第2课时电解原理的应用

文档编码:CO10F5D7Q9F7——HG5Q9K7N6M8——ZF10U1C8X2P10第2课时 电解原理的应用 第2课时电解原理的应用

课时训练

基础过关

1.确定温度下,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pH<a,就该电解质可能是〔 B〕

2SO 22SO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Fe2+<Ni2+<Cu2+〕〔D〕,以下表达正确选项〔已知:氧化性A.阳极发生仍原反应,其电极反应式:Ni2++2e -NiB.电解过程中,阳极质量的削减与阴极质量的增加相等C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有 2+

Fe2+和ZnCu和Pt解析:阳极发生氧化反应,其电极反应式Ni-2e-Ni2+,Fe-2e-Fe2+,Zn-2e-Zn2+,A错误;电解过程中,阳极失电子的有Fe、Zn、Ni,阴极析出的是镍,依据电子守恒,阳极质量的削减与阴极质量的增加不相等,B错误;电解后,溶液中存在的金属阳离子有Fe2+、Zn2+、Ni2+,C错误;粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,依据仍原性次序,Zn、Fe、Ni失电子被氧化,铜和铂不失电子沉降第2页在电解池底部形成阳极泥,电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt,D正确；3.以下有关两个电化学装置的表达正确选项〔B〕Ⅰ,电流形成的完整过程是:负极Zn-2e-Zn2+,电子经导线流向正极,正极Cu2++2e -CuⅠ,在不转变总反应的前提下棒,可用Na2SO4替换ZnSO4,用石墨替换CuⅡ,通电后H+和Na+先从阳极区移动到阴极,然后阴极才发生反应2H++2e H2↑

-Ⅱ,通电后,由于OH-向阳极迁移,导致阳极邻近pH上升解析:活泼金属锌失去电子,电极反应式为Zn-2e Zn2+,电子沿导线 -流向正极,正极Cu2++2e -才是电流形成的完整过程Cu,内电路离子的定向移动,构成闭合回路,,A错误;Na2SO4替换ZnSO4,负极仍是锌放电,原电池中的铜本身未参与电极反应,所以可用能导电的石墨替换Cu棒,B正确;溶液中氢离子来源于水的电离,氢离子浓度很小,所以通电后Na+先从阳极区移动到阴极,阴极四周的水电离出氢离子在阴极放电,C错误;阳极是氯离子放电,生成氯气,氯离子放电终止后是水电离出的氢氧根离子放电,导致阳极邻近pH降低,D错误；4.如图为电解饱和食盐水的简洁装置 ,以下有关说法正确选项〔 D〕A.电解一段时间后,向蛋壳内的溶液中滴加几滴酚酞 ,呈红色第3页D.蛋壳可阻挡生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触解析:碳棒在蛋壳内,溶液中的Cl-在该极失电子被仍原,溶液的碱性不增强,故A项错误;蛋壳表面缠绕的铁丝作阴极 ,H+在该极发生仍原反应得到氢气,B项错误;铁丝表面生成的气体是氢气 ,不能使潮湿的淀粉碘化钾试纸变蓝,C项错误;蛋壳在该试验中的作用是阻挡气体通过,D项正确；5.用石墨作电极电解200mLCuSO4溶液,电解过程中电子转移的物质的量n〔e-〕与产愤慨体的体积 V〔标准状况〕的关系如以下图；以下说法正确选项〔 C〕-14溶液的物质的量浓度为 2mol· LB.电解后所得溶液中 c〔H+〕=2mol·L

-1C.当n〔e-〕=0.6mol 时,V〔H2〕∶V〔O2〕=2∶316gCuO,就溶液可复原为电解前的浓度解析:从曲线的变化趋势可知,当转移0.4mole-时,CuSO4消耗完,由Cu2++2e Cu可求得电解前n〔CuSO4〕=0.2mol, 其浓度为1mol·L-1, -电解得到稀硫酸,依据硫元素守恒可知 n〔H2SO4〕=0.2mol,n〔H +〕=0.4mol,如电解后溶液体积不变 ,就c〔H+〕=2mol·L-1,实际上溶液体积减小,就c〔H+〕>2mol·L-1,当n〔e-〕=0.6mol 时,阴极先发生反应:Cu2++2e Cu〔消耗0.4mole -〕,再发生反应:2H++2e H2↑,生成 - -0.1molH2,阳极只发生反应:4OH--4e 2H2O+O2↑,生成0.15molO2, -故V〔H2〕∶V〔O2〕=2∶3,假如电解过程中仅发生反应 :2CuSO4+2H2O第4页2Cu+2H2SO4+O2↑,加入0.2molCuO可使电解质溶液复原为电解前的浓度,实际上电解后期发生反应 :2H2O 2H2↑+O2↑；6.1L 某溶液中含有的离子如下表 :2+ 3+ -离子 Cu Al N Cl物质的量浓度〔mol/L〕 1 1 a 1用惰性电极电解该溶液,当电路中有3mole体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象〔 A〕

