2023春新教材高中化學(xué)第4章化學(xué)反應(yīng)與電能第2節(jié)電解池第2課時電解原理的應(yīng)用課后提能訓(xùn)練新人教版選擇性必修1

第四章第二節(jié)第2課時A組·基礎(chǔ)達標1．某同學(xué)設(shè)計如圖所示裝置，探究氯堿工業(yè)原理，下列說法正確的是()A．石墨電極與直流電源負極相連B．用濕潤淀粉－KI試紙在銅電極附近檢驗氣體，試紙變藍色C．氫氧化鈉在石墨電極附近產(chǎn)生，Na＋向石墨電極遷移D．銅電極的反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑【答案】D2．關(guān)于鍍銅和電解精煉銅，下列說法中正確的是()A．都用粗銅作陽極、純銅作陰極B．電解液的成分都保持不變C．陽極反應(yīng)都只有Cu－2e－=Cu2＋D．陰極反應(yīng)都只有Cu2＋＋2e－=Cu【答案】D3．(2020·廣東中山紀念中學(xué)高二檢測)某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液。通電時，為使Cl2被完全吸收，制得有較強殺菌能力的消毒液，設(shè)計了如圖的裝置，則對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是()A．a(chǎn)為正極，b為負極；消毒液主要成分為NaClO和NaClB．a(chǎn)為負極，b為正極；消毒液主要成分為NaClO和NaClC．a(chǎn)為陽極，b為陰極；消毒液主要成分為HClO和NaClD．a(chǎn)為陰極，b為陽極；消毒液主要成分為HClO和NaCl【答案】B【解析】制取消毒液的有關(guān)反應(yīng)有2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O，因陽極生成Cl2，陰極生成NaOH，為使二者充分反應(yīng)，Cl2應(yīng)在下端產(chǎn)生，從而推知電源b為正極，a為負極，消毒液的主要成分是NaClO和NaCl。4．某同學(xué)欲在銅鑰匙上鍍鋅，有關(guān)說法正確的是()A．用銅鑰匙作陽極，石墨棒作陰極，CuSO4溶液做電解質(zhì)溶液B．Zn與銅鑰匙用導(dǎo)線相連插入ZnSO4溶液中C．Zn作陽極，銅鑰匙作陰極，ZnSO4溶液作電鍍液電解D．在電鍍過程中溶液中的Zn2＋濃度減小，Cu2＋濃度增大【答案】C5．(2020·河北邢臺第八中學(xué)高二檢測)兩個裝置中，液體體積均為200mL，開始工作前電解質(zhì)溶液的濃度均為0.5mol·L－1，工作一段時間后，測得有0.2mol電子通過，若忽略溶液體積的變化，下列敘述正確的是()A．產(chǎn)生氣體體積①＝②B．①中陰極質(zhì)量增加，②中正極質(zhì)量減小C．①中陽極反應(yīng)式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，②中負極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑D．溶液的pH變化：①減小，②增大【答案】D【解析】①為電解池，陽極反應(yīng)為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑(或4OH－－4e－=2H2O＋O2↑)，陰極反應(yīng)為2Cu2＋＋4e－=2Cu；②為原電池，負極反應(yīng)為Zn－2e－=Zn2＋，正極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑。兩個裝置中的CuSO4和H2SO4的物質(zhì)的量都是0.1mol，當通過0.2mol電子時兩種物質(zhì)正好完全反應(yīng)，①生成0.05molO2，②生成0.1molH2，由此可知只有D正確。6．Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計的制取Cu2O的電解池示意圖如下，電解總反應(yīng)為2Cu＋H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cu2O＋H2↑。下列說法正確的是()A．石墨電極上產(chǎn)生氫氣B．銅電極發(fā)生還原反應(yīng)C．銅電極接直流電源的負極D．當有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.1molCu2O生成【答案】A【解析】石墨作陰極，電極反應(yīng)為2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，A正確；由電解總反應(yīng)可知，Cu參加了反應(yīng)，所以Cu作電解池的陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，B錯誤；陽極與電源的正極相連，C錯誤；陽極反應(yīng)為2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O，當有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.05molCu2O生成，D錯誤。7．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。若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞溶液，則：(1)電解池中X電極上的電極反應(yīng)式是______________________，在X電極附近觀察到的現(xiàn)象是___________________________________________________________________。(2)Y電極上的電極反應(yīng)式是________________________，檢驗該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________?！