2019版高中化学第四章电化学基础第3节电解池课时作业新人教版.docx

第四章第三节电解池基 础 巩 固1欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是(B)AAg和AgCl溶液BAg和AgNO3溶液CFe和AgNO3溶液 DPt和Ag2SO4溶液解析：电镀槽中，要求镀件作阴极，可用镀层金属作阳极，电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液，A、D项中AgCl和Ag2SO4均为沉淀，只有B项符合要求。2某同学为了使反应2HCl2Ag=2AgClH2能进行，设计了如下所示的四个实验方案，你认为可行的方案是(C)解析：由题意知，以盐酸作电解质溶液，Ag作阳极，设计成电解池可实现该反应。3(2018山东潍坊)电解法可提纯含有某些含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是(C)A阳极反应为4OH4e=2H2OO2B通电后阴极区附近溶液pH会增大C纯净的KOH溶液从a出口导出DK通过交换膜从阳极区移向阴极区解析：A、电解过程相当于电解水，阳极反应式为：4OH4e=2H2OO2，故A正确；B、电解时阴极电极反应为：4H4e=2H2，氢离子浓度减小，氢氧根浓度增大，溶液的pH增大，故B正确；C、在b电极附近产生氢氧根离子，钾离子向b电极移动，所以除去杂质后氢氧化钾溶液从液体出口b导出，故C错误；D、用氯化钾制备氢氧化钾时，阴极上氢离子放电，阳极上氯离子放电，K通过交换膜从阳极区移向阴极区，故D正确；故选C。4(2017广东湛江一中高二月考)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(D)A电解时以精铜作阳极B电解时阴极发生氧化反应C粗铜连接电源负极，其电极反应式是Cu2e=Cu2D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：电解精炼铜时，粗铜应作阳极，精铜作阴极，故A错误；阳极与电池的正极相连，发生氧化反应，阴极与电池的负极相连，发生还原反应，故B错误；粗铜连接电源的正极，发生氧化反应，故C错误；金属的活动性顺序为ZnFeCuAgPt，因此Ag、Pt不会放电，以单质形式在阳极附近沉积下来，故D正确。5在水中加入等物质的量的Ag、Pb2、Na、SO、NO、Cl，该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量之比为(C)A35.5108B16207C81D10835.5解析：所得溶液为NaNO3的水溶液，通电后，水电离产生的OH、H在两极上反应，氧化产物为O2，还原产物为H2，其质量之比为32(22)81。6将两个铂电极插入500 mL CuSO4(aq)中进行电解，通电一段时间后，某一电极上增重0.064 g(设电解时无H2放出，且不考虑水解和溶液体积的变化)，此时溶液中氢离子的物质的量浓度约为(B)A1103 molL1B4103 molL1C2103 molL1D1107 molL1解析：由于最后溶液的H主要由电解CuSO4溶液产生，所以要计算c(H)，可依据电解的离子方程式2Cu22H2O2CuO24H进行解题。题中电极增重0.064 g必为阴极反应生成Cu所致，即n(Cu)0.064 g64 gmol10.001 0 mol，然后依据离子方程式中各物质之间的化学计量数之比，求出生成的c(H)。2Cu22H2O2CuO24H2 mol 4 mol0.001 0 mol c(H)0.50 Lc(H)4.0103 molL1。7用如图所示装置除去含CN、Cl废水中的CN时，控制溶液pH为910，阳极产生的ClO将CN氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是(D)A用石墨作阳极，铁作阴极B阳极的电极反应式：Cl2OH 2e=ClOH2OC阴极的电极反应式：2H2O2e=H22OHD除去CN的反应：2CN5ClO2H=N22CO25ClH2O解析：A阳极要产生ClO，则铁只能作阴极，不能作阳极，否则就是铁失电子，A正确；B阳极是Cl失电子产生ClO，电极反应式为 ：Cl2OH2e=ClOH2O，B正确；C阴极是H产生H2，碱性溶液，故阴极的电极反应式为：2H2O2e=H22OH，C正确；D溶液为碱性，方程式应为2CN5ClOH2O=N22CO25Cl2OH。