2023新教材人教版化學作業(yè)與測評第4章 第2節(jié)

化學選擇性必修1［人教版］作業(yè)與測評第二節(jié)電解池[預習作業(yè)](建議用時：15分鐘)1．(1)電解池是將________轉化為________的裝置。(2)電解就是電流通過__________(或熔融電解質)而在陰、陽兩極引起____________的過程。(3)電極名稱陰極：與電源________相連的電極，發(fā)生________反應；陽極：與電源________相連的電極，發(fā)生________反應。(4)電子和離子的移動方向①電子：從電源________極流向電解池的________極，從電解池的________極流向電源的________極。②離子：陽離子移向電解池的________極；陰離子移向電解池的________極。答案(1)電能化學能(2)電解質溶液氧化還原反應(3)負極還原正極氧化(4)①負陰陽正②陰陽2．電解飽和食鹽水的陰極反應式：________________________，陽極反應式：__________________________，總反應式是_______________________________。答案2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－2Cl－－2e－=Cl2↑2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑3．往鐵件上鍍銅時，陰極材料是________，電極反應式：________________________；陽極材料是________，電極反應式：______________________________________；電解質溶液是________溶液。答案FeCu2＋＋2e－=CuCuCu－2e－=Cu2＋CuSO44．電解熔融氯化鈉的陽極反應式：________________；陰極反應式：______________________；總反應：______________________________。答案2Cl－－2e－=Cl2↑2Na＋＋2e－=2Na2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑1．下列敘述正確的是()①電解池是將化學能轉變成電能的裝置②原電池是將電能轉變成化學能的裝置③金屬和石墨導電均為物理變化，電解質溶液導電是化學變化④電解池兩個電極材料可以相同A．①②③④ B．③④C．②③④ D．③答案B解析電解質溶液導電發(fā)生了氧化還原反應，是化學變化；金屬導電僅是電子的定向移動，是物理變化。電解池的兩極只要能導電即可。2.某小組設計電解飽和食鹽水的裝置如圖所示，通電后兩極均有氣泡產生，下列敘述正確的是()A．銅是電解池的陽極B．石墨電極附近溶液呈紅色C．銅電極上產生的是無色氣體D．石墨電極上發(fā)生還原反應答案C解析用石墨和銅作電極電解飽和食鹽水，通電后兩極均有氣泡產生，則Cu作電解池的陰極，A錯誤；石墨為電解池的陽極，電極反應式為2Cl－－2e－=Cl2↑，故石墨電極附近溶液不變紅，B錯誤；Cu電極反應為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，故銅電極上產生的是無色氣體(H2)，C正確；石墨電極為陽極，電極上發(fā)生氧化反應，D錯誤。3．用惰性電極電解下列溶液，電解一段時間后，陰極質量增加，電解液的pH下降的是()①CuSO4②BaCl2③AgNO3④H2SO4A．①② B．①③C．①④ D．②④答案B解析陰極質量增加，說明溶液中含有不活潑金屬的陽離子；電解液的pH下降，說明在陽極上是OH－放電，而金屬離子相應的陰離子應是含氧酸的酸根離子，故選B。4．關于電解NaCl水溶液，下列敘述正確的是()A．電解時在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉B．若在陽極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈黃褐色C．若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液，溶液呈無色D．電解一段時間后，將全部電解液轉移到燒杯中，充分攪拌后溶液呈中性答案B解析用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，發(fā)生的反應是2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，故電解一段時間后電解液呈堿性。電解時，陽極發(fā)生氧化反應：2Cl－－2e－=Cl2↑，在陽極附近的溶液中滴入KI溶液時，發(fā)生反應2I－－2e－=I2，故溶液呈黃褐色；陰極發(fā)生還原反應：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，因而陰極附近的溶液呈堿性，滴入酚酞試液變紅。