高中化学 课时训练22 电解原理的应用 新人教版选修4
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高中化学 432电解原理的应用课时达标作业新人教版选修4一、选择题1.(2013·经典习题选萃)有关原电池和电解池的说法正确的是()A.铅蓄电池放电时铅电极发生还原反应B.电解池的外接电源可以是直流电也可以是交流电C.燃料电池的负极都是氧气得电子发生还原反应D.利用电解池可以使反应Cu+H2SO4===CuSO4+H2↑发生解析:铅蓄电池放电时铅电极发生氧化反应:Pb-2e-+SO2-4,PbSO4,A错;电解池的外接电源不可以是交流电,B错;燃料电池的负极都是燃料失电子发生氧化反应,C错。
答案:D2.关于电解法精炼铜的下列说法正确的是()A.粗铜作阳极,纯铜作阴极,硫酸铜为电解质溶液B.纯铜作阳极,粗铜作阴极,硫酸铜为电解质溶液C.电解结束后,溶液中Cu2+浓度不变D.电解结束后,溶液中Cu2+浓度变大解析:电解精炼铜时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,CuSO4为电解质溶液,因粗铜中活泼金属失电子形成的阳离子如Zn2+,会逐渐代替Cu2+,故c(Cu2+)将会有所减小。
答案:A3.(双选)下列图示中关于铜电极的连接错误的是()解析:铜锌原电池中锌作负极,铜作正极,A正确;电解精炼铜时,粗铜作阳极,精铜作阴极,B正确;镀件上镀铜时,铜作阳极,镀件作阴极,C错误;电解氯化铜溶液时,石墨作阳极,铜作阴极,D错误。
答案:CD4.学生欲完成反应Cu+H2SO4===CuSO4+H2↑而设计了下列四个实验,你认为可行的是()解析:Cu+H2SO4===CuSO4+H2↑是非自发氧化还原反应,为使该反应能发生,应采用电解装置。
Cu被腐蚀,应接电源的正极作为阳极。
电解质溶液选用H2SO4溶液。
答案:C5.(2013·潍坊模拟)如图所示a、b是两根石墨棒。
下列叙述正确的是()A.a是正极,发生还原反应B.b是阳极,发生氧化反应C.稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变D.往滤纸上滴加酚酞试液,a极附近颜色变红解析:a是阳极,发生氧化反应;b是阴极,发生还原反应;在反应过程中,硫酸根离子没有参与反应,因此稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变;往滤纸上滴加酚酞试液,b极附近颜色变红。
高中化学学习材料唐玲出品课时训练21电解原理一、电解池的判断1.如图所示装置中,属于电解池的是( )解析:判断某装置是否为电解池,要以构成电解池的三个基本条件为标准。
构成电解池的三个条件:①有与直流电源相连的两个电极;②有电解质溶液或熔融态电解质;③能形成闭合回路。
答案:C2.下列叙述正确的是( )①电解池是将化学能转变成电能的装置②原电池是将电能转变成化学能的装置③金属和石墨导电均为物理变化,电解质溶液导电是化学变化④电解池两个电极材料可以相同A.①②③④B.③④C.②③④D.③答案:B3.下列关于电解池的叙述中正确的是( )A.与电源正极相连的是电解池的阴极B.与电源负极相连的是电解池的负极C.电解池的阳极发生还原反应D.电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极解析:电解池中,与直流电源正极相连的电极为阳极,与负极相连的为阴极;阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应;电子从电源的负极经导线流入电解池的阴极。
答案:D二、电解原理4.如图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极,则下列有关判断正确的是( )A.a为负极,b为正极B.a为阳极,b为阴极C.电解过程中,d电极质量增加D.电解过程中,氯离子浓度不变解析:根据图示电流方向,先确定a是电源正极,b是电源负极;则c是电解池的阳极,电极反应为2Cl--2e-Cl2↑,溶液中氯离子不断减少;d是电解池的阴极,电极反应为Cu2++2e-Cu,d电极质量不断增加。
答案:C5.用惰性电极电解AgNO3溶液,说法不正确的是( )A.电解过程中阴极质量不断增加B.电解过程中溶液的pH不断降低C.此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况D.电解后两极产生的气体体积比为2∶1解析:解决有关电解问题首先应注意电极材料,在此基础上写出电极反应和总的电解反应式,根据总的电解反应式来分析电解前后的物质变化和溶液浓度变化,分析溶液的pH变化必须注意原溶液的pH情况。
