2021-2022学年化学人教版选修4作业：第4章 第3节 第2课时　电解原理的应用 WORD版含解析.docx

1、第2课时电解原理的应用课后篇巩固提升基础巩固1.以惰性电极电解AgNO3溶液,若阴极上析出Ag的质量为8.64 g,则阳极上产生的气体在标准状况下的体积为()A.224 mLB.448 mLC.336 mLD.112 mL解析以惰性电极电解AgNO3溶液,生成银、硝酸和氧气,若阴极上析出Ag的质量为8.64g,即0.08molAg,按得失电子数守恒,则在阳极上产生氧气0.02mol,在标准状况下的体积为448mL,B正确。答案B2.下列描述中,不符合生产实际的是()A.电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极B.电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极C.电解饱和食盐水制烧碱,用涂镍碳钢网作阴极D.在镀件上

2、电镀锌,用锌作阳极解析电解熔融的氧化铝制取金属铝,用碳作阳极,如果用铁作阳极,则铁失电子而消耗,故A不对。B、C、D符合生产实际,正确。答案A3.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。通电时,为使Cl2被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图的装置,则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是()A.a为正极,b为负极;NaClO和NaClB.a为负极,b为正极;NaClO和NaClC.a为阳极,b为阴极;HClO和NaClD.a为阴极,b为阳极;HClO和NaCl解析制取消毒液的有关反应有2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,Cl2+2N

3、aOHNaCl+NaClO+H2O,因阳极生成Cl2,阴极生成NaOH,为使二者充分反应,Cl2应在下端产生,从而推知电源b为正极,a为负极,消毒液的主要成分是NaClO和NaCl。答案B4.根据反应2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O,用惰性电极电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7。下列说法不正确的是()A.a连接电源负极B.b极反应式为2H2O-4e-O2+4H+C.通过2 mol电子时生成1 mol Cr2O72-D.c为阳离子交换膜解析如题图所示,装置右室通入的Na2CrO4溶液生成了Na2Cr2O7溶液,则右室发生了2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O反应,则在

4、右室应有氢离子生成,说明b极是水中氢氧根离子失电子,同时生成了氢离子,则b极为阳极,则与b极相连的是电源的正极;a极为阴极,与a极相连的是电源的负极。A.与a极相连的是电源的负极,正确;B.b极为阳极,电极反应式为2H2O-4e-O2+4H+,正确;C.通过2mol电子,产生2mol的氢离子,而2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O是可逆反应,则产生的2mol氢离子不可能全部转化为1molCr2O72-,错误;D.a极为阴极,阴极上水中氢离子得电子生成氢气,同时生成氢氧根离子,与右边流过来的钠离子结合成氢氧化钠而从左边流出,所以c为阳离子交换膜,正确。答案C5.两个装置中,液体体积均为2

5、00 mL,开始工作前电解质溶液的浓度均为0.5 molL-1,工作一段时间后,测得有0.2 mol电子通过,若忽略溶液体积的变化,下列叙述正确的是()A.产生气体体积=B.中阴极质量增加,中正极质量减小C.电极反应式:中阳极:4OH-4e-2H2O+O2中负极:2H+2e-H2D.溶液的pH变化:减小,增大解析发生电解反应,阳极反应为2H2O-4e-4H+O2(或4OH-4e-2H2O+2O2),阴极反应为2Cu2+4e-2Cu;中发生原电池反应,负极反应为Zn-2e-Zn2+,正极反应为2H+2e-H2。两个电池中的CuSO4和H2SO4的物质的量都是0.1mol,当通过0.2mol电子时

6、两种物质正好完全反应,生成0.05molO2,生成0.1molH2,由此可知只有D正确。答案D6.Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下,电解总反应为2Cu+H2OCu2O+H2。下列说法正确的是()A.石墨电极上产生氢气B.铜电极发生还原反应C.铜电极接直流电源的负极D.当有0.1 mol电子转移时,有0.1 mol Cu2O生成解析石墨为阴极,阴极上是溶液中的H2O反应,电极反应为2H2O+2e-2OH-+H2,A选项正确;由电解总反应可知,Cu参加了反应,所以Cu为电解池的阳极,发生氧化反应,B选项错误;阳极与电源的正极相连,C选项错误;阳极反应为

7、2Cu+2OH-2e-Cu2O+H2O,当有0.1mol电子转移时,有0.05molCu2O生成,D选项错误。答案A7.如图为电解饱和食盐水的简单装置,下列有关说法正确的是()A.电解一段时间后,向蛋壳内的溶液中滴加几滴酚酞,呈红色B.蛋壳表面缠绕的铁丝上发生氧化反应C.铁丝表面生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝D.蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触解析碳棒在蛋壳内,溶液中的Cl-在该极失电子被氧化生成Cl2,溶液不会呈红色,故A项错误;蛋壳表面缠绕的铁丝作阴极,H+在该极发生还原反应得到氢气,B项错误;铁丝表面生成的气体是氢气,不能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,C项错误;蛋壳在该

