课时作业18 电解池的工作原理及应用

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课时作业18电解池的工作原理及应用时间:45分钟满分:100分一、选择题(每小题5分,共50分)1.(2011·海淀模拟)如下图所示的电解池中装有硫酸铜溶液,选用不同材料的电极进行电解。

下列说法正确的是()424增重,B项正确;以Fe为阳极,阳极质量减轻,阴极质量增加,CuSO4→FeSO4,pH发生变化,C、D项错。

答案:B2.依据下列甲、乙、丙三图,判断下列叙述不正确的是()A.甲是原电池,乙是电镀装置B.甲、乙装置中,锌极上均发生氧化反应C.乙、丙装置中,铜极均发生氧化反应而溶解D.乙、丙装置中,c(Cu2+)基本不变解析:甲是铜锌原电池,乙是在Zn 片上镀铜的电镀池,丙是铜的精炼装置。

答案:B3.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 .银片与电源负极AgNO 3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:C4.某同学按右图所示的装置进行电解实验。

下列说法正确的是( )A .电解过程中,铜电极上有H 2产生B .电解初期,主反应方程式为:Cu +H 2SO 4电解,CuSO 4+H 2↑C .电解一定时间后,石墨电极上有铜析出D .整个电解过程中,H +的浓度不断增大解析:电解初期,阳极:Cu -2e -===Cu 2+,阴极:2H ++2e -===H 2↑,总方程式:Cu +H 2SO 4=====电解CuSO 4+H 2↑;电解一段时间后,阳极:Cu -2e -===Cu 2+,阴极:Cu 2++2e -===Cu 。

答案:BC5.将含有0.4 mol Cu(NO 3)2和0.4 mol KCl 的水溶液1 L ,用惰性电极电解一段时间后,在一电极上析出19.2 g Cu ;此时,在另一电极上放出气体的体积在标准状况下为(不考虑产生的气体在水中的溶解)( )A .3.36 LB .5.6 LC .6.72 LD .13.44 L解析:根据电解原理,阴、阳两极发生的电极反应为:阴极:Cu2++2e-―→Cu,阳极:2Cl--2e-―→Cl2。

由题意知,在阴极上析出Cu:19.2 g64 g·mol-1=0.3 mol,则转移电子0.6 mol,根据得失电子守恒分析,阳极上除Cl-放电外,OH-也会放电产生O2,即4OH--4e-―→2H2O+O2↑,经计算可知得到Cl2 0.2 mol,得到O2 0.05 mol,故阳极放出气体的体积为:(0.2 mol+0.05 mol)×22.4 L/mol=5.6 L。

答案:B6.(2011·台州模拟)如图所示,a、b是多孔石墨电极,某同学进行如下实验:断开K2,闭合K1一段时间,观察到两只玻璃管内都有气泡将电极包围,此时断开K1,闭合K2,观察到电流计A的指针有偏转。

下列说法不正确的是()A.断开K2,闭合K1一段时间,溶液的pH变大B.断开K1,闭合K2时,b极上的电极反应式为:2H++2e-===H2↑C.断开K2,闭合K1时,a极上的电极反应式为:4OH--4e-===O2↑+2H2OD.断开K1,闭合K2时,OH-向b极移动答案:B7.如图所示两个装置中,溶液的体积均为1 L,浓度均为0.1 mol·L-1,工作一段时间后,测得电路中均通过了0.02 mol e-,则下列叙述中不正确的是()A.相同状况下,产生气体总体积:①>②B.析出固体质量:①>②C.接通电路前溶液的pH:①>②D.接通电路后溶液的pH:①<②解析:①为电解池,产生0.005 mol O2和2.16 g Ag,产生H+0.02 mol,②为原电池,产生0.0067 mol NO,消耗0.0267 mol H+,剩余HNO3的量比①产生的H+多,故A、D项错误。

答案:AD8.1 L K2SO4、CuSO4的混合溶液中,c(SO42-)=2 mol·L-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到(标准状况下)22.4 L气体,则原溶液中c(K+)为() A.0.5 mol·L-1B.1 mol·L-1C.1.5 mol·L-1D.2 mol·L-1解析:电解过程如下:首先是Cu2++2e-===Cu,4OH--4e-===2H2O+O2↑,当Cu2+全部被电解后,再电解的就是H2O中的H+,2H++2e-===H2↑,由已知条件n(H2)=n(O2)=1 mol,n(e-)=4 mol,H+得到的电子是2 mol,所以Cu2+得电子为2 mol,所以n(Cu2+)=1 mol,n(SO42-)=2 mol,n(K2SO4)=1 mol,c(K+)=2 mol·L-1。