⼭西省⾼中化学第四章第三节第2课时电解原理的应⽤学案新⼈教版选修4【精品教案】电解原理的应⽤1.熟知电解饱和⾷盐⽔、电镀、电解精炼铜、电冶⾦的原理,会写其电极反应式及化学⽅程式。
2.学会电解的相关计算。
知识点⼀电解原理的应⽤阅读教材P 80~P 82,思考并填空。
1.电解饱和⾷盐⽔制烧碱、氯⽓和氢⽓ (1)装置及现象(2)电解总反应式化学⽅程式:2NaCl +2H 2O=====电解2NaOH +Cl 2↑+H 2↑,离⼦⽅程式:2Cl -+2H 2O=====电解2OH -+Cl 2↑+H 2↑。
2.电镀(1)定义:应⽤电解原理在某些⾦属表⾯镀上⼀薄层其他⾦属或合⾦的⽅法。
电镀的⽬的是使⾦属增强抗腐蚀能⼒,增加美观和表⾯硬度。
(2)电镀池的构成(3)实例(往铁件上镀铜)①阴极材料:Fe ,电极反应式:Cu 2++2e -===Cu ;②阳极材料:Cu ,电极反应式:Cu -2e -===Cu 2+;③电解质溶液:CuSO 4溶液。
3.电解精炼铜(1)装置:如图所⽰。
(2)电极反应式:阳极为Zn -2e -===Zn 2+,Cu -2e -===Cu 2+等;阴极为Cu 2++2e -===Cu 。
4.电冶⾦(1)⾦属冶炼的本质使矿⽯中的⾦属离⼦获得电⼦,从它们的化合物中还原出来,电极反应通式为M n ++n e -===M 。
(2)电解熔融的NaCl 制Na对于冶炼像钠、钙、镁、铝这样活泼的⾦属,电解法⼏乎是唯⼀可⾏的⼯业⽅法。
例如:电解熔融的NaCl 制Na :NaCl 在⾼温熔融条件发⽣电离:NaCl===Na ++Cl -,通直流电后,阴极:2Na ++2e -===2Na ,阳极:2Cl --2e -===Cl 2↑,总化学⽅程式为2NaCl(熔融)=====电解2Na +Cl 2↑。
(1)电解法制取钠、钾、镁、铝时不能电解含有这些⾦属阳离⼦的⽔溶液。
(2)⼯业上⽤电解熔融MgCl 2⽽不是MgO 的⽅法制Mg ;⽤电解熔融Al 2O 3⽽不是AlCl 3的⽅法制Al 。
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−2 e−=Cu2+D.阴极反应都只有Cu2++2 e−=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−2 e−=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−2 e−=Fe2+,Fe2+移动到阴极上发生反应Fe2++ 2 e−=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2 H2O−4 e−=O2↑+4 H+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500 mL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.27mgB.54mgC.108mgD.216mg答案:B解析:由题意知,电解AgNO3溶液时,阳极生成O2和HNO3,阴极生成Ag,n(H+)=cV= 10−3mol⋅L−1×0.5 L=5×10−4mol,若设生成Ag的物质的量为x,则Ag∼H+1 mol1 molx5×10−4molx=5×10−4mol,m(Ag)=5×10−4mol×108 g⋅mol−1=0.054g=54mg。
第2课时电解原理的应用A组1.关于电解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.若在阳极四周的溶液中滴入KI溶液,溶液呈黄色C.若在阴极四周的溶液中滴入酚酞溶液,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解析:用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,发生的反应是2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,故电解一段时间后电解液呈碱性。
电解时,阳极发生氧化反应:2Cl--2e -Cl2↑,在阳极四周的溶液中滴入KI溶液时,发生反应2I-+Cl 22Cl-+I2,故溶液呈黄色;阴极发生还原反应:2H++2e -H2↑,因而阴极四周的溶液呈碱性,滴入酚酞溶液变红。
答案:B2.取一张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸,两根铅笔芯作电极,接通直流电源,一段时间后,发觉a电极与试纸接触处消灭一个双色同心圆,内圆为白色,外圆呈浅红色。
下列说法错误的是()A.b电极是阴极B.a电极与电源的正极相连C.电解过程中水是氧化剂D.b电极四周溶液的pH变小解析:a电极与试纸接触处消灭一个双色同心圆,内圆为白色,外圆呈浅红色,说明a极四周产生了Cl2,所以a 极与电源的正极相连,即a为阳极,电极反应式为2Cl--2e -Cl2↑,b为阴极,电极反应式为2H2O-4e -H2↑+2OH-,所以b极四周的pH增大。
