18 19 学业分层测评21 电解原理的应用

1、 学业分层测评(二十一) 电解原理的应用 (建议用时：40分钟) 基础达标练 1用电化学方法提取废弃定影液中的银，同时使处理后的溶液中不引入其他新的重金属离子，下列方案正确的是( ) A B C D D 要用电化学方法提取废弃定影液中的银，同时使处理后的溶液中不引入其他新的重金属离子，则应该用电解原理，因此阴极应该是银，阳极可以是惰性电极，例如碳棒，答案选D。 2下图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列说法中不正确的是( ) 【导学号：80192292】 A装置出口处的物质是氯气 B出口处的物质是氢气，该离子交换膜只能让阳离子通过 电解=ClH2H C装置中发生反应的离子方程式为2Cl22D

2、该装置是将电能转化为化学能 C 出口处是电解池的阳极区，溶液中的氯离子失电子生成氯气，A项正确；出口处是电解池的阴极区，溶液中的氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，离子交换膜是阳离子交换膜，只允许阳离子通过，B项正确；电解饱和食盐电解水生成氢氧化钠和氢气、氯气，离子方程式为2Cl2HO=ClH2222OH，C项错误；该装置是电解装置，是把电能转化为化学能，D项正确。 3某同学组装了如图所示的电化学装置，电极为Al，其他电极均为Cu，则( ) 【导学号：80192293】 页 1 第 A工作一段时间后，C烧杯的pH减小 B电极发生还原反应 移向A烧杯C盐桥中的K 电流方向：电极A 电极D D 由

3、题意可知，该装置的 、 是原电池的两极， 是负极， 是正极，、是电解池的两极，其中 是阳极，是阴极；装置C是电镀池，硫酸铜浓度不变，C烧杯的pH不变，A错误；电极 是原电池的负极，发生氧化反应，故B错误；原电池中阳离子移向正极，盐桥中的K移向B烧杯，故 A 电极 ，故D正确。 C错误；电流方向：电极 4金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt杂质，用电解法制备高纯度的镍，下列叙述中正确的是( ) 2=Ni 2eA阳极发生还原反应，其电极反应式为：NiB电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等 22 ZnFe和C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有D电解后，电解槽底部的阳极

4、泥中只有Cu和Pt 2NiC项，溶液中的阳离子主要为 A项，阳极应发生氧化反应，错误。D，错误。B项，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222，Cu、PtNi2e=Ni在该条件下不失Zn2e=Zn，Fe2e=Fe，222在该条件下不得电子，比较两、=Ni，FeZn电子，阴极反应为Ni2e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，错误。 2)酸性废水，其中，耐酸电(CrO5如图所示，某工厂采用电解法处理含铬7232全部变为Cr，下列说法不解槽以铁板作阴、阳极，电解后，溶液中的CrO72正确的是( ) AM与电源

5、的正极相连 3 Fe出液口排出的溶液中还含有B 页 2 第 =H2e极电极反应为2H CN2D阴极区附近溶液pH降低 2)酸性废水，溶液中的H在阴极放电产生(CrOH，D A项，电解含铬227所以N与电源的负极相连，作阴极，M与电源的正极连接，作阳极，正确；B322，发生反应变为Fe，然后与溶液中的CrO项，阳极Fe失去电子变为Fe723323，正确；则被还原变为CrFe，所以出液口排出的溶液中含有CrOCr、72C项，在阴极N极，溶液中的H得到电子变为H，电极反应为2H2e2=H，正确；D项，在阴极区，由于H得到电子变为H，附近溶液的酸性22减弱，溶液pH升高，错误。 6电解装置如图所示，电

6、解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。5I3HO。下列说法不正确的是( 3I已知：6OH =IO) 232 2OH=HO2eA右侧发生的电极反应式：2H22 电解结束时，右侧溶液中含有IOB3电解C电解槽内发生反应的总化学方程式：KI3HO=KIO3H 232D如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变 D 电解时左侧溶液变蓝，说明反应中II，则电极反应为：2I2e2=I，该极为阳极。右侧电极为阴极，发生还原反应，则是水放电生成H，电22极反应为：2HO2e=H2OH，A正确；电解过程中阴离子O

