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第二课时电解原理的应用随堂基础巩固1下列有关电化学的示意图中正确的是()解析:选项A,Zn应为原电池负极,Cu为原电池正极。选项B,盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。选项C,粗铜应连接电源正极。选项D,电解饱和NaCl溶液,Cl在阳极放电产生Cl2,溶液中的H在阴极获得电子而产生H2,正确。答案:D2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解析:电解饱和NaCl水溶液,阳极析出氯气,阴极析出氢气,A不对;若在阳极附近滴入KI溶液,将析出I2,得到I2的水溶液,故显棕色,B正确;阴极附近由于显碱性,加酚酞显红色;电解一段时间后,搅拌得到的是含有NaOH的溶液,显碱性。答案:B3金属镍有广泛的用途,粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt杂质,用电解法制备高纯度的镍,下列叙述中正确的是()A阳极发生还原反应,其电极反应式为:Ni22e=NiB电解过程中,阳极减少的质量与阴极增加的质量相等C电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2和Zn2D电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt解析:A项,阳极应发生氧化反应。C项,溶液中的阳离子主要为Ni2,根据金属原子的还原性和金属阳离子的氧化顺序,阳极反应为Zn2e=Zn2,Fe2e=Fe2,Ni2e=Ni2,Cu、Pt在该条件下不失电子,阴极反应为Ni22e=Ni,Fe2、Zn2在该条件下不得电子。比较两电极反应,因Zn、Fe、Ni的相对原子质量不等,当两极通过相同的电量时,阳极减少的质量与阴极增加的质量不等。答案:D4判断下列描述的正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)在镀件上电镀铜时,可用金属铜作阳极。()(2)电解精炼铜时,电解质溶液的浓度不变。()(3)电解精炼铜时,用纯铜作阳极,粗铜作阴极。()(4)工业上用电解熔融氧化镁的方法制取Mg。()(5)用U形管作电解饱和食盐水的实验,通电前在U形管的两端滴加几滴石蕊试液,通电后阳极处溶液变蓝。()答案:(1)(2)(3)(4)(5)5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_,主要电极反应式为_。(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)若甲池阴极增重12.8 g,则乙池阳极放出气体在标准状况下的体积为_(不考虑气体不溶解情况)。解析:(2)Fe极电极反应式为:2H2e=H2,H放电后,溶液中生成OH,显碱性,遇酚酞呈红色。(3)甲池阴极反应为:Cu22e=Cu,生成n(Cu)0.2 mol,转移电子的物质的量n(e)0.4 mol;乙池阳极反应为:2Cl2e=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Cu22e=Cu阳极粗铜Cu2e=Cu2(2)红(3)4.48 L课时跟踪训练(时间45分钟满分60分)一、选择题(本题包括7小题,每小题3分,共21分)1下列关于铜电极的叙述中,正确的是()A铜锌原电池中铜是正极B用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极C在镀件上电镀铜时可用金属铜作阴极D电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极解析:本题主要考查了原电池、电解池的区别。A叙述的是原电池,铜不如锌活泼,铜应为正极。B、C、D叙述的是电解池。电解池的阳极发生失去电子的氧化反应,阴极发生得到电子的还原反应,所以精炼粗铜时,粗铜应作为阳极,镀铜时铜也应作为阳极以提供Cu2,而电解稀硫酸时,如把铜作为阳极,铜就会首先放电,阳极就不能产生氧气。答案:A2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()AAg和AgCl溶液 BAg和AgNO3溶液CFe和AgNO3溶液 DPt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海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁,下列有关该电解过程的叙述中,正确的是()A两个电极必须都用惰性电极B阳极可以用金属电极,阴极必须是惰性电极C电解熔融状态的氯化镁D电解氯化镁的水溶液解析:电解MgCl2获取金属镁,也就是说镁离子需要得电子,如果在水溶液中,水电离的氢离子会优先得电子,因此只能在熔融状态下进行。