甘肃省礼县实验中学高中化学 课堂45分钟检测 28 电解原理的应用 新人教版选修4.docVIP

电解原理的应用1火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金和银等)，其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时()a粗铜接电源负极 b纯铜做阴极c杂质都将以单质形式沉积到池底 d纯铜片增重2.56 g，电路中通过电子为0.04 mol2如下图所示，下列有关实验现象的描述正确的是()a电极b电极x溶液实验现象a石墨石墨cucl2a电极质量增加，b电极放出无色气体bfe石墨kno3a电极质量增加，b电极放出无色气体cfecucuso4a电极质量增加，b电极质量减少d石墨石墨hcla电极放出无色气体，b电极放出无色气体3下列关于铜电极的叙述中，正确的是()a铜锌原电池中铜是正极 b用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极c在镀件上电镀铜时可用金属铜作阴极 d电解稀硫酸制h2、o2时铜作阳极4把两个惰性电极插入500 ml的agno3溶液中，通电电解。当电解液的ph从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积可以忽略)，电极上析出银的质量大约是()a27 mg b54 mg c108 mg d216 mg5.某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是()aa和b不连接时，铁片上会有金属铜析出ba和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：cu22e=cuc无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色da和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，cu2向铜电极移动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7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，阳极质量减少与阴极质量增加相等c电解后，溶液中存在的金属阳离子只有fe2和zn2d电解后，电解槽底部的阳极泥中只有cu和pt8电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，如图是电解污水的实验装置示意图，实验用污水中主要含有可被吸附的悬浮物(不导电)。下列有关推断明显不合理的是()a阴极的电极反应式为：o24e2h2o=4ohb通电过程中烧杯内产生可以吸附悬浮物的fe(oh)3c通电过程中会产生气泡，把悬浮物带到水面形成浮渣弃去d如果实验用污水导电性不良，可加入少量na2so4固体以增强导电性9将fe片和zn片放在盛有nacl溶液(其中滴有酚酞)的表面皿中，如图所示。最先观察到变为红色的区域为()甲乙a和 b和 c和 d和10按图甲装置进行实验，若图乙中横坐标x表示通过电极的电子的物质的量。下列叙述不正确的是()ae表示反应生成cu的物质的量 be表示反应实际消耗h2o的物质的量cf表示反应生成h2so4的物质的量 df表示反应生成o2的物质的量11.电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；x、y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若x、y都是惰性电极，a是饱和nacl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：电解池中x极上的电极反应式是_，在x极附近观察到的现象是_。y电极上的电极反应式是_，检验该电极反应产物的方法是_。(2)如果用电解方法精炼粗铜，电解液a选用cuso4溶液，则：x极的材料是_，电极反应式为_。y极的材料是_，电极反应式为_。(说明：杂质发生的电极反应不必写出)12课题式研究性学习是培养学生创造性思维的良好方法，某研究性学习小组将下列装置如图连接，c、d、e、f、x、y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴人酚酞试液，在f极附近显红色。试回答下列问题：(1)电源a极的名称是_。(2)甲装置中电解反应的总化学方程式： _。(3)如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是_。(4)欲用丙装置给铜镀银，g应该是_(填“铜”或“银”)，电镀液的主要成分是_ (填化学式)。(5)装置丁中的现象是_。甲乙丙丁13铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：(1)工业冶炼铝的化学方程式是_。(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是_。(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。该电解槽的阳极反应式是_。通电开始后，阴极附近溶液ph会增大，请简述原因_。除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口_(填写“a”或“b”)导出。14(2012威海高二质检)如图是一个用铂丝作电极，电解稀的mgso4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的ph变色范围：6.88.0，酸色红色，碱色黄色)回答下列问题：(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是_(填编号)；a管溶液由红变黄 b管溶液由红变黄 a管溶液不变色 b管溶液不变色(2)写出a管中发生反应的反应式_；(3)写出b管中发生反应的反应式：_；(4)检验a管中气体的方法是_；(5)检验b管中气体的方法是_；(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是_。