答案:D3.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:电解熔融的氧化铝制取金属铝,用碳作阳极,假如用铁作阳极,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:A4.某同学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被完全吸取,制得有较强杀菌力量的消毒液,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推断正确的是()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:用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液发生的反应是2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,副反应为2NaOH+Cl 2NaCl+NaClO+H2O,则可推知使Cl2被完全吸取制得有较强杀菌力量的消毒液的主要成分是NaClO和NaCl,其中起消毒作用的是NaClO。
高中化学学习材料唐玲出品4-3-2 电解原理的应用1.关于电解NaC l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2.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-===Cu3.下列有关电化学的示意图中正确的是( )4.欲在金属表面镀银,应把镀件接在电镀池的阴极。
下列各组中,选用的阳极金属和电镀液均正确的( ) A.Ag和AgCl溶液B.Ag和AgNO3溶液C.Fe和AgNO3溶液D.Pt和Ag2SO4溶液5.三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池,其电解法制备过程如下:用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5,加入适量硫酸钠后进行电解。
电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO-,把二价镍氧化为三价镍。
以下说法不正确的是( ) A.可用铁作阳极材料B.电解过程中阴极附近溶液的pH升高C.阳极反应方程式为:2Cl--2e-===Cl2↑D.1 mol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过了1 mol电子6.臭氧是常见的强氧化剂,广泛用于水处理系统。
制取臭氧的方法很多,其中高压放电法和电解纯水法原理如下图所示,下列有关说法不正确的是( )A .高压放电法,反应的原理为3O 2=====放电2O 3B .高压放电出来的空气中,除含臭氧外还含有氮的氧化物C .电解时,电极b 周围发生的电极反应有3H 2O -6e -===O 3↑+6H +和2H 2O -4e -===O 2↑+4H +D .电解时,H +由电极a 经聚合固体电解质膜流向电极b7.用惰性电极电解CuSO 4溶液。
2A.a ,b ;NaCIO NaCIB.a ,b ;NaCIO NaCIC.a ,b ;HCIO NaCID.a,b;HCIONaCI电解2NaCI+2H 2O —2NaOH+H 2 +CI 2,Cb+2NaOHNaCI+NaCIO+H 2O, CI 2, NaOH,,CI 2b ,a ,NaCIO NaCI匚 B4.2HCI+2Ag2AgCI+H 2,5( )i . () A. B. KIC. C. , Cu 2CI --2e - Cl 22KCI+I 2, B 口 D2. +,Na 2H ++2e -H 21 ,A KI D ;Cu ( )A. B. C. D. C D |A 3. 石圈电管恤iu 直盐水Cu, ; (Cu +HCu-2e - Cu 2+, )2H ++2e H 2 , 5 5OH -,Na +Cu(C ) CI 2+2KI CCl 2高中化学解析|要使反应2HCI+2Ag 2AgCl+H 2 T 能进行,需通过电解装置来实现。
