2022版新教材化学人教版选择性必修第一册基础训练：4-2 课时2 电解原理的应用 WORD版含答案.docx

1、课时评价作业 基础达标练1.关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是( )A.都用粗铜作阳极、纯铜作阴极B.电解质溶液的成分都保持不变C.阳极反应都只有Cu-2e-=Cu2+D.阴极反应都只有Cu2+2e-=Cu答案：D解析：A项，电镀时镀件作阴极；B项，电解精炼铜时电解质溶液成分会发生改变；C项，电解精炼铜时，杂质若有比铜活泼的金属如锌，则还会发生反应：Zn-2e-=Zn2+ 。2.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.在镀件上电镀锌，用锌作阳极答案：A解析：电解池的阳极发

2、生失电子的氧化反应、阴极发生得电子的还原反应。电解熔融的Al2O3 制Al 时，若用Fe 作阳极，会发生反应Fe-2e-=Fe2+,Fe2+ 移动到阴极上发生反应Fe2+2e-=Fe ，使得到的Al 不纯。3.（2021北京海淀高二期末）采用电化学方法使Fe2+ 与H2O2 反应，可生成非常活泼的OH （羟基自由基）中间体，用于降解废水中的有机污染物，原理如下图所示。下列说法不正确的是( )A.X 电极上发生的电极反应为2H2O-4e-=O2+4H+B.可将X 电极上产生的O2 收集起来，输送到Y 电极继续使用C.根据装置推测，Y 电极是阳极，OH 在该电极侧产生D.起始时，在Y 电极附近加入

3、适量Fe2+ 或Fe3+ ，均能让装置正常工作答案：C解析：据题图可知，Y 电极上Fe3+ 得电子转化为Fe2+,O2 得电子结合H+ 生成H2O2, 均发生还原反应，所以Y 电极为阴极，X 电极上H2O 失电子生成O2, 发生氧化反应，为阳极。该装置工作时Fe2+ 与Fe3+ 可以循环转化。4.将两个惰性电极插入500mL 的AgNO3 溶液中，通入直流电电解。当电解质溶液的pH 从6.0变为3.0时（设电解时阴极没有氢气析出，且电解质溶液在电解前后体积变化可以忽略），电极上析出银的质量大约是( )A.27mg B.54mg C.108mg D.216mg答案：B解析：由题意知，电解AgNO

4、3 溶液时，阳极生成O2 和HNO3 ，阴极生成Ag,n(H+)=cV=10-3molL-10.5L=510-4mol ，若设生成Ag 的物质的量为x ，则AgH+1mol1molx510-4molx=510-4mol,m(Ag)=510-4mol108gmol-1=0.054g=54mg 。5.电解的应用比较广泛，回答下列问题：（1）由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是 （填字母）。a.Fe2O3 b.NaCl c.Cu2S d.Al2O3（2）以CuSO4 溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al 、Zn 、Ag 、Pt 、Au 等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是 （填字母）。a.电能全部转化

5、为化学能b.粗铜接电源正极，发生氧化反应c.溶液中Cu2+ 向阳极移动d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au 等金属e.若阳极质量减少64g ，则转移电子数为2NA （设NA 为阿伏加德罗常数的值）f.SO42- 的物质的量浓度不变（不考虑溶液体积变化）（3）下图为电解精炼银的示意图， （填“a ”或“b ”）极为含有杂质的粗银，若b 极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为 。（4）以铝材为阳极，在H2SO4 溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为 ；取少量废电解质溶液，加入NaHCO3 溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因为 。（5）利用如图装置电解制备LiOH ，两

6、电极区电解质溶液分别为LiOH 溶液和LiCl 溶液。B 极区电解质溶液为 （填化学式）溶液，阳极电极反应式为 ，电解过程中Li+ 向 （填“A ”或“B ”）电极迁移。（6）离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cl7- 和AlCl4- 组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的 极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为 。若改用AlCl3 水溶液作电解质溶液，则阴极产物为 。答案：（1） b ; d（2）b ; d ; f（3）a ; NO3-+2H+e-=NO2+H2O （合理答案均可）（4）2Al+3H2O-6

