2020-2021學(xué)年高中化學(xué)新教材魯科版選擇性必修1課時(shí)分層作業(yè)：1.3.2 電解原理的應(yīng)用

1、課時(shí)分層作業(yè)(六)電解原理的應(yīng)用 (建議用時(shí)：40分鐘)合格過關(guān)練1下列變化過程均與“電”相關(guān)，其中需要通電才能進(jìn)行的是()電離電解電鍍電泳abcdd電離需在水溶液或熔融狀態(tài)下發(fā)生，不需要通電。2(素養(yǎng)題)如圖為電解飽和食鹽水的簡單裝置，下列有關(guān)說法正確的是()a通電一段時(shí)間后，向蛋殼內(nèi)的溶液中滴加幾滴酚酞，呈紅色b蛋殼表面纏繞的鐵絲發(fā)生氧化反應(yīng)c鐵絲表面生成的氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)d蛋殼可阻止生成的氯氣與氫氣、氫氧化鈉溶液接觸d蛋殼可以將兩極產(chǎn)物分開，防止產(chǎn)物之間發(fā)生反應(yīng)。3下列關(guān)于電解精煉銅與電鍍的說法正確的是()a電解精煉銅時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，電路中每通過2 mol e，陽

2、極就會(huì)溶解64 g銅b電解精煉銅時(shí)，陽極為粗銅，陰極為精銅，電解過程中電解質(zhì)溶液不需要更換c在鐵制器皿上鍍鋁，熔融氧化鋁作電解質(zhì)，鐵制器皿作陰極，鋁棒作陽極d電鍍過程中電鍍液需要不斷更換c電解精煉銅時(shí)，陽極為粗銅，比銅活潑的金屬也會(huì)反應(yīng)，電路中每通過2 mol e，陽極溶解的銅的質(zhì)量小于64 g，a項(xiàng)錯(cuò)誤。電解精煉銅時(shí)，比銅活潑的金屬在陽極也會(huì)失去電子，而陰極上銅離子得到電子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)，溶液中的銅離子濃度減小，因此在電解精煉過程中，需要更換電解質(zhì)溶液，b項(xiàng)錯(cuò)誤。電鍍過程的實(shí)質(zhì)是在電能的作用下，將陽極上的金屬轉(zhuǎn)移到陰極上，因此電鍍液不需要更換，d項(xiàng)錯(cuò)誤。4若在銅片上鍍銀時(shí)，下列敘述正確的是()

3、將銅片接在電源的正極上將銀片接在電源的正極上在銅片上發(fā)生的反應(yīng)是age=ag在銀片上發(fā)生的反應(yīng)是4oh4e=o22h2o需用硫酸銅溶液為電鍍液需用硝酸銀溶液為電鍍液abcdb銅片上鍍銀，銅片作陰極，接電源負(fù)極，錯(cuò)；銀片作陽極，接電源正極，正確；銅電極上，ag得電子析出ag，正確；銀片是陽極，失電子變成ag落入電解液，錯(cuò)；需用agno3作電鍍液，正確，錯(cuò)。正確的為。5以硫酸銅溶液作電解液，對(duì)含有雜質(zhì)fe、zn、ag的粗銅進(jìn)行電解精煉。下列敘述中正確的是 ()粗銅與直流電源負(fù)極相連陰極發(fā)生的反應(yīng)為cu22e=cu電路中每通過3.01×1023個(gè)電子，得到的精銅質(zhì)量為16 g雜質(zhì)ag以ag

4、2so4的形式沉入電解槽形成“陽極泥”abcda電解精煉銅時(shí)，粗銅作陽極，精銅在陰極析出，單質(zhì)銀不放電，形成陽極泥，沒有ag2so4。綜合上述分析a項(xiàng)正確。6如下圖所示，將兩燒杯用導(dǎo)線如圖相連，pt、cu、zn、c分別為四電極，當(dāng)閉合開關(guān)后，下列敘述中正確的是()acu極為原電池負(fù)極bcu極附近顯堿性cc極發(fā)生氧化反應(yīng)d電子流向?yàn)橛蒫極流向pt極b根據(jù)金屬活動(dòng)性及原電池形成條件可判斷出右燒杯為原電池，左燒杯為電解池。zn極作負(fù)極，c作正極，cu作陰極，h在陰極放電。cu極附近顯堿性。c極發(fā)生還原反應(yīng)，電子流向?yàn)橛蓀t極流向c極。7某同學(xué)為了使反應(yīng)2hcl2ag=2agclh2能進(jìn)行，設(shè)計(jì)了下列

