2019-2020学年高中化学 第四章 电化学基础 第3节 电解池 第2课时 电解原理的应用限时规范训练 新人教版选修4VIP

1 第第 2 2 课时课时 电解原理的应用电解原理的应用 一 单项选择题 1 在电解水制取 h2和 o2时 为了增强溶液的导电性 常常需要加入一些电解质 最 好选用下列物质中的 a naoh b hcl c nacl d cuso4 答案 a 2 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溶液 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 答案 b 解析 电解 nacl 水溶液 在阴极得不到金属钠 a 项错误 阳极得到氯气 氯气与 ki 反应生成单质碘 溶液呈棕色 b 项正确 阴极生成 naoh 滴入酚酞 溶液呈红色 c 项错误 电解一段时间后 将全部电解液转移到烧杯中 充分搅拌后溶液呈碱性 d 项错 误 3 粗铜中除含有铜以外 还含有少量的锌 铁 银 在如图所示的装置中 用纯铜和 粗铜分别作为两极进行电解 下列有关叙述中 正确的是 a 可检测到电解液中有 zn2 fe2 b 可检测到电解液中有 fe3 zn2 ag c 电解过程中 溶液中的铜离子浓度保持不变 d 通电一段时间后 取出两极 称得粗铜极减小的质量等于纯铜极增加的质量 答案 a 解析 粗铜上发生反应 zn 2e zn2 fe 2e fe2 cu 2e cu2 银 以单质形式沉积于阳极底部形成阳极泥 纯铜上发生反应 cu2 2e cu 结合电子守 恒可知 溶液中的铜离子浓度略有减小 粗铜极减小的质量不等于纯铜极增加的质量 4 某小组设计电解饱和食盐水的装置如图 通电后两极均有气泡产生 下列叙述正确 的是 2 a 铜电极附近观察到黄绿色气体 b 石墨电极附近溶液呈红色 c 溶液中的 na 向石墨电极移动 d 铜电极上发生还原反应 答案 d 解析 电解饱和食盐水装置通电两极均有气泡产生 可知铜电极作负极 石墨电极 作正极 电解食盐水装置的两电极均不发生反应 故铜电极上 h 得到电子 有氢气放出 铜电极附近溶液呈碱性 石墨电极上有氯气放出 故 a b 项均错误 d 项正确 溶液中的 na 向铜电极移动 故 c 项错误 5 某学生设计了一个 黑笔写红字 的趣味实验 如下图所示 滤纸先用氯化钠 无 色酚酞的混合液浸湿 然后平铺在一块铂片上 接通电源后 用铅笔在滤纸上写字 会出 现红色字迹 据此 下列叙述中正确的是 a 铅笔端作阳极 发生还原反应 b 铂片端作阴极 发生氧化反应 c 铅笔端有少量氯气产生 d a 是负极 b 是正极 答案 d 解析 电解饱和食盐水实验中阳极发生氧化反应 生成氯气 阴极发生还原反应生 成氢气 由电极反应式可知 在阴极氢离子放电 生成氢氧化钠 出现红色字迹 所以铅 笔作阴极 a 为电源负极 故选 d 6 一些科学家采用高质子导电性的 scy 陶瓷 能传递 h 实现了氨的电化学合成 该过程 n2和 h2的转化率远高于现在工业上使用的氨合成法 对于电化学合成氨的有关叙述 正确的是 a n2在阴极上被氧化 b 可选用铁作为阳极材料 c 阳极的电极反应是 n2 6e 6h 2nh3 d 该过程的总反应是 n2 3h22nh3 电解 3 答案 d 解析 n2在阴极被还原 a 项错误 铁是活泼的金属 作阳极会被氧化放电 b 项错 误 阴极的电极反应是 n2 6e 6h 2nh3 c 项错误 7 2018 年陕西西安期中 观察下列几个装置示意图 有关叙述正确的是 a 装置 中阳极上析出红色固体 b 装置 的待镀铁制品应与电源正极相连 c 装置 中外电路电子由 a 极流向 b 极 d 装置 中的离子交换膜允许阳离子 阴离子 水分子自由通过 答案 c 8 下图是工业电解饱和食盐水的装置示意图 下列有关说法不正确的是 a 装置中的离子交换膜只能让阳离子通过 不能让阴离子通过 b 装置中出口 处的物质是氢气 出口 处的物质是氯气 c 除去杂质后的氢氧化钠溶液从出口 b 处导出 d 转移 0 8 mol 电子时产生氢气 8 96 l 标准状况 答案 b 解析 若装置中的离子交换膜让阴离子通过 则在阴极区产生的 naoh 中混有 nacl 导致电解产物不纯 a 项正确 装置出口 处 阳极 的物质为氯气 出口 处 阴极 的 物质是氢气 b 项错误 氢氧化钠溶液在装置右侧生成 故除去杂质后的氢氧化钠溶液从 4 出口 b 处导出 c 项正确 当转移 0 8 mol 电子时产生氢气 0 4 mol 即 8 96 l 标准状况 d 项正确 9 2018 年山东滨州北镇中学检测 cui 是一种不溶于水的白色固体 它可以由反应 2cu2 4i 2cui i2而得到 如下图所示装置中 a b 都是惰性电极 通电一段时 间后 在 ki 淀粉溶液中阳极周围变蓝色 则下列说法正确的是 a 若 a 极变红 则在 pt 电极上 2i 2e i2 淀粉遇碘变蓝 b 若 b 极变红 则在 pt 电极上 4oh 4e 2h2o o2 o2将 i 氧化为 i2 淀粉 遇碘变蓝 c 若 a 极变红 则在 cu 电极上 开始 cu i e cui 一段时间后 2i 2e i2 淀粉遇碘变蓝 d 若 b 极变红 则在 