2022-2023學(xué)年魯科版選擇性必修1 第1章 第3節(jié)　第2課時　電解原理的應(yīng)用 作業(yè)

1、第2課時電解原理的應(yīng)用課時作業(yè)鞏固選題表考查點基礎(chǔ)鞏固能力提升氯堿工業(yè)17電解精煉26電鍍45綜合應(yīng)用38,9基礎(chǔ)題組1.(2021江蘇揚州期中)下列描述中,不符合生產(chǎn)實際的是(A)A.電解熔融的氯化鎂制取金屬鎂,用鐵作陽極B.電解法精煉粗銅,用純銅作陰極C.工業(yè)上電解飽和食鹽水制燒堿,用陽離子交換膜阻止OH-移向陽極D.在鍍件上電鍍銅,用銅作陽極解析:鐵作陽極時,Fe失去電子,亞鐵離子的氧化性大于鎂離子的,陰極上可能生成Fe,應(yīng)用惰性電極電解熔融氯化鎂制取金屬鎂,故A錯誤;電解法精煉粗銅,用純銅作陰極,在該電極上會析出大量的銅,電極反應(yīng)為Cu2+2e-Cu,故B正確;工業(yè)上電解飽和食鹽水制燒

2、堿,溶液中陰離子向陽極移動,陽離子向陰極移動,用陽離子交換膜阻止OH-移向陽極,在陰極可制得燒堿,故C正確;在鍍件上電鍍銅,用銅作陽極,電極反應(yīng)為Cu-2e-Cu2+,鍍件作陰極,電極反應(yīng)為Cu2+2e-Cu,可溶性的銅鹽溶液作電解質(zhì)溶液,故D正確。2.(2021河北邯鄲期中)粗銅中含有少量的Zn、Fe、Ag、Au等,采用電解法提純,下列說法錯誤的是(D)A.可用硫酸銅溶液作電解質(zhì)溶液B.粗銅與電源的正極相連C.在精煉過程中,Ag、Au沉積于陽極底部D.在精煉過程中,陰、陽極的質(zhì)量變化量相等解析:粗銅中含有少量的Zn、Fe、Ag、Au等,采用電解法提純時,粗銅與電源的正極連接作陽極,精銅與電源

3、的負極連接作陰極,以含有Cu2+的硫酸銅溶液作電解質(zhì)溶液。電解時,陽極發(fā)生反應(yīng)主要為Cu-2e-Cu2+,活動性比Cu強的Zn、Fe也會發(fā)生氧化反應(yīng),Zn-2e-Zn2+,Fe-2e-Fe2+,變?yōu)榻饘訇栯x子進入溶液,而活動性比Cu弱的金屬Au、Ag則沉積在陽極底部,形成陽極泥;陰極上發(fā)生反應(yīng)Cu2+2e-Cu,在同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等,可見在精煉過程中,陽極減少的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量不一定相等,故選D。3.(2021河南安陽月考)利用太陽能電池在堿性介質(zhì)中電解氨氣獲得高純度氫氣,裝置如圖所示。雙極膜中水電離出H+和OH-,并在電源作用下能向兩極遷移。下列說法錯誤的是(C)A.a極為陽

4、極B.雙極膜中H+向b極遷移C.電流由a極經(jīng)導(dǎo)線流向b極D.陽極反應(yīng)為2NH3+6OH-6e-N2+6H2O解析:由圖示可知,a極氨氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氮氣,所以a極為陽極,故A正確;電解池中陽離子向陰極移動,所以雙極膜中氫離子向陰極(b極)遷移,故B正確;a極是陽極,電流與電子流向相反,應(yīng)由b極經(jīng)導(dǎo)線流向a極,故C錯誤;陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),在堿性條件下,陽極反應(yīng)為2NH3+6OH-6e-N2+6H2O,故D正確。4.(2021黑龍江哈爾濱月考)電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。如圖表示一個電解池,裝有電解液a;X、Y是兩塊電極板,通過導(dǎo)線與直流電源相連。請回答以下問題。(1)若X、Y都

