（新教材適用）高中化學(xué)第4章化學(xué)反應(yīng)與電能第2節(jié)電解池第2課時電解原理的應(yīng)用課后習(xí)題新人教版選擇性必修1

第2課時電解原理的應(yīng)用基礎(chǔ)鞏固1.欲在鐵制品上鍍上一定厚度的鋅層,以下設(shè)計方案正確的是()。A.鋅作陽極,鐵制品作陰極,ZnSO4溶液作電鍍液B.鋅作陰極,鐵制品作陽極,ZnCl2溶液作電鍍液C.鋅作陽極,鐵制品作陰極,FeSO4溶液作電鍍液D.鋅作陰極,鐵制品作陽極,Fe(NO3)2溶液作電鍍液答案:A解析:根據(jù)電鍍的一般原理,鍍件(鐵制品)作陰極,鍍層金屬(鋅)作陽極,含鋅離子的溶液作電鍍液。只有A項符合。2.下列描述中,不符合生產(chǎn)實際的是()。A.電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁,用鋼導(dǎo)電棒作陽極B.電解法精煉粗銅,用純銅作陰極C.電解飽和食鹽水制燒堿,用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極D.在鍍件上電鍍鋅,用鋅作陽極答案:A解析:電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁,用石墨作陽極,如果用鋼導(dǎo)電棒作陽極,則鐵失電子而消耗,影響陰極鋁的生成,A項錯誤;B、C、D三項符合生產(chǎn)實際。3.火法煉銅得到的粗銅中含多種雜質(zhì)(如鋅、金、銀等),其性能遠(yuǎn)不能達(dá)到電氣工業(yè)的要求,工業(yè)上常使用電解精煉法將粗銅提純。在電解精煉時()。A.粗銅接電源負(fù)極B.純銅作陽極C.雜質(zhì)都將以單質(zhì)形式沉淀到池底D.純銅片增重2.56g,電路通過電子為0.08mol答案:D解析:電解精煉銅時,用粗銅作陽極,用純銅作陰極,A項、B項不正確;鋅比銅活潑,失電子變成鋅離子進(jìn)入溶液中,金、銀不活潑,以單質(zhì)形式沉淀到電解槽底部,C項不正確;陰極發(fā)生反應(yīng)Cu2++2eCu,m(Cu)=2.56g,n(Cu)=0.04mol,電路通過電子n(e)=0.08mol,D項正確。4.某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器,用石墨作電極電解氯化鈉飽和溶液,通電時,為使Cl2被完全吸收,制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液,設(shè)計了如圖的裝置。下列對電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是()。A.a為正極,b為負(fù)極,NaClO和NaClB.a為負(fù)極,b為正極,NaClO和NaClC.c為陽極,d為陰極,HClO和NaClD.c為陰極,d為陽極,HClO和NaCl答案:B解析:用石墨作電極電解氯化鈉飽和溶液時,在陽極上氯離子失電子生成氯氣,在陰極上氫離子得電子生成氫氣,為使Cl2被完全吸收,制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液,所以一定要讓氯氣在d電極產(chǎn)生,所以d電極是陽極,c電極是陰極,故a為負(fù)極,b為正極,d極生成的Cl2與c極區(qū)的NaOH反應(yīng)生成NaClO和NaCl。5.Cu2O是一種半導(dǎo)體材料,基于綠色化學(xué)理念設(shè)計的制取Cu2O的電解池示意圖如下,電解總反應(yīng)為2Cu+H2OCu2O+H2↑。下列說法正確的是()。A.石墨電極上產(chǎn)生氫氣B.銅電極發(fā)生還原反應(yīng)C.銅電極接直流電源的負(fù)極D.當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時,有0.1molCu2O生成答案:A解析:石墨作陰極,電極反應(yīng)為2H2O+2eH2↑+2OH,A項正確;由電解總反應(yīng)可知,Cu參加了反應(yīng),所以Cu作電解池的陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),B項錯誤;陽極與電源的正極相連,C項錯誤;陽極反應(yīng)為2Cu+2OH2eCu2O+H2O,當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時,有0.05molCu2O生成,D項錯誤。6.加碘食鹽中的“碘”以碘酸鉀(KIO3)形式存在。碘酸鉀在工業(yè)上可用電解法制取。以石墨和不銹鋼為電極,以KI溶液為電解液,在一定條件下電解,反應(yīng)的總方程式為KI+3H2OKIO3+3H2↑。下列有關(guān)說法正確的是()。A.電解時,石墨作陰極,不銹鋼作陽極B.電解時,陽極反應(yīng)為I+3H2O6eIO3-+6HC.溶液調(diào)節(jié)至強(qiáng)酸性,對生產(chǎn)有利D.電解后溶液的pH增大答案:B解析:由電解的總方程式可知,在反應(yīng)中I失去電子變?yōu)镮O3-,因此電解時,石墨作陽極,不銹鋼作陰極,A項錯誤;由總反應(yīng)方程式可知,電解時,陽極反應(yīng)是I+3H2O6eIO3-+6H+,B項正確;溶液調(diào)節(jié)至強(qiáng)酸性,會對不銹鋼電極有影響,且發(fā)生反應(yīng)5I+IO3-+6H+3I7.如圖中的A為直流電源,B為浸透氯化鈉飽和溶液和酚酞溶液的濾紙,C為電鍍槽,接通電路后,發(fā)現(xiàn)B上的c點顯紅色。請回答下列問題。(1)電源A的a為極。

