高中化学第1章第2节第2课时电解原理的应用练习含解析鲁科版选修4090625

第一章 第二节 电能转化为化学能-电解一、电解的原理1．电解熔融氯化钠。

离子在电场中的定向移动是电解质溶液和熔融电解质导电的原因。

在电场作用下，熔融氯化钠中的Na ＋和Cl －分别移向与电源负极和正极相连的电极。

其中，与电源负极相连的电极带有电子，Na ＋在这个电极上得到电子，被还原成钠原子，电极反应式为2Na ＋＋2e －===Na ；与电源正极相连的电极带有正电性，Cl －将电子转移给这个电极，自身被氧化成Cl ，最终生成Cl 2，电极反应：2Cl －－2e －===Cl 2↑。

将两个电极发生的反应组合起来，就得到电解熔融氯化钠制备金属钠的化学反应：2NaCl=====通电熔融2Na ＋Cl 2↑。

2．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叫做电解。

3．电解池。

借助电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转变为化学能的装置，叫做电解池。

4．电解原理。

(1)构成电解池的条件。

①与电源相连的两个电极。

其中与电源正极相连的电极称为阳极，与电源负极相连的电极称为阴极。

②电解质溶液或熔融的电解质。

③形成闭合回路。

(2)电解原理。

①电子流向：通电时，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，经过阴、阳离子定向运动形成的内电路，再从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极。

②离子移动方向：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。

③电极反应：阳极：金属电极或电解质溶液中的阴离子失去电子发生氧化反应。

阴极：电解质溶液中的阳离子得到电子发生还原反应。

1．如何确定电解池的阴、阳极？答案：(1)通过与直流电源的连接：阳极——连接电源正极；阴极——连接电源负极。

(2)通过发生的反应：阳极——发生氧化反应；阴极——发生还原反应。

(3)通过电子流向及反应中电子得失：阳极——电子流出，反应中失电子；阴极——电子流入，反应中得电子。

(4)通过离子移动方向：阳极——溶液中阴离子去向的一极；阴极——溶液中阳离子去向的一极。

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。

电解原理的应用1．关于电解氯化钠水溶液(铁做阴极、石墨做阳极)，下列叙述正确的是( )A．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕黄色C．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠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：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．H2SO4B．NaOHC．Na2SO4D．NaCl答案：C4．(1)如图1为电解NaCl的饱和溶液的实验装置。

写出该电解池中发生反应的总反应方程式：______________________________________________________________________。

将充分电解后所得溶液逐滴加入到酚酞试液中，观察到的现象是____________________________________________________________________________________________________________。

(2)某同学设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图2)。

通电后，如图竖直装置下端B极上有大量气泡产生，溶液中产生大量的Fe(OH)2白色沉淀，且较长时间不变色。

则装置上端A极电极材料是________(填化学式)，B电极上的电极反应式为____________ ____________________________________________________。

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第2课时电解原理的应用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．③④ D．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。

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。