5、四個(gè)方案，你認(rèn)為可行的方案是()ab cdc要使反應(yīng)2hcl2ag=2agclh2能進(jìn)行，需通過電解裝置來實(shí)現(xiàn)。b是原電池裝置(fe作原電池的負(fù)極，ag作原電池的正極)，其總反應(yīng)為fe2hcl=fecl2h2；d既不是原電池，也不是電解池；a是電解池裝置，但ag連接在電源的負(fù)極上，不會(huì)溶解，其實(shí)質(zhì)是電解hcl(2hclh2cl2)；c是電解池裝置，與電源正極連接的ag失去電子(age=ag)，產(chǎn)生的ag立即與溶液中的cl結(jié)合生成agcl沉淀，溶液中的h在陰極上獲得電子產(chǎn)生h2(2h2e=h2)，其總反應(yīng)為2hcl2ag2agclh2。8用惰性電極電解cuso4溶液。若陽極上產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量為

6、0.010 0 mol，則陰極上析出cu的質(zhì)量為()a0.64 g b1.28 gc2.56 gd5.12 gb用惰性電極電解cuso4溶液，在陽極上產(chǎn)生的氣體為o2，由4oh4e=2h2oo2知，產(chǎn)生0.010 0 mol的o2轉(zhuǎn)移0.040 0 mol電子，則根據(jù)cu22e=cu可推出應(yīng)析出0.020 0 mol的銅，其質(zhì)量為1.28 g。9(雙選)在一定溫度下，用鉑電極電解飽和硫酸鈉溶液，對(duì)電解質(zhì)溶液的判斷正確的是()a有晶體析出 b濃度變大c濃度變小dph不變ad電解na2so4溶液實(shí)質(zhì)是電解水，na2so4溶液是飽和的，故有晶體析出，溶液濃度不變，溶液呈中性，ph不變。10在水中加入

7、等物質(zhì)的量的ag、pb2、na、so、no、cl，將該溶液放在用惰性電極材料作電極的電解槽中，通電片刻，則氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比為()a35.5108 b16207c81d10835.5c加入等物質(zhì)的量的ag、pb2、na、so、no、cl，將有氯化銀、硫酸鉛沉淀生成，此時(shí)所得的溶液為硝酸鈉溶液。電解該溶液的實(shí)質(zhì)是電解水，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)得到氧氣，電極反應(yīng)為4oh4e=2h2oo2，陰極發(fā)生還原反應(yīng)得到氫氣，電極反應(yīng)為2h2e=h2，根據(jù)電子守恒得氧化產(chǎn)物(o2)與還原產(chǎn)物(h2)的物質(zhì)的量之比為12，則質(zhì)量比為81，c項(xiàng)正確。11.已知2價(jià)的鐵的化合物通常具有較強(qiáng)的還原性，易被氧化。實(shí)驗(yàn)

8、室用亞鐵鹽溶液與燒堿反應(yīng)很難制得白色純凈的fe(oh)2沉淀，但是用電解的方法可以制得純凈的fe(oh)2沉淀。制備裝置如圖所示，其中a、b兩電極材料分別為鐵和石墨。(1)a電極上的反應(yīng)式為_。(2)電解質(zhì)溶液d最好選_(填編號(hào))。a純水 bcuso4溶液cnaoh溶液dh2so4溶液(3)液體c為_(填編號(hào))。a四氯化碳 b硝基苯c苯d乙醇解析(3)四氯化碳、硝基苯密度大于水，應(yīng)選苯來隔絕空氣。答案(1)fe2e=fe2(2)c(3)c12電解在化工生產(chǎn)、金屬冶煉及科學(xué)研究等方面有重要應(yīng)用。(1)工業(yè)上用電解熔融氧化鋁的方法來制取金屬鋁。純凈氧化鋁的熔點(diǎn)很高(約2 045 )，在實(shí)際生產(chǎn)中，

