高二化学（人教版）试题 选择性必修一 课时跟踪检测（三十二）　电解原理的应用

5/5课时跟踪检测(三十二)电解原理的应用(标题目配有讲评课件,选择题请在答题栏中作答)一、选择题1.工业上电解熔融NaCl与电解食盐水都能直接得到的物质是()A.Na B.NaOH C.H2 D.Cl22.(2025·辽宁大连高二检测)下列说法错误的是()A.电镀时,镀层金属作阳极,待镀金属作阴极B.电解精炼铜时,阳极减少的质量与阴极增加的质量相等C.工业上用石墨电极电解熔融Al2O3冶炼铝时,阳极材料因被氧气氧化需定期更换D.用惰性电极分别电解稀硫酸和Cu(NO3)2溶液,一段时间后溶液的pH均减小3.电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯,下列叙述中正确的是()A.电解时以精铜作阳极B.电解时,相同电量条件下,阳极减轻Cu的质量等于阴极增重铜的质量C.粗铜连接电源的负极,其电极反应为Cu-2e-Cu2+D.电解后,电解槽底部会形成含有少量Ag、Pt等金属的阳极泥4.以熔融盐为电解液,以含Cu和Mg等的铝合金废料为阳极进行电解,实现Al的再生。下列叙述正确的是()A.阴极上Al被氧化B.阳极和阴极的质量变化相等C.阳极发生反应之一:Al-3e-Al3+D.在电解槽底部产生含Mg的阳极泥5.(2025·厦门高二检测)电解熔融氯化钠和氯化钙混合盐制备金属钠的装置(剖面侧视图)如图所示。阳极为石墨,阴极为铁环,两极用隔膜隔开。氯气从阳极上方的抽气泵抽出,液态金属钠经铁管流入收集器。下列叙述正确的是()A.为增强导电性,可将石墨更换为铜棒作阳极B.金属钠的密度小于熔融混合盐的密度,电解得到的钠在上层C.隔膜为阳离子交换膜,防止生成的氯气和钠重新生成氯化钠D.电解时阴极的电极反应为Na++e-Na,发生氧化反应,阴极上可能生成少量钙单质6.利用如图所示装置可以在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法正确的是()A.通电后,Ag+向阳极移动B.银片与电源负极相连C.该电解池的阴极反应可表示为Ag++e-AgD.当电镀一段时间后,将电源反接,铜牌可恢复如初7.(2025·亳州高二期中)工业上以含SnSiF6、H2SiF6、H2SO4的混合液作电解液,以含Fe、Zn、Pb、C等杂质的粗锡为阳极进行电解,可得到精锡。下列说法错误的是()A.阴极发生的反应为Sn2++2e-SnB.电解一段时间,溶液中溶质的浓度不变C.在电解槽底部产生含Pb的阳极泥D.当阴极质量增加11.9g,电路中通过电子为0.2mol8.用如图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液pH为9~10,CN-与阳极产生的ClO-反应生成无污染的气体,下列说法不正确的是()A.用石墨作阳极,铁作阴极B.除去CN-的反应为2CN-+5ClO-+2H+N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2OC.阳极的电极反应为Cl-+2OH--2e-ClO-+H2OD.阴极的电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-9.研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质,利用图示装置获得金属钙,并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法不正确的是()A.由TiO2制得1mol金属Ti,理论上外电路转移4mol电子B.阳极的电极反应式为2O2--4e-O2↑C.在制备金属钛前后,整套装置中CaO的总量不会减少D.装置中石墨电极材料需要定期更换10.(2024·湖南卷)在KOH水溶液中,电化学方法合成高能物质K4C6N16时,伴随少量O2生成,电解原理如图所示,下列说法正确的是()A.电解时,OH-向Ni电极移动B.生成C6N164−的电极反应:2C3N8H4+8OH--4e-C6N164−C.电解一段时间后,溶液pH升高D.每生成1molH2的同时,生成0.5molK4C6N1611.水产养殖户常用电解法净化鱼池中的水,其工作原理如图所示。下列说法中正确的是()A.X极是电源的负极,发生氧化反应B.工作过程中阴极区溶液的pH逐渐减小C.当电路中转移10mole-时,Ⅱ极上产生22.4LN2D.Ⅰ极上的电极反应式:C6H12O6-24e-+6H2O6CO2↑+24H+12.