[課時分層練](建議用時：40分鐘)[學習·理解]1．下列說法錯誤的是()A．電解質的導電過程是化學變化，而金屬的導電是物理變化B．電解質溶液導電的過程，就是電解質被電解的過程C．電解質在任何條件下均可以導電D．電解質溶液導電過程中一定有新物質生成答案C解析電解質導電的過程就是被電解的過程，電解過程發(fā)生氧化還原反應，一定有新物質生成，所以是化學變化；而金屬導電是靠自由電子的定向移動，無新物質生成，是物理變化，故A、B、D正確。電解質只有存在自由移動的離子時，才有可能導電，C錯誤。2．用惰性電極實現(xiàn)電解，下列說法正確的是()A．電解稀硫酸溶液，實質上是電解水，故溶液pH不變B．電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH－，故溶液pH減小C．電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽極上析出產物的物質的量之比為1∶2D．電解氯化銅溶液，在陰極上和陽極上析出產物的物質的量之比為1∶1答案D解析電解稀H2SO4，實質是電解水，因溶劑減少，H2SO4濃度將增大，故溶液的pH變小；電解稀NaOH溶液，雖然OH－在陽極放電，但H＋同時也在陰極放電，其實質同樣是電解水，溶液的濃度也將變大，故溶液的pH變大；電解Na2SO4溶液，其實質也是電解水，在陰極和陽極分別析出H2和O2，二者的物質的量之比為2∶1；電解CuCl2溶液，在陰、陽兩極上分別析出Cu和Cl2，二者的物質的量之比為1∶1。[重難點撥]電極反應規(guī)律(1)陰極：無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應，發(fā)生反應的是溶液中的陽離子。陽離子放電順序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋。(2)陽極：首先看電極，如果是活性電極，則電極材料失去電子，被溶解，如果是惰性電極，根據(jù)陰離子的放電順序加以判斷。陰離子的放電順序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－。3．如圖為氯堿工業(yè)的簡易裝置示意圖，其中兩電極均為惰性電極。下列說法正確的是()A．粗鹽水中含有的少量Ca2＋和Mg2＋可用NaOH除去B．適當降低陽極電解液的pH有利于Cl2逸出C．a處得到的是濃NaOH溶液D．若電路中通過0.2mol電子，理論上b處可得到標準狀況下1.12L氣體答案B解析粗鹽提純時，少量Ca2＋用Na2CO3除去，Mg2＋用NaOH除去，A錯誤；A室為陽極室，Cl－放電生成Cl2，Cl2與水發(fā)生的反應為Cl2＋H2OHCl＋HClO，則適當降低陽極電解液的pH使平衡向左移動，有利于Cl2逸出，B正確；A室發(fā)生的電極反應為2Cl－－2e－=Cl2↑，故a處得到的是稀NaCl溶液，C錯誤；B室發(fā)生的電極反應為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，若電路中通過0.2mol電子，計算可得n(H2)＝0.1mol，即b處可得到標準狀況下2.24L氣體，D錯誤。4．(2023·南京六校高三聯(lián)考)某醫(yī)用超聲清洗器帶有臭氧消毒功能，其臭氧電解發(fā)生器的原理如圖所示。下列敘述不正確的是()A．陽極可能的副產物有O2B．陰極電極反應為O2＋4e－＋4HR=2H2O＋4R－C．裝置所用的離子交換膜是陽離子交換膜D．容器內壁可用不銹鋼、陶瓷、橡膠等材質答案D解析A項，由圖示知，陽極上H2O轉化為O3，氧元素被氧化，也可能生成O2，正確；B項，陰極上O2得電子轉化為H2O，由電荷守恒知，需用H＋平衡電荷，由于是固體酸，HR不可拆開，故電極反應式中HR寫成化學式，產物還有R－，正確；C項，陽極反應式為3H2O－6e－=O3↑＋6H＋，生成的H＋要移向陰極，故所用的離子交換膜是陽離子交換膜，正確；D項，橡膠會被O3氧化，錯誤。5．(2023·寧波市高三選考模擬)鋁的冶煉在工業(yè)上通常采用電解Al2O3的方法，裝置示意圖如圖。研究表明，電解AlCl3-NaCl熔融鹽也可得到Al，熔融鹽中鋁元素主要存在形式為AlCleq\o\al(－,4)和Al2Cleq\o\al(－,7)。下列說法不正確的是()A．電解Al2O3裝置中B電極為陰極，發(fā)生還原反應B．電解Al2O3過程中碳素電極雖為惰性電極，但生產中會有損耗，需定期更換C．電解AlCl3-NaCl時陰極反應式可表示為4Al2Cleq\o\al(－,7)＋3e－=Al＋7AlCleq\o\al(－,4)D．電解AlCl3-NaCl時AlCleq\o\al(－,4)從陽極流向陰極答案D解析電解時AlCleq\o\al(－,4)從陰極流向陽極，故D錯誤。