在阴极发生的是镁离子得到电子的反应,对电极材料没有要求,在阳极上发生失电子的反应,如果使用活性电极时会优先失电子,所以阳极必须用惰性电极。答案:C4双选题利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯,下列叙述正确的是()A电解时以精铜作阳极B电解时阴极发生还原反应C粗铜连接电源负极,其电极反应是Cu=Cu22eD电解后,电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥解析:电解精炼铜时,粗铜作阳极,精铜作阴极,活泼性比铜弱的金属沉积在电解糟底部形成阳极泥。答案:BD5电解硫酸铜溶液要达到如下三个要求:阳极质量减小阴极质量增加电解过程中Cu2浓度不变则可选用的电极是()A石墨作阳极,铁作阴极B粗铜(含Fe、Ni、Zn)作阳极,纯铜作阴极C纯铜作阳极,铁作阴极D铁作阳极,纯铜作阴极解析:本题中所述的电解过程实际就是电镀过程:阳极质量减少,必须用活性金属电极作阳极,则A选项不符合题意;由于Cu2的放电能力比H的大,阴极质量增加,但是要使Cu2浓度不变,则阳极必须用纯铜,所以选C。答案:C6如图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是()解析:与直流电源的正极相连接的为阳极,阳极上发生氧化反应,失去的电子回到正极;与直流电源的负极相连接的为阴极,阴极上发生还原反应,接受负极输出的电子。据此判断,D图右电极为阳极,发生反应:2Cl2e=Cl2,可观察到碘化钾淀粉溶液变蓝,证明有Cl2生成;左电极为阴极,发生反应:2H2O2e=H22OH,可观察到阴极区溶液变红,证明有NaOH生成,收集的气体经点燃可证明为氢气。答案:D7双选题三氧化二镍(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。以下说法正确的是()A可用铁作阳极材料B电解过程中阳极附近溶液的pH升高C阳极反应方程式为:2Cl2e=Cl2D1 mol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过了 1 mol电子解析:由题意知电极反应,阳极:2Cl2e=Cl2,阴极:2H2e=H2,阴极溶液呈碱性,pH升高,故A、B错误;由Ni2Ni3,失去1 mol e,外电路中转移1 mol e,即Cl失去1 mol e,H得到1 mol e。答案:CD二、非选择题(本题包括4小题,共39分)8(12分)电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则:电解池中X极上的电极反应式为_,在X极附近观察到的现象是_。Y电极上的电极反应式是_,检验该电极反应产物的方法是_。(2)如果用电解法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则:X电极的材料是_,电极反应式是_。Y电极的材料是_,电极反应式是_。(说明:杂质发生的电极反应不必写出)解析:(1)用惰性电极电解饱和食盐水时,阳极反应:2Cl2e=Cl2;阴极反应:2H2e=H2。与电源正极相连的为阳极,反之为阴极,所以X为阴极,Y为阳极。X极在反应过程中消耗了H2O电离出的H,溶液呈碱性,加入酚酞试液变成红色,Y极产生Cl2,能使湿润的淀粉碘化钾试纸变为蓝色。(2)电解精炼粗铜时,用含杂质的Cu为阳极,纯Cu为阴极。反应过程中,阳极上的Cu以及比Cu活泼的金属失去电子,成为离子,进入溶液,活泼性比Cu差的金属形成阳极泥;在阴极只有Cu2能得电子成为单质,其他较活泼的金属对应的离子不能得电子。根据装置图,X为阴极,Y为阳极,所以,X电极的材料是纯铜,电极反应式为Cu22e=Cu;Y电极的材料是粗铜,电极反应式为Cu2e=Cu2。答案:(1)2H2e=H2有气泡冒出,溶液变红2Cl2e=Cl2把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色(2)纯铜Cu22e=Cu粗铜Cu2e=Cu29(9分)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试液,开始电解一段时间后,铁极附近呈_色(3)若将乙中的石墨电极改为银电极,则乙池为_装置,电解一段时间后,溶液的浓度_,现象_.解析:精炼铜时,粗铜作阳极,精铜作阴极,含Cu2的溶液作电解质溶液;铁电极是电解池的阴极,溶液中Ag得电子生成Ag,阳极OH放电,溶液呈酸性,滴入酚酞试液无变化;若银电极作阳极,AgNO3溶液作电解液,形成电镀池,溶液的浓度不变答案:(1)阴精铜Cu22e=Cu含Cu2的溶液(2)Age=Ag无(3)电镀不变铁表面附着一层光亮的金属10(9分
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