2018年高中化学 化学反应与能量转化第2节电能转化为化学能——电解第2课时电解原理的应用作业1鲁科版.docx

第2课时 电解原理的应用基础达标1用石墨电极电解CuCl2溶液(如图所示)。下列分析正确的是()Aa端是直流电源的负极B通电使CuCl2发生电离C阳极上发生的反应：Cu22e=CuD通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体解析：选A。A.铜离子应移向阴极，则a为负极。B.CuCl2发生电离是在水分子的作用下完成的，并非通电才能发生。C.反应Cu22e=Cu应在阴极上发生，阳极上发生的反应应为2Cl2e=Cl2。D.通电一段时间后，应在阳极附近观察到黄绿色气体。2已知铜或银做电解池的阳极时，能被氧化为金属离子。下图中装置分别通电一段时间后，溶液质量增加的是()解析：选D。A、B项中石墨做电极材料，溶液质量只会减小；C项中进入溶液的铜与从溶液中析出的铜的质量相等；D项中2 mol Ag失电子进入溶液，1 mol Cu从溶液中析出，溶液质量增加，故正确。3用石墨做电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的()ACuSO4 BH2OCCuO DCuSO45H2O解析：选C。用石墨做电极电解CuSO4溶液的电解方程式是2CuSO42H2O通电,2H2SO42CuO2，根据缺什么补什么的原则，要想使电解液恢复原状，应加入CuO，C项正确。4如图所示的装置，通电一段时间后，测得甲池中某电极质量增加2.16 g，乙池中某电极上析出0.64 g某金属，下列说法正确的是()A甲池是b极上析出金属银，乙池是c极上析出某金属B甲池是a极上析出金属银，乙池是d极上析出某金属C某盐溶液可能是CuSO4溶液D某盐溶液可能是Mg(NO3)2溶液解析：选C。甲池a极是阴极，析出金属银，乙池c极是阴极，析出某金属。某盐溶液如果是Mg(NO3)2溶液，不可能析出金属，由关系式2Ag2eCu2可知，某盐为可溶性铜盐。5如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b电极附近溶液呈红色。下列说法正确的是()AX是负极，Y是正极BPt是阴极，Cu是阳极CCuSO4溶液的酸性增强DCuSO4溶液的酸碱性不变解析：选C。b电极附近呈红色，溶液显碱性，b极是阴极，Y是负极，X是正极，则Pt是阳极，电解CuSO4溶液时，阳极OH放电，阴极Cu2放电，溶液中有H2SO4生成，酸性增强。6电镀在工业上有着广泛的应用，可以镀锌、镀铜、镀金等。如利用下图所示装置可以将铜牌摇身一变为银牌，即在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法中正确的是()A通电后，Ag向阳极移动B银条与电源负极相连C该电解池的阴极反应可表示为Age=AgD当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初解析：选C。铜牌上镀银，银为阳极，Ag向阴极移动，阴极反应为Age=Ag。由于实验中镀层不可能非常均匀致密，所以将电源反接，阳极上Cu、Ag均能溶解，铜牌不可能恢复如初。7如图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无臭气体放出。符合这一情况的是下表中的()选项a极板b极板X电极Z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2解析：选A。由a极板质量增加知，溶液中阳离子在 a极板生成金属析出，则a为阴极，X为负极；因B项中a极板不析出金属，C项中X为正极可知，B、C两项均错误；又由b极板有无色、无臭气体放出，可知D项错误。8如图所示，甲、乙为相互串联的两个电解池。(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则a电极名称为_极，电极材料是_，电极反应式为_，电解质溶液可以是_。(2)乙池中铁极电极反应式为_，若在乙池中滴入少量酚酞溶液，开始电解一段时间后，铁极附近呈_色。(3)若乙电解池中的电解质溶液为等物质的量浓度的Cu(NO3)2和MgCl2溶液，分阶段写出乙池中电解反应的化学方程式：_。解析：(1)在一条电路中串联两个电解池，往往对阴、阳极的判断容易受到干扰，在分析甲池时，把乙池视为一段导线，反之，分析乙池时，把甲池视为一段导线。据此分析得出：a为阴极，b为阳极，Fe为阴极，石墨为阳极。又根据工业上电解精炼铜的原理判断a电极材料应为纯铜，电极反应式为Cu22e=Cu，电解质溶液用含Cu2的溶液(如CuSO4溶液)。(2)乙池中是用惰性电极电解NaCl溶液(阴极材料是否为活泼金属对电解无影响)，铁极反应式为2H2e=H2，由于水提供的H放电，铁极附近溶液中OH越来越多，溶液由无色变为红色。(3)电解多种电解质的混合溶液，分析电解反应的方法步骤为分析电解质溶液中所有离子，分为阴、阳两组(包括水电离出的H和OH)；将阴、阳离子分别按放电先后顺序进行排列；写出阴、阳两极上的反应式和电解的总反应式并据此判断反应现象或进行计算。答案：(1)阴纯铜Cu22e=Cu含Cu2的溶液(如CuSO4溶液)(2)2H2e=H2红(3)第一阶段：CuCl2通电,CuCl2，第二阶段：2H2O通电,2H2O2能力提升9某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为31。用石墨做电极电解溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是()A阴极只析出H2B阳极先析出Cl2，后析出O2C电解最后阶段为电解水D溶液pH不断增大，最后为7解析：选D。电解质溶液中，n(Na)n(Cl)n(H)n(SO)3321，开始电解产生H2和Cl2，同时生成OH中和H2SO4，且生成OH多，最后相当于电解水，因而pH7，阴极只生成H2。