高中化学选修四(鲁科版)练习:第1章第2节第2课时电解原理的应用含解析
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选修4第1章第2节电能转化为化学能--电解第1课时电解原理测试题3一、选择题1.如图,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、丙池是化学能转化电能的装置B.甲池通入CH3OH的电极反应为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560 mL(标准状况下)O2,此时丙池中理论上最多产生2.9g固体2.某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4,它们的物质的量之比为3:1。
用石墨作电极电解该混合溶液时,根据电极产物,可分为三个阶段。
下列叙述不正确的是( ) A.阴极自始自终只析出H2B.阳极先析出C12,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73.1L0.1mol/L的AgNO3溶液在以Ag作阳极,Fe作阴极的电解槽中电解,当阴极上增重2.16g时,下列判断正确的是( )A.电解质溶液的浓度变为0.08 mol•L-1B.阳极上产生112 mLO2(标准状况)C.转移1.204×1023个电子D.反应中有0.02 mol的物质被氧化4.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法:保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀。
Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的作用,其原理如图所示。
下列说法正确的是A.石墨电极上发生氧化反应B.根据图示,物质A为CO2C.甲烷燃料电池中CO32-向空气一极移动D.为增强污水的导电能力,可向污水中加入适量乙醇5.下图所示的电化学装置中,电极I为Al,其他电极均为Cu,则下列说法正确的是( )A.电子流向:电极IV→(A)→电极IB.电极III的电极反应:2H2O一4e一=4H++O2↑C.电极II的质量减少,电极III的质量增加D.三个烧杯中的SO2一浓度都始终保持不变6.某兴趣小组做了“以铜为电极电解饱和食盐水”实验探究电解原理,装置如图所示。
第2节电能转化为化学能——电解第1课时电解的原理1.理解电解原理及电解池的组成。
(重点)2.了解电解规律及其应用。
(难点)教材整理1电解熔融氯化钠的实验1.实验装置2.实验现象通电后,在石墨片周围有气泡产生,在铁片上生成银白色金属。
3.实验分析(1)熔融氯化钠中存在的微粒Na+、Cl-。
(2)通电后离子的运动方向:阳离子Na+(填离子符号)移向铁电极,阴离子Cl-(填离子符号)移向石墨电极。
(3)电极上发生的变化:铁电极:2Na++2e-===2Na,石墨电极:2Cl--2e-===Cl2↑。
4.实验结论熔融的氯化钠在电流作用下发生了化学变化分解生成了Na和Cl2。
教材整理2电解原理1.基本概念(1)电解:让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质,在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
(2)电解池①定义:将电能转化为化学能的装置。
②构成条件:直流电源、固体电极材料以及电解质溶液或熔融电解质并构成闭合回路。
(3)电极阳极——发生氧化反应的电极(与电源正极相连)阴极——发生还原反应的电极(与电源负极相连)(4)电极反应在电极上进行的半反应,可以用电极反应式表示。
2.电解池的工作原理[探究·升华][思考探究]用下列装置对X溶液进行电解问题思考:(1)若X为CuSO4,两电极上出现什么现象?解释原因。
【提示】通电后在石墨电极上产生气泡。
原因:4OH--4e-===O2↑+2H2O;铁电极上析出紫红色固体,原因:Cu2++2e-===Cu。
(2)若X为Mg(NO3)2,两电极上出现什么现象?解释原因。
【提示】通电后在石墨电极上产生气泡,原因:4OH--4e-===O2↑+2H2O或2H2O -4e-===O2↑+4H+;铁电极上产生气泡,附近区域变浑浊,原因:2H2O+2e-===H2↑+2OH -、Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓[认知升华]1.电解反应两极产物的判断(1)阳极产物的判断①活性金属电极金属电极失电子,被溶解,生成对应金属阳离子。
第2课时 电解原理的应用学习目标:1.运用电解原理分析电解食盐水、铜的电解精炼,以及电镀的内容。