选D。8(2018山东潍坊)电解在化工生产、金属冶炼及科学研究等方面有重要应用。(1)工业上用电解熔融氧化铝的方法来制取金属铝。纯净氧化铝的熔点很高(约2 045)，在实际生产中，通过加入助熔剂冰晶石(Na3AlF6) 在1 000左右就可以得到熔融体。写出电解时阳极的电极反应式：_2O24e=O2_。电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是_石墨电极被阳极上产生的氧气氧化_。(2) 电解食盐水是氯碱工业的基础。电解所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2和Ca2，要加入的试剂分别为_NaOH_、_Na2CO3_。电解时，阴极反应的主要产物是_NaOH和H2_。电解时用盐酸控制阳极区的pH在23，用必要的文字和反应方程式说明原因：_Cl2H2OHClHClO，增大H和Cl浓度，抑制氯气与水的反应，减少氯气的损失_。(3)Cu2O是半导体材料，工业上常用电解法制取。电解装置如下图所示。电解装置中采用离了交换膜控制阳极区OH的浓度而制备纳米Cu2O。该离子交换膜是_阴_(填“阴”或“阳”)离子交换膜，阳极生成Cu2O的电极反应式为_2Cu2e2OH=Cu2OH2O_。解析：(1)由电解装置可知，阳极上氧离子失去电子，电极反应 2O24e=O2 ；阳极上产生氧气，石墨电极被阳极上产生的氧气氧化，故电解过程中作阳极的石墨易消耗。(2)食盐溶液中混有Mg2和Ca2，可以利用过量NaOH溶液除去Mg2，利用过量Na2CO3溶液除去Ca2；电解时，阴极反应2H2O2e=2OHH2，阴极反应的主要产物是NaOH和H2；电解时用盐酸控制阳极区的pH在23，用必要的文字和反应方程式说明原因：Cl2H2OHClHClO，增大H和Cl浓度，抑制氯气与水的反应，减少氯气的损失。(3)用阴离子交换膜控制电解液中控制阳极区OH的浓度而制备纳米Cu2O。在电解池中，当阳极是活泼电极时，该电极本身发生失电子得还原反应，在碱性环境下，金属铜失去电子的电极反应为2Cu2e2OH=Cu2OH2O。9某课外活动小组的同学用如图装置进行实验，C、D、E、F均为石墨电极，一段时间后在C电极表面有铜析出，试回答下列问题。(1)A为电源的_负_极；(2)E的电极反应式为：_2H2e=H2_；(3)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为_2122_；(4)在常温下，现用丙装置给铁镀铜，则H电极材料应该是_铜_，当丙中铁表面析出铜的质量为3.2 g时，乙中溶液的c(OH)为_0.1_molL1_(假设溶液体积为1 L，且饱和食盐水足量)；(5)已知甲中硫酸铜溶液足量，在电解一段时间后向甲中加入适量_CuO或CuCO3固体_可以使溶液恢复到原来的浓度。解析：(1)由已知C电极表面有铜析出，则C电极发生的电极反应为：Cu22e=Cu，则C为阴极，从而得知：A为负极，B为正极，D、F均为阳极，E为阴极。(2)由(1)可得知E为阴极，又知乙装置中的溶液为饱和食盐水，溶液中存在Na、Cl、H和OH，由放电顺序可知E的电极反应为：2H2e=H2。(3)由前面分析可知D为阳极，则其电极反应式为：4OH4e=O22H2O；F为阳极，其电极反应式为：2Cl2e=Cl2，装置为三个电解池串联，因此各个电极上得失电子数目与线路中转移电子数均相同。假设线路中转移了2 mol电子，则由以上电极反应式可知C、D、E、F电极上分别会产生1 mol铜、0.5 mol氧气、1 mol氢气、1 mol氯气，其物质的量之比为：2122。(4)H电极与电源的正极相连，则H为电镀池的阳极，其电极材料应为镀层金属，即为铜；3.2 g铜的物质的量为0.05 mol，又知丙中铁表面发生的反应为：Cu22e=Cu，则得到0.05 mol铜需0.1 mol电子，又知E的电极反应为：2H2e=H2，得到的电子也为0.1 mol，可得以下关系：2H2e2 OH，0.1 mol 0.1 mol所以反应后乙中溶液c(OH)0.1 molL1。(5)由题可知甲中的电池反应为2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2。则应加入适量的CuO或CuCO3固体。