新教材適用高中化學(xué)專題1化學(xué)反應(yīng)與能量變化第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化第4課時電解池的工作原理及應(yīng)用二課后習(xí)題蘇教版選擇性必修1

第4課時電解池的工作原理及應(yīng)用(二)基礎(chǔ)鞏固1.下面是電解飽和食鹽水的裝置,通電一段時間后下列說法不正確的是()。A.陰極旁邊溶液的pH增大B.陽極產(chǎn)生的氣體可用潮濕的淀粉碘化鉀試紙檢驗C.若陽極最終收集到氣體4.48L,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.4molD.完全電解后充分混合U形管中物質(zhì),所得溶液會含有NaClO答案:C2.海水提鎂的最終一步是將氯化鎂電解獲得金屬鎂,下列有關(guān)該電解過程的敘述中正確的是()。A.兩個電極必需都用惰性電極B.陽極可以用金屬電極,陰極必需是惰性電極C.電解熔融狀態(tài)的氯化鎂D.電解氯化鎂的水溶液答案:C解析:電解MgCl2獲得金屬鎂,也就是說鎂離子須要得電子,假如在水溶液中,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),假如運(yùn)用活性電極,活性電極會失電子,所以陽極必需用惰性電極。3.金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt,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+)()。A.陽極發(fā)生還原反應(yīng),其電極反應(yīng)式為Ni2++2e-NiB.電解過程中,陽極削減的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量相等C.電解后,溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2+和Zn2+D.電解后,電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt答案:D解析:依據(jù)電解原理可知,與電源正極相連的電極是陽極,陽極上失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),A項錯誤。因氧化性Ni2+>Fe2+>Zn2+,故陰極反應(yīng)為Ni2++2e-Ni,可見,陽極削減的質(zhì)量是溶解的Zn、Fe、Ni的質(zhì)量,而陰極增加的質(zhì)量只是析出的Ni的質(zhì)量,兩者的質(zhì)量是不相等的,B項錯誤。電解后,溶液中除留下Fe2+、Zn2+外,還有Ni2+,C項錯誤。陽極反應(yīng)有Zn-2e-Zn2+,Fe-2e-Fe2+,Ni-2e-Ni2+,Pt為惰性金屬,不放電,而Cu要在金屬Ni全部轉(zhuǎn)化為Ni2+后才能放電,故Cu和Pt一起落下,形成陽極泥,D項正確。4.某地海水中主要離子的含量如下表所示,現(xiàn)利用“電滲析法”進(jìn)行淡化,技術(shù)原理如圖所示(兩端為惰性電極,陽膜只允許陽離子通過,陰膜只允許陰離子通過)。下列有關(guān)說法錯誤的是()。離子Na+K+Ca2+Mg2+含量9360832001100離子Cl-SOHCO—含量160001200118—A.甲室的電極反應(yīng)式為2Cl--2e-Cl2↑B.乙室和丁室中部分別子的濃度增大,淡水的出口為bC.淡化過程中易在戊室形成水垢D.通過甲室陽膜的離子的物質(zhì)的量為2mol時,戊室收集到22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體答案:D解析:甲室的電極與電源正極相連,作陽極,陰離子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為2Cl--2e-Cl2↑,A項正確;陰(陽)離子交換膜只允許陰(陽)離子通過,電解時,丙室中陰離子移向乙室,陽離子移向丁室,所以乙室和丁室中部分別子的濃度增大,丙室中物質(zhì)主要是水,淡水的出口應(yīng)為b,B項正確;起先電解時,陽極上(甲室電極)Cl-放電生成Cl2,陰極(戊室電極)上水得電子生成H2,同時生成OH-,生成的OH-和HCO3-反應(yīng)生成CO32-,Ca2+轉(zhuǎn)化為CaCO3沉淀,所以電解一段時間后戊室形成水垢,C項正確;通過甲室陽膜的陽離子有Na+、K+、Ca2+、Mg5.鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3,含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如下:注:SiO2在“堿溶”時轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。(1)“電解Ⅰ”是電解熔融Al2O3,電解過程中作陽極的石墨易消耗,緣由是。