28 电解原理的应用1、【解析】电解精炼时，粗铜接电源正极，纯铜做阴极；活动性zncu，zn2e=zn2；纯铜片增重2.56 g，即0.04 mol，电路中通过的电子应为0.08 mol。【答案】b2、【解析】这是一个电解装置，其中a、d选项中是惰性电极，且电解液都含有氯离子，所以b电极应该放出黄绿色的气体(氯气)；b选项中的a电极质量不变；c选项中所组成的电解池相当于电镀池，其中b电极的铜溶解，质量减少，而a电极上析出铜，质量增加。【答案】c3、【解析】本题主要考查了原电池、电解池的区别。a叙述的是原电池，铜不如锌活泼，铜应为正极。b、c、d叙述的是电解池。电解池的阳极发生失去电子的氧化反应，阴极发生得到电子的还原反应，所以精炼粗铜时，粗铜应作为阳极，镀铜时铜也应作为阳极以提供cu2，而电解稀硫酸时，如把铜作为阳极，铜就会首先放电，阳极就不能产生氧气。故选a。【答案】a4、【解析】本题考查的是有关电解反应的计算。首先应弄清楚两极的反应。阳极：4oh4e=o22h2o；阴极没有氢气析出，则阴极反应为：age=ag。oh的消耗导致了h的增加，增加量为1103 mol/l0.5 l5104 mol，即转移电子数5104mol，析出银的质量为5104 mol108 g/mol0.054 g54 mg。【答案】b5、【解析】a、b不连接，未形成原电池，cu2与fe在接触面上直接反应，a项正确；a、b用导线连接，铜片作正极，cu2在该电极上得电子，b项正确；a、b连接与否，溶液中的cu2均得电子发生还原反应生成cu，fe均失电子发生氧化反应生成fe2，故溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色，c项正确；a与电源正极相连时，cu片作阳极，cu2向fe电极移动，d项错误。【答案】d6、【解析】由电解总反应可知，cu参加了反应，所以cu作电解池的阳极，发生氧化反应，b选项错误；石墨作阴极，阴极上是溶液中的h反应，电极反应为：2h2e=h2，a选项正确；阳极与电源的正极相连，c选项错误；阳极反应为2cu2oh2e=cu2oh2o，当有0.1 mol 电子转移时，有0.05 mol cu2o生成，d选项错误。【答案】a7、【解析】本题为课本中“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。【答案】d8、【解析】a项中阴极h2o电离出的h得电子，电极反应式为2h2o2e=2ohh2。【答案】a9、【解析】甲是原电池，zn作负极，fe作正极，正极上发生反应o22h2o4e=4oh，c(oh)c(h)，呈碱性，使酚酞变红；乙池为电解池，fe作阳极，zn作阴极，在阴极上h放电，产生大量oh，区域酚酞变红。【答案】b10、【解析】该电解池是阳极、阴极的反应式分别为：阳极：4oh4e=2h2oo2阴极：2cu24e=2cu总反应式：2cuso42h2o通电,2cu2h2so4o2从乙中所给的图像看，每转移4 mol e，e变化为2 mol，f变化为1 mol，因此e可表示生成cu或消耗水或生成h2so4的物质的量。f可表示生成o2的物质的量。【答案】c11、【解析】(1)用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极反应：2cl2e=cl2；阴极反应：2h2e=h2。与电源正极相连的为阳极，反之为阴极。所以x为阴极，y为阳极。x极在反应过程中消耗了h2o电离出的h，溶液呈碱性，加入酚酞试液变成红色；y极产生cl2，能使湿润的ki淀粉试纸变为蓝色。(2)电解精炼cu时，用含杂质的cu为阳极，纯cu为阴极。反应过程中阳极上的cu以及比cu活泼的金属失去电子，成为离子进入溶液，活泼性比cu差的金属形成阳极泥；在阴极只有cu2能得电子成为单质，其他较活泼的金属对应的离子不能得电子。根据装置图，x为阴极，y为阳极。所以，x电极的材料是纯铜，电极反应式为cu22ecu；y电极的材料是粗铜，电极反应式为cu2e=cu2。【答案】(1)2h2e=h2放出气体，溶液变红2cl2e=cl2把湿润的碘化钾淀粉试纸放在y电极附近，试纸变蓝色(2)纯铜cu22e=cu粗铜cu2e=cu212、【解析】(1)这是一个串联电解装置，乙中f极出现红色，说明在f极放出h2，生成naoh，f为阴极，b为负极，a为正极。(2)甲池电解cuso4溶液：2cuso42h2o通电,2cuo22h2so4。(3)乙池电解nacl溶液：2nacl2h2o通电,2naohcl2h2，v(cl2)v(h2)11。(4)给铜镀银，银应为阳极，铜为阴极，g为银，电镀液为agno3溶液。(5)丁装置是胶体的电泳，fe(oh)3胶体胶粒带正电荷，通电后向阴极移动，阴极区颜色变深。【答案】(1)正极(2)2cuso42h2o通电,2cuo22h2so4(3)11(4)银agno3(5)y极附近红褐色变深13、【解析】离子交换膜法电解提纯koh时，阳极反应为：4oh4e=2h2oo2，阴极反应为：4h2o4e=4oh2h2。电解过程中阳极附近的k通过阳离子交换膜向阴极移动，含氧酸根离子不能通过离子交换膜。一段时间后，阴极附近k、oh浓度变大，从b处(阴极区)得到溶液，蒸发结晶后可得较纯净的koh。【答案】(1)2al2o34al3o2(2)2al2oh2h2o=2alo3h2(3)4oh4e=2h2oo2h放电，促进水的电离，oh浓度增大b14、【解析】(1)由题给装置图知a管是电解池的阴极，b管是电解池的阳极。阴极h放电，使h2o的电离平衡h2ohoh向右移动，c(oh)c(h)，溶液呈碱性，所以a管附近溶液由红变黄。阳极oh放电使水的电离平衡h2ohoh向右移动，c(h)增大，c(h)c(oh)，溶液呈酸性，所以b管附近溶液仍为红色。(2)a管是电解池的阴极，电极反应式为2h2e=h2，同时产生的oh会和mg2反应生成mg(oh)2沉淀，反应式为mg22oh=mg(oh)2(3)b管是电解池的阳极，电极反应式为4oh4e=2h2oo2(4)a管收集到的气体是h2，要检验h2应先将试管a从烧杯中取出，操作方法是用拇指堵住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有蓝色