2019_2020學年高中化學第四章電化學基礎(chǔ)第3節(jié)電解池第2課時電解原理的應(yīng)用限時規(guī)范訓練新人教版.docx

第2課時 電解原理的應(yīng)用一、單項選擇題1在電解水制取H2和O2時，為了增強溶液的導電性，常常需要加入一些電解質(zhì)，最好選用下列物質(zhì)中的()ANaOHBHClCNaClDCuSO4【答案】A2. 關(guān)于電解NaCl水溶液，下列敘述正確的是()A電解時在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉B若在陽極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C若在陰極附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈無色D電解一段時間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分攪拌后溶液呈中性【答案】B【解析】電解NaCl水溶液，在陰極得不到金屬鈉，A項錯誤；陽極得到氯氣，氯氣與KI反應(yīng)生成單質(zhì)碘，溶液呈棕色，B項正確；陰極生成NaOH，滴入酚酞，溶液呈紅色，C項錯誤；電解一段時間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分攪拌后溶液呈堿性，D項錯誤。3粗銅中除含有銅以外，還含有少量的鋅、鐵、銀，在如圖所示的裝置中，用純銅和粗銅分別作為兩極進行電解，下列有關(guān)敘述中，正確的是()A可檢測到電解液中有Zn2、Fe2B可檢測到電解液中有Fe3、Zn2、AgC電解過程中，溶液中的銅離子濃度保持不變D通電一段時間后，取出兩極，稱得粗銅極減小的質(zhì)量等于純銅極增加的質(zhì)量【答案】A【解析】粗銅上發(fā)生反應(yīng)：Zn2e=Zn2，F(xiàn)e2e=Fe2，Cu2e=Cu2；銀以單質(zhì)形式沉積于陽極底部形成陽極泥，純銅上發(fā)生反應(yīng)：Cu22e=Cu，結(jié)合電子守恒可知，溶液中的銅離子濃度略有減小，粗銅極減小的質(zhì)量不等于純銅極增加的質(zhì)量。4某小組設(shè)計電解飽和食鹽水的裝置如圖，通電后兩極均有氣泡產(chǎn)生，下列敘述正確的是()A銅電極附近觀察到黃綠色氣體B石墨電極附近溶液呈紅色C溶液中的Na向石墨電極移動D銅電極上發(fā)生還原反應(yīng)【答案】D【解析】電解飽和食鹽水裝置通電兩極均有氣泡產(chǎn)生，可知銅電極作負極，石墨電極作正極(電解食鹽水裝置的兩電極均不發(fā)生反應(yīng))，故銅電極上H得到電子，有氫氣放出，銅電極附近溶液呈堿性，石墨電極上有氯氣放出，故A、B項均錯誤，D項正確；溶液中的Na向銅電極移動，故C項錯誤。5某學生設(shè)計了一個“黑筆寫紅字”的趣味實驗。如下圖所示，濾紙先用氯化鈉、無色酚酞的混合液浸濕，然后平鋪在一塊鉑片上，接通電源后，用鉛筆在濾紙上寫字，會出現(xiàn)紅色字跡。據(jù)此，下列敘述中正確的是()A鉛筆端作陽極，發(fā)生還原反應(yīng)B鉑片端作陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)C鉛筆端有少量氯氣產(chǎn)生Da是負極，b是正極【答案】D【解析】電解飽和食鹽水實驗中陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氯氣，陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，由電極反應(yīng)式可知，在陰極氫離子放電，生成氫氧化鈉，出現(xiàn)紅色字跡，所以鉛筆作陰極，a為電源負極，故選D。6一些科學家采用高質(zhì)子導電性的SCY陶瓷(能傳遞H)，實現(xiàn)了氨的電化學合成。該過程N2和H2的轉(zhuǎn)化率遠高于現(xiàn)在工業(yè)上使用的氨合成法。對于電化學合成氨的有關(guān)敘述正確的是()AN2在陰極上被氧化B可選用鐵作為陽極材料C陽極的電極反應(yīng)是N26e6H=2NH3D該過程的總反應(yīng)是N23H22NH3【答案】D【解析】N2在陰極被還原，A項錯誤；鐵是活潑的金屬，作陽極會被氧化放電，B項錯誤；陰極的電極反應(yīng)是N26e6H=2NH3，C項錯誤。