(重点)2.了解电解原理的应用方法,并进一步体会电解对人类社会的重要贡献。
[自 主 预 习·探 新 知]1.电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气(1)装置(2)现象 ①阳极上:产生黄绿色气体。
②阴极上:产生无色气体,溶液变红色。
(3)原理分析及电极反应电解时,Cl -、OH -移向阳极,Na +、H +移向阴极。
①阳极离子放电顺序:Cl ->OH -。
电极反应:2Cl --2e -===Cl 2↑,氧化反应。
②阴极离子放电顺序:H +>Na +。
电极反应:2H ++2e -===H 2↑,还原反应。
(4)电池反应化学方程式 2NaCl +2H 2O=====通电2NaOH +Cl 2↑+H 2↑。
离子方程式:2Cl -+2H 2O=====通电2OH -+Cl 2↑+H 2↑。
微点拨:氯碱工业中,为避免电解产物H 2与Cl 2、Cl 2与NaOH 的反应,常用阳离子交换膜将两极溶液分开,阳离子能通过阳离子交换膜,阴离子不能通过。
2.铜的电解精炼(1)装置(2)粗铜成分①主要成分:Cu。
②杂质金属:比铜活泼的有Zn、Fe、Ni等。
比铜不活泼的有Ag、Pt、Au等。
(3)电极反应微点拨:(1)粗铜中含Zn、Fe、Ag等杂质,同时间段内两电极改变的质量不相等,但两电极通过的电量相等。
(2)电解过程中,阴离子浓度不变,Cu2+浓度减小,Fe2+、Zn2+、Ni2+浓度增大。
3.电镀(1)定义:应用电解原理,在金属表面镀上一薄层金属或合金的方法。
(2)目的:增强金属的抗腐蚀能力、耐磨性或改善金属制品的外观。
(3)根据电解原理,设计在铁钉上镀铜的实验方案微点拨:电镀的特点:“一多、一少、一不变”。
(1)一多:是指阴极上有镀层金属沉积;(2)一少:是指阳极上有镀层金属溶解;(3)一不变:是指电镀后,电解质溶液中的离子浓度保持不变。
第1章化学反应与能量转化第2节电能转化为化学能——电解第1课时电解的原理1.下列说法中错误的是()A.电解质的导电过程是化学变化,而金属的导电是物理变化B.电解质溶液导电的过程,就是电解质被电解的过程C.电解质在任何条件下均可以导电D.电解质溶液导电过程中一定有新物质生成答案:C2.下列各组中,每种电解质溶液电解时都只放出氢气和氧气的是()A.HCl、CuCl2、Ba(OH)2B.NaOH、CuSO4、H2SO4C.NaOH、H2SO4、Ba(OH)2D.NaBr、H2SO4、Ba(OH)2解析:各项分析如下:3.用惰性电极电解下列溶液,一段时间后,再加入一定量的另一种物质(括号内物质),电解质溶液基本不变的是() A.CuCl2(CuSO4) B.NaOH(NaOH)C.NaCl(HCl) D.CuSO4[Cu(OH)2]答案:C4.用Pt电极电解含有Cu2+和X3+各0.1 mol的溶液,阴极析出固体物质的质量m(g)与电路中通过电子的物质的量n(mol)的关系如图所示。
则离子的氧化能力由大到小排列正确的是()A.Cu2+>X3+>H+B.H+>X3+>Cu2+C.X3+>Cu2+>H+D.Cu2+>H+>X3+解析:本题的解题信息在图象中:开始通电就有固体析出,且通过0.2 mol e-后,再没有固体析出了,说明是Cu2+放电的结果,X3+不放电,故答案应为D。
答案:D5.如图所示,x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增大,b极板处有无色无味的气体放出。
符合这一情况的是()解析:b为阳极,x为电源负极,y为电源正极,参考各个选项知,A、B、D项符合,排除C项。
A项,电解时a极有Cu附着,b极有O2放出,符合题意;B项,电解时a极无质量变化,不符合题意;D项,电解时Cl-在阳极放电生成Cl2,Cl2为黄绿色有刺激性气味的气体,不符合题意。
答案:A(时间:40分钟分值:100分)一、选择题(本题包括7个小题,每小题8分,共56分。
1.下列图示中关于铜电极的连接错误的是()解析:选C。
镀件上镀铜时,铜做阳极,与电源正极相连,镀件做阴极,与电源负极相连。
2.某同学欲在铜钥匙上镀锌,有关说法正确的是()A.用铜钥匙做阳极,碳棒做阴极,CuSO4溶液做电解质溶液B.Zn与铜钥匙用导线相连插入ZnSO4溶液中C.Zn做阳极,铜钥匙做阴极,ZnSO4溶液做电镀液电解D.在电镀过程中溶液中的Zn2+浓度减小,Cu2+浓度增大解析:选C。
锌为镀层金属,需做阳极,铜为镀件,需做阴极,含有镀层金属离子的溶液做电解液。
3.以硫酸铜溶液做电解液,对含有杂质Fe、Zn、Ag的粗铜进行电解精炼。
下列叙述正确的是()①粗铜与直流电源负极相连②阴极发生的反应为Cu2++2e-===Cu③电路中每通过3.01×1023个电子,得到的精铜质量为16 g④杂质Ag以Ag2SO4的形式沉入电解槽形成阳极泥A.①③B.②④C.③④D.②③解析:选D。