三个阶段分别为电解HCl、NaCl、H2O。10CuI是一种不溶于水的白色固体，它可由反应2Cu24I=2CuII2而得到。现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。电解开始不久阴极区溶液呈红色，而阳极区溶液呈蓝色，对这个现象的正确解释是()阴极：2H2e=H2，使OHH阳极：2Cu4e4I=2CuII2，I2遇淀粉变蓝阳极：Cu2e=Cu2，Cu2显蓝色阳极：2I2e=I2，碘遇淀粉变蓝A BC D解析：选A。由于阳极材料是Cu，故电极反应为Cu2e=Cu2，但是由于Cu2与I之间发生氧化还原反应：2Cu24I=2CuII2，阳极反应由上述两反应相加得2Cu4e4I=2CuII2，其蓝色是由淀粉遇I2所致，故A项符合题意。11根据金属活动性顺序表，Cu不能发生反应：Cu2H2O=Cu(OH)2H2。但选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四组电极和电解液中，能实现该反应最为恰当的是()选项ABCD阳极石墨棒CuCuCu阴极石墨棒石墨棒FePt电解液CuSO4溶液Na2SO4溶液H2SO4溶液H2O解析：选B。本题考查一些不自发进行的氧化还原反应实现的条件，可以用电解方法，Cu做阳极时，自身失电子，电极反应为Cu2e=Cu2，阴极反应为2H2e=H2。C项，电解液H2SO4会与生成的Cu(OH)2中和，实际上不会生成Cu(OH)2；D项，H2O导电能力不强；B项，Na2SO4溶液起增强导电性作用，电解总反应式为Cu2H2O通电,Cu(OH)2H2。12某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨做电极电解饱和氯化钠溶液，通电时为使氯气被完全吸收，设计了如图所示的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是()Aa为正极，b为负极；NaClO和NaClBa为负极，b为正极；NaClO和NaClCa为阳极，b为阴极；HClO和NaClDa为阴极，b为阳极；HClO和NaCl解析：选B。消毒液发生器的下端应接电源的正极，做阳极，发生氧化反应，产生的氯气在上升过程中与阴极产生的氢氧化钠反应生成NaClO和NaCl。13.(1)电镀时，镀件与电源的_极连接。(2)化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉淀在镀件表面形成的镀层。若用铜盐进行化学镀铜，应选用_(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。.尿素CO(NH2)2是首个由无机物人工合成的有机物。人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图。(1)电源的负极为_(填“A”或“B”)。(2)阳极室中发生的反应依次为_、_。(3)电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将_；若两极共收集到气体13.44 L(标准状况)，则除去的尿素为_g(忽略气体的溶解)。解析：.(1)电镀时，镀层金属做电解池的阳极，镀件做电解池的阴极，与电源的负极相连。(2)镀铜是将Cu2变成Cu，需要加入还原剂与之反应。.(1)图示中产生氢气的电极为阴极，与阴极相连的电极为负极。(2)根据图示信息，阳极上先产生氯气，氯气具有氧化性，尿素中的氮原子为3价，具有还原性，两者相遇发生氧化还原反应。(3)阴极室：2H2e=H2。阳极室产生的H通过质子交换膜进入阴极室，从而使阴极室H浓度保持不变。pH与电解前相比不变。两极共收集到的气体n(气体)0.6 mol阳极阴极5 mol 60 g06 mol mCO(NH2)2mCO(NH2)27.2 g。答案：.(1)负(2)还原剂.(1)B(2)2Cl2e=Cl2CO(NH2)2H2O3Cl2=N2CO26HCl(3)不变7.214电解原理常应用于工业生产。(1)火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金、银等)，其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时，粗铜接电源_极，电极反应为_；纯铜做_极，电极反应为_。(2)工业上用电解饱和食盐水的方法可制得烧碱、氯气、氢气。电解时，总反应化学方程式为_；电解时所需的精制食盐水，通常在粗盐水中加入某些试剂来除去其中的Ca2、Mg2、Fe3、SO杂质离子，添加试剂的先后顺序：_(填所加试剂的化学式)。(3)为了避免产物相混合发生副反应，工业上采用离子交换膜法电解食盐水。如图为离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。电极反应为阳极：_；阴极：_。下列说法中正确的是_。A从E口逸出的气体是H2B从B中加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性C标准状况下每生成22.4 L Cl2，便产生2 mol NaOHD向电解后的阳极室溶液中加适量盐酸，可以恢复到电解前的物质的浓度解析：电解精炼铜时，用纯铜做阴极，粗铜做阳极，电极反应分别是阳极：Cu2e=Cu2；阴极：Cu22e=Cu。除去粗盐中的杂质离子，可选用BaCl2、Na2CO3、NaOH、HCl等的溶液，并且应使BaCl2溶液在Na2CO3溶液之前加入。应用离子交换膜法电解食盐水，与电解饱和食盐水的原理相同，电极反应也相同；根据Na的移动方向，可得右边电极为阴极，得到H2和NaOH，故E口逸出的是H2，可以在B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性，则在左边电极得