5、是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,實驗開始時,同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液,則:電解池中X電極上的電極反應(yīng)為。Y電極上的電極反應(yīng)為 。該電解池的總反應(yīng)是。(2)如要用電鍍方法在鐵上鍍銅,a選用CuSO4溶液,則:X電極的材料是,電極反應(yīng)是。Y電極的材料是,電極反應(yīng)是。解析:(1)如圖所示,該裝置為電解池,若X、Y都是惰性電極,a是飽和NaCl溶液。電解池中X電極與電源的負極相連,發(fā)生還原反應(yīng),所以X電極上的電極反應(yīng)為2H+2e-H2(或2H2O+2e-H2+2OH-)。電解池中Y電極與電源的正極相連,發(fā)生氧化反應(yīng),所以Y電極上的電極反應(yīng)為2Cl-2e-Cl2。該電解池的總反應(yīng)為2NaCl+2H

6、2OCl2+H2+2NaOH。(2)要用該裝置在鐵上鍍銅,a選用CuSO4溶液,則銅和電源的正極相連,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)是Cu-2e-Cu2+,鐵和電源的負極相連,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)是Cu2+2e-Cu。X電極的材料是鐵,電極反應(yīng)是Cu2+2e-Cu。Y電極的材料是銅,電極反應(yīng)是Cu-2e-Cu2+。答案:(1)2H+2e-H2(或2H2O+2e-H2+2OH-)2Cl-2e-Cl22NaCl+2H2OCl2+H2+2NaOH(2)鐵Cu2+2e-Cu銅Cu-2e-Cu2+能力題組5.(2021河北東光月考)如圖為電解裝置示意圖。下列電解目的不能實現(xiàn)的是(D)選項電極材料電解質(zhì)溶液電解

7、目的Aa為碳棒,b為碳棒飽和食鹽水制取Cl2、NaOH和H2Ba為銀,b為鐵AgNO3溶液鐵上鍍銀Ca為粗銅,b為純銅CuSO4溶液電解精煉銅Da為銅,b為碳棒KNO3稀溶液制取少量O2和H2注:表中的粗銅含有鋅、鐵、鎳、金、鉑等雜質(zhì)。解析:由圖可知,該裝置為電解池,且a端接電源正極,為電解池的陽極,b為陰極,陽極失電子,陰極得電子。以碳棒為電極,電解氯化鈉溶液,氯離子在陽極放電生成氯氣,氫離子在陰極放電生成氫氣和NaOH,故A不符合題意;鍍銀時,Fe為鍍件,Ag為鍍層金屬,鍍件作陰極被保護,則陽極為銀,陰極為鐵,電解質(zhì)溶液為AgNO3溶液,故B不符合題意;電解精煉粗銅時,粗銅作陽極,純銅作陰

8、極,電解質(zhì)溶液為可溶性的銅鹽溶液,故C不符合題意;銅作陽極,碳棒作陰極,則銅失電子生成Cu2+,得不到氧氣,故D符合題意。6.金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì),可用電解法制備高純度的鎳,下列敘述正確的是(已知:氧化性Fe2+Ni2+Cu2+)(C)A.陽極發(fā)生還原反應(yīng),其電極反應(yīng)為Ni2+2e-NiB.電解后,溶液中存在的陽離子只有Fe2+和Zn2+C.電解過程中,陽極減少的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量不相等D.電解后,電解槽底部的陽極泥中只有Pt解析:陽極發(fā)生氧化反應(yīng),其電極反應(yīng)為Ni-2e-Ni2+,Fe-2e-Fe2+,Zn-2e-Zn2+,故A錯誤;電解后,溶液中

9、存在的陽離子有H+、Fe2+、Zn2+、Ni2+,故B錯誤;電解過程中陽極失電子的有Fe、Zn、Ni,陰極析出的是鎳,依據(jù)得失電子守恒,陽極減少的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量不相等,故C正確;粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì),作陽極,銅和鉑不失電子沉降在電解池底部形成陽極泥,故D錯誤。7.(2021河北張家口月考)現(xiàn)有陽離子交換膜、陰離子交換膜、石墨電極和如圖所示的電解槽。用氯堿工業(yè)中的離子交換膜技術(shù)原理,可電解Na2SO4溶液生產(chǎn)NaOH溶液和H2SO4溶液。下列說法中不正確的是( C )A.b是陽離子交換膜,允許Na+通過B.從A口出來的是H2SO4溶液C.陰極反應(yīng)為4OH-4e-2H2

