20　电解原理的应用 课时作业-（2019）新人教版高中化学选择性必修一.doc

1、课时分层作业(二十)(建议用时：40分钟)合格过关练1如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法中不正确的是()A装置中出口处的物质是氯气，出口处的物质是氢气B该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过C装置中发生反应的离子方程式为Cl2HCl2H2D该装置是将电能转化为化学能C由图看出处为电解池阳极产生氯气，处为电解池阴极产生氢气，A对；该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过，能防止氯气与碱反应，且在阴极区得到浓度较高的烧碱溶液，B对；电解饱和食盐水有烧碱生成且H2O应写化学式，C错；电解装置是将电能转化为化学能的装置，D对。2利用如图所示装置可以在铜牌表面电镀一层银。下

2、列有关说法正确的是()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Age=AgD当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初C铜牌上镀银，银片为阳极，Ag向阴极移动，阴极反应为Age=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均会溶解，铜牌不可能恢复如初。3在冶金工业中，钠、镁、铝等金属常用电解法得到，其原因是()A都属于轻金属B都属于活泼金属C成本低廉D这些金属的化合物熔点较低B金属冶炼方法的选取主要依据是金属的活泼性强弱，不活泼的金属可以用热分解法制备，如加热氧化汞；比较活泼的金属用热还原法制备，如用焦炭炼铁；活泼的金属离子很难被其

3、他还原剂还原，只能用电解法制备。由于钠、镁、铝是活泼金属，所以只能用电解法。4如图所示，能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是()D电解NaCl溶液时，阳极反应为2Cl2e=Cl2，阳极产物为Cl2；阴极反应为2H2e=H2，阴极放出H2；Cl2可用KI淀粉溶液检验。因H2密度小，在阴极生成，结合e转移方向知D正确。5金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，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

4、槽底部的阳极泥中只有Cu和PtD本题为“电解精炼铜”的迁移应用，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。6中学阶段介绍的应用电解法制备物质主要有三种：一是铝的工业制备，二是氯碱工业，三是金属钠的制备。下列关于这三种工业生产的描述中正确的是()A电解法制金属钠时，阳极

5、反应式：Nae=NaB电解法生产铝时，需对铝土矿进行提纯，在提纯过程中应用了氧化铝或氢氧化铝的两性C在氯碱工业中，电解池中的阴极产生的是H2，NaOH在阳极附近产生D氯碱工业和金属钠的冶炼都用到了NaCl，在电解时它们的阴极都是Cl失电子BA项，阴极反应式为Nae=Na，错误；B项，氧化铝和氢氧化铝具有两性，在分离提纯时可用NaOH溶液将其溶解，过滤除去难溶物，再将AlO转化成Al(OH)3，Al(OH)3热分解即得Al2O3，正确；C项，阴极产物为H2和NaOH，阳极产物为Cl2，错误；D项，阳极都是Cl失电子，错误。7某兴趣小组设计如图微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气

6、泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。下列有关描述正确的是()A断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为： 2H2ClCl2H2B断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红C断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应式为： Cl22e=2ClD断开K1，闭合K2时，石墨电极做正极D解答本题时应特别注意，金属Cu在电解池和原电池中作何种电极。当断开K2，闭合K1时为电解池，由于两极都有气泡冒出，故相当于惰性电极电解饱和食盐水，故铜作阴极而石墨作阳极，阳极反应为2Cl2e=Cl2，电池总反应的离子方程式为2Cl2H2OH2Cl22OH，A、B都错；当断开K1，闭合K2时组成

7、原电池，铜作负极而石墨做正极，故C错而D正确。8氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。下列说法正确的是()电解池燃料电池A电解池的阴极反应式为2H2O2e=H22OHB通入空气的电极为负极C电解池中产生2 mol Cl2时，理论上燃料电池中消耗0.5 mol O2Da、b、c的大小关系为abcA题给电解池的阴极反应式为2H2O2e=H22OH，阳极反应式为2Cl2e=Cl2，A项正确；题给燃料电池为氢氧燃料电池，通入空气的电极为正极，B项错误；由整个电路中得失电子守恒可知，电解池中产生2 mol Cl2，理论上转移4 mol e，则

8、燃料电池中消耗1 mol O2，C项错误；题给燃料电池的负极反应式为2H24e4OH=4H2O，正极反应式为O24e2H2O=4OH，所以a、b、c的大小关系为cab，D项错误。9在标准状况下，用铂电极电解硫酸铜溶液，当阴极产生12.8 g铜时，阳极放出的气体是()A1.12 L H2B1.12 L O2C2.24 L H2D2.24 L O2D溶液中有Cu2、H及SO、OH四种离子，得电子能力Cu2H，失电子能力OHSO。则阴极反应为2Cu24e=2Cu，阳极反应为4OH4e=2H2OO2，总反应为2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2。n(Cu)12.8 g64 gmol10.2 mo

9、l，n(O2)0.1 mol，在标准状况下体积为2.24 L，D正确。10用含少量银和锌的粗铜作阳极，纯铜片作阴极，CuSO4溶液作电解液，电解一段时间后，阳极质量减少了x g，则()A电解液质量增加x gB阴极质量增加x gC阴极质量增加b g，bxD阴极质量增加b g，bM(Cu)，且还有一部分Ag要落入阳极泥，所以阳极溶解的金属的质量大于阴极析出铜的质量，即bx，所以B、C项错误，D项正确；若阴极析出铜的质量为b g，阳极落入阳极泥的Ag的质量为m g，则电解质溶液增加的质量为(xmb) g，A项错误。素养培优练11用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H

