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高中化学第1章化学反应与能量转化1.2电能转化为化学能电解(第2课时)电解原理的应用课时练鲁科版选修4电解原理的应用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【答案】A【解析】电解池的阳极发生氧化反应、阴极发生还原反应。电解熔融的Al2O3制Al时,若用Fe作阳极,会发生Fe2e=Fe2,Fe2移动到阴极上发生Fe22e=Fe,使得到的Al不纯。2某同学在做电解食盐水的实验时,误用铜棒做两极材料,请判断下列说法正确的是()A完全电解后,得到CuCl2溶液B电解完全并放置一段时间后,得到蓝色沉淀和NaCl溶液C电解一段时间后,NaCl溶液浓度可能变小D电解后溶液中的NaCl质量一定不变【答案】B【解析】阳极反应Cu2e=Cu2,阴极反应2H2e=H2,余下OH,一段时间之后Cu2会与OH在两极之间部分反应生成Cu(OH)2,电解过程中不消耗NaCl,只消耗水,所以剩余的NaCl溶液浓度可能变大或不变(饱和溶液),溶液中NaCl质量可能变小(饱和溶液,析出晶体)或不变。3许多金属都可以通过电解的方法达到精炼的目的。下列有关该方法的叙述中,正确的是 ()A含杂质的粗金属做阳极,与直流电源的正极相连B阴极只要是一种导体即可,与精炼过程无关C电解质溶液中除了含有精炼的金属的阳离子之外,绝对不能含有其他金属阳离子D在精炼过程中,电解质溶液的成分不发生任何变化【答案】A【解析】阳极要失电子,含杂质的粗金属做阳极,纯金属做阴极,若阴极用其他导体就会使需要精炼的金属覆盖在该导体上;粗金属中可能含有一些比较活泼的金属,失电子之后也会进入溶液,电解质溶液的成分可能会增加。4在水中加入等物质的量的Ag、Pb2、Na、SO、NO、Cl,该溶液放在用惰性材料做电极的电解槽中,通电片刻,则氧化产物与还原产物的质量之比为 ()A35.5108 B16207C81 D10835.5【答案】C【解析】由于Ag与Cl、Pb2与SO形成沉淀,电解的是NaNO3溶液,实质是电解水。5在25时,将两个铂电极插入一定量的硫酸钠饱和溶液中进行电解,通电一段时间后,在阳极逸出a mol气体,同时有W g Na2SO410H2O析出,若温度不变,此时剩余溶液中溶质的质量分数为 ()A.100%B.100%C.100%D.100%【答案】D【解析】此题要注意题目条件。“铂电极”与“铜电极”不同,在阳极析出a mol气体与在阴极析出a mol气体不同。消耗水的计算:2n(H2O)n(O2),即消耗2a mol水,析出晶体中所含溶质为W g。原溶液减少的质量为(W2a18) g,因剩余溶液仍为饱和溶液,故剩余溶液中溶质的质量分数为/(W2a18)100%100%。6Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下图所示,电解总反应为:2CuH2OCu2OH2。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【答案】A【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,2H2O2e=H22OH,相应的2Cu2OH2e=Cu2OH2O,转移0.1 mol电子生成0.05 mol Cu2O,故B、C、D项错。7KIO3在工业上可用电解法制取,以石墨和铁为电极,以KI溶液为电解质溶液。在一定条件下电解,反应式为KI3H2O=KIO33H2。下列有关说法中,正确的是()A电解时,石墨作阳极,铁作阴极B电解时,在阳极上产生氢气C电解后得到KIO3产品的步骤有:过滤浓缩结晶灼烧D电解中,每转移0.6 mol电子,理论上可得到0.6 mol无水KIO3晶体【答案】A【解析】电解过程中,阳极I放电生成IO,阴极H放电生成H2,因此应为惰性电极作阳极。1 mol I1 mol IO转移电子6 mol,每转移0.6 mol电子,得0.1 mol KIO3。得到KIO3的步骤为:蒸发浓缩,冷却结晶,过滤。8工业上主要采用电解饱和食盐水的方法制取Cl2、H2、NaOH。请回答下列问题:(1)在电解过程中,所发生反应的离子方程式为_。(2)电解之前食盐水需要精制,目的是除去粗盐中的Ca2、Mg2、SO等杂质离子,使用的试剂有:aNa2CO3溶液bBa(OH)2溶液c稀盐酸。 其中合理的加入顺序为_(填写序号);(3)如果在容积为10 L的电解池内,一段时间后共收集到11.2 L(标准状况)气体。