7、H可通22过阴离子交换膜向阳极移动，因此OH可从右侧进入左侧，导致单质I与OH2反应：3I6OH=IO5I3HO，因此左侧溶液中产生IO，IO也可透33223过阴离子交换膜进入右侧，B正确；把两个电极反应和I与OH的反应合并，2电解可得总反应方程式：KI3HO=KIO3H，C正确；如果用阳离子交换232 页 3 第 膜代替阴离子交换膜，则右侧产生的OH不能进入左侧，则不会发生单质I与2OH的反应，因此电解槽内的化学反应不同，D错误。 7用惰性电极电解M(NO)的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同x3时产生b L氧气(标准状况下)，从而可知M的相对原子质量是( ) 【导学号：8019229

8、4】 22.4 ax11.2ax B. A. bb2.5ax5.6ax C. D. bbb4C 生成b L O转移电子为 mol，据电子守恒得到M的物质的量为： 222.44bbb5.6xamolmol，则M的摩尔质量为aM的相对原子质量g/mol， bx5.6xx22.45.65.6ax为。 b8用惰性电极电解硫酸铜溶液，整个过程转移电子的物质的量与产生气体总体积的关系如图所示(气体体积均在相同状况下测定)。欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入( ) 【导学号：80192295】 A0.1 mol CuO B0.1 mol CuCO 3C0.1 mol Cu(OH) 2D0.05 mol

9、Cu(OH)CO 322D 根据图像和电解原理，OP段电解反应的化学方程式为：2CuSO4电解电解2HO=2CuO2HSO，PQ段电解反应的化学方程式为：2HO=22242?0.30.2?mol0.2 mol2HO，所以溶液中应加入CuO：0.1 mol，HO： 222220.05 mol，分析四个选项，加入0.05 mol Cu(OH)CO合适。 3229如图装置中，b电极用金属M制成，a、c、d为石墨电极，接通电源， 页 4 第 金属M沉积于b极，同时a、d电极上产生气泡。试回答： 【导学号：80192296】 (1)a为_极，c极的电极反应式为_。 (2)电解开始时，在B烧杯的中央，滴几

10、滴淀粉溶液，你能观察到的现象是：_， 电解进行一段时间后，罩在c极上的试管中也收集到了气体，此时c极上的电极反应为_。 (3)当d极上收集到44.8 mL气体(标准状况)时停止电解，a极上放出了_mol气体，若b电极上沉积金属M的质量为0.432 g，则此金属的摩尔质量为_。 (4)电解停止后加蒸馏水使A烧杯中的溶液体积仍为200 mL，取这种溶液加1 HCl溶液中，当加入25.0 mL 0.100 molL31.25 mL溶液时刚好沉淀完全。入到试计算：电解前A烧杯中MNO溶液的物质的量浓度为_。 3【解析】 (1)由题意知b极：Me=M，故b极为阴极，a极为阳极；则c极为阳极，电极反应为：

11、2I2e=I。 2(2)由于c极产生I，故c极附近溶液首先变蓝，d极反应：2HO2e=H2222OH，无I生成，故d极附近无现象；当c极I放电完全后，OH放电：2HO224e=O4H。 2(3)a极反应：2HO4e=O4H(或4OH4e=O2HO)，d2222极反应：2HO2e=H2OH(或2H2e=H)，由得失电子守恒2223L1044.8113mol；m(M)0.432 g，知2HO，n(O)n(H)110 2222221mol22.4 L0.432 g13mol108 g。 10(M) mol，则M4(en(M)n) 3 mol1041L0.1 mol0.025 L1，n(Ag)0.08

12、 (4)电解后c(AgNO)0.08 molL 30.031 25 L 页 5 第 0.016 mol0.004 mol1c(AgNO)0.2 L0.016 mol，电解前0.1 molLmolL 30.2 L1 。=I2e 2I 【答案】 (1)阳2=2HOO(2)c极附近的溶液首先变为蓝色 4OH 4e22(3)0.001 108 g/mol 1 L(4)0.1 mol10电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，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： 【导学号：80192297】 (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

13、边各滴入几滴酚酞试液，则： 电解池中X极上的电极反应式为_。在X极附近观察到的现象是_。 Y电极上的电极反应式为_。 (2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO溶液，则： 4X电极的材料是_，电极反应式为_。 Y电极的材料是_电极反应式为_。 (说明：杂质发生的电极反应不必写出) 【解析】 (1)由图知X为阴极，溶液中的H在X极放电，产生H，由于2H减少，破坏了水的电离平衡，使X极附近存在大量OH而使滴有酚酞的溶液变红色。Y为阳极，发生的反应为2Cl2e=Cl。 222Cu极为纯铜，发生的反应为，(2)精炼粗铜，电解质溶液中需含CuX2。=Cu Cu2e；2e=CuY极为粗铜，发生的反

