【創(chuàng)新方案】2020-2021學(xué)年高中化學(xué)每課一練：1.2.2-電解原理的應(yīng)用(魯科版選修4)

一、選擇題(本題包括7小題，每小題3分，共21分)1．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，用鐵作陽極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，用鋅作陽極解析：電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)、陰極發(fā)生還原反應(yīng)。電解熔融的Al2O3制Al時，若用Fe作陽極，會發(fā)生Fe－2e－=Fe2＋，F(xiàn)e2＋移動到陰極上發(fā)生Fe2＋＋2e－=Fe，使得到的Al不純。答案：A2．某同學(xué)在做電解食鹽水的試驗時，誤用銅棒做兩極材料，請推斷下列說法正確的是()A．完全電解后，得到CuCl2溶液B．電解完全并放置一段時間后，得到藍(lán)色沉淀和NaCl溶液C．電解一段時間后，NaCl溶液濃度可能變小D．電解后溶液中的NaCl質(zhì)量肯定不變解析：陽極反應(yīng)Cu－2e－=Cu2＋，陰極反應(yīng)2H＋＋2e－=H2↑，余下OH－，一段時間之后Cu2＋會與OH－在兩極之間部分反應(yīng)生成Cu(OH)2，電解過程中不消耗NaCl，只消耗水，所以剩余的NaCl溶液濃度可能變大或不變(飽和溶液)，溶液中NaCl質(zhì)量可能變小(飽和溶液，析出晶體)或不變。答案：B3．很多金屬都可以通過電解的方法達(dá)到精煉的目的。下列有關(guān)該方法的敘述中，正確的是()A．含雜質(zhì)的粗金屬做陽極，與直流電源的正極相連B．陰極只要是一種導(dǎo)體即可，與精煉過程無關(guān)C．電解質(zhì)溶液中除了含有精煉的金屬的陽離子之外，確定不能含有其他金屬陽離子D．在精煉過程中，電解質(zhì)溶液的成分不發(fā)生任何變化解析：陽極要失電子，含雜質(zhì)的粗金屬做陽極，純金屬做陰極，若陰極用其他導(dǎo)體就會使需要精煉的金屬掩蓋在該導(dǎo)體上；粗金屬中可能含有一些比較活潑的金屬，失電子之后也會進(jìn)入溶液，電解質(zhì)溶液的成分可能會增加。答案：A4．在水中加入等物質(zhì)的量的Ag＋、Pb2＋、Na＋、SOeq\o\al(2－,4)、NOeq\o\al(－,3)、Cl－，該溶液放在用惰性材料做電極的電解槽中，通電片刻，則氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為()A．35.5∶108 B．16∶207C．8∶1 D．108∶35.5解析：由于Ag＋與Cl－、Pb2＋與SOeq\o\al(2－,4)形成沉淀，電解的是NaNO3溶液，實質(zhì)是電解水。答案：C5．在25℃時，將兩個鉑電極插入肯定量的硫酸鈉飽和溶液中進(jìn)行電解，通電一段時間后，在陽極逸出amol氣體，同時有WgNa2SO4·10H2O析出，若溫度不變，此時剩余溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為A.eq\f(W,W＋18a)×100%B.eq\f(W,W＋36a)×100%C.eq\f(71W,161W＋18a)×100%D.eq\f(71W,161W＋36a)×100%解析：此題要留意題目條件。“鉑電極”與“銅電極”不同，在陽極析出amol氣體與在陰極析出amol氣體不同。消耗水的計算：2n(H2O)＝n(O2)，即消耗2amol水，析出晶體中所含溶質(zhì)為eq\f(142,322)Wg。原溶液削減的質(zhì)量為(W＋2a×18)g，因剩余溶液仍為飽和溶液，故剩余溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(142W,322)/(W＋2a×18)×100%＝eq\f(71W,161W＋36a)×100%。答案：D6．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圖所示，電解總反應(yīng)為：2Cu＋H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))Cu2O＋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生成解析：從反應(yīng)中得知Cu在通電時失電子在陽極放電，發(fā)生氧化反應(yīng)，另一電極(石墨)作陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，相應(yīng)的2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O，轉(zhuǎn)移0.1mol電子生成0.05molCu2O，故B、C、D項錯。答案：A7．KIO3在工業(yè)上可用電解法制取，以石墨和鐵為電極，以KI溶液為電解質(zhì)溶液。在肯定條件下電解，反應(yīng)式為KI＋3H2O=KIO3＋3H2↑。下列有關(guān)說法中，正確的是()A．電解時，石墨作陽極，鐵作陰極B．電解時，在陽極上產(chǎn)生氫氣C．電解后得到KIO3產(chǎn)品的步驟有：過濾→濃縮→結(jié)晶→灼燒D．電解中，每轉(zhuǎn)移0.6mol電子，理論上可得到0.6mol無水KIO3晶體解析：電解過程中，陽極I－放電生成IOeq\o\al(－,3)，陰極H＋放電生成H2，因此應(yīng)為惰性電極作陽極。1molI－～1molIOeq\o\al(－,3)轉(zhuǎn)移電子6mol，每轉(zhuǎn)移0.6mol電子，得0.1molKIO3。得到KIO3的步驟為：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾。答案：A二、非選擇題(本題包括4小題，共39分)8．(6分)工業(yè)上主要接受電解飽和食鹽水的方法制取Cl2、H2、NaOH。請回答下列問題：(1)在電解過程中，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________。(2)電解之前食鹽水需要精制，目的是除去粗鹽中的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等雜質(zhì)離子，使用的試劑有：a．Na2CO3溶液b．Ba(OH)2溶液c．稀鹽酸。其中合理的加入挨次為________(填寫序號)；(3)假如在容積為10L的電解池內(nèi)，一段時間后共收集到11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體。這時溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度為________(設(shè)電解時溶液的體積不變)。