敬鸢浮?1)2H＋＋2e－=H2↑有氣體放出，溶液變紅(2)2Cl－－2e－=Cl2↑把濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在Y電極附近，試紙變藍8．如圖，甲燒杯中盛有100mL0.50mol·L－1AgNO3溶液，乙燒杯中盛有100mL0.25mol·L－1CuCl2溶液，A、B、C、D均為質(zhì)量相同的石墨電極，如果電解一段時間后，發(fā)現(xiàn)A極比C極重1.9g。(1)發(fā)現(xiàn)A極比C極重，說明A極和C極上分別析出什么物質(zhì)？說明電源E為正極還是負極？(2)A極比C極重1.9g，則A極上析出單質(zhì)的質(zhì)量為多少？C極上析出單質(zhì)的質(zhì)量為多少？(3)寫出B極的電極反應(yīng)式；計算B極析出氣體的體積。(標準狀況)【答案】(1)A極比C極重，說明A極上有Ag析出，說明電源E極是負極，則C極為陰極，C極上有銅析出。(2)設(shè)A極析出的Ag為xmol，則對應(yīng)析出的銅為eq\f(x,2)mol(電子守恒)，即得108x－64×eq\f(x,2)＝1.9，x＝0.025，則析出Ag的質(zhì)量為2.7g，析出銅的質(zhì)量為0.8g。(3)B極的電極反應(yīng)式：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O；根據(jù)(2)可知，該過程轉(zhuǎn)移0.025mol電子，則B極生成O2的體積V＝22.4L·mol－1×eq\f(0.025,4)mol＝0.14L。B組·能力提升9．以等質(zhì)量的鉑棒和銅棒作電極，電解硫酸銅溶液，通電一段時間后，其中一極增加質(zhì)量為ag，此時兩極的質(zhì)量差為()①ag②2ag③eq\f(a,2)g④無法判斷A．① B．①②C．①②③ D．④【答案】B【解析】有兩種可能：①如果電解池中，Cu作陰極，Pt作陽極，本實驗為電解硫酸銅溶液，Cu棒增重，而Pt棒的質(zhì)量不變，因此二者的質(zhì)量差為ag。②如果電解池中，Cu作陽極，Cu是活性電極，Cu棒本身參與反應(yīng)，即Cu－2e=Cu2＋，因此Cu極減重，Pt作陰極，陰極受保護，陰極本身不參與反應(yīng)，此時溶液中的Cu2＋被還原而使陰極增重，即Cu2＋＋2e=Cu，綜合兩極情況后，可得出陰極增加質(zhì)量的數(shù)值應(yīng)等于陽極銅棒失重的數(shù)值，因此兩極質(zhì)量相差2ag。10．電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法，如圖是電解污水的實驗裝置示意圖，實驗用污水中主要含有可被吸附的懸浮物(不導(dǎo)電)。下列有關(guān)推斷明顯不合理的是()A．陰極的電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O=4OH－B．通電過程中燒杯內(nèi)產(chǎn)生可以吸附懸浮物的Fe(OH)3C．通電過程中會產(chǎn)生氣泡，把懸浮物帶到水面形成浮渣棄去D．如果實驗用污水導(dǎo)電性不良，可加入少量Na2SO4固體以增強導(dǎo)電性【答案】A【解析】A項是陰極H2O電離出的H＋得電子，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑。11．(2020·山西太原第五中學(xué)高二檢測)三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的Na＋和SOeq\o\al(2－,4)可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。下列敘述正確的是()A．通電后中間隔室的SOeq\o\al(2－,4)離子向正極區(qū)遷移，正極區(qū)溶液pH增大B．該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品C．負極區(qū)反應(yīng)為2H2O－4e－=O2＋4H＋，負極區(qū)溶液pH降低D．當電路中通過1mol電子的電量時，會有0.5mol的O2生成【答案】B【解析】在負極區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)為4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－，在正極區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，故正極區(qū)pH減小，A錯誤；Na＋移向負極區(qū)，生成NaOH,SOeq\o\al(2－,4)移向正極區(qū)，生成H2SO4，B正確；根據(jù)負極區(qū)電極反應(yīng)可知C錯誤；每通過1mol電子，有0.25molO2生成，D錯誤。12．電解原理在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。(1)如圖，其中a是電解質(zhì)溶液，X、Y是兩塊電極板。若X、Y是惰性電極，a是CuSO4溶液，則電解時的化學(xué)方程式為____________________________________；通電一段時間后，向燒杯中的電解質(zhì)溶液中加入0.2molCuO粉末，電解質(zhì)溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為__________。若X、Y分別是鐵和銅，a仍是CuSO4溶液，則Y極的電極反應(yīng)式為______________________________。(2)已知＋2價的鐵的化合物通常具有較強的還原性，易被氧化。實驗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。①a電極上的電極反應(yīng)式為____________________________________________________________________________________________________