7、e-=Al2O3+6H+ ; HCO3- 与H+ 反应放出气体，c(H+) 减小，平衡Al3+3H2OAl(OH)3+3H+ 向右移动，产生Al(OH)3 沉淀（5）LiOH ; 2Cl-2e-=Cl2 ; B（6）负; 4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4- ; H2解析：（1）电解法适合冶炼Na、Mg、Al 等强还原性金属，Fe 和Cu 的还原性较弱，可以采用还原法冶炼。（2）以CuSO4 溶液为电解质溶液电解精炼铜时，粗铜作阳极，发生氧化反应，纯铜作阴极，发生还原反应；Al、Zn、Cu 在阳极被氧化，不活泼金属Au、Pt、Ag 在阳极附近沉积，形成阳极泥；电解质溶液中Cu2+ 向

8、阴极移动；电解过程中，电能转化为化学能和热能，在溶液体积不变时，电解质溶液中c(SO42-) 不变；粗铜中含有比铜活泼的金属Al、Zn 首先放电，故若阳极质量减少64g ，电子转移数目不等于2NA 。（3）电解精炼银与电解精炼铜原理相似。电解精炼银装置中，含有杂质的粗银作阳极，电解池的阳极与电源的正极相连，则该装置中a 极为含有杂质的粗银。该电解池的b 极为阴极，阴极上有红棕色气体，则NO3- 被还原为NO2 ，电极反应式为NO3-+2H+e-=NO2+H2O（4）由题意可知，Al作阳极，失电子发生氧化反应，电解时铝材表面会形成氧化膜，电极反应式为2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+,

9、Al2O3 与H2SO4 反应生成Al2(SO4)3 ，电解液中含有Al2(SO4)3 ，加入NaHCO3 溶液后，Al3+ 与HCO3- 相互促进水解，产生CO2 和Al(OH)3 沉淀。（5）根据题图可知，两电极区电解质溶液分别为LiOH 溶液和LiCl 溶液，B 区产生H2 ，电极反应式为2H+2e-=H2 ，剩余OH- 与Li+ 结合生成LiOH ，所以B 极区电解质溶液为LiOH 溶液，B 电极为阴极，则A 电极为阳极，阳极区电解质溶液为LiCl 溶液，电极反应式为2Cl-2e-=Cl2 ，电解过程中Li+ 向B 电极迁移。（6）在钢制品上电镀铝，故钢制品作阴极，与电源负极相连。由于

10、电镀过程中不产生其他阳离子且有机阳离子不参与电极反应，Al 元素在熔融盐中以Al2Cl7- 和AlCl4- 形式存在，则电镀过程中负极电极反应式为4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4- 。AlCl3 水溶液中得电子能力：Al3+H+ ，故阴极上的电极反应式为2H+2e-=H2 。素养提升练6（A）.三室式电渗析法处理含Na2SO4 废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd 均为离子交换膜，在直流电场的作用下，中间隔室的Na+ 和SO42- 可通过离子交换膜，而两端隔室中的离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是 ( )A.通电后中间隔室的SO42- 向正极区迁移，正极区溶液pH

11、 增大B.该法在处理含Na2SO4 废水时可以得到NaOH 和H2SO4 产品C.负极区反应为2H2O-4e-=O2+4H+ ，负极区溶液pH 减小D.当电路中通过1mol 电子时，会有0.5mol 的O2 生成答案：B解析：阴离子向阳极（即正极区）移动，正极区氢氧根离子放电，溶液pH 减小，故A错误。通电时，氢氧根离子在阳极区放电生成水和氧气，考虑电荷守恒，两膜中间的硫酸根离子会进入正极区，与氢离子结合成硫酸；氢离子在阴极得电子生成氢气，考虑电荷守恒，两膜中间的钠离子会进入负极区，与氢氧根离子结合成氢氧化钠，故可以得到NaOH 和H2SO4 产品，故B正确。负极区反应为4H2O+4e-=2H