B 是原电池装置(Fe 作原 电池的负极,Ag 作原电池的正极),其总反应为Fe+2HCI —— FeC^+H ? 2既不是原电池 也不是电解 池;A 是电解池装置,但Ag 连接在电源的负极上,不会溶解,其实质是电解HCI(2HCI 主里出仔Cl 2»;C 是电解池装置,与电源正极连接的 Ag 失去电子(Ag-e - Ag +),产生的Ag +立即与溶液中的 CI -结合生电辭成AgCI 沉淀,溶液中的『在阴极上获得电子产生 H 2(2H ++2e -H2I),其总反应为2HCI+2Ag "2AgCI+H 2K 答案|C5•两个装置中,液体体积均为200 mL ,开始工作前电解质溶液的浓度均为测得有0.2 moI 电子通过,若忽略溶液体积的变化A. 产生气体体积①=②B. ①中阴极质量增加,②中正极质量减小C. 电极反应式:①中阳极:4OH --4e - 2H 2O+O 2T ②中负极:2H ++2e -=H 2fD. 溶液的pH 变化:①减小,②增大|解析|①发生电解反应,阳极反应为2H 2O-4e -4H ++O 2K 或4OH --4e -2H 2O+2O 2T ),阴极反应为2Cu ++4e " 2Cu;②中发生原电池反应,负极反应为Zn-2e " Zn 2+,正极反应为2H ++2e " H 2K 两 个电池中的CuSO 4和H 2SO 4的物质的量都是 0.1 mol,当通过0.2 mol 电子时两种物质正好完全反应: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 Cu 2O 生成解析|石墨作阴极,阴极上是溶液中的 出0反应,电极反应为2H 2O+2e - 2OH "+H 2?,A 选项正确;由电解总反应可知,Cu 参加了反应,所以Cu 作电解池的阳极,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2Cu+2OH '-2e ' CU 2O+H 2O,当有0.1 mol 电子转移时,有0.05 molCU 2O 生成,D 选项错误。
第三节电解池第1课时电解原理基础巩固1下列关于电解槽的叙述中不正确的是()A.与电源正极相连的是电解槽的阴极B.与电源负极相连的是电解槽的阴极C.在电解槽的阳极发生氧化反应D.电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极答案:A2下列说法不正确的是()A.不能自发进行的氧化还原反应,一般可以通过电解实现B.电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化C.电解池和原电池中均发生氧化还原反应D.电解、电离、原电池均需要通电解析:电离不需要通电,是电解质在溶于水或熔融状态下发生的。
答案:D3某学生欲完成2HCl+2Ag2AgCl+H2↑反应,设计了下列四个实验,你认为可行的实验是()解析:反应不能自发进行,应设计成电解池,金属银失电子作阳极与电源的正极相连。
答案:C4用石墨作电极,电解1 mol·L-1下列物质的溶液,溶液的pH保持不变的是() A.HCl B.NaOH C.Na2SO4D.NaCl解析:电解HCl溶液,阴极析出H2,阳极析出Cl2,溶液pH升高;电解NaOH溶液,相当于电解水,溶液pH升高;电解Na2SO4溶液,相当于电解水,溶液pH不变;电解NaCl 溶液,阴极析出H2,阳极析出Cl2,溶液pH升高。
答案:C5电解CuCl2和NaCl的混合溶液,阴极和阳极上首先分别析出的物质是() A.H2和Cl2 B.Cu和Cl2C.H2和O2D.Cu和O2解析:阳极放电的离子有Cl-、OH-,根据阴离子放电顺序,首先析出Cl2;阴极放电的离子有Cu2+、H+,根据阳离子放电顺序,首先析出Cu。
答案:B6如图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极,则下列有关判断正确的是()A.a为负极,b为正极B.a为阳极,b为阴极C.电解过程中,d电极质量增加D.电解过程中,氯离子浓度不变解析:电流从电源的正极流出,故a为电源的正极,b为负极;与电源正极相连的c为阳极,与电源负极相连的d为阴极。
第2课时电解原理的应用学问点一电解饱和食盐水1.图L4-3-9中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是()A BC D图L4-3-92.某同学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NaCl溶液。