答案:D9.(2011·浙江五校联考)CuI是一种不溶于水的白色固体,它可以由反应2Cu2++4I-===2CuI↓+I2得到。

如图所示装置中,a、b都是惰性电极,通电一段时间后,在KI-淀粉溶液中阳极周围变蓝色,则下列说法正确的是()A.若a极变红,则在Pt电极上:2I--2e-===I2,碘遇淀粉变蓝B.若b极变红,在Pt电极上:4OH--4e-===2H2O+O2↑,O2将I-氧化为I2,碘遇淀粉变蓝C.若a极变红,在Cu电极上:开始Cu+I--e-===CuI,一段时间后2I--2e-===I2,碘遇淀粉变蓝D.若b极变红,在Cu极上:Cu-2e-===Cu2+,Cu2+显蓝色解析:若a极变红,则X为负极,Cu电极为阳极,碘离子在该电极被氧化成碘单质,碘遇淀粉变蓝。

选项C正确。

答案:C10.(2011·蚌埠月考)如图是工业用离子交换膜法电解饱和食盐水的模型。

X电极材料是表面有氧化物涂层的金属钛网,Y电极材料是网状的碳钢。

图中的交换膜是阳离子交换膜,这种交换膜的特点是只允许阳离子通过,而阴离子和气体则不能通过。

下列说法正确的是()A.b处有能使淀粉-KI溶液变蓝的气体逸出B.Y电极是阳极C.阴极的电极反应式为2H++2e-===H2↑D.左侧的阳离子通过交换膜进入右侧,右侧的阴离子通过交换膜进入左侧解析:电解NaCl溶液的反应中,阳极产物是氯气(a处),氯气能够与碘化钾反应产生碘单质,碘单质可以使淀粉变蓝,A错;阳极发生氧化反应,所以产生氯气的电极就是阳极,即X电极是阳极,B错;阴极发生还原反应,还原产物为氢气,C对;阴离子不能通过阳离子交换膜,D错。

答案:C二、填空题(共50分)11.(12分)如图为相互串联的甲乙两电解池。

试回答:(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置,A是________极,材料是________,电极反应为____________,B是________极,材料是________,主要电极反应为______________,电解质溶液为________。

(2)乙池中若滴入少量酚酞试液,电解一段时间后Fe极附近呈________色。

(3)若甲池中阴极增重12.8 g,则乙池中阳极放出的气体在标准状况下的体积为________。

若此时乙池剩余液体为400 mL,则电解后得到碱液的物质的量浓度为________,pH为________。

解析:(1)甲为粗铜精炼装置,A是阴极,材料为纯铜,电极反应为Cu2++2e-===Cu,B是阳极,材料为粗铜,主要电极反应为Cu-2e-===Cu2+,电解质溶液为CuSO4或CuCl2溶液。

(2)乙池也为电解池装置,其中铁作阴极,H+放电,相当于生成了OH-,使酚酞试液变红色。

(3)若甲池阴极增重12.8 g,即生成了0.2 mol纯铜,转移了0.4 mol电子,根据串联电路中转移电子数相等,由乙池中阳极上发生的反应2Cl--2e-===Cl2↑知,产生0.2 mol Cl2,标准状况下体积为4.48 L;由阴极上的电极反应2H++2e-===H2↑知,溶液中剩余0.4 molOH -,若乙池中剩余液体为400 mL,则电解后得到碱液的物质的量浓度为1.0 mol·L-1,pH为14。

答案:(1)阴 纯铜 Cu 2++2e -===Cu 阳 粗铜 Cu -2e -===Cu 2+CuSO 4或CuCl 2溶液(2)红(3)4.48 L 1.0 mol·L -1 14 12.(12分)某化学兴趣小组用电解CuSO 4溶液的方法,测定铜的相对原子质量。

(装置如右图所示)(1)若实验中测定在标准状况下放出的氧气的体积为V L(氧元素的相对原子质量为16),A 、B 分别连接直流电源的________和________。

(填“正极”或“负极”)(2)电解开始一段时间后,在U 形管中可观察到的现象有________________________________________________________________________。

电解的离子方程式为________________________________________________________________________。

(3)实验中还需测定的数据是________(填写序号)。

①A 极的质量增重m g ②B 极的质量增重m g(4)下列实验操作中必要的是________(填字母);不必要的是________(填字母)。

A .称量电解前电极的质量B .电解后,电极在烘干称重前,必须用蒸馏水冲洗C .刮下电解过程中电极上析出的铜,并清洗、称重D .电极在烘干称重的操作中必须按“烘干—称重—再烘干—再称重”进行E .在有空气存在的情况下,烘干电极必须采用低温烘干的方法(5)铜的相对原子质量为:________________________________________________________________________ (用含有m 、V 的计算式表示)。

答案:(1)负极 正极(2)铜电极上有红色固体析出;石墨电极上有气泡产生;溶液蓝色变浅 2Cu 2++2H 2O=====电解2Cu +O 2↑+4H +(3)① (4)A 、B 、D 、E C(5)11.2m V13.(12分)(2011·盐城模拟)下图所示转化关系中,B 、C 、F 都是单质,其中C 是紫红色固体,F 是银白色固体,B 是空气的主要成分之一;化合物G 是常用的耐火材料,D 溶液中加入氯化钡溶液,产生白色沉淀。