A.电解后溶液的pH=0

B.a=3

C.阳极生成1.5molCl 2-通过时〔忽视电解时溶液〕,以下说法正确选项解析:电解过程分三个阶段,开头阶段Cu2+与Cl-放电〔转移1mole-〕,然后是Cu2+与水电离出的OH-放电〔转移1mole-〕,最终相当于电解水〔转移1mole -〕,在其次个阶段由:2H2O-4e 4H++O2↑ -4 41mol1mol知共产生1molH+,其浓度为1mol/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0.5mol,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.与如图有关的以下表达正确选项〔B〕第5页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电极邻近pH上升解析: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;如用于精炼铜,c为粗铜电极;电解饱和食盐水时,d电极邻近pH上升;作镀锌铁时,d为铁电极;正确的表达只有 B；8.按如图装置试验,如x轴表示流入阴极的电子的物质的量 ,就y轴可表示〔 D〕①c〔Ag+〕 ②c〔N 〕 ③a棒的质量 ④b棒的质量 ⑤溶液的pHA.①③ B.③④C.①②④D.①②⑤解析:分析图示可知:Ag为阳极,Fe为阴极,就该装置为电镀池〔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,就连接后的装置叫；电极反应式:锌板:;铜板:；〔2〕在B图中,使a极析出铜,就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“上升”“降低”或“不变” 〕,加入确定量的后,溶液能复原至与电解前完全一样；[假设Cu〔NO3〕2的量足够多]第6页解析:〔1〕在A图中,使铜片上冒H2气泡,就铜片作正极,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电子发生仍原反应；,铜电极上氢离子得〔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;依据“析出什么加入什么”的原就加入物质应当是 CuO；答案:〔1〕连接画线略 原电池 Zn-2e Zn 2H++2e H2↑ - 2+ --〔2〕O2 电解池 C +2e Cu4OH--4e O2↑+2H2O降低 CuO

-才能提升10.用如以下图装置除去含 CN-、Cl-废水中的CN-时,把握溶液pH为9～10,阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体；以下说法不正确选项〔 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-+H2O2CN-+C.阴极的电极反应式:2H2O+2eH2↑+2OH-的反应:2CN-+5ClO-+2H+N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O解析:D项,把握溶液pH为9～10,溶液呈碱性,离子方程式应为5ClO-+H2ON2↑+2CO2↑+5Cl-+2OH-；的原理如以下图；以下说法中不正确选项〔D〕A.铅蓄电池的A极为正极,电极材料为PbO第7页 -+6H2O+10e -

N2↑+12OHD.如电解过程中转移2mol电子,就交换膜两侧电解液的质量变化差〔Δm左-Δm右〕为10.4g

解析:依据图知,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仍原反应,就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仍原反应,电极反应式为2N+6H2O+10eN2↑+12OH-,C正确;转移2mol电子时,阳极〔阳极反应为H2O失电子氧化为O2和H+〕消耗1mol水,产生2molH +进入阴极室,阳极室质量削减 18g;阴极的电极反应式为2N +6H++10e N2↑+6OH-,转移2mol电子,阴极室中 -放出0.2molN 2〔5.6g〕, 同时有2molH +〔2g〕进入阴极室,因此阴极室质量削减3.6g,故膜两侧电解液的质量变化差 〔Δm左-Δm右〕=18g-3.6g=14.4g,D 错误；12.据图回答以下问题:〔1〕甲池是装置,电极A的名称是；〔2〕甲装置中通入CH4的电极反应式为第8页乙装置中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112mL〔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500mL〕；如要使丙池复原电解前的状态 ,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112mL气体,就氢气的体积与氯气的体积相同均为 56mL,2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH22.4L 2mol0.056L 0.5L×x就x= =0.01mol/L,就c〔H+〕=10-12mol/L, 所以溶液的pH=12；第9页由于电解生成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+7H2OAg++e -AgH2和NaOHC〔2〕CH4+10OH--8e〔3〕12HCl13.认真观看以下装置,回答以下问题:

〔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〕如装置E的目的是在铜上镀银,就X为 ,极板N的材料为 ；〔4〕如装置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,这种爱惜钢铁设备的方法叫

〔5〕当装置A中Cu电极质量转变6.4g时,装置D中产生的气体体积为 〔标准状况〕； 和C装置构成原电池,铅作负极,二氧化铅作正极,原电池解析:〔1〕B

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