(2)“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液,原理如圖所示。陽極的電極反應(yīng)式為,陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為。

答案:(1)石墨電極被陽極上產(chǎn)生的O2氧化(2)4CO32-+2H2O-4e-4HCO3-+O解析:(1)電解Al2O3時陽極有O2生成,高溫下O2會氧化石墨。(2)陽極為H2O失去電子生成O2,水電離的OH-放電之后,留下H+,可以與CO32-反應(yīng)生成HCO3-實(shí)力提升1.用一種陰、陽離子雙隔膜三室電解槽處理廢水中的NH4A.陽極室溶液由無色變成棕黃色B.陰極的電極反應(yīng)式為4OH--4e-2H2O+O2↑C.電解一段時間后,陰極室溶液的pH上升D.電解一段時間后,陰極室溶液中的溶質(zhì)肯定是(NH4)3PO4答案:C解析:Fe與電源正極相連,Fe為陽極,Fe失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2+,故溶液由無色變?yōu)闇\綠色,A項錯誤;陰極上H+發(fā)生還原反應(yīng):2H++2e-H2↑,B項錯誤;依據(jù)陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)知,陰極消耗H+,電解一段時間后,陰極室溶液pH上升,C項正確;電解一段時間后,陰極室溶液pH上升,陰極室溶液中的溶質(zhì)可能有許多種,比如(NH4)3PO4、NH4H2PO4、(NH4)2HPO4、H3PO4等,D項錯誤。2.利用食鹽水制取ClO2的工業(yè)流程如圖所示,裝置①中的反應(yīng):NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑,裝置②中的反應(yīng):2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。下列關(guān)于該流程的說法不正確的是()。A.該流程中Cl2、NaCl都可以循環(huán)利用B.裝置①中H2是陰極產(chǎn)物C.裝置②發(fā)生的反應(yīng)中,Cl2是氧化產(chǎn)物,NaCl是還原產(chǎn)物D.為了使H2完全轉(zhuǎn)化為HCl,須要向裝置③中補(bǔ)充Cl2答案:C解析:2NaClO3+4HCl2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O,氯氣是氧化產(chǎn)物,ClO2是還原產(chǎn)物,C項錯誤。3.(雙選)再生鉛行業(yè)是我國在重視環(huán)境愛護(hù)和充分利用有色金屬再生資源的狀況下逐步發(fā)展起來的新興產(chǎn)業(yè)。從廢舊鉛蓄電池中回收鉛的工藝如圖1所示:廢鉛PbONa2PbCl4Pb圖1圖2電解原理如圖2所示。下列說法正確的是()。A.陰極區(qū)電極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑B.電解過程中陽極旁邊溶液的pH明顯增大C.Na2PbCl4濃度下降后,在陰極區(qū)加入PbO,可實(shí)現(xiàn)電解質(zhì)溶液的再生運(yùn)用D.電路中流經(jīng)4mol電子,陰極可得414g鉛答案:CD解析:陽極反應(yīng)為2H2O-4e-O2↑+4H+,陽極區(qū)硫酸濃度增大,pH降低,B項錯誤。陰極發(fā)生的反應(yīng)為PbCl42-+2e-Pb+4Cl-,同時H+通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入陰極區(qū),陰極區(qū)形成HCl/NaCl溶液,電解后向陰極區(qū)加入PbO,可以生成PbCl4.如圖所示,某同學(xué)設(shè)計了一個燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理,其中乙裝置中X為陽離子交換膜。請按要求回答下列問題:(1)甲烷燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式是。

(2)石墨(C)極的電極反應(yīng)式是。

(3)若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,有2.24L氧氣參與反應(yīng),則乙裝置中鐵極上生成的氣體體積為L;丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為g。

(4)某同學(xué)利用甲烷燃料電池設(shè)計電解法制取漂白液或Fe(OH)2的試驗裝置(