(2)濾紙B上發(fā)生的總反應(yīng)方程式為。

(3)欲在電鍍槽中實現(xiàn)鐵上鍍鋅,接通K點,使c、d兩點短路,則電極e上發(fā)生的反應(yīng)為,電極f上發(fā)生的反應(yīng)為,槽中盛放的電鍍液可以是或(只要求填兩種電解質(zhì)溶液)。

答案:(1)正(2)2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH(3)Zn2eZn2+Zn2++2eZnZnSO4溶液Zn(NO3)2溶液解析:(1)根據(jù)c點顯紅色,則該極上發(fā)生的反應(yīng)為2H++2eH2↑,即該極為陰極,與電源的負(fù)極相連,所以a是正極。(2)濾紙B上發(fā)生的總反應(yīng)方程式為2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH。(3)c、d兩點短路后,e為陽極,反應(yīng)為Zn2eZn2+。欲實現(xiàn)鐵上鍍鋅,則陰極反應(yīng)為Zn2++2eZn。電解液用含鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液,所以可用ZnSO4溶液或Zn(NO3)2溶液等。8.如圖所示,A、B、C三個裝置中的燒杯分別盛有足量的CuCl2溶液。(1)A、B、C三個裝置中屬于原電池的是(填序號,下同),屬于電解池的是。