通电时,为使Cl2被完全吸取,制得有较强杀菌力量的消毒液,设计了如图L4-3-10所示的装置,则对电源电极名称和消毒液的主要成分推断正确的是()图L4-3-10A.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学问点二电镀、电解精炼铜、电冶金3.依据图L4-3-11推断,下列叙述正确的是()图L4-3-11A.Ⅰ是原电池,Ⅱ是电镀装置B.Ⅰ、Ⅱ装置中锌极上均发生氧化反应C.Ⅱ、Ⅲ装置中,铜极均发生氧化反应而溶解D.Ⅱ、Ⅲ装置中Cu2+浓度基本不变4.下列关于铜电极的叙述正确的是()A.铜锌原电池中铜是负极B.用电解法精炼铜时粗铜作阴极C.在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极D.电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极5.海水提镁的最终一步是将氯化镁电解猎取金属镁,下列有关该电解过程的叙述中,正确的是() A.两个电极必需都用惰性电极B.阳极可以用金属电极,阴极必需是惰性电极C.电解熔融状态的氯化镁D.电解氯化镁的水溶液6.按如图L4-3-12所示试验,若x轴表示流入阴极的电子的物质的量,则y可表示()①c(Ag+)②c(NO-3)③a棒的质量④b棒的质量⑤溶液的pH图L4-3-12A.①③B.③④C.①②④ D.①②⑤学问点三有关电解的计算7.Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图L4-3-13所示,电解总反应为2Cu+H2O=====通电CuO2+H2↑。
下列说法正确的是()图L4-3-13A.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8.用铂作电极电解某种溶液,通电一段时间后,溶液的pH变小,并且在阳极得到0.56 L气体,阴极得到1.12 L气体(两种气体均在相同条件下测定)。
高考化学 第2课时 电解原理的应用[目标要求] 1.了解氯碱工业,电镀,冶金的原理。
2.掌握电解原理及其应用。
电解原理的应用1.氯碱工业:电解饱和食盐水,制取烧碱、氯气和氢气。
电极的反应式(并注明反应类型)阳极:2Cl --2e -===Cl 2↑ (氧化反应);阴极:2H ++2e -===H 2↑ (还原反应)。
总反应式:2NaCl +2H 2O=====电解2NaOH +Cl 2↑+H 2↑。
其中阴极反应中的H +是由水电离产生的。
2.电镀(1)电镀是应用电解的原理在金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。
(2)电镀⎩⎪⎨⎪⎧ 阳极:镀层金属,电极本身发生氧化反应阴极:待镀金属制品电镀溶液:含有镀层金属离子的溶液 在电镀过程中,电镀液的浓度不变。
3.电解精炼(如电解精炼铜,杂质为铁、锌、金、银)(1)粗铜作阳极,电极反应Cu -2e -===Cu 2+; 精铜作阴极,电极反应Cu 2++2e -===Cu ;电解质溶液CuSO 4溶液。
(2) 活泼性较强的铁、锌以离子形式进入溶液,活泼性较差的金、银形成阳极泥。
4.电冶金制取金属Na 、Ca 、Mg 、Al 等活泼金属,很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质,因此必须通过电解熔融的化合物的方法得到。
如电解熔融的氯化钠可以得到金属钠:阴极:2Na ++2e -===2Na ,阳极:2Cl --2e -===Cl 2↑,总反应式:2NaCl(熔融)=====电解2Na +Cl 2↑。
知识点一 氯碱工业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Cl 2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 B解析 电解饱和食盐水的方程式为2NaCl +2H 2O 电解,2NaOH +H 2↑+Cl 2↑,NaOH 在阴极区生成,Cl2在阳极区生成。
高中化学课时训练22 电解原理的应用新人教版选修4
1.关于电解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溶液,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
解析:电解食盐水时发生的反应:
阳极:2Cl--2e-Cl2↑
阴极:2H2O+2e-H2↑+2OH-
总反应:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
对照分析选项,A错误;阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2,滴加KI溶液后发生反应:Cl2+2I-I2+2Cl-,溶液呈棕色,B正确;阴极附近产生大量的OH-,滴加酚酞后变红色,C错误;电解后生成NaOH,溶液呈碱性,D错误。
答案:B
2.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
解析:A项电镀时镀件作阴极;B项电解精炼铜时电解液成分改变;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Zn-2e-Zn2+的反应。
答案:D
3.在铁制品上镀一定厚度的锌层,以下方案设计正确的是( )
A.锌作阳极,镀件作阴极,溶液中含有锌离子
