人教版选修4 第4章第3节 电解池（第2课时） 作业 (5).doc

第3节 电解池第2课时 电解原理的应用基础过关1.一定温度下,ph=a的某电解质溶液中,插入两支惰性电极通直流电一段时间后,溶液的pha,则该电解质可能是(b)a.naclb.h2so4c.cucl2d.na2so4解析:用惰性电极分别电解nacl、h2so4、cucl2、na2so4四种溶液时,其实质分别为电解:h2o和cl-、h2o、cucl2、h2o,故一段时间后各溶液的ph变化为增大、减小、增大、不变,只有h2so4符合题意。2. 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,下列叙述正确的是(已知:氧化性fe2+ni2+2 moll-1,当n(e-)=0.6 mol时,阴极先发生反应:cu2+2e-cu(消耗0.4 mol e-),再发生反应:2h+2e-h2,生成0.1 mol h2,阳极只发生反应:4oh-4e-2h2o+o2,生成0.15 mol o2,故 v(h2)v(o2)=23,如果电解过程中仅发生反应:2cuso4+2h2o2cu+2h2so4+o2,加入0.2 mol cuo可使电解质溶液恢复为电解前的浓度,实际上电解后期发生反应:2h2o2h2+o2。6. 1 l某溶液中含有的离子如下表:离子cu2+al3+ncl-物质的量浓度(mol/l)11a1用惰性电极电解该溶液,当电路中有3 mol e-通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象),下列说法正确的是(a)a.电解后溶液的ph=0b.a=3c.阳极生成1.5 mol cl2d.阴极析出的金属是铜与铝解析:电解过程分三个阶段,开始阶段cu2+与cl-放电(转移 1 mol e-),然后是cu2+与水电离出的oh-放电(转移 1 mol e-),最后相当于电解水(转移1 mol e-),在第二个阶段由:2h2o-4e-4h+o2 4 4 1 mol1 mol知共产生1 mol h+,其浓度为1 mol/l,故ph=0,a正确;由电荷守恒知:a为4,b错;阳极产生cl2一共为0.5 mol,c错误;在水溶液中al3+不放电,故阴极析出的金属中没有铝。7. 与如图有关的下列叙述正确的是(b)a.a为直流电源的负极b.用该装置制白铁(镀锌铁),d为铁电极c.用该装置精炼铜,d为粗铜电极d.c、d均为石墨电极电解饱和食盐水时,c电极附近ph升高解析:从图示看,该装置是电解池,a是正极,c是阳极,b是负极,d是阴极;若用于精炼铜,c为粗铜电极;电解饱和食盐水时,d电极附近ph升高;作镀锌铁时,d为铁电极;正确的叙述只有b。8.按如图装置实验,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(n)a棒的质量b棒的质量 溶液的pha.b.c.d.解析:分析图示可知:ag为阳极,fe为阴极,则该装置为电镀池(铁上镀银),电解质溶液浓度及ph不变。9. 按要求对下图中两极进行必要的连接并填空:(1)在a图中,使铜片上冒h2气泡。请加以必要连接,则连接后的装置叫。电极反应式:锌板:;铜板:。(2)在b图中,使a极析出铜,则b析出。加以必要的连接后,该装置叫。电极反应式:a极: ;b极:。经过一段时间后,停止反应并搅匀溶液,溶液的ph(填“升高”“降低”或“不变”),加入一定量的后,溶液能恢复至与电解前完全一致。假设cu(no3)2的量足够多解析:(1)在a图中,使铜片上冒h2气泡,则铜片作正极,锌作负极,该电池属于原电池,锌电极上失电子发生氧化反应,铜电极上氢离子得电子发生还原反应。(2)在b图中(a、b都为惰性电极),使a极析出铜,电极材料不能得失电子,所以该装置是电解池,a是阴极,b是阳极,阳极上氢氧根离子放电生成氧气;由于消耗oh-,故溶液的ph减小;根据“析出什么加入什么”的原则加入物质应该是cuo。答案:(1)连接画线略原电池zn-2e-zn2+2h+2e-h2(2)o2电解池c+2e-cu4oh-4e-o2+2h2o降低cuo能力提升10. 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:cl-+2oh-2e-clo-+h2oc.阴极的电极反应式:2h2o+2e-h2+2oh-d.