粗铜做阳极,与电源正极相连;杂质Ag以单质的形式形成阳极泥。
4.将含有KCl、CuBr2、Na2SO4三种物质的水溶液用铂电极进行电解,且电解时间足够长。
有以下结论:①溶液中几乎没有Br-;②电解质溶液为无色;③最终溶液显碱性;④K +、Na+和SO2-的浓度几乎没有变化。
正确的是(设Cl2、Br2全部从溶液中逸出)() 4A.①②③B.仅③C.①④D.均正确解析:选A。
溶液中存在的阴离子有Cl-、Br-、SO2-4、OH-,阳离子有K+、Cu2+、Na+、H+。
因用Pt电极电解足够长的时间,阴离子首先放电的是Br-,其次是Cl-,最后是OH-,SO2-4在溶液中不放电。
阳离子先放电的是Cu2+,其次是H+。
所以先电解CuBr2,阳极逸出Br2,阴极析出Cu,当CuBr2电解完毕时,相当于继续电解HCl(H+来自于水中),当Cl-被消耗尽时,则继续电解水。
由于Cu2+转化为单质铜,电解液变为无色;Cl-放电时,水电离出的H+放电,使溶液中的[OH-]增大;由于水被消耗,[K+]、[Na+]和[SO2-4]会增大。
第2课时电解原理的应用A组1.化学在生产和日常生活中有着重要的应用。
下列说法正确的是()A.铁表面镀锌,铁作阳极B.工业上电解饱和食盐水的阳极反应:2Cl--2e-Cl2↑C.电解法精炼粗铜,用精铜作阳极D.电解MgCl2饱和溶液,可制得金属镁解析:选项A,铁作阳极,铁要溶解,铁应该作阴极。
选项B,Cl-在阳极失电子能力大于OH-,电解饱和食盐水时,Cl-在阳极失去电子变为Cl2。
选项C,电解法精炼粗铜,应该用精铜作阴极,粗铜作阳极。
选项D,电解MgCl2饱和溶液,发生的化学反应为MgCl2+2H2O Mg(OH)2+Cl2↑+H2↑,不会产生金属镁,电解熔融的MgCl2能制取单质镁,发生的反应为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。
答案:B2.电镀在工业上有着广泛的应用,可以镀锌、镀铜、镀金等。
利用如图所示装置可以将铜牌变为银牌,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.银片与电源负极相连C.该电解池的阴极反应可表示为Ag++e-AgD.当电镀一段时间后,将电源反接,铜牌可恢复如初解析:铜牌上镀银,银为阳极,Ag+向阴极移动,阴极反应为Ag++e-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。
答案:C3.利用电解原理制备物质是常用的方法,某同学设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图所示)。
通电后溶液中产生白色沉淀,且较长时间不变色。
下列说法中正确的是()A.电源中b为正极,a为负极B.电解池中的电解液可以是NaOH溶液,但不能是NaCl溶液C.A、B两端都必须使用铁作电极D.B电极发生的反应:2H2O+2e-H2↑+2OH-解析:阳极产生Fe2+,阴极产生H2,由于产生的H2可以排出溶解在溶液中的少量O2,故应B极产生H2,所以A极为阳极,其电极材料为Fe,B极为阴极,其材料无条件限制,即a为正极,b为负极,故A、C项错误。
第1章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1.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,设计了如图所示的装置。
以下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答案:B2.欲在金属表面镀银,应把镀件挂在电镀池的阴极。
下列各组中,选用的阳极金属和电镀液均正确的是()A.Ag和AgCl溶液B.Ag和AgNO3溶液C.Fe和AgNO3溶液D.Pt和Ag2SO4溶液解析:电镀槽中,要求镀件作阴极,可用镀层金属作阳极,电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液,A、D项中AgCl和Ag2SO4均为沉淀,只有B项符合要求。
答案:B3.用石墨作电极,电解1 mol·L -1下列物质的溶液,则电解前后溶液的pH 保持不变的是( )A .H 2SO 4B .NaOHC .Na 2SO 4D .NaCl答案:C4.人们习惯上把电解饱和食盐水的工业叫作氯碱工业。
如图表示电解饱和NaCl 溶液的装置,X 、Y 是石墨棒。
实验开始时,在两边同时各滴入几滴酚酞溶液。
请回答以下问题:(1)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__________________________。