(2024·山东卷)以不同材料修饰的Pt为电极,一定浓度的NaBr溶液为电解液,采用电解和催化相结合的循环方式,可实现高效制H2和O2,装置如图所示。下列说法错误的是()A.电极a连接电源负极B.加入Y的目的是补充NaBrC.电解总反应式为Br-+3H2OBrO3−+3H2D.催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br-)=3∶2二、非选择题13.(10分)电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示电解池装置,其中a为电解质溶液,X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。回答以下问题:(1)X的电极名称是(填“阳极”或“阴极”)。

(2)若X、Y都是惰性电极。a是饱和食盐水。实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞溶液,一段时间后,Y极上的电极反应式为。(3)若X、Y都是惰性电极,a是CuSO4溶液,电解一段时间后,阴极无气体放出,阳极上产生气体的体积为0.224L(标准状况下),则阴极上析出金属的质量为g。

(4)若要用该装置电解精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则Y电极的材料是。(5)若要用电镀的方法在铁表面镀一层金属银,应该选择的方案是(填字母)。

方案XYa溶液A银石墨AgNO3B银铁AgNO3C铁银Fe(NO3)3D铁银AgNO3课时跟踪检测(三十二)1.选D电解熔融氯化钠生成氯气和钠,化学方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑;电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气,化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑;所以二者都能得到的为Cl2。2.选B电镀时,镀层金属作阳极,镀件(待镀金属)作阴极,故A正确;电解精炼铜时,粗铜作阳极,铜以及比铜活泼的多种金属放电,精铜作阴极,铜离子得电子生成铜,故阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等,故B错误;工业上用石墨电极电解熔融Al2O3冶炼铝时,阳极产生氧气氧化石墨,阳极材料需定期更换,故C正确;用惰性电极电解稀硫酸,实质是电解水,硫酸浓度增大,溶液pH减小,用惰性电极电解Cu(NO3)2溶液,反应生成硝酸,溶液pH减小,故D正确。3.选D粗铜作阳极,精铜作阴极,故A错误;阳极减轻Cu的质量不等于阴极增重铜的质量,故B错误;粗铜连接电源正极,作阳极,阳极上主要电极反应为Cu-2e-Cu2+,故C错误;阳极发生反应有Cu-2e-Cu2+、Fe-2e-Fe2+、Zn-2e-Zn2+,活泼性比Cu弱的金属Ag、Pt等在电解槽底部会形成阳极泥,故D正确。4.选C电解实现Al的再生,则阴极Al3+得到电子被还原,故A错误;阳极镁、铝失电子生成离子,阴极铝离子得电子生成铝,两极质量变化不相等,故B错误;阳极上比铝活泼的金属失电子生成离子,阳极电极反应式为Mg-2e-Mg2+,Al-3e-Al3+,故C正确;电解过程中没有铝活泼的金属形成阳极泥,则在电解槽底部产生含Cu的阳极泥,故D错误。5.选B铜作阳极自身失电子生成铜离子,故A错误;由图可知,Na在上部收集,故钠的密度小于熔融混合盐的密度,故B正确;由图可知,氯离子透过交换膜向阳极迁移,故隔膜为阴离子交换膜,故C错误;铁环阴极发生电极反应为Na++e-Na,发生还原反应,故D错误。6.选C铜牌上镀银,银片为阳极,Ag+向阴极移动,阴极反应为Ag++e-Ag。由于实验中镀层不可能非常均匀致密,所以将电源反接,阳极上Cu、Ag均会溶解,铜牌不可能恢复如初。7.选B阴极应该发生得电子的还原反应,电极反应为Sn2++2e-Sn,故A正确;阳极杂质参与反应,由电子守恒分析可知,电解一段时间溶液中Sn2+浓度减小,故B错误;阳极材料中Pb和C比锡不活泼,不参与氧化反应,在电解槽底部可形成阳极泥,故C正确;当阴极质量增加11.9g,Sn物质的量n=11.9g119g·mol−1=0.1mol,Sn2++2e-Sn,电路中通过电子为0.2mol,8.