7(2018年陜西西安期中)觀察下列幾個裝置示意圖，有關(guān)敘述正確的是()A裝置中陽極上析出紅色固體B裝置的待鍍鐵制品應(yīng)與電源正極相連C裝置中外電路電子由a極流向b極D裝置中的離子交換膜允許陽離子、陰離子、水分子自由通過【答案】C 8下圖是工業(yè)電解飽和食鹽水的裝置示意圖，下列有關(guān)說法不正確的是()A裝置中的離子交換膜只能讓陽離子通過，不能讓陰離子通過B裝置中出口處的物質(zhì)是氫氣，出口處的物質(zhì)是氯氣C除去雜質(zhì)后的氫氧化鈉溶液從出口B處導出D轉(zhuǎn)移0.8 mol電子時產(chǎn)生氫氣8.96 L(標準狀況)【答案】B【解析】若裝置中的離子交換膜讓陰離子通過，則在陰極區(qū)產(chǎn)生的NaOH中混有NaCl，導致電解產(chǎn)物不純，A項正確；裝置出口處(陽極)的物質(zhì)為氯氣，出口處(陰極)的物質(zhì)是氫氣， B項錯誤；氫氧化鈉溶液在裝置右側(cè)生成，故除去雜質(zhì)后的氫氧化鈉溶液從出口B處導出，C項正確；當轉(zhuǎn)移0.8 mol電子時產(chǎn)生氫氣0.4 mol，即8.96 L(標準狀況)，D項正確。9(2018年山東濱州北鎮(zhèn)中學檢測)CuI是一種不溶于水的白色固體，它可以由反應(yīng)2Cu24I=2CuII2而得到。如下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時間后，在KI淀粉溶液中陽極周圍變藍色，則下列說法正確的是()A若a極變紅，則在Pt電極上：2I2e=I2，淀粉遇碘變藍B若b極變紅，則在Pt電極上：4OH4e=2H2OO2，O2將I氧化為I2，淀粉遇碘變藍C若a極變紅，則在Cu電極上：開始CuIe=CuI，一段時間后2I2e=I2，淀粉遇碘變藍D若b極變紅，則在Cu極上：Cu2e=Cu2，Cu2顯藍色【答案】C【解析】若a極變紅，則該極上是氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，所以a為陰極，b為陽極，Y為電源的正極，X為負極，則Pt電極為陰極，該極上是氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，析出氫氣，故A錯誤；若b極變紅，則該極上是氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，所以b為陰極，a為陽極，Y為電源的負極，X為正極，則Pt電極為陽極，該極上是碘離子發(fā)生失電子生成I2，淀粉遇碘變藍，故B錯誤；電解NaCl溶液(滴入酚酞)，陰極附近變紅，若a極變紅，則X為電源的負極，Y為正極，故Cu電極為陽極，則Cu2e=Cu2，2Cu24I=2CuII2，碘遇淀粉變藍，故C正確；若b極變紅，則該極上是氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，b為陰極，a為陽極，Y為電源的負極，X為正極，Cu電極是陰極，該極上發(fā)生氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，析出氫氣，故D錯誤。二、非選擇題10工業(yè)品氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸根雜質(zhì)，可用離子交換膜法電解提純。電解槽內(nèi)裝有陽離子交換膜(只允許陽離子通過)，其工作原理如上圖所示。(1)該電解槽的陽極反應(yīng)式是_。(2)通電開始后，陰極附近溶液pH會增大。請簡述原因：_。(3)除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從液體出口_(填“A”或“B”)流出?！敬鸢浮?1)4OH4e=2H2OO2(2)H放電，促進水的電離，OH濃度增大，pH增大(3)B【解析】根據(jù)離子放電順序可知，陽極OH放電產(chǎn)生O2而陰極H放電產(chǎn)生H2，從而使陰極區(qū)附近H2OHOH的電離平衡被破壞，平衡右移，OH濃度增大，pH增大，產(chǎn)生的OH和通過陽離子交換過來的K結(jié)合成KOH由B口流出。