(3)电解NaCl 溶液的离子方程式是_______________________。
答案:(1)2H ++2e -===H 2↑ 有无色气泡产生,溶液变红(2)2Cl --2e -===Cl 2↑ 将湿润的淀粉KI 试纸放在气体出口,若观察到试纸变蓝,证明有Cl 2产生(3)2Cl -+2H 2O =====通电Cl 2↑+H 2↑+2OH -(时间:40分钟 分值:100分)一、选择题(本题包括6个小题,每小题8分,共48分。
第2课时电解原理的应用1.下列叙述不正确的是()A.电解法精炼铜时,纯铜作阴极,Cu2+发生还原反应B.电解饱和食盐水时,用铁作阳极,Cl-发生氧化反应C.电镀锌时,金属锌作阳极,电镀液可用硫酸锌溶液D.铜锌原电池中,锌作负极,电子沿导线从锌极流向铜极2.若要在铜片上镀银,则下列叙述中错误的是()①将铜片接在电源的正极②将银片接在电源的正极③在铜片上发生的反应是:Ag++e-===Ag④在银片上发生的反应是:4OH--4e-===O2↑+2H2O⑤可用CuSO4溶液作电解质溶液⑥可用AgNO3溶液作电解质溶液A.①③⑥B.②③⑥C.①④⑤D.②③④⑥3.图1-2-9中关于铜电极的连接错误的是()图1-2-94.下列关于电解法精炼粗铜的叙述中不正确的是()A.粗铜作阳极B.电解时,阳极发生氧化反应,而阴极发生的反应为Cu2++2e-===CuC.粗铜中所含Ni、Fe、Zn等金属杂质,电解后以单质形式沉积槽底,形成阳极泥D.电解铜的纯度可达99.95%~99.98%5.如图1-2-10所示实验,若图1-2-11中x轴表示流入阴极的电子的物质的量,则y轴可表示()①c(Ag+)②c(NO-3)③a棒的质量④b棒的质量⑤溶液的pH图1-2-10图1-2-11A.①③B.③④C.①②④D.①②⑤6.用惰性电极电解未精制的饱和食盐水,食盐水装在U形管内,结果很快在某一电极附近出现食盐水变浑浊现象。
造成浑浊的难溶物主要是()A.碳酸镁B.硫酸钡C.氢氧化镁D.碳酸钡7.如图1-2-12所示装置中,通电后可观察到Cu极溶解,下列说法正确的是()图1-2-12A.a极是直流电源的负极B.Fe极是阳极C.Pt极产生的气体体积是Ag极产生气体体积的2倍D.硫酸铜溶液的浓度不变8.用Pt电极电解含有Cu2+和X3+均为0.1 mol的溶液,阴极析出金属的质量m(g)与溶液中通过电子的物质的量n(mol)关系如图1-2-13,则离子的氧化能力由大到小排列正确的是()图1-2-13A.Cu2+>X3+>H+B.H+>X3+>Cu2+C .X 3+>H +>Cu 2+D .Cu 2+>H +>X 3+9.下列对如图1-2-14所示装置实验现象的描述正确的是( )图1-2-1410.用含有少量银和锌的粗铜作阳极,纯铜作阴极,CuSO 4溶液作电解液,电解一段时间后,阳极的质量减少了x g ,则( )A .电解液的质量增加x gB .阴极质量增加x gC .阴极质量增加a g ,a >xD .阴极质量增加b g ,b <x11.用惰性电极电解M(NO 3)x 的水溶液,当阴极上增重a g 时,在阳极上同时产生b L 氧气(标准状况),从而可知M 的相对原子质量为( )A.11.2 L 22.4 L ·mol-1 B.11.2ax b C.5.6ax b D.2.5ax b 12.在25 ℃时,将两根铂电极插入一定量的硫酸钠饱和溶液中进行电解,当电路中有a mol 电子转移时,溶液中析出m g Na 2SO 4·10H 2 O 晶体。
[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()A.a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:Cu2++2e-===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Cu2++2e-===Cu应在阴极上发生,阳极上发生的反应应为2Cl--2e-===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()A.CuSO4B.H2OC.CuO D.CuSO4·5H2O解析:选C。
用石墨做电极电解CuSO4溶液的电解方程式是2CuSO4+2H2O通电,2H2SO4+2Cu+O2↑,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2Ag+~2e-~Cu2+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。