8、实验中的作用是阻止氯气与氢气及氢氧化钠溶液接触,D项正确。答案D8.在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中,用石墨作电极进行电解,两极上均收集到2.24 L气体(标准状况),则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为()A.1 molL-1B.2 molL-1C.3 molL-1D.4 molL-1解析分析电解H2SO4、CuSO4的混合液时阴、阳两极的电极反应可知,两极产生的气体分别为H2、O2各0.1mol,O2是由OH-失去0.4mol电子而得到,H2是由H+得到0.2mol电子而生成。由电子得失守恒知,还有0.2mol电子是Cu2+得到的,故Cu2+的物质的量是0.1mol,则Cu

9、2+的物质的量浓度为0.1mol10010-3L=1molL-1。答案A9.电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题。若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞溶液,则:(1)电解池中X极上的电极反应式是,在X极附近观察到的现象是。(2)Y电极上的电极反应式是,检验该电极反应产物的方法是。解析由题意或图像可知,此池为电解池,X极为阴极,Y极为阳极。电极为惰性电极,饱和NaCl溶液中存在Na+、Cl-、H+、OH-,在阴极上,H+放电能力强于Na+,故阴极上发生的电极反应为2

10、H+2e-H2,因而导致X极附近有气体放出,溶液呈碱性,溶液颜色由无色变为红色;在阳极上,Cl-放电能力强于OH-,故阳极上发生的电极反应为2Cl-2e-Cl2。答案(1)2H+2e-H2放出气体,溶液变红(2)2Cl-2e-Cl2把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近,试纸变蓝10.如图中的A为直流电源,B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞溶液的滤纸,C为电镀槽,接通电路后,发现B上的c点显红色。请填空:(1)电源A的a为极。(2)滤纸B上发生的总反应方程式为。(3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌,接通K点,使c、d两点短路,则电极e上发生的反应为,电极f上发生的反应为,槽中盛放的电镀液可以是或(只要求填两

11、种电解质溶液)。解析(1)根据c点酚酞变红,则该极的反应为2H+2e-H2,即该极为阴极,与电源的负极相连,所以a点是正极。(2)滤纸B上发生的总反应方程式为2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH。(3)c、d两点短路后,e为阳极,反应为Zn-2e-Zn2+。阴极上镀锌,则阴极反应为Zn2+2e-Zn。电解液用含镀层离子的电解质溶液,所以可用ZnSO4溶液或Zn(NO3)2溶液等。答案(1)正(2)2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH(3)Zn-2e-Zn2+Zn2+2e-ZnZnSO4溶液Zn(NO3)2溶液能力提升11.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法,如图是电解污

12、水的实验装置示意图,实验用污水中主要含有可被吸附的悬浮物(不导电)。下列有关推断明显不合理的是()A.阴极的电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-B.通电过程中烧杯内产生可以吸附悬浮物的Fe(OH)3C.通电过程中会产生气泡,把悬浮物带到水面形成浮渣弃去D.如果实验用污水导电性不良,可加入少量Na2SO4固体以增强导电性解析A项中是阴极H2O电离出的H+得电子,电极反应式为2H2O+2e-2OH-+H2。答案A12.如图所示的A、B两个电解池中的电极均为金属铂,在A池中加入足量的0.05 molL-1的CuCl2溶液,在B池中加入足量的0.1 molL-1的AgNO3溶液,进行电解。a、b

13、、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是()A.2241B.1121C.2111D.2121解析由电解原理可知:a、c为阴极,b、d为阳极。a极上析出Cu,b极上析出Cl2,c极上析出Ag,d极上析出O2。由电子守恒可得出:2e-CuCl22Ag12O2,所以a、b、c、d四个电极上所析出物质的物质的量之比为2241。答案A13.电解原理在化学工业中有着广泛的应用。(1)如图,其中a是电解质溶液,X、Y是两块电极板。若X、Y是惰性电极,a是CuSO4溶液,则电解时的化学方程式为;通电一段时间后,向烧杯中的电解质溶液中加入0.2 mol CuO粉末,电解质溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH,

14、则电解过程中转移的电子的物质的量为。若X、Y分别是铁和铜,a仍是CuSO4溶液,则Y极的电极反应式为。(2)已知+2价的铁的化合物通常具有较强的还原性,易被氧化。实验室用亚铁盐溶液与烧碱反应很难制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀,但是用电解的方法可以制得纯净的Fe(OH)2沉淀。制备装置如图所示,其中a、b两电极材料分别为铁和石墨。a电极上的反应式为。电解质溶液d最好选(填编号)。A.纯水B.CuSO4溶液C.NaOH溶液D.H2SO4溶液液体c为(填编号)。A.四氯化碳B.硝基苯C.苯D.乙醇解析(1)用惰性电极电解CuSO4溶液的化学方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4;通电一段时间后,向烧杯中的电解质溶液中加入0.2molCuO粉末,电解质溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH,说明在电解的过程中刚好生成了0.2molCu和0.1molO2,所以转移的电子的物质的量为0.4mol。当X、Y分别是铁和铜时,Y极的电极反应式为Cu-2e-Cu2+。(2)该小题主要考查在无氧环境下制备Fe(OH)2沉淀,所以液体c应选择密度比水小且与水不互溶的物质,故选C。答案(1)2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO40.4 molCu-2e-Cu2+(2)Fe-2e- Fe2+CC