9、通過加入助熔劑冰晶石(na3alf6)在1 000 左右就可以得到熔融體。寫出電解時(shí)陽極的電極反應(yīng)式：_。電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是_。(2)電解食鹽水是氯堿工業(yè)的基礎(chǔ)。電解所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時(shí)，為除去mg2和ca2，要加入的試劑分別為_、_。電解時(shí)，陰極反應(yīng)的主要產(chǎn)物是_。電解時(shí)用鹽酸控制陽極區(qū)的ph在23，用必要的文字和反應(yīng)方程式說明原因：_。解析(1)由電解裝置可知，陽極上氧離子失去電子，電極反應(yīng)2o24e=o2 ；陽極上產(chǎn)生氧氣，石墨電極被陽極上產(chǎn)生的氧氣氧化，故電解過程中作陽極的石墨易消耗。(2)食鹽溶液中混有mg2和ca2，可以利用過量naoh溶液除去mg2

10、，利用過量na2co3溶液除去ca2；電解時(shí)，陰極反應(yīng)2h2o2e=2ohh2，陰極反應(yīng)的主要產(chǎn)物是naoh和h2；電解時(shí)用鹽酸控制陽極區(qū)的ph在23，用必要的文字和反應(yīng)方程式說明原因：cl2h2ohclhclo，增大h和cl濃度，抑制氯氣與水的反應(yīng)，減少氯氣的損失。答案(1)2o24e=o2石墨電極被陽極上產(chǎn)生的氧氣氧化(2)naohna2co3naoh和h2cl2h2ohclhclo，增大h和cl濃度，抑制氯氣與水的反應(yīng)，減少氯氣的損失13如圖所示，a為直流電源，b為浸潤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)濾紙b上的c附近顯紅色。請回答：(1)電源a中a為_極。(2

11、)濾紙b上發(fā)生的總反應(yīng)方程式為_。(3)欲在電鍍槽中實(shí)現(xiàn)鐵上鍍鋅，接通開關(guān)k，使c、d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_(要求填兩種電解質(zhì)溶液)。解析(1)根據(jù)c附近顯紅色可知，該極發(fā)生反應(yīng)2h2o2e=h22oh，即該極為陰極，與電源的負(fù)極相連，所以a是電源的正極。(2)濾紙b上發(fā)生的總反應(yīng)方程式為2nacl2h2oh2cl22naoh。(3)電極e為陽極，電極反應(yīng)式為zn2e=zn2，陰極鐵上鍍鋅，則陰極反應(yīng)式為zn22e=zn，電解液應(yīng)為含鍍層金屬離子的溶液，所以可用znso4溶液或zncl2溶液等。答案(1)正(2)2nacl2h2oh

12、2cl22naoh(3)zn2e=zn2zn22e=znznso4溶液zncl2溶液素養(yǎng)培優(yōu)練14kio3在工業(yè)上可用電解法制取，以石墨和鐵為電極，以ki溶液為電解質(zhì)溶液。在一定條件下電解，總反應(yīng)式為ki3h2okio33h2。下列有關(guān)說法正確的是()a電解時(shí)，石墨作陽極，鐵作陰極b電解時(shí)，在陽極上產(chǎn)生氫氣c電解后得到kio3產(chǎn)品的步驟：過濾濃縮結(jié)晶灼燒d電解過程中，每轉(zhuǎn)移0.6 mol電子，理論上可得到0.6 mol無水kio3晶體a電解過程中，陽極上i放電生成io，陰極上h2o電離出的h放電生成h2，因此陽極應(yīng)為惰性電極，a項(xiàng)正確，b項(xiàng)錯(cuò)誤。電解后得到kio3產(chǎn)品的步驟：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶

13、、過濾，c項(xiàng)錯(cuò)誤。1 mol i生成1 mol io轉(zhuǎn)移電子6 mol，則每轉(zhuǎn)移0.6 mol電子，理論上可得到0.1 mol無水kio3晶體，d項(xiàng)錯(cuò)誤。15如圖所示，三個(gè)燒杯中盛有足量的電解質(zhì)溶液，a、b、c、d、e均為石墨電極，通電一段時(shí)間后，a電極上有紅色物質(zhì)析出。下列說法正確的是()ae電極上可以析出使?jié)駶櫟牡矸?#173;ki試紙變藍(lán)的氣體bc電極周圍的溶液變紅ca燒杯中溶液的ph升高db燒杯中加一定量的kcl固體可使溶液恢復(fù)原狀ba電極上有紅色物質(zhì)析出，說明a為陰極，則b為陽極，c為陰極，d為陽極，e為陰極，則電解cucl2溶液時(shí)，e電極(陰極)上析出銅，a項(xiàng)錯(cuò)誤；c為陰極，c電極