11如下圖所示的裝置，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。將電源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F極附近顯紅色。試完成以下問題：(1)電源A極的名稱是_。(2)甲裝置中電解反應(yīng)的總化學方程式是_。(3)如果收集乙裝置中產(chǎn)生的氣體，兩種氣體的體積比是_。(4)欲用丙裝置給銅鍍銀，G應(yīng)該是_(填“銅”或“銀”)，電鍍液的主要成分是_(填化學式)。(5)裝置丁中的現(xiàn)象是_，說明_。【答案】(1)正極(2)2CuSO42H2O2CuO22H2SO4(3)11(4)銀AgNO3(5)Y極附近紅褐色變深氫氧化鐵膠粒帶正電荷【解析】本題考查電解池有關(guān)串聯(lián)電解的知識，綜合性較強。由向乙中滴入酚酞溶液，在F極附近顯紅色，說明F為陰極，那么E為陽極，所以B為電源的負極，A為電源的正極。甲是電解CuSO4溶液，總方程式：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4。乙裝置中生成的氣體為V(Cl2)V(H2)11。丙是電鍍池，所以給銅鍍銀，陽極G應(yīng)為Ag，陰極H為Cu，電鍍液為AgNO3溶液。由于氫氧化鐵膠粒帶正電，所以有外加電源時，膠粒定向移動，向陰極移動，所以Y極附近紅褐色變深。12下圖是一個用鉑絲作電極，電解稀的MgSO4溶液的裝置，電解液中加有中性紅指示劑，此時溶液呈紅色。(指示劑的pH變色范圍：6.88.0，酸色紅色，堿色黃色)回答下列問題：(1)下列關(guān)于電解過程中電極附近溶液顏色變化的敘述正確的是_(填編號)。A管溶液由紅變黃B溶液由紅變黃A管溶液不變色B管溶液不變色(2)寫出A管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：_。(3)寫出B管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：_。(4)檢驗a管中氣體的方法是_。(5)檢驗b管中氣體的方法是_。(6)電解一段時間后，切斷電源，將電解液倒入燒杯內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是_。【答案】(1)(2)2H2e=H2(或2H2O2e=2OHH2)；Mg22OH=Mg(OH)2(3)4OH4e=2H2OO2(或2H2O4e=4HO2)(4)用拇指按住管口，管口向下取出試管，靠近火焰，放開拇指，有爆鳴聲，管口有藍色火焰(5)用拇指按住管口，管口向上取出試管，放開拇指，將帶有火星的木條伸入試管內(nèi)會復燃(6)溶液呈紅色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)【解析】A為陰極，電極反應(yīng)為2H2e=H2，a管收集的是H2；B為陽極，電極反應(yīng)為4OH4e=2H2OO2，b管中收集的是O2。因H放電，A中溶液中有Mg22OH=Mg(OH)2。13氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程示意圖如下：(1)在電解過程中，與電源正極相連的電極上所發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為_，與電源負極相連的電極附近，溶液pH_(填“不變”“升高”或“下降”)。(2)電解飽和食鹽水的裝置如右圖所示，若收集的H2為2 L，則同樣條件下收集的Cl2_(填“”“”或“”)2 L，原因是_。裝置改進后，可用于制備NaOH溶液，若測定溶液中NaOH的濃度，常用的方法為_。(3)在用隔膜法電解食鹽水時，電解槽分隔為陽極室和陰極室，防止Cl2與NaOH反應(yīng)。采用無隔膜電解冷的食鹽水時，Cl2與NaOH充分接觸，產(chǎn)物僅是NaClO和H2，相應(yīng)的化學方程式為_。【答案】(1)2Cl2e=Cl2升高(2)電解生成的氯氣與電解生成的NaOH發(fā)生了反應(yīng)酸堿中和滴定(3)NaClH2ONaClOH2(或2NaCl2H2O2NaOHCl2H2、Cl22NaOH=NaClNaClOH2O)【解