10、O+O2D.Na2SO4溶液從F口加入解析:電解飽和Na2SO4溶液時,陽極是OH-放電生成氧氣,陰極是H+放電生成氫氣,即B為氧氣,C為氫氣,由于裝置中放置了離子交換膜,在兩極分別生成NaOH和H2SO4,需在陽極一側(cè)放置陰離子交換膜,只允許通過陰離子,在陰極一側(cè)放置陽離子交換膜,只允許通過陽離子。陰極生成氫氣和OH-,在陰極一側(cè)放置陽離子交換膜,只允許通過陽離子,生成NaOH,故A正確;氫氧根離子在陽極放電產(chǎn)生的氣體是氧氣,同時生成氫離子,則陽極附近生成硫酸,則從A口出來的是H2SO4溶液,故B正確;陰極H+放電生成氫氣,電極反應(yīng)為2H+2e-H2,故C不正確;NaOH在陰極附近生成,硫酸

11、在陽極附近生成,則Na2SO4溶液從F口加入,故D正確。8.(2021吉林長春月考)三氧化二鎳(Ni2O3)可用于制造高能電池,其電解法制備過程如下:用NaOH調(diào)NiCl2溶液pH至7.5,加入適量硫酸鈉后進行電解。電解過程中產(chǎn)生的Cl2在弱堿性條件下生成ClO-,把二價鎳氧化為三價鎳。以下說法正確的是(C)A.可用鐵作陽極材料B.電解過程中陽極附近溶液的pH升高C.陽極反應(yīng)為2Cl-2e-Cl2D.制備1 mol Ni2O3時,外電路中通過了1 mol電子解析:電解過程中產(chǎn)生的氯氣是氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)得到的,鐵作陽極時鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng),陽極沒有Cl2生成,不能把二價鎳氧化為三價鎳,

12、A項錯誤;陽極反應(yīng)為2Cl-2e-Cl2,Cl2在弱堿性條件下生成ClO-,故電解過程中陽極附近溶液的pH降低,B項錯誤,C項正確;由Ni2+-e-Ni3+可知,1 mol二價鎳全部轉(zhuǎn)化為三價鎳時,外電路中通過了1 mol電子,則制備1 mol Ni2O3時,有2 mol二價鎳轉(zhuǎn)化為三價鎳,外電路中通過了2 mol電子,D項錯誤。9.(2022山東薛城期中)合理開發(fā)利用能源具有重要意義?；卮鹣铝袉栴}。(1)電化學(xué)氣敏傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境中NH3的含量,其工作原理如圖所示,NH3被氧化為常見無毒物質(zhì)。電極b的名稱是 ,電子的流動方向為。電極a的電極反應(yīng)為。電池工作時,理論上反應(yīng)消耗NH3與O2的

13、物質(zhì)的量之比為。(2)氯堿工業(yè)以電解飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的含氧酸鹽等系列化工產(chǎn)品。如圖是離子交換膜法電解飽和食鹽水的示意圖,圖中的離子交換膜只允許陽離子通過。電解飽和食鹽水的離子方程式為 。飽和食鹽水從圖中 (填“a”“b”“c”或“d”,下同)位置補充,氫氧化鈉溶液從圖中位置流出。離子交換膜的作用為 。解析:(1)電極b通入氧氣,氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極b是正極,電極a是負極,電子由負極經(jīng)導(dǎo)線流入正極,則電子的流動方向為由電極a經(jīng)導(dǎo)線流向電極b。電極a上NH3失電子被氧化為常見無毒物質(zhì)氮氣,電極a的電極反應(yīng)為2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O。電池工作時,NH3中的N元素化合價由-3升高為0,O2中的O元素化合價由0降低為-2,根據(jù)得失電子守恒,理論上反應(yīng)消耗NH3與O2的物質(zhì)的量之比為43。(2)電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氫氣、氯氣,反應(yīng)的離子方程式是2Cl-+2H2OCl2+H2+2OH-。陽極氯離子失電子生成氯氣,所以飽和食鹽水從圖中a位置補充,陰極發(fā)生反應(yīng)2H2O+2e-H2+2OH-,所以氫氧化鈉溶液從圖中d位置流出。陽離子交換膜只允許陽離子通過