14、应为=H) =H2OH或(2H2e放出2eO2H(1)【答案】 222=Cl2e 2Cl 气体，溶液变红2 页 6 第 22 =Cu Cu Cu2e2e=Cu 粗铜(2)纯铜能力提升练 时，控制溶液pH为废水中的CN11用右图所示装置除去含CN9、Cl氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是将10，阳极产生的ClOCN( ) A用石墨作阳极，铁作阴极 H2eB阳极的电极反应式：ClO 2OH=ClO2 2e2OH=HC阴极的电极反应式：2HO22O =N2CO5ClHD除去CN的反应：2CN5ClO2H2222无法除去，故铁只能作，则CNA.若铁作阳极，则铁失电子生成FeD 的化合价升高，故

15、在阳极发生Cl放电生成ClO，Cl阴极，A项正确；B.阳极阳离子在电解池的阴极得电子发氧化反应，又已知该溶液呈碱性，C.B项正确；由于溶液呈碱D.，C项正确；生还原反应，在碱性条件下，HO提供阳离子(H)25Cl，发生的反应为2CN5ClOHO=N2CO性，故除去CN222 D项错误。2OH，的电解装置NO12电解降解法可用于治理水体硝酸盐污染，将N降解成23) 如下图所示。下列说法正确的是( b 电源的正极为A BH从膜右侧迁移到膜左侧电解时 =4H电极反应为C2HO4eO22 24，生成N10 5.6 g D若转移的电子数为1.2042D A项，作阴极，b连接电源负极，错误；C项，阴极得电

16、子，错 误；B项，阳离子向阴极移动，故质子应是由左侧向右侧迁移，错误；D项，根24据N原子守恒可知2NON10e，转移电子数为1.20410，即2 mol电23子生成N 0.2 mol，N的质量为5.6 g，正确。 2213如图乙是甲的电解池进行电解时某个量(纵坐标x)随时间变化的曲线(各 页 7 第 电解池都用石墨作电极，不考虑电解过程中溶液浓度变化对电极反应的影响)，则x表示( ) 甲 乙 A各电解池析出气体体积总数的变化 B各电解池阳极质量的增加 C各电解池阴极质量的增加 D各电极上放电的离子总数的变化 C 用排除法解答：电解NaCl溶液时，随着电解的进行x值始终为0，可排除A、D项；对

17、于B项，三个电解池的阳极上都是阴离子放电，不可能有金属析出，所以也不正确。 14如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。试回答： 【导学号：80192298】 (1)电源中X极是_(填“正”或“负”)极。 (2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况下)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO)_。 4，则电解后，电解后溶液中仍有Cl中KCl溶液的体积也是200 mL(3)若A溶液的pH_。 【解析】 要注意电解的阶段性。如含Cl的溶液中Cl电解完后继续通2在阴极上被电解完全后H又会放电等。电极反应式电会使OH放

18、电，Cu和总反应方程式、电解产物物质的量与得失电子数之间的关系式是电化学计算的主要依据。(1)铜极增重，说明银在铜极析出，则铜极为阴极，X为负极。(2)C中铜极增重2.16 g，即析出0.02 mol Ag，线路中通过0.02 mol电子。 由4eO，可知B中产生的O只有0.005 mol，即112 mL。但B中共收集到224 mL222全部在阴极放电后，H接着放电产生了Cu气体，说明还有112 mL是H，即222(Cu可知n，2e 已被电解完。电子时，则通过，112 mL H0.01 molCu 由Cu2 页 8 第 )0.005 mol，则：c(CuSO)0.005 mol0.2 L0.025 mol/L。 (3)由4e4OH4中生成0.02 mol OH，则：c(OH)0.1 mol/L知，A，pH13。 【答案】 (1)负 (2)0.025 mol/L (3)13 2的酸性工业废水常用以下方法：往工业废水里CrO15工业上处理含72加入适量的NaCl，搅拌均匀；用Fe为电极进行电解，经过一段时间有Cr(OH)3和Fe(OH)沉淀产生；过滤回收沉淀，废水达到排放标准。试回答： 3【导学号：80192299】 (1)电解时的电极反应：阳极_， 阴极_。 32转变成CrO的离子反应方程式为 (2)Cr72_ _。 (3)电解过程中Cr(OH)、