除去cn-的反应:2cn-+5clo-+2h+n2+2co2+5cl-+h2o解析:d项,控制溶液ph为910,溶液呈碱性,离子方程式应为2cn-+5clo-+h2on2+2co2+5cl-+2oh-。11.电化学降解n的原理如图所示。下列说法中不正确的是(d)a.铅蓄电池的a极为正极,电极材料为pbo2b.铅蓄电池工作过程中负极质量增加c.该电解池的阴极反应为2n+6h2o+10e-n2+12oh-d.若电解过程中转移2 mol电子,则交换膜两侧电解液的质量变化差(m左-m右)为10.4 g解析:根据图知,电解槽右边部分n元素化合价由+5价变为0价,所以硝酸根离子发生还原反应,则agpt电极为阴极、pt电极为阳极,所以a是正极、电极材料为pbo2,a正确;铅蓄电池工作过程中负极为pb失电子生成硫酸铅,所以负极质量增加,b正确;阴极上硝酸根离子得电子发生还原反应,电极反应式为2n+6h2o+10e-n2+12oh-,c正确;转移2 mol电子时,阳极(阳极反应为h2o失电子氧化为o2和h+)消耗1 mol水,产生2 mol h+进入阴极室,阳极室质量减少18 g;阴极的电极反应式为2n+6h+10e-n2+6oh-,转移2 mol电子,阴极室中放出0.2 mol n2(5.6 g),同时有2 mol h+(2 g)进入阴极室,因此阴极室质量减少3.6 g,故膜两侧电解液的质量变化差(m左-m右)=18 g-3.6 g=14.4 g,d错误。12. 据图回答下列问题:(1)甲池是装置,电极a的名称是 。(2)甲装置中通入ch4的电极反应式为 ,乙装置中b(ag)电极的电极反应式为 ,丙装置中d极的产物是(写化学式)。(3)一段时间后,当丙池中产生112 ml(标准状况下)气体时,均匀搅拌丙池,所得溶液在25 时的ph=(已知:nacl溶液足量,电解后溶液体积为500 ml)。若要使丙池恢复电解前的状态,应向丙池中通入(写化学式)。解析:(1)甲池中一极通入甲烷,另一极通入氧气,所以甲池为甲烷燃料电池,通入甲烷的一极为负极,通入氧气的一极为正极,a与正极相连,所以a为阳极。(2)ch4在负极上失电子,碱性条件下生成碳酸根,甲装置中通入ch4的电极反应式为ch4+10oh-8e-c+7h2o;乙装置中b(ag)电极为银离子得电子,其电极反应式为ag+e-ag;丙装置中d极为阴极,电极上h+放电生成氢气,h+是由水电离产生的,所以d极的产物是h2和naoh。(3)设电解后氢氧化钠的物质的量浓度是x,丙池中产生112 ml气体,则氢气的体积与氯气的体积相同均为 56 ml,2nacl+2h2oh2+cl2+2naoh 22.4 l 2 mol 0.056 l 0.5 lx则x=0.01 mol/l,则c(h+)=10-12 mol/l,所以溶液的ph=12。由于电解生成h2和cl2从溶液中逸出,所以应加两者的化合物,即通入hcl。答案:(1)原电池阳极(2)ch4+10oh-8e-c+7h2oag+e-agh2和naoh(3)12hcl13. 认真观察下列装置,回答下列问题:(1)装置b中pbo2上发生的电极反应为 。(2)装置a中总反应的离子方程式为 。(3)若装置e的目的是在铜上镀银,则x为 ,极板n的材料为。(4)若装置e中x为海水,极板n的材料为惰性电极,极板m的材料为钢铁设备,这种保护钢铁设备的方法叫 。(5)当装置a中cu电极质量改变6.4 g时,装置d中产生的气体体积为(标准状况)。解析:(1)b和c装置构成原电池,铅作负极,二氧化铅作正极,原电池放电时,正极上二氧化铅得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅,发生还原反应,电极反应式为pbo2+2e-+4h+spbso4+2h2o。(2)a是电解池,左边pt作阴极,右边cu作阳极,阳极上cu放电,阴极上氢离子放电,装置a中总反应的离子方程式为cu+2h+cu2+h2。(3)电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极,电解质溶液中阳离子和镀层金属相同,若装置e的目的是在某镀件上镀银,则x为硝酸银溶液,n作阳极,应该是银。(4)m作阴极,为外加电流的阴极保护法。(5)当装置a中cu电极质量改变6.4 g时,n(cu)=0.1 mol,则转移0.2 mol电子,装置d中n(nacl)=0.1 mol,阳极首先发生反应2cl2e-cl2、其次发生反应4oh-4e-2h2o+o2,