高中化学 第四章 第3节 电解池 电解原理的应用练习 新人教版选修4.doc

第四章 第3节 电解池 电解原理的应用1电解饱和食盐水 (1)电极反应式阳极：发生_反应，_。阴极：发生_反应，_。(2)总反应式化学方程式：_。离子方程式：_。2电镀(1)定义：电镀是应用_原理在某些金属表面镀上一薄层其他_或_的方法。(2)电镀池的构成 (3)电镀目的：使金属增强_能力，增加美观和表面硬度。(1)氧化2cl2e=cl2还原2h2e=h2(2)2nacl2h2o2naohh2cl22cl2h2ocl2h22oh2(1)电解金属合金(2)镀层金属待镀的金属制品含有镀层金属离子的溶液(3)抗腐蚀1.若在电解饱和食盐水时滴入几滴酚酞试液，为什么阴极附近变红色？提示：电解饱和食盐水时，由于h在阴极上得到电子而生成h2，破坏了附近的水的电离平衡，促进了水继续电离，结果阴极区溶液里oh的浓度增大而呈现碱性。2在某镀件上镀铜时，电镀液中cuso4的浓度如何变化？解析：电镀铜，阳极：cu2e=cu2；阴极：cu22e=cu，故电镀液cuso4的浓度保持不变。1电解精炼铜2电冶金(1)金属冶炼的本质：使矿石中的_获得电子，从它们的化合物中_出来。如mnne=m。(2)电冶金：电解是最强有力的氧化还原手段，适用于一些_单质的制取，如冶炼_等活泼金属。(3)电解熔融的氯化钠阳极反应：_；阴极反应：_；总反应：_。1纯铜粗铜cu2e=cu2cuso4溶液2(1)金属离子还原(2)活泼金属钠、钙、镁、铝(3)2cl2e=cl22na2e=2na2nacl(熔解)2nacl23.电解精炼铜时，电解液中cuso4的浓度如何变化？提示：电解精炼铜时，阴极：cu22e=cu，阳极：cu2e=cu2(主要)，zn2e=zn2，fe2e=fe2(杂质失电子)。因此阳极溶解的铜比阴极析出的铜少，故c(cuso4)减小。基础训练1下列描述中，不符合生产实际的是()a电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁做阳极b电解法精炼粗铜，用纯铜做阴极c电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网做阴极d在镀件上电镀锌，用锌做阳极解析：电解冶炼金属铝时，若铁做阳极，则铁将失电子而溶解，不符合生产实际。答案：a 2(双选)利用电解法可将含有fe、zn、ag、pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是()a电解时以精铜作阳极b电解时阴极发生还原反应c粗铜连接电源负极，其电极反应是cu=cu22ed.电解后，电解槽底部会形成含少量ag、pt等金属的阳极泥解析：粗铜精炼只能以精铜作阴极，粗铜作阳极；电解时阴极cu2得到电子发生还原反应，b正确；粗铜连接电源正极；粗铜中的ag、pt等金属不及cu活泼，不能失电子被氧化，形成阳极泥，d正确。答案：bd3关于电解nacl水溶液，下列叙述正确的是()a电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠b若在阳极附近的溶液中滴入ki溶液，溶液呈棕色c若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色d电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性解析：阳极cl失电子生成cl2，滴入ki溶液，溶液呈棕色；阴极h得电子生成h2，溶液中c(oh)增大，滴入酚酞显红色，电解后电解质最终变成naoh溶液。答案：b4(2014重庆市模拟)下列有关电化学装置完全正确的是()abcd铜的精炼铁上镀银防止fe被腐蚀构成铜锌原电池解析：解析电解精炼铜时，应该用粗铜作阳极，纯铜作阴极，故a项错误；铁上镀银时，应该用银作阳极，铁作阴极，故b项错误；c项是外加电流的阴极保护法，正确；铜锌原电池中，锌应插入硫酸锌溶液中，铜应插入硫酸铜溶液中，故d项错误。答案选c项。答案：c 5.(2014珠海一中高三联考)下列有关用惰性电极电解agno3溶液的说法不正确的是()a电解过程中阴极质量不断增大b电解过程中阳极附近的ph不断降低c电解一段时间后，向溶液中加入适量的ag2o固体可使溶液恢复到电解前的状况d电解过程中，溶液中电子由阴极迁向阳极解析：电解过程中ag在阴极析出，故阴极质量不断增大，a正确；电解过程中阳极附近的oh不断放电生成氧气，使ph不断降低，b正确；电解一段时间后，溶液产生hno3，故向溶液中加入适量的ag2o固体可使溶液恢复到电解前的状况，c正确；电解过程中，溶液中没有电子移动，d错；答案为d。答案：d6现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极，请用氯碱工业中的膜技术原理回答下列问题。 (1)写出氯碱工业中电解饱和食盐水的离子方程式： _；(2)请利用交换膜技术，根据下图框架，设计一个电解硫酸钠溶液制氢氧化钠溶液和硫酸溶液的装置，标出进出物质的化学式：a_；c_；e_；膜b为_离子交换膜(填“阳”或“阴”)。解析：(1)氯碱工业中电解饱和食盐水的离子方程式：2cl2h2o2ohcl2h2。(2)阳离子交换膜只能让阳离子通过，类推阴离子交换膜也应该只能让阴离子通过。