能 力 提 升1用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移的电子(D)A0.1 molB0.2 molC0.3 molD0.4 mol解析：由电解CuSO4溶液的化学方程式2CuSO42H2O2CuO22H2SO4知，电解过程中只析出Cu和放出O2，故电解后加入CuO就可以复原。但本题提示加入0.1 mol Cu(OH)2可以复原，说明电解过程中不仅有CuSO4被电解，还有H2O被电解。0.1 mol Cu(OH)2相当于0.1 mol CuO和0.1 mol H2O，由电子守恒0.1 mol CuO0.1 mol Cu0.2 mol e，0.1 mol H2O0.1 mol H20.2 mol e，即共计0.4 mol e。2关于下列四个装置图的说法，正确的是(D)A装置中阴极处产生的气体能够使湿润的淀粉KI试纸变蓝B装置中待镀铁制品应与电源正极相连C装置中电子由b极流向a极D装置中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应解析：A项，电极反应式分别为阳极：2Cl2e=Cl2，阴极：Cu22e=Cu，阳极产生的Cl2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝；B项，电镀装置中待镀铁制品(镀件)应与电源负极相连接；C项，氢氧燃料电池工作时，负极上通入的H2失电子，电子由a极流向b极；D项，氯碱工业中阳极产生Cl2，阴极附近溶液中生成NaOH，为防止Cl2与NaOH发生反应Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，工业上常采用离子交换膜法电解装置。3按图所示实验，若x轴表示流入阴极的电子的物质的量，则y轴可表示(D)c(Ag)c(NO)a棒的质量b棒的质量溶液的pHA BC D解析：本题考查电镀知识，阳极：Age=Ag，b棒质量减小；阴极：Age=Ag，a棒质量增大，电解质溶液浓度不变，故选D。4(2017聊城市第三次模拟)用石墨作电极电解KCl和CuSO4(等体积混合)混合溶液，电解过程中溶液pH随时间t的变化如图所示，下列说法正确的是(B)Aab段H被还原，溶液的pH增大Bcd段相当于电解水Cc点时加入适量CuCl2固体，电解液可恢复原来浓度D原溶液中KCl和CuSO4的物质的量浓度之比为21解析：用惰性电极电解等体积的KCl和CuSO4混合溶液，阴极离子放电顺序是Cu2H，阳极上离子放电顺序是ClOH，电解过程中分三段：第一阶段：阳极上电极反应式为2Cl2e=Cl2、阴极电极反应式为Cu22e=Cu，铜离子浓度减小，水解得到氢离子浓度减小，溶液pH上升；第二阶段：阳极上电极反应式为4OH4e=2H2OO2，阴极反应先发生Cu22e=Cu，反应中生成硫酸，溶液pH降低；第三阶段：阳极电极反应式为4OH4e=2H2OO2、阴极电极反应式为2H2e=H2，实质是电解水，溶液中硫酸浓度增大，pH继续降低。Aab段由于铜离子浓度减小，水解得到氢离子浓度减小，溶液pH上升，铜离子为被还原，A错误；B由上述分析可知，cd段相当于电解水，B正确；C电解至c点时，溶液中溶质为硫酸、硫酸钾，往电解液中加入适量CuCl2固体，不能使电解液恢复至原来的浓度，C错误；D图象中具体数量关系未知，不能计算原混合溶液中KCl和CuSO4的浓度之比，D错误，答案选B。5如图X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色色斑向d端扩散。下列判断正确的是(A)A滤纸上c点附近会变红色BCu电极质量减小，Pt电极质量增大C烧杯中溶液的pH增大D烧杯中SO向Cu电极定向移动解析：由图可知，该装置为电解装置，由通电后Y中央的紫红色色斑向d端扩散知，d为阳极(MnO向阳极移动)，b为电源的正极，a为电源的负极。Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，c点H放电，则OH浓度增大，所以滤纸上c点附近会变红色，故A项正确；Cu电极上Cu2得到电子生成Cu，Pt电极上OH失去电子，故Cu电极质量增大，Pt电极质量不变，B项错误；Pt电极上OH失去电子，故烧杯中溶液的pH减小，C项错误；Cu电极为阴极，Pt电极为阳极，烧杯中SO向Pt电极定向移动，D项错误。6金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍(已知：