这时溶液中NaOH的物质的量浓度为_(设电解时溶液的体积不变)。【答案】(1)2Cl2H2O2OHH2Cl2(2)bac(3)0.05 molL1【解析】先加过量的Ba(OH)2除去SO和Mg2,再加入过量的Na2CO3除去Ca2和开始时过量的Ba2,将生成的沉淀过滤除去,再加稀盐酸调节pH等于7。设生成NaOH的物质的量为x。得x0.5 molNaOH的物质的量浓度为0.5 mol10 L0.05 molL1。9如下图为相互串联的甲、乙两电解池,试回答:(1)甲池若为用电解池原理炼铜的装置,A是_,材料_,电极反应_,B 是_,材料_,电极反应_电解质溶液为_。(2)乙池中若滴入少量酚酞试液,开始电解一段时间,Fe极附近呈_色,C极附近呈_色。(3)若甲槽阴极增重12.8 g,则乙槽阳极放出气体在标准状况下的体积是_mL。(4)若乙槽中剩余液体为400 mL,则电解后得到碱液的浓度为_molL1。【答案】(1)阴极精铜Cu22e=Cu 阳极粗铜Cu2e=Cu2CuSO4(CuCl2)(2)红无(3)4.48(4)1【解析】(1)甲中A是阴极,B是阳极,则B为粗铜,A为精铜,甲中溶液为含有Cu2的溶液,电极反应式A:Cu22e=Cu,B:Cu2e=Cu2。(2)乙中C作阳极,其产物为Cl2,Fe作阴极,其产物为OH(NaOH)。(3)CuCu22eCl2,可得生成Cl2:0.2 mol,标准状况下体积为4.48 L。(4)又由CuCu22e2OH,则生成OH20.4 mol,OH1 molL1。10如下图装置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近呈红色。请回答:(1)B极是电源的_,一段时间后,甲中溶液颜色_,丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明_,在电场作用下向Y极移动。(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为_。(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应该是_(填“镀层金属”或“镀件”),电镀液是_溶液。当乙中溶液的c(OH)0.1 molL1时(此时乙溶液体积为500 mL),丙中镀件上析出银的质量为_,甲中溶液的pH_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生总反应的离子方程式是_。【答案】(1)负极逐渐变浅氢氧化铁胶体粒子带正电荷(2)1222(3)镀件AgNO35.4 g变小(4)FeCu2CuFe2【解析】(1)F极附近呈红色,说明F是阴极,E是阳极,则A为正极,B为负极。甲中因Cu2放电使溶液颜色变浅。丁中Y极附近颜色变深,说明Fe(OH)3胶粒向阴极移动,即Fe(OH)3胶粒带正电荷。(2)C、D、E、F的电极产物分别为O2、Cu、Cl2、H2,由于电路中通过的电量相等,所以其物质的量之比为1222。(3)乙中,生成n(NaOH)0.1 molL10.5 L0.05 mol,电路中通过的电子的物质的量为0.05 mol,所以丙中镀件上析出银0.05 mol108 gmol15.4 g。(4)当金属作阳极时,金属先于溶液中的阴离子放电而溶解,故甲中发生反应的离子方程式为FeCu2Fe2Cu。11工业上为了处理含有Cr2O的酸性工业废水,可采用下面的处理方法:往工业废水中加入适量的NaCl,以Fe为电极进行电解,经过一段时间,有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成,工业废水中铬的含量已低于排放标准,请回答下列问题:(1)写出两极发生反应的电极反应式:阳极_,阴极_。(2)写出Cr2O变为Cr3的离子方程式:_。(3)工业废水由酸性变为碱性的原因是_。(4)能否改用石墨电极?_(填“能”或“不能”),原因是_。【答案】(1)Fe2e=Fe22H2e=H2(2)6Fe2Cr2O14H=6Fe32Cr37H2O(3)Fe2与Cr2O反应消耗H,H又不断放电,使溶液中的OH增多,废水由酸性变为碱性(4)不能若改用石墨电极,阳极产生Cl2,缺少还原剂Fe2,不能使Cr2O转变成Cr(OH)3而除去【解析】Fe为活性电极,则阳极反应是:Fe2e=Fe2,阴极为阳离子放电,
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