选B根据已知信息可知,阳极上Cl-失电子生成ClO-,铁不能作阳极,否则阳极反应为铁失电子发生氧化反应,得不到ClO-,故用石墨作阳极,铁作阴极,A正确;阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体,两种气体为二氧化碳和氮气,该反应在碱性条件下进行,离子方程式为2CN-+5ClO-+H2ON2↑+2CO2↑+5Cl-+2OH-,B错误;阳极上Cl-失电子生成ClO-,电极反应为Cl-+2OH--2e-ClO-+H2O,C正确;电解质溶液呈碱性,则阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子,电极反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-,D正确。9.选B钙还原二氧化钛反应的化学方程式为2Ca+TiO2Ti+2CaO,由TiO2制得1mol金属Ti,消耗2molCa,电解池中阴极反应式为Ca2++2e-Ca,则生成2molCa外电路中转移4mol电子,故A正确;阳极上电极反应式为C+2O2--4e-CO2↑,故B错误;电解池总反应为2CaO+C2Ca+CO2↑,制备金属钛的反应为2Ca+TiO2Ti+2CaO,所以在制备金属Ti前后,CaO的总量不会减少,故C正确;阳极上电极反应式为C+2O2--4e-CO2↑,石墨不断被消耗,装置中石墨电极材料需要定期更换,故D正确。10.选B由题图可知,Ni电极产生氢气,作阴极,发生还原反应,电解质溶液为KOH水溶液,则电极反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-;Pt电极C3N8H4失去电子生成C6N164−,作阳极,电极反应为2C3N8H4+8OH--4e-C6N164−+8H2O,同时,Pt电极还伴随少量O2生成,电极反应为4OH--4e-O2↑+2H2O。由分析可知,Ni电极为阴极,Pt电极为阳极,电解过程中,阴离子向阳极移动,即OH-向Pt电极移动,A错误。由分析可知,Pt电极上C3N8H4失去电子生成C6N164−,电解质溶液为KOH水溶液,B正确。由分析可知,电解过程中发生的总反应主要为2C3N8H4+4OH-C6N164−+4H2O+2H2↑,反应消耗OH-,生成H2O,电解一段时间后,溶液pH降低,C错误。根据电解总反应可知,每生成1molH2,生成0.5molK4C6N16,但Pt电极上伴随少量O2生成,发生电极反应:4OH--4e-O2↑+2H2O,则生成1molH2时得到的部分电子由OH-放电产生O2提供,所以生成K4C6N16小于0.511.选DX极连接的电极上,在微生物作用下,C6H12O6失电子发生氧化反应生成CO2,为电解池的阳极,则X极是电源的正极,A错误,D正确;B项,Ⅱ极为电解池的阴极,在微生物作用下,硝酸根离子在阴极上得电子发生还原反应生成了氮气,电极反应式为2NO3−+10e-+12H+N2↑+6H2O,反应消耗H+,阴极区溶液的pH逐渐增大,错误;C项,未明确是否为标准状况,无法计算Ⅱ极上产生N2的体积,12.选B电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成BrO3−,电极b为阳极,电极反应为Br--6e-+3H2OBrO3−+6H+;则电极a为阴极,电极a的电极反应为6H++6e-3H2↑;电解总反应式为Br-+3H2OBrO3−+3H2↑;催化循环阶段BrO3−被还原成Br-循环使用、同时生成O2,实现高效制H2和O2,即Z为O2。根据分析,电极a为阴极,连接电源负极,A项正确。根据分析电解过程中消耗H2O和Br-,而催化阶段BrO3−被还原成Br-循环使用,故加入Y的目的是补充H2O,维持NaBr溶液为一定浓度,B项错误。根据分析电解总反应式为Br-+3H2OBrO3−+3H2↑,C项正确。催化阶段,Br元素的化合价由+5价降至-1价,生成1molBr-得到6mol电子,O元素的化合价由-2价升至0价,生成1molO2失去4mol电子,根据得失电子守恒,反应产物物质的量之比n(O2)∶n13.解析:(1)电解池中与电源负极相连的为阴极,与电源正极相连的为阳极,X与电源负极连接作电解池的阴极;(2)若X、Y都是惰性电极,a是饱和食盐水,阳极上是氯离子失电子生成氯气,电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑,阴极上是溶液中氢离子得到电子生成氢气,溶液中水的电离平衡正向进行氢氧根离子浓度增大,溶液显碱性遇到酚酞变红;(3)若X、Y都是惰性电极,a是CuSO4溶液,阳极是氢氧根离子失电子生成氧气,阳极电极反应为2H2O-4e-O2↑+4H+,阴极铜离子得到电子生成铜,阴极电极反应为Cu2++2e-Cu,依据电子守恒得到2Cu~O2~4e-,