用石墨做电 极电解溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是( ) A阴极只析出 H2 B阳极先析出 Cl2，后析出 O2 C电解最后阶段为电解水 D溶液 pH 不断增大，最后为 7

9、 解析：选 D。电解质溶液中，n(Na)n(Cl)n(H)n(SO)3321，开24 始电解产生 H2和 Cl2，同时生成 OH中和 H2SO4，且生成 OH多，最后相当于电解水，因而 pH7，阴极只生成 H2。三个阶段分别为电解 HCl、NaCl、H2O。 10CuI 是一种不溶于水的白色固体，它可由反应 2Cu24I=2CuII2而得到。现 以石墨为阴极，以 Cu 为阳极电解 KI 溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。 电解开始不久阴极区溶液呈红色，而阳极区溶液呈蓝色，对这个现象的正确解释是( ) 阴极：2H2e=H2，使OHH 阳极：2Cu4e4I=2CuII2，I2遇淀粉变蓝

10、 阳极：Cu2e=Cu2，Cu2显蓝色 阳极：2I2e=I2，碘遇淀粉变蓝 A B C D 解析：选 A。由于阳极材料是 Cu，故电极反应为 Cu2e=Cu2，但是由于 Cu2与 I之间发生氧化还原反应：2Cu24I=2CuII2，阳极反应由上述两反应相加得 2Cu4e4I=2CuII2，其蓝色是由淀粉遇 I2所致，故 A 项符合题意。411根据金属活动性顺序表，Cu 不能发生反应：Cu2H2O=Cu(OH)2H2。但选择 恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四组电极和电解液中，能 实现该反应最为恰当的是( ) 选项ABCD 阳极石墨棒CuCuCu 阴极石墨棒石墨棒FePt

11、 电解液CuSO4溶液Na2SO4溶液H2SO4溶液H2O 解析：选 B。本题考查一些不自发进行的氧化还原反应实现的条件，可以用电解方法， Cu 做阳极时，自身失电子，电极反应为 Cu2e=Cu2，阴极反应为 2H2e=H2。C 项，电解液 H2SO4会与生成的 Cu(OH)2中和，实际上不会生成 Cu(OH)2；D 项，H2O 导电能力不强；B 项，Na2SO4溶液起增强导电性作用，电解总反应式为 Cu2H2O 通电,Cu(OH)2H2。 12某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨做电极电解饱和氯化钠溶液， 通电时为使氯气被完全吸收，设计了如图所示的装置，则对电源电极名称和消毒液的主

12、要 成分判断正确的是( )Aa 为正极，b 为负极；NaClO 和 NaCl Ba 为负极，b 为正极；NaClO 和 NaCl Ca 为阳极，b 为阴极；HClO 和 NaCl Da 为阴极，b 为阳极；HClO 和 NaCl 解析：选 B。消毒液发生器的下端应接电源的正极，做阳极，发生氧化反应，产生的 氯气在上升过程中与阴极产生的氢氧化钠反应生成 NaClO 和 NaCl。 13.(1)电镀时，镀件与电源的_极连接。 (2)化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉淀在镀件表面形成的镀层。若用铜盐 进行化学镀铜，应选用_(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。 .尿素CO(NH2)2是首个由无

13、机物人工合成的有机物。人工肾脏可采用间接电化学方 法除去代谢产物中的尿素，原理如图。(1)电源的负极为_(填“A”或“B”)。 (2)阳极室中发生的反应依次为 _、5_。 (3)电解结束后，阴极室溶液的 pH 与电解前相比将_；若两极共收集 到气体 13.44 L(标准状况)，则除去的尿素为_g(忽略气体的溶解)。 解析：.(1)电镀时，镀层金属做电解池的阳极，镀件做电解池的阴极，与电源的负 极相连。 (2)镀铜是将 Cu2变成 Cu，需要加入还原剂与之反应。 .(1)图示中产生氢气的电极为阴极，与阴极相连的电极为负极。 (2)根据图示信息，阳极上先产生氯气，氯气具有氧化性，尿素中的氮原子为3

14、 价， 具有还原性，两者相遇发生氧化还原反应。 (3)阴极室：2H2e=H2。 阳极室产生的 H通过质子交换膜进入阴极室，从而使阴极室 H浓度保持不变。pH 与 电解前相比不变。两极共收集到的气体n(气体)0.6 mol13.44 L 22.4 Lmol1阳极 阴极5 mol 60 g 06 mol mCO(NH2)2mCO(NH2)27.2 g。60 g 0.6 mol 5 mol 答案：.(1)负 (2)还原剂 .(1)B (2)2Cl2e=Cl2 CO(NH2)2H2O3Cl2=N2CO26HCl (3)不变 7.2 14电解原理常应用于工业生产。 (1)火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(

15、如锌、金、银等)，其性能远不能达到电气工业 的要求，工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时，粗铜接电源_极，电 极反应为_；纯铜做_极，电极反应为_。 (2)工业上用电解饱和食盐水的方法可制得烧碱、氯气、氢气。电解时，总反应化学方 程式为 _； 电解时所需的精制食盐水，通常在粗盐水中加入某些试剂来除去其中的 Ca2、Mg2、Fe3、SO杂质离子，添加试剂的先后顺序：_(填所加试24 剂的化学式)。(3)为了避免产物相混合发生副反应，工业上采用离子交换膜法电解食盐水。如图为离 子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。电极反应为 阳极： _； 阴极： _。 下列说法中正确的是_。 A从 E 口

16、逸出的气体是 H2 B从 B 中加入含少量 NaOH 的水溶液以增强导电性6C标准状况下每生成 22.4 L Cl2，便产生 2 mol NaOH D向电解后的阳极室溶液中加适量盐酸，可以恢复到电解前的物质的浓度 解析：电解精炼铜时，用纯铜做阴极，粗铜做阳极，电极反应分别是阳极： Cu2e=Cu2；阴极：Cu22e=Cu。除去粗盐中的杂质离子，可选用 BaCl2、Na2CO3、NaOH、HCl 等的溶液，并且应使 BaCl2溶液在 Na2CO3溶液之前加入。应用 离子交换膜法电解食盐水，与电解饱和食盐水的原理相同，电极反应也相同；根据 Na的 移动方向，可得右边电极为阴极，得到 H2和 NaO

17、H，故 E 口逸出的是 H2，可以在 B 口加入 含少量 NaOH 的水溶液以增强导电性，则在左边电极得到 Cl2，根据化学方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，可得每生成 22.4 L 的 Cl2(标准状况)=通电便生成 2 mol 的 NaOH；当向阳极室加入盐酸时，由于离子交换膜的存在只能通过阳离子， 也就不能恢复电解前的物质的浓度。 答案：(1)正 Cu2e=Cu2 阴 Cu22e=Cu(2)2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2=通电BaCl2、Na2CO3、NaOH、HCl(或 BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl，合理即可) (3)2Cl2e=Cl2 2H2e=H2 ABC