B.铂作阴极,镀件作阳极,溶液中含有锌离子
C.铁作阳极,镀件作阴极,溶液中含有亚铁离子
D.锌作阴极,镀件作阳极,溶液中含有锌离子
答案:A
4.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NaCl
B.a为负极,b为正极;NaClO和NaCl
C.a为阳极,b为阴极;HClO和NaCl
D.a为阴极,b为阳极;HClO和NaCl
解析:电解饱和食盐水的方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,NaOH在阴极区生成,Cl2在阳极区生成,按照该学生制作的竖直的家用环保型消毒装置,若将阳极置于上方,则氯气一生成即逸出,不能与NaOH反应。
显然,应将阳极置于下方,阴极置于上方,下方阳极生成的氯气通过溶液时即可很好地被阴极生成的NaOH吸收。
反应为Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O。
还应注意的是图中电极a、b是电源的电极而非电解池的电极。
与电解装置上方阴极相连的a为电源的负极,则b为正极。
答案:B
5.用石墨作电极,电解下列物质的溶液,其实质不是电解水的是( )
A.NaNO3
B.NaOH
C.Na2SO4
D.NaCl
解析:四个选项中阳离子相同,放电顺序为H+(水)>Na+,阴离子的放电顺序为Cl->OH->含氧酸根,因此在阳极A、B、C三项均为OH-放电;而D项在阳极上为Cl-放电,故D项不是电解水。
答案:D
6.用惰性电极电解下列溶液,其中随着电解的进行,溶液pH逐渐减小的是( )
①氯化钠溶液
②硫酸铜溶液
③氢氧化钠溶液
④稀硫酸
⑤稀盐酸
⑥硫酸钠溶液
A.①③⑤
B.②④⑤
C.②④
D.②④⑥
答案:C
7.Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图所示,电解总反应为:2Cu+H2O Cu2O+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:从反应中得知Cu在通电时失电子,在阳极放电,发生氧化反应,另一电极(石墨)作阴极,发生还原反应,2H2O+2e-H2↑+2OH-,相应的Cu Cu2O,转移0.1 mol电子生成0.05 mol Cu2O,故B、C、D项错。
答案:A
8.铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。
请回答:
(1)工业冶炼铝的化学方程式是。
(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是。
(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸杂质,可用离子交换膜法电解提纯。
电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如图所示。
①该电解槽的阳极反应式是。
②通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因。
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口(填写“A”或“B”)导出。
解析:离子交换膜法电解提纯KOH时,阳极反应为:4OH--4e-2H2O+O2↑,阴极反应为:4H2O+4e-4OH-+2H2↑。
电解过程中阳极附近的K+通过阳离子交换膜向阴极移动,含氧酸根离子不能通过离子交换膜。
一段时间后,阴极附近K+、OH-浓度变大,从B处(阴极区)得到溶液,蒸发结晶后可得较纯净的KOH。
答案:(1)2Al2O34Al+3O2↑
(2)2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑
(3)①4OH--4e-2H2O+O2↑②H+放电,促进水的电离,OH-浓度增大③B
9.向8 g某二价金属的氧化物固体中加入稀硫酸,使其恰好完全溶解,已知消耗硫酸的体积为100 mL,在所得溶液中插入铂电极进行电解,通电一定时间后,在一个电极上收集到224 mL(标准状况)氧气,在另一个电极上析出该金属1.28 g。
(1)根据计算确定金属氧化物的名称。
(2)求通电后硫酸溶液的物质的量浓度(溶液体积按100 mL计算)。
解析:设金属氧化物为RO,R的相对原子质量为M,其硫酸盐为RSO4
2RSO4+2H2O2R + O2↑+ 2H2SO4
2M 1 mol 2 mol
1.28 g 0.01 mol x
所以M=64,该金属为铜,氧化物为氧化铜。
电解产生H2SO4的物质的量x=0.02 mol,所以c(H2SO4)==0.2 mol·L-1。
答案:(1)氧化铜
(2)0.2 mol·L-1。