氯碱工业中h2o参与放电而产生naoh，电解na2so4溶液时阴极区h放电(阴极：2h2e=h2)破坏水的电离平衡而使溶液呈碱性，所以c出来的物质为naoh；阳极区oh放电(4oh4e=2h2oo2)破坏水的电离平衡而使溶液呈酸性，a处出来的物质为o2。氯碱工业中为了得到纯净的naoh产品，阴极区加入水(含少量naoh增强导电性)。类推：电解na2so4溶液要得到“纯净”的产品，在阴极区、阳极区也只能加入水，在电解池的中央部分加入na2so4溶液，即e处加na2so4溶液。根据分析膜b只能让阳离子通过，为阳离子交换膜。答案：(1)2cl2h2o2ohcl2h2(2)o2naohna2so4(溶液)阳能力提升7(2015浙江重点中学协作体高三摸底考)高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍(ni)、铁作电极电解浓naoh溶液制备高铁酸盐na2feo4的装置如图所示，下列推断合理的是() a铁是阳极，电极反应为fe6e4h2o=feo8hb电解时电子的流动方向为：负极ni电极溶液fe电极正极c若隔膜为阴离子交换膜，则oh自右向左移动d电解时阳极区ph降低、阴极区ph升高，撤去隔膜混合后，与原溶液比较ph降低(假设电解前后体积变化忽略不计) 解析：a项，依据装置图分析可知铁与电源正极相连做电解池阳极，碱性溶液不能生成氢离子，电极反应为fe6e8oh=feo4h2o，故a项错误；b项，电解过程中电子流向负极流向ni电极，不能通过电解质溶液，是通过电解质溶液中离子定向移动实现闭合电路，通过fe电极回到正极，故b项错误；c项，阴离子交换膜只允许阴离子通过；阴离子移向阳极，应从左向右移动，故c项错误；d项，阳极区域，铁失电子消耗氢氧根离子，溶液ph减小，阴极区氢离子得到电子生成氢气，溶液中氢氧根离子浓度增大，溶液ph增大；生成氢氧根离子物质的量消耗，在阳极电极反应fe6e8oh=feo4h2o，阴极氢氧根离子增大，电极反应2h2e=h2，依据电子守恒分析，氢氧根离子消耗的多，生成的少，所以溶液ph降低，故d正确；故选d。答案：d8关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是()a都用粗铜作阳极、纯铜作阴极b电解液的成分都保持不变c阳极反应都只有cu2e=cu2d阴极反应都只有cu22e=cu解析：a项电镀时镀件作阴极；b项电解精炼铜时电解液成分改变；c项电解精炼铜时，杂质若有比铜活泼的金属(如锌)，则还会发生zn2e=zn2的反应。答案：d9znmno2干电池应用广泛，其电解质溶液是zncl2nh4cl混合溶液。(1)该电池的负极材料是_。电池工作时，电子流向_(填“正极”或“负极”)。(2)若zncl2nh4cl混合溶液中含有杂质cu2，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是_。欲除去cu2，最好选用下列试剂中的_(填代号)。anaoh bzncfe dnh3h2o(3)mno2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的mnso4溶液。阴极的电极反应式是_。若电解电路中通过2 mol电子，mno2的理论产量为_。解析：(1)负极上是失电子的一极，zn失去的电子由负极经外电路流向正极。(2)锌与还原出来的cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂的基本要求是不能引入新杂质，所以应选zn将cu2 置换为单质而除去。(3)阴极上得电子，发生还原反应，h得电子生成氢气。因为mnso4mno22e，通过2 mol电子产生1 mol mno2，质量为87 g。答案：(1)zn(或锌)正极(2)锌与还原出来的cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀b(3)2h2e=h287 g10(2014高考山东卷)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。(1)钢制品应接电源的_极，已知电镀过程中不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alcl3水溶液作电解液，则阴极产物为_。(2)为测定镀层厚度，用naoh溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应转移6 mol电子时，所得还原产物的物质的量为_mol。(3)用铝粉和fe2o3做铝热反应实验，需要的试剂还有_。akcl bkclo3cmno2 dmg取少量铝热反应所得到的固体混合物，将其溶于足量稀h2so4，滴加kscn溶液无明显现象，_(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无fe2o3，理由是_(用离子方程式说明)。解析：(1)钢制品为镀件，电镀时作阴极，连接电源的负极；电镀铝阴极应生成单质铝，所以阴极电极反应式为4al2cl3e=al7alcl；若改用alcl3水溶液作电解液，h2o电离产生的h放电生成h2。(2)用naoh溶液溶解钢制品表面的铝镀层的化学方程式为2al2naoh6h2o=2naal(oh)43h2还原产物为h2，与转移电子的对应关系为：h22e，n(h2)n(e)6 mol3 m