12、2+4OH- ，溶液pH 增大，故C错误。每生成1mol 氧气转移4mol 电子，当电路中通过1mol 电子时，会有0.25mol 的O2 生成，故D错误。6（B）.（不定项）三室式电渗析法处理含Na2SO4 废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd 均为离子交换膜，在直流电场的作用下，中间隔室的Na+ 和SO42- 可通过离子交换膜，而两端隔室中的离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是( )A.通电后中间隔室的SO42- 向正极区迁移，正极区溶液pH 增大B.该法在处理含Na2SO4 废水时可以得到NaOH 和H2SO4 产品C.负极区反应为2H2O-4e-=O2+4H+ ，负极区

13、溶液pH 减小D.当电路中通过1mol 电子时，会有0.25mol 的O2 生成答案：B ; D解析：阴离子向阳极（即正极区）移动，正极区氢氧根离子放电，溶液pH 减小，故A错误。通电时，氢氧根离子在阳极区放电生成水和氧气，考虑电荷守恒，两膜中间的硫酸根离子会进入正极区，与氢离子结合成硫酸；氢离子在阴极得电子生成氢气，考虑电荷守恒，两膜中间的钠离子会进入负极区，与氢氧根离子结合成氢氧化钠，故可以得到NaOH 和H2SO4 产品，故B正确。负极区反应为4H2O+4e-=2H2+4OH- ，溶液pH 增大，故C错误。每生成1mol 氧气转移4mol 电子，当电路中通过1mol 电子时，会有0.25

14、mol 的O2 生成，故D正确。7.如图所示，其中甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O ，下列说法正确的是( )A.甲池是电能转化为化学能的装置，乙池、丙池是化学能转化电能的装置B.甲池通入CH3OH 的电极反应式为CH3OH-6e-+2H2O=CO32-+8H+C.反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2 固体能使CuSO4 溶液恢复到原浓度D.甲池中消耗280mL （标准状况下）O2 ，此时丙池中理论上最多产生1.45g 固体答案：D解析：甲池将化学能转化为电能，乙池、丙池将电能转化为化学能，A不正确；甲池中通入CH3OH 的电极反应式为CH3OH

15、-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,B 不正确；乙池中，石墨为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+,Ag 为阴极，电极反应式为2Cu2+4e-=2Cu ，反应一段时间后，向乙池中加入一定量CuO 固体能使CuSO4 溶液恢复到原浓度，C不正确；依据得失电子守恒，可建立甲池中O2 与丙池中Mg(OH)2 的关系式：O22Mg(OH)2,n(O2)=0.28L22.4L/mol=0.0125mol ，此时丙池中理论上最多产生Mg(OH)2 固体的质量为0.0125mol258g/mol=1.45g,D 正确。8.（2021山东枣庄高二月考）按照要求回答下列问题。（1）工业上，在强

16、碱性条件下用电解法除去废水中的CN- ，装置如图所示，依次发生的反应有.CN-2e-+2OH-=CNO-+H2O;.2Cl-2e-=Cl2 ；.3Cl2+2CNO-+8OH-=N2+6Cl-+2CO32-+4H2O 。除去1molCN- ，外电路中至少需要转移 mol 电子。为了使电解池连续工作，需要不断补充 。答案：（1）5 NaOH 和NaCl解析：（1）由盖斯定律，2(-)+ 可得5Cl2+2CN-+12OH-=N2+10Cl-+2CO32-+6H2O ，根据反应，消耗2molCN- ，转移10mol 电子，因此除去1molCN- ，外电路中至少需要转移5mol 电子。根据反应、，为了使