14、附近生成氫氧化鈉，可使酚酞試液變紅，b項(xiàng)正確；a燒杯中陽極銅被氧化，陰極上析出銅，因此溶液的溶質(zhì)不變，其ph不變，c項(xiàng)錯(cuò)誤；b燒杯中陽極上析出氯氣，陰極上析出氫氣，因此通入一定量的氯化氫氣體可使電解質(zhì)溶液恢復(fù)原狀，d項(xiàng)錯(cuò)誤。16臭氧是常見的強(qiáng)氧化劑，廣泛用于水處理系統(tǒng)。制取臭氧的方法很多，其中高壓放電法和電解純水法原理如下圖所示，下列有關(guān)說法不正確的是()a高壓放電法，反應(yīng)的原理為3o22o3b高壓放電出來的空氣中，除含臭氧外還含有氮的氧化物c電解時(shí)，電極b周圍發(fā)生的電極反應(yīng)有3h2o6e=o36h和2h2o4e=o24hd電解時(shí)，h由電極a經(jīng)聚合固體電解質(zhì)膜流向電極bd高壓放電法與閃電條件下

15、氧氣部分轉(zhuǎn)化為臭氧類似，其反應(yīng)的原理為3o22o3，因空氣中還含有氮?dú)猓烹姉l件下，氮?dú)庖材芘c氧氣反應(yīng)，故有氮氧化物生成，a、b兩項(xiàng)均正確；觀察題圖電解法制臭氧，可發(fā)現(xiàn)有氫氣放出，必由水還原生成，發(fā)生還原反應(yīng)，故a為陰極；同理，由水生成氧氣和臭氧，發(fā)生氧化反應(yīng)，c項(xiàng)正確；因b為陽極，電解質(zhì)中的陽離子移向陰極，故d項(xiàng)錯(cuò)誤。17.將物質(zhì)的量濃度相等的cuso4溶液和nacl溶液等體積混合后，用石墨電極進(jìn)行電解，電解過程中，溶液的ph隨時(shí)間t的變化曲線如圖所示，則下列說法不正確的是()aab段，陽極的電極反應(yīng)式為2cl2e=cl2bbc段，陰、陽兩極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是11c整個(gè)過程中陽極先產(chǎn)生cl

16、2，后產(chǎn)生o2dcd段，電解總反應(yīng)為2h2o2h2o2bab段，陽極上氯離子失去電子有氯氣生成，陰極上銅離子得到電子有金屬銅生成；bc段，陽極上氫氧根離子失去電子有氧氣生成，陰極上銅離子得到電子有金屬銅生成，根據(jù)電子守恒可知，氧氣(陽極產(chǎn)物)與銅(陰極產(chǎn)物)的物質(zhì)的量之比為12；cd段，陽極上氫氧根離子失去電子有氧氣生成，陰極上氫離子得到電子有氫氣生成。18全釩液流儲(chǔ)能電池是利用不同價(jià)態(tài)離子對(duì)的氧化還原反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置，其原理如圖所示。(1)當(dāng)左槽溶液顏色逐漸由黃變藍(lán)，其電極反應(yīng)式為_。(2)充電過程中，右槽溶液顏色逐漸由_色變?yōu)開色。(3)放電過程中氫離子的作用是_和_；

17、充電時(shí)若轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3.01×1023個(gè)，左槽溶液中n(h)的變化量為_。解析解本題時(shí)需注意電解池內(nèi)部是離子的定向移動(dòng)形成的閉合回路，離子的移動(dòng)會(huì)造成溶液中離子物質(zhì)的量的變化。(1)由左槽電解液顏色的變化可知，溶液中的vo轉(zhuǎn)化為vo2，即v元素的化合價(jià)從5降低為4，vo在左側(cè)電極上發(fā)生還原反應(yīng)，由于電解液是酸性的，因此可以判斷該電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是vo2he=vo2h2o，同時(shí)能判斷此時(shí)右槽發(fā)生的是氧化反應(yīng)。(2)該裝置作為電解池充電時(shí)，右側(cè)電極為陰極，v3在該電極上得電子轉(zhuǎn)化為v2，因此，溶液顏色由綠色變?yōu)樽仙?3)在放電過程中，右槽中將發(fā)生氧化反應(yīng)，即左槽中發(fā)生還原反應(yīng)，vo在左側(cè)電極上放電時(shí)，h參與了