cu 极上 cu 2e cu2 cu2 显蓝色 答案 c 解析 若 a 极变红 则该极上是氢离子发生得电子的还原反应 所以 a 为阴极 b 为阳极 y 为电源的正极 x 为负极 则 pt 电极为阴极 该极上是氢离子发生得电子的还 原反应 析出氢气 故 a 错误 若 b 极变红 则该极上是氢离子发生得电子的还原反应 所以 b 为阴极 a 为阳极 y 为电源的负极 x 为正极 则 pt 电极为阳极 该极上是碘离 子发生失电子生成 i2 淀粉遇碘变蓝 故 b 错误 电解 nacl 溶液 滴入酚酞 阴极附近 变红 若 a 极变红 则 x 为电源的负极 y 为正极 故 cu 电极为阳极 则 cu 2e cu2 2cu2 4i 2cui i2 碘遇淀粉变蓝 故 c 正确 若 b 极变红 则 该极上是氢离子发生得电子的还原反应 b 为阴极 a 为阳极 y 为电源的负极 x 为正极 cu 电极是阴极 该极上发生氢离子发生得电子的还原反应 析出氢气 故 d 错误 二 非选择题 10 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 其工作原理如上图所示 1 该电解槽的阳极反应式是 5 2 通电开始后 阴极附近溶液 ph 会增大 请简述原因 3 除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口 填 a 或 b 流出 答案 1 4oh 4e 2h2o o2 2 h 放电 促进水的电离 oh 浓度增大 ph 增大 3 b 解析 根据离子放电顺序可知 阳极 oh 放电产生 o2而阴极 h 放电产生 h2 从而 使阴极区附近 h2o h oh 的电离平衡被破坏 平衡右移 oh 浓度增大 ph 增大 产 生的 oh 和通过阳离子交换过来的 k 结合成 koh 由 b 口流出 11 如下图所示的装置 c d e f x y 都是惰性电极 将电源接通后 向乙中滴 入酚酞溶液 在 f 极附近显红色 试完成以下问题 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是 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 说明 答案 1 正极 2 2cuso4 2h2o2cu o2 2h2so4 通电 3 1 1 4 银 agno3 5 y 极附近红褐色变深 氢氧化铁胶粒带正电荷 解析 本题考查电解池有关串联电解的知识 综合性较强 由向乙中滴入酚酞溶液 在 f 极附近显红色 说明 f 为阴极 那么 e 为阳极 所以 b 为电源的负极 a 为电源的正 极 甲是电解 cuso4溶液 总方程式 2cuso4 2h2o2cu o2 2h2so4 通电 乙装置中生成的气体为v cl2 v h2 1 1 丙是电镀池 所以给铜镀银 阳极 g 应为 ag 阴极 h 为 cu 电镀液为 agno3溶液 由于氢氧化铁胶粒带正电 所以有外加电源时 胶粒定向移动 向阴极移动 所以 y 极附近红褐色变深 6 12 下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 8 8 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 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 答案 1 2 2h 2e h2 或 2h2o 2e 2oh h2 mg2 2oh mg oh 2 3 4oh 4e 2h2o o2 或 2h2o 4e 4h o2 4 用拇指按住管口 管口向下取出试管 靠近火焰 放开拇指 有爆鸣声 管口有蓝 色火焰 5 用拇指按住管口 管口向上取出试管 放开拇指 将带有火星的木条伸入试管内会 复燃 6 溶液呈红色 白色沉淀溶解 或大部分溶解 解析 a 为阴极 电极反应为 2h 2e h2 a 管收集的是 h2 b 为阳极 电极 反应为 4oh 4e 2h2o o2 b 管中收集的是 o2 因 h 放电 a 中溶液中有 mg2 2oh mg oh 2 13 氯碱厂电解饱和食盐水制取 naoh 的工艺流程示意图如下 1 在电解过程中 与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为 与电源负极相连的电极附近 溶液 ph 填 不变 升高 或 下降 7 2 电解饱和食盐水的装置如右图所示 若收集的 h2为 2 l 则同样条件下收集的 cl2 填 或 2 l 原因是 装置改进后 可用于制备 naoh 溶液 若测定溶液中 naoh 的浓度 常用的方法为 3 在用隔膜法电解食盐水时 电解槽分隔为阳极室和阴极室 防止 cl2与 naoh 反应 采用无隔膜电解冷的食盐水时 cl2与 naoh 充分接触 产物仅是 naclo 和 h2 相应的化学 方程式为 答案 1 2cl 2e cl2 升高 2 电解生成的氯气与电解生成的 naoh 发生了反应 酸碱中和滴定 3 nacl h2onaclo h2 电解 或 2nacl 2h2o2naoh cl2 h2 cl2 2naoh nacl naclo h2o 电解