6．將等物質的量的K2SO4、NaCl、Ba(NO3)2、AgNO3混合均勻后，置于指定容器中，加入足量的水，攪拌、靜置、過濾。取濾液，用鉑電極電解一段時間，則兩極區(qū)析出的氧化產物與還原產物的質量比約為()A．35.5∶108 B．108∶35.5C．8∶1 D．1∶2答案C解析將等物質的量的K2SO4、NaCl、Ba(NO3)2、AgNO3混合均勻后，置于指定容器中，加入足量的水，發(fā)生反應：K2SO4＋Ba(NO3)2=BaSO4↓＋2KNO3，AgNO3＋NaCl=AgCl↓＋NaNO3，攪拌、靜置、過濾，濾液為KNO3和NaNO3溶液，電解時發(fā)生反應：2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑，氧化產物為O2，還原產物為H2，兩極區(qū)析出的氧化產物與還原產物的質量比約為32∶(2×2)＝8∶1。[應用·實踐]7．用惰性電極電解下列溶液一段時間后再加入一定量的某種物質(方括號內物質)，能夠使溶液恢復到原來的成分和濃度的是()A．AgNO3[AgNO3] B．NaOH[H2O]C．KCl[KCl] D．CuSO4[Cu(OH)2]答案B解析AgNO3應加入一定量的Ag2O，KCl應加入一定量的HCl，CuSO4應加入一定量的CuO。8．用硫酸銅溶液作電解液，對含有Fe、Zn、Ag雜質的粗銅進行電解精煉。電解過程中，在相同時間內，下列說法正確的是()A．陰、陽兩極上轉移的電子數(shù)一定相等B．陰、陽兩極的質量變化量一定相等C．陽極溶解的銅的質量比陰極析出的銅的質量大D．電解質溶液的組成始終保持不變答案A解析根據(jù)得失電子守恒可知，電解過程中陰、陽兩極上轉移的電子數(shù)一定相等，A正確；電解精煉時，陽極上Zn、Fe優(yōu)先放電，而Ag成為陽極泥，陰極僅發(fā)生反應Cu2＋＋2e－=Cu，所以陰、陽兩極的質量變化量不一定相等，陽極溶解的銅的質量比陰極析出的銅的質量小，故B、C錯誤；電解質溶液中會引入Zn2＋、Fe2＋等，故D錯誤。[重難點撥]電解精煉銅與電鍍(1)電解精煉銅，粗銅中含有的Zn、Fe、Ni等活潑金屬失去電子，變成金屬陽離子進入溶液，活潑性小于銅的雜質以陽極泥的形式沉積。電解過程中電解質溶液中的Cu2＋濃度會逐漸減小。(2)電鍍的特點：一多、一少、一不變。一多指陰極上有鍍層金屬沉積；一少指陽極上有鍍層金屬溶解；一不變指電鍍液濃度不變。9．利用質子傳導型固體氧化物電解池將乙烷轉化為乙烯，示意圖如圖。下列說法正確的是()A．電極a與電源的負極相連B．固體電解質中質子向a極移動C．電極b的電極反應式是CO2＋2e－＋2H＋=CO＋H2OD．電路中每通過2mol電子時理論上可產生22.4L乙烯答案C解析電解池分析：電極電極反應a(陽極)C2H6－2e－=C2H4＋2H＋b(陰極)CO2＋2e－＋2H＋=CO＋H2OC2H6→C2H4，C的化合價升高，發(fā)生氧化反應，故電極a為陽極，與電源的正極相連，A錯誤；電解池中陽離子向陰極移動，即質子向b極移動，B錯誤；未指明標準狀況，無法求得乙烯的體積，D錯誤。10．《Science》報道了一種氯離子介導的電化學合成方法，能將乙烯高效、清潔、選擇性地轉化為環(huán)氧乙烷，電化學反應的具體過程如圖所示。在電解結束后，將陰、陽極電解液輸出混合，便可反應生成環(huán)氧乙烷。下列說法錯誤的是()A．Ni電極與電源負極相連B．工作過程中陰極附近pH減小C．該過程的總反應為CH2=CH2＋H2O→＋H2D．在電解液混合過程中會發(fā)生反應HCl＋KOH=KCl＋H2O答案B解析結合題意和電解池裝置知，制備環(huán)氧乙烷的原理為：氯離子在陽極表面被氧化成氯氣，氯氣與水發(fā)生歧化反應生成HCl和HClO，HClO與通入電解液的乙烯反應生成氯乙醇，而HCl沒有被消耗，因此在電解過程中陽極電解液變成酸性。在陰極表面，水得到電子生成氫氣和氫氧根離子，因此在電解結束時，陰極電解液變?yōu)閴A性。在電解結束后，將陽極電解液和陰極電解液輸出混合，氫氧根離子與氯乙醇反應生成環(huán)氧乙烷。同時，在陰極處生成的氫氧根離子也可以中和陽極電解液中的HCl。[創(chuàng)新·提高]11．電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法，保持污水的pH在5.0～6.0之間，通過電解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉積下來，具有凈化水的作用。陰極產生的氣泡把污水中懸浮物帶到水面形成浮渣層，刮去(或撇掉)浮渣層，即起到了浮選凈化的作用。某科研小組用電浮選凝聚法處理污水，設計如圖所示裝置。(1)實驗時若污水中離子濃度較小，則導電能力較差，產生氣泡速率緩慢，無法使懸浮物形成浮渣。此時，應向污水中加入適量的________(填序號)。A．BaSO4 B．CH3CH2OH