17、电解池连续工作，需要不断补充NaOH 和NaCl 。（2）用NaOH 溶液吸收烟气中的SO2, 将所得的Na2SO3 溶液进行电解，可循环再生NaOH ，同时得到H2SO4 ，其原理如图所示（电极材料为石墨）。图中a 极要连接电源的 （填“正”或“负”）极，C 口流出的物质是 。SO32- 放电的电极反应式为 。答案：（2）负; （浓度较大的）硫酸 SO32-2e-+H2O=SO42-+2H+解析：（2）根据电解池中离子的移动方向，阳离子向阴极移动，a 电极为阴极，与电池的负极相连；b 极为阳极，亚硫酸根离子失电子，与水反应生成硫酸根离子和氢离子，阳极区硫酸的浓度增大，C 口流出的物质为浓硫酸

18、。SO32- 失电子，与水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为SO32-2e-+H2O=SO42-+2H+ 。（3）用零价铁(Fe) 去除水体中的硝酸盐(NO3-) 已成为环境修复研究的热点之一。Fe 还原水体中的NO3- 的反应原理如图所示。作负极的物质是 。正极的电极反应式是 。答案：（3）铁(Fe) NO3-+8e-+10H+=NH4+3H2O解析：（3）根据题图可知，铁失电子，作负极。正极为硝酸根离子得电子，与氢离子反应生成铵根离子和水，电极反应式为NO3-+8e-+10H+=NH4+3H2O 。创新拓展练9（A）.次磷酸(H3PO2) 为一元酸，H3PO2 可以通过电解的方法制备

19、，其工作原理如下图所示。下列说法正确的是( )A.X 为电源负极，Y 为电源正极B.电解一段时间后，N 室的pH 减小C.a、c 为阳离子交换膜，b 为阴离子交换膜D.当电路中通过3mol 电子时，可生成1molH3PO2答案：C解析：根据题图可知，原料室中的H2PO2- 通过b 膜进入产品室，H+ 由M 室通过a 膜进入产品室生成H3PO2 ，根据电解池中阴、阳离子的移动方向可知M 室为阳极室，N 室是阴极室。由分析可知，X 为电源正极，Y 为电源负极，A错误；电解一段时间后，N 室为阴极室，所发生的反应为2H2O+2e-=2OH-+H2 ，故pH 增大，B错误；H+ 通过a 膜，Na+ 通

20、过c膜，故a、c为阳离子交换膜，H2PO2- 通过b膜，故b为阴离子交换膜，C正确；电路中转移电子的物质的量与n(H+) 相等，根据反应H+H2PO2-=H3PO2, 当电路中通过3mol 电子时，可生成3molH3PO2,D 错误。9（B）.（不定项）次磷酸(H3PO2) 为一元酸，H3PO2 可以通过电解的方法制备，其工作原理如下图所示。下列说法正确的是( )A.X 为电源正极，Y 为电源负极B.电解一段时间后，N 室的pH 减小C.a、c 为阳离子交换膜，b 为阴离子交换膜D.当电路中通过3mol 电子时，可生成1molH3PO2答案：A ; C解析：根据题图可知，原料室中的H2PO2- 通过b 膜进入产品室，H+ 由M 室通过a 膜进入产品室生成H3PO2 ，根据电解池中阴、阳离子的移动方向可知M 室为阳极室，N 室是阴极室。由分析可知，X 为电源正极，Y 为电源负极，Y 为电源负极，A正确；电解一段时间后，N 室为阴极室，所发生的反应为2H2O+2e-=2OH-+H2 ，故pH 增大，B错误；H+ 通过a 膜，Na+ 通过c膜，故a、c为阳离子交换膜，H2PO2- 通过b膜，故b为阴离子交换膜，C正确；电路中转移电子的物质的量与n(H+) 相等，根据反应H+H2PO2-=H3PO2, 当电路中通过3mol 电子时，可生成3molH3PO2,D 错误。