(2)A池中Zn發(fā)生(填“氧化”或“還原”)反應(yīng),Cu極發(fā)生的電極反應(yīng)為。

(3)B池中石墨是極,Pt極發(fā)生的電極反應(yīng)為

。

(4)C池中Cu是極,電極反應(yīng)為,反應(yīng)過程中,溶液濃度(填“變大”“變小”或“不變”)。

答案:(1)AB、C(2)氧化Cu2++2eCu(3)陰2Cl2eCl2↑(4)陽Cu2eCu2+不變解析:(1)判斷單一裝置是原電池還是電解池,關(guān)鍵是看它有沒有外接直流電源,有則為電解池,無則為原電池,由此可知A為原電池,B和C為電解池,且C為電鍍銅的裝置。(2)A池中Zn比Cu活潑,Zn是負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng):Zn2eZn2+;Cu是正極,Cu2+在正極發(fā)生還原反應(yīng):Cu2++2eCu。(3)B池中石墨棒與直流電源負(fù)極相連,作陰極,Pt與直流電源正極相連,作陽極,Cl在陽極表面發(fā)生氧化反應(yīng):2Cl2eCl2↑。(4)C池中Cu與直流電源正極相連,作陽極,發(fā)生氧化反應(yīng):Cu2eCu2+,生成離子進(jìn)入溶液;陰極上發(fā)生還原反應(yīng):Cu2++2eCu,CuCl2溶液的濃度保持不變。能力提升1.(雙選)工業(yè)上用電解法處理含鎳酸性廢水并得到單質(zhì)Ni的原理如圖所示。下列說法不正確的是()。已知:①Ni2+在弱酸性溶液中發(fā)生水解;②氧化性:Ni2+(高濃度)>H+>Ni2+(低濃度)。A.石墨棒上發(fā)生的電極反應(yīng):4OH4eO2↑+2H2OB.為了提高Ni的產(chǎn)率,電解過程中需要控制廢水的pHC.電解過程中,B室中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度將不斷減小D.若將圖中陽離子膜去掉,將A、B兩室合并,電解反應(yīng)總方程式不發(fā)生改變答案:CD解析:石墨棒作陽極,陽極反應(yīng):4OH4e2H2O+O2↑,A項正確;由于H+的氧化性強(qiáng)于Ni2+(低濃度)的氧化性,所以為了提高Ni的產(chǎn)率,電解過程中需要控制廢水的pH,B項正確;鍍鎳鐵棒作陰極,陰極反應(yīng):Ni2++2eNi,2H++2eH2↑,由于C室中Ni2+、H+不斷減少,Cl通過陰離子膜從C室移向B室,A室中OH不斷減少,Na+通過陽離子膜從A室移向B室,所以B室中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度不斷增大,C項錯誤;若去掉陽離子膜,在陽極Cl首先放電生成Cl2,反應(yīng)總方程式發(fā)生改變,D項錯誤。2.(雙選)電解法處理酸性含鉻廢水(主要含有Cr2O72-)時,以鐵板和石墨作電極,處理過程中存在反應(yīng)Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2A.陽極反應(yīng)為Fe2eFe2+B.電解過程中溶液pH不會變化C.過程中有Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀生成D.若有1molCr2O72-答案:BD解析:根據(jù)反應(yīng)Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O可知,電解過程中應(yīng)產(chǎn)生Fe2+,因此鐵板作陽極,陽極反應(yīng)為Fe2eFe2+,A項正確;石墨作陰極,溶液中的H+在陰極上得電子被還原為H2,并且溶液中發(fā)生反應(yīng)Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O也消耗H+,溶液的酸性減弱,pH增大,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,Cr3+轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3沉淀,B項錯誤,C項正確;根據(jù)Cr2O72-~6Fe2+,Fe2eFe2+,還原1molCr3.用如圖所示裝置除去含CN、Cl廢水中的CN時,控制溶液pH為9~10,CN與陽極產(chǎn)生的ClO反應(yīng)生成無污染的氣體,下列說法不正確的是()。A.用石墨作陽極,鐵作陰極B.陽極的電極反應(yīng)式為Cl+2OH2eClO+H2OC.陰極的電極反應(yīng)式為2H2O+2eH2↑+2OHD.除去CN的反應(yīng):2CN+5ClO+2H+N2↑+2CO2↑+5Cl+H2O答案:D解析:陽極產(chǎn)生ClO,發(fā)生的反應(yīng)為Cl+2OH2eClO+H2O,所以陽極一定是石墨電極而不是鐵電極,A、B兩項正確;陰極上H+得電子產(chǎn)生H2,C項正確;溶液的pH為9~10,顯堿性,因而除去CN的反應(yīng)為2CN+5ClO+2OHN2↑+2CO32-+5Cl+H24.(1)電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。電化學(xué)降解NO3-的原理如圖甲,電源正極為(填“A”或“B”),陰極反應(yīng)式為(2)如圖乙是一種用電解原理來制備H2O2,并用產(chǎn)生的H2O2處理廢氨水的裝置。①為了不影響H2O2的產(chǎn)量,需要向廢氨水中加入適量硝酸調(diào)節(jié)溶液的pH約為5,則所得溶液中c(NH4+)(填“>”“<”或“=”)c(N②IrRu惰性電極吸附O2生成H2O2,其電極反應(yīng)式為。③理論上電路中每轉(zhuǎn)移3mole,最多可以處理廢氨水中溶質(zhì)(以NH3計)的質(zhì)量是g。甲乙答案:(1)A2NO3-+12H++10eN2↑+6H2(2)①<②O2+2H+