10、2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是()A待加工铝质工件为阳极B可选用不锈钢网作为阴极C阴极的电极反应式为Al33e=AlD硫酸根离子在电解过程中向阳极移动CA项，根据电解原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，正确；B项，阴极仅作导体，可选用不锈钢网，且不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，正确；C项，阴极应为氢离子得电子生成氢气，错误；D项，电解时，阴离子移向阳极，正确。12高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色水处理剂。工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，两端隔室中离子不能进入中间隔室。下列说法错误的是()A阳极反应式：Fe6

11、e8OH=FeO4H2OB甲溶液可循环利用C离子交换膜a是阴离子交换膜D当电路中通过2 mol电子的电量时，会有1 mol H2生成CA项，阳极发生氧化反应，电极反应式：Fe6e8OH=FeO4H2O，正确；B项，阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，甲溶液为浓氢氧化钠溶液，可循环利用，正确；C项，电解池中阳离子向阴极移动，通过离子交换膜a的是Na，故a为阳离子交换膜，错误；D项，阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，电极反应式为2H2O2e=H22OH，当电路中通过2 mol电子的电量时，会有1 mol H2生成，正确。13某些无公害免农药果园利用如图所示

12、电解装置，进行果品的安全生产，解决了农药残留所造成的生态及健康危害问题。下列说法正确的是()Aa为直流电源的负极，与之相连的电极为阴极B离子交换膜为阴离子交换膜C“酸性水”具有强氧化性，能够杀菌D阴极反应式为H2O2e=H2O2C由碱性水可推知b为直流电源的负极，a为直流电源的正极，A项错误；右侧生成OH，K穿过离子交换膜移到右侧，即该离子交换膜为阳离子交换膜，B项错误；阳极反应为2Cl2e=Cl2，Cl2H2OHClHClO，故“酸性水”中含HClO，具有强氧化性，能够杀菌，C项正确；水溶液中不可能存在O2，D项错误。14电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O)时，以铁板作阴、阳极，处理过

13、程中存在反应Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O，最后Cr3以Cr(OH)3形式除去。下列说法不正确的是()A阳极反应为Fe2e=Fe2B电解过程中溶液pH不会变化C过程中有Fe(OH)3沉淀生成D电路中每转移12 mol电子，最多有1 mol Cr2O被还原B电解时用铁作阳极，失去电子生成Fe2，Fe2将废水中的Cr2O还原为Cr3，A项正确；阴极反应式为2H2e=H2，溶液的pH变大，B项错误；电解过程中H在阴极放电，Fe2还原Cr2O时也消耗H，使溶液的pH变大， Fe3转化为Fe(OH)3沉淀，C项正确；根据电极反应式：Fe2e=Fe2，可知每转移12 mol e生成6 m

14、ol Fe2，6 mol Fe2可还原1 mol Cr2O，D项正确。15电解的应用比较广泛。根据下列电解的应用，回答问题：(1)如图为电解精炼银的示意图，_(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为_。(2)利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为_(填化学式)溶液，阳极电极反应式为_，电解过程中Li向_(填“A”或“B”)电极迁移。(3)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的_极，已知电镀过程中不

15、产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为_。若改用氯化铝水溶液作电解液，则阴极产物为_。解析(1)电解精炼银与电解精炼铜原理相似。电解精炼银装置中，含有杂质的粗银作阳极，电解池的阳极与电源的正极相连，则该装置中a极为含有杂质的粗银。该电解池的b极为阴极，阴极上有红棕色气体生成，可知NO被还原为NO2，电极反应式为NO2He=NO2H2O。(2)根据电解装置图，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，B区产生H2，电极反应式为2H2e=H2，剩余OH与Li结合生成LiOH，所以B极区电解液为LiOH溶液，B电极为阴极，则A电极为阳极，阳极区电解液为LiCl溶液，电极反应式为2

16、Cl2e=Cl2，电解过程中Li向B电极迁移。(3)在钢制品上电镀铝，故钢制品作阴极，与电源负极相连。由于电镀过程中“不产生其他阳离子且有机阳离子不参与电极反应”，Al元素在熔融盐中以Al2Cl和AlCl形式存在，则电镀过程中阴极电极反应式为4Al2Cl3e=Al7AlCl。若电解液改为氯化铝水溶液，水溶液中得电子能力Al3H，故阴极上的电极反应式为2H2e=H2。答案(1)aNO2He=NO2H2O(或NO4H3e=NO2H2O、2NOO2=2NO2)(2)LiOH2Cl2e=Cl2B(3)负4Al2Cl3e=Al7AlClH216素养题整合有效信息书写电极反应(1)硫化氢的转化是资源利用和

17、环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。将用烧碱吸收H2S后所得的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S22e=S(n1)SS2=S写出电解时阴极的电极反应式：_。电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成_。(2)电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是_，说明理由：_。解析(1)电解时，阴极区溶液中的阳离子放电，即水溶液中的H放电生成H2。由题给反应可知，阳极区生成了S，S可以理解为(n1)SS2，加入稀硫酸生成S单质和H2S气体。(2)根据电解NO制备NH4NO3的工作原理示意图知：阴极反应式为3NO15e18H=3NH3H2O，阳极反应式为5NO15e10H2O=5NO20H，总反应式为8NO7H2O3NH4NO32HNO3，为了使电解产生的HNO3全部转化为NH4NO3，应补充NH3。答案(1)2H2O2e=H22OHS2H=(n1)SH2S(2)NH3根据总反应：8NO7H2O3NH4NO32HNO3，电解产生的HNO3更多，应补充NH310/10