第1章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1.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,设计了如图所示的装置。
以下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答案:B2.欲在金属表面镀银,应把镀件挂在电镀池的阴极。
下列各组中,选用的阳极金属和电镀液均正确的是()A.Ag和AgCl溶液B.Ag和AgNO3溶液C.Fe和AgNO3溶液D.Pt和Ag2SO4溶液解析:电镀槽中,要求镀件作阴极,可用镀层金属作阳极,电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液,A、D项中AgCl和Ag2SO4均为沉淀,只有B项符合要求。
答案:B3.用石墨作电极,电解1 mol·L -1下列物质的溶液,则电解前后溶液的pH 保持不变的是( )A .H 2SO 4B .NaOHC .Na 2SO 4D .NaCl答案:C4.人们习惯上把电解饱和食盐水的工业叫作氯碱工业。
如图表示电解饱和NaCl 溶液的装置,X 、Y 是石墨棒。
实验开始时,在两边同时各滴入几滴酚酞溶液。
请回答以下问题:(1)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__________________________。
(3)电解NaCl 溶液的离子方程式是_______________________。
答案:(1)2H ++2e -===H 2↑ 有无色气泡产生,溶液变红(2)2Cl --2e -===Cl 2↑ 将湿润的淀粉KI 试纸放在气体出口,若观察到试纸变蓝,证明有Cl 2产生(3)2Cl -+2H 2O =====通电Cl 2↑+H 2↑+2OH -(时间:40分钟 分值:100分)一、选择题(本题包括6个小题,每小题8分,共48分。
每小题只有一个选项符合题意)1.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,用锌作阳极解析:电解池的阳极发生失电子氧化反应、阴极发生得电子还原反应。
电解熔融的Al2O3制Al时,若用Fe作阳极,会发生Fe-2e-===Fe2+,Fe2+移动到阴极上发生Fe2++2e-===Fe,使得到的Al不纯。
答案:A2.关于电解饱和NaCl水溶液,下列叙述正确的是()A.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈无色D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性答案:B3.火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金、银等),工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。
在电解精炼时()A.粗铜接电源负极B.纯铜作阳极C.杂质都将以单质形式沉淀到池底D.精纯铜片质量增加2.56 g,电路中通过0.08 mol电子解析:电解精炼铜时,用粗铜作阳极,用精铜作阴极,所以A、B两项不正确。
锌比铜活泼,失电子变成锌离子进入溶液中,金、银不活泼,以单质形式沉淀到池底,C项不正确。
n(e-)=2.56 g64 g·mol-1×2=0.08 mol,D正确。
答案:D4.在冶金工业中,常用电解法得到钠、镁、铝等金属,其原因是()A.都是轻金属B.都是活泼金属C.成本低廉D.这些金属的化合物熔点较低解析:金属冶炼方法的选取主要依据的是金属的活泼性强弱,不活泼的金属可以用热分解法制备,如加热氧化汞;比较活泼的金属用热还原法制备,如用焦炭炼铁;活泼的金属离子很难被其他还原剂还原,只能用电解法制备。
由于钠、镁、铝是活泼金属,所以只能用电解法。
答案:B5.如图所示,在U形管中装入滴有紫色石蕊溶液且混合均匀的某溶液,通直流电,一段时间后U形管内会形成一个倒立的“彩虹”,则U形管内的溶液可能为()A .H 2SO 4溶液B .NaOH 溶液C .AgNO 3溶液D .Na 2SO 4溶液解析:本题考查电解规律,彩虹意味着多种颜色,当电解质溶液为Na 2SO 4时,阴极区生成OH -,使溶液变蓝,阳极区生成H +,使溶液变红,中间石蕊呈紫色,并且颜色逐渐改变,像彩虹一样,故选D 。
答案:D6.如图所示,a 、b 、c 、d 均为石墨电极,通电进行电解。
下列说法中正确的是( )甲 乙A .乙池中d 电极的电极反应为2Cl --2e -===Cl 2↑B .a 、c 两极产生气体的物质的量相等C .甲、乙两池中溶液的pH 均保持不变D .乙池中发生的反应为:2NaCl +2H 2O=====通电2NaOH +H 2↑+Cl 2↑答案:D二、非选择题(本题包括3个小题,共52分)7.(19分)如图为相互串联的甲、乙两个电解池,试回答下列问题。