解析：先加過量的Ba(OH)2除去SOeq\o\al(2－,4)和Mg2＋，再加入過量的Na2CO3除去Ca2＋和開頭時過量的Ba2＋，將生成的沉淀過濾除去，再加稀鹽酸調(diào)整pH等于7。設(shè)生成NaOH的物質(zhì)的量為x。得x＝0.5molNaOH的物質(zhì)的量濃度為0.5mol÷10L＝0.05mol·L－1。答案：(1)2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5())2OH－＋H2↑＋Cl2↑(2)bac(3)0.05mol·L－19．(10分)如下圖為相互串聯(lián)的甲、乙兩電解池，試回答：(1)甲池若為用電解池原理煉銅的裝置，A是________，材料________，電極反應(yīng)____________________，B是________，材料________，電極反應(yīng)____________電解質(zhì)溶液為________。(2)乙池中若滴入少量酚酞試液，開頭電解一段時間，F(xiàn)e極四周呈________色，C極四周呈________色。(3)若甲槽陰極增重12.8g，則乙槽陽極放出氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是__________mL。(4)若乙槽中剩余液體為400mL，則電解后得到堿液的濃度為________mol·L－1。解析：(1)甲中A是陰極，B是陽極，則B為粗銅，A為精銅，甲中溶液為含有Cu2＋的溶液，電極反應(yīng)式A：Cu2＋＋2e－=Cu，B：Cu－2e－=Cu2＋。(2)乙中C作陽極，其產(chǎn)物為Cl2，F(xiàn)e作陰極，其產(chǎn)物為OH－(NaOH)。(3)Cu～Cu2＋～2e－～Cl2，可得生成Cl2：eq\f(12.8,64g·mol－1)＝0.2mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為4.48L。(4)又由Cu～Cu2＋～2e－～2OH－，則生成OH－＝eq\f(12.8g,64g·mol－1)×2＝0.4mol，[OH－]＝eq\f(0.4mol,0.4L)＝1mol·L－1。答案：(1)陰極精銅Cu2＋＋2e=Cu陽極粗銅Cu－2e－=Cu2＋CuSO4(CuCl2)(2)紅無(3)4.48(4)110．(11分)如下圖裝置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極，甲、乙中溶液的體積和濃度都相同(假設(shè)通電前后溶液體積不變)，A、B為外接直流電源的兩極。將直流電源接通后，F(xiàn)極四周呈紅色。請回答：(1)B極是電源的________，一段時間后，甲中溶液顏色________，丁中X極四周的顏色漸漸變淺，Y極四周的顏色漸漸變深，這表明__________________，在電場作用下向Y極移動。(2)若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質(zhì)生成時，對應(yīng)單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為________。(3)現(xiàn)用丙裝置給銅件鍍銀，則H應(yīng)當(dāng)是________(填“鍍層金屬”或“鍍件”)，電鍍液是________溶液。當(dāng)乙中溶液的c(OH－)＝0.1mol·L－1時(此時乙溶液體積為500mL)，丙中鍍件上析出銀的質(zhì)量為________，甲中溶液的pH________(填“變大”“變小”或“不變”)。(4)若將C電極換為鐵，其他裝置都不變，則甲中發(fā)生總反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________________________。解析：(1)F極四周呈紅色，說明F是陰極，E是陽極，則A為正極，B為負(fù)極。甲中因Cu2＋放電使溶液顏色變淺。丁中Y極四周顏色變深，說明Fe(OH)3膠粒向陰極移動，即Fe(OH)3膠粒帶正電荷。(2)C、D、E、F的電極產(chǎn)物分別為O2、Cu、Cl2、H2，由于電路中通過的電量相等，所以其物質(zhì)的量之比為1∶2∶2∶2。(3)乙中，生成n(NaOH)＝0.1mol·L－1×0.5L＝0.05mol，電路中通過的電子的物質(zhì)的量為0.05mol，所以丙中鍍件上析出銀0.05mol×108g·mol－1＝5.4g。(4)當(dāng)金屬作陽極時，金屬先于溶液中的陰離子放電而溶解，故甲中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe＋Cu2＋電解,Fe2＋＋Cu。答案：(1)負(fù)極漸漸變淺氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷(2)1∶2∶2∶2(3)鍍件AgNO35.4g變小(4)Fe＋Cu2＋電解,Cu＋Fe2＋11．(12分)工業(yè)上為了處理含有Cr2Oeq\o\al(2－,7)的酸性工業(yè)廢水，可接受下面的處理方法：往工業(yè)廢水中加入適量的NaCl，以Fe為電極進(jìn)行電解，經(jīng)過一段時間，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工業(yè)廢水中鉻的含量已低于排放標(biāo)準(zhǔn)，請回答下列問題：(1)寫出兩極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式：陽極________________，陰極________________。(2)寫出Cr2Oeq\o\al(2－,7)變?yōu)镃r3＋的離子方程式：________________________________。(3)工業(yè)廢水由酸性變?yōu)閴A性的緣由是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)能否改用石墨電極？________(填“能”或“不能”)，緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：Fe為活性電極，則陽極反應(yīng)是：Fe－2e－=Fe2＋，陰極為陽離子放電，陰極反應(yīng)為：2H＋＋2e－=H2↑；陽極產(chǎn)生的Fe2＋與酸性溶液中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成Fe3＋和Cr3＋，由于Fe2＋與Cr2Oeq\o\al(2－,7)反應(yīng)和陰極電極反應(yīng)消耗H＋，使溶液中的OH－增多，OH－與Fe3＋和Cr3＋結(jié)合生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀，降低了廢水中鉻的含量