(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置,A极是电解池的________,材料是________,电极反应式为______________________;B极是电解池的________,材料是________,电极反应式为________。
(2)乙池中若滴入少量酚酞溶液,开始一段时间后,Fe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:_______________________________________________________ ______________________________________________________。
(4)若甲池精炼铜时阴极增重12.8 g,则乙池阳极放出气体在标准状况下的体积为____________(不考虑气体溶解情况)。
解析:(4)甲池阴极反应为:Cu2++2e-===Cu,生成n(Cu)=12.8 g=0.2 mol,转移电子的物质的量n(e-)=0.4 mol;乙池阳64 g·mol-1极反应为:2Cl--2e-===Cl2↑,由电子守恒知生成Cl2为:n(Cl2)=0.2 mol,故V(Cl2)=4.48 L。
答案:(1)阴极纯铜Cu2++2e-===Cu阳极粗铜Cu-2e-===Cu2+(2)红 (3)第一阶段:CuCl 2=====通电Cu +Cl 2↑;第二阶段:2H 2O=====通电2H 2↑+O 2↑ (4)4.48 L8.(15分)冶炼铜矿石所获得的铜通常含有锌、铁、镍、银、金和铂等微量杂质,俗称粗铜。
工业上通常通过电解法除去这些杂质制得精铜,以提高铜的使用价值,扩大铜的应用范围(几种金属的相对原子质量:Fe -56,Ni -59,Cu -64,Zn -65,Ag -108,Au -197)。
请完成下列问题:(1)一般来说,电解精炼铜的初始电解质溶液里的阳离子是________,写出铜的电解精炼过程中的阴极反应式____。
(2)如果转移0.020 mol e -,下列说法中一定正确的是_________。
①阴极质量增加0.64 g ②阳极质量减少0.64 g ③电解质溶液的质量保持不变 ④电解质溶液的温度保持不变解析:电解精炼铜的电解质溶液一般为用硫酸酸化了的硫酸铜溶液,其中的阳离子是H +和Cu 2+。
粗铜中Fe 、Zn 、Ni 均有可能放电转化为Fe 2+、Zn 2+、Ni 2+,Fe 2+、Zn 2+、Ni 2+、H +和Cu 2+中放电能力Cu 2+最强,所以在阴极上放电的只有Cu 2+,当有0.020 mol e -转移时阴极质量增加0.020 mol 2×64 g ·mol -1=0.64 g 。
Ag 和Au 都不能放电,只是以固态单质的形式沉积于电解槽的底部。
Fe 、Zn 、Ni 中,有相对原子质量比Cu 大的,也有相对原子质量比Cu 小的,且Fe 、Zn 、Ni 的放电能力都强于Cu ,首先在阳极上被溶解,因此阳极上放电的不只是铜,阳极质量减少量不固定,电解质溶液的质量也不会保持不变。
在电解精炼铜的过程中,能量转化的形式主要是电能转化为化学能,但也有电能转化为热能,电解质溶液的温度肯定会变化。
答案:(1)H +和Cu 2+ Cu 2++2e -===Cu (2)①9.(18分)如图所示中的A 为直流电源,B 为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸,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 中a 点为________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 ,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________(任填两种电解质溶液)。
解析:(1)根据c 点变红知该极的反应为2H ++2e -===H 2↑,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 +2H 2O=====通电H 2↑+Cl 2↑+2NaOH 。
(3)e 为阳极,电极反应为Zn -2e -===Zn 2+;阴极上镀锌,则阴极反应为Zn 2++2e -===Zn ;电镀液为含镀层离子的电解质溶液,所以可用ZnSO 4溶液或ZnCl 2溶液等。
答案:(1)正 (2)2NaCl +2H 2O=====通电H 2↑+Cl 2↑+2NaOH(3)Zn -2e -===Zn 2+ Zn 2++2e -===Zn ZnSO 4溶液 ZnCl 2溶液。