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1、1第3讲 电解池原理及应用1.下列物质发生电解反应，其实质不是电解水的是( ) A.氯化钠溶液 B.氢氧化钡溶液 C.稀硫酸 D.硫酸钠溶液 【解析】 A中,氯化钠和水都要参与电解反应;电解氢氧化钡溶液、稀硫酸、硫酸钠溶液实质都是电解水。 【答案】 A 2.下列对电解的叙述,正确的是( ）A. 持续电解氯化铜溶液,只能是 和 放电 2CulB.电解 溶液 和 放电 24HSOHC.电解氯化铝溶液,可得到铝和氯气 D.电解氢氧化钠溶液,其结果是只有水电离出的 、 参与电解反应 OH【解析】 A中,当氯化铜全部放电后,若再继续电解,水电离出的 、 也要放电;C中放电能力比 弱,不能得到Al;D中,
2、放电的 应首先来自氢氧化钠。 3lH 【答案】 B 3.下列叙述正确的是( ）A. 在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应 B.用惰性电极电解 溶液,阴阳两极产物的物质的量之比为12 24NaSOC.用惰性电极电解饱和NaCl溶液,若有1 mol电子转移,则生成1 mol NaOH D.镀层破损后,镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀 【解析】 在原电池的负极和电解池的阳极都发生氧化反应,所以A错;电解 溶液实24NaSO质是电解水,在阴极产生 在阳极产生 二者体积比为21, 所以B错;根据电解2H2ONaCl溶液的方程式: 可知,每转移1 mol电NaCl2NaHCl子,生成1 mol
3、NaOH,故C对;镀层破损后,镀锌铁板更耐腐蚀,因为锌作负极,铁作正极被保护,所以D说法错误。 【答案】 C 4.下列关于如图所示装置的说法中,正确的是( ）A. 装置中阴极处产生的气体能够使湿润淀粉-KI试纸变蓝 B.装置中待镀的铁制品应与电源正极相连 C.装置中电子由b极经导线流向a极 D.装置中的离子交换膜可以避免生成的 与NaOH溶液反应 2Cl2【解析】 阳极产生的气体 能使湿润淀粉-KI试纸变蓝,A项错误;待镀的铁制品为阴极,应2()Cl与电源负极相连,B项错误;a极为负极,发生失电子反应,C项错误。 【答案】 D 5.氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下: 依照图
4、示,完成下列填空: (1)在电解过程中,与电源正极相连的电极上所发生反应的电极反应式为 ,与电源负极相连的电极附近,溶液pH (选填”不变”“升高”或”下降”)。(2)工业食盐含 、 等杂质,精制过程发生反应的离子方程式为 。 2Ca2Mg(3)如果粗盐中 含量较高,必须添加钡试剂除去 该钡试剂可以是 4SO 24SO。 A. B. C. 2()BaH32()BaN2BaCl(4)为有效除去 、 、 加入试剂的合理顺序为 (选填”A”“B”CMg4S“C”)。 A.先加NaOH,后加 再加钡试剂 23aOB.先加NaOH,后加钡试剂,再加 23NCC.先加钡试剂,后加NaOH,再加 3(5)脱
5、盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过 、冷却、 (填写操作名称)除去NaCl。 (6)在隔膜法电解食盐水时,电解槽分隔为阳极区和阴极区,防止 与NaOH反应;采用无隔2Cl膜法电解冷的食盐水时 与NaOH充分接触,产物仅是NaClO和 相应的化学方程式为 2Cl H。 【解析】 在电解池中,与电源正极相连的是阳极,与电源负极相连的是阴极。在阳极放电;在阴极 电离出的 放电,从而导致溶液中 的相对富余。电解食盐水Cl2HOO时,所用的食盐需进行净化处理,以去除泥沙及某些离子。处理 、 、 时,既2Ca2Mg24SO要考虑除杂试剂的选择,又要考虑试剂的加入顺序,因为所加试剂都是过量
6、的,后续试剂还要负责去除前面加入的过量除杂试剂。 【答案】 = 升高 (1)2Cle2l= 、 = 3()aO3aMgOH2()g(3)AC (4)BC (5)蒸发 过滤 2(6)NlH2Nl(或 =NaCl+NaClO aCCl2Nala2)HO课后作业夯基(时间:45分钟,满分:100分)一、单项选择题(本题包括5小题,每小题3分,共15分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.下列有关电解池的说法不正确的是( ）A. 电解池是把电能转化为化学能的装置 B.电解池中阴离子向阴极移动,阳离子向阳极移动 C.电解池中与电源正极相连的一极是阳极,阳极上发生氧化反应 D.电解质溶液的导电过程就是电解
7、质溶液的电解过程 【解析】 电解池中阴离子向阳极移动,阳离子向阴极移动。 【答案】 B 2.用惰性电极电解下列溶液,一段时间后,再加入一定质量的另一种物质(括号内),溶液能与原来溶液完全一样的是 ( ）A. B.NaOH(NaOH) 24)CulSOC.NaCl(HCl) D. 4CuSO2()H【解析】 电解 溶液时,阴、阳两极放电的离子分别是 和 所以要恢复原状2ul 2Cul需加入 项错;电解NaOH溶液相当于电解水,要恢复原状需加水,B项错;电解NaCl溶2ClA液时,阴、阳两极放电的离子分别是 、 故需加HCl才能恢复原状,C项正确;电解HCl4溶液时,阴、阳两极的产物分别是Cu、
8、要恢复原状需加CuO或 ,D 项错4CuSO2O 3CuO 。 【答案】 C 3.如图为电解饱和食盐水的简易装置,下列有关说法正确的是( ）电解饱和食盐水简易装置A. 电解一段时间后,往蛋壳内溶液中滴加几滴酚酞,呈红色 B.蛋壳表面缠绕的铁丝发生氧化反应 C.铁丝表面生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 D.蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触 【解析】 本题主要考查电解饱和食盐水。该装置中碳棒和铁丝分别作阳极和阴极,发生的电极反应分别为 = 和 = 。生成的NaOH溶液在蛋壳的2Cle2lHe2外面,碳棒上生成的 能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,生成的 与 、NaOH溶液被蛋2ClH
9、壳分开,能有效阻止它们之间发生反应。故本题选D项。 【答案】 D 4.某同学按下图所示的装置进行实验。A、B为两种常见金属,它们的硫酸盐可溶于水。当K闭合时,在交换膜处(阴离子交换膜只允许阴离子通过 从右向左移动。下列说法中错24)SO误的是( ）A. B电极质量增加 B.电解一段时间后,向装置中通入适量HCl气体可以恢复原来的浓度和体积 C.反应初期,y电极周围出现白色胶状沉淀 D.x电极产生气泡,且生成1 mol气体的同时,有1 mol A参与反应 【解析】 装置中A、B为两种常见金属,装置中电极均为石墨电极,所以装置为原电池,由于当K闭合时,在交换膜处 从右向左移动,所以A电极为负极,A
10、单质参与反应,B电极为24SO正极 在此极得电子生成B单质,B电极质量增加,A选项正确;x为阴极,电极反应式为25= ,反应初期x电极周围 和 反应生成 沉淀;y为阳极,2He2 3AlOH3()Al该极上发生氧化反应生成 选项错误;阴极生成 阳极生成 所以B选项正确;x电2Cl 22C极生成1 mol 转移2 mol电子,中消耗1 mol A也转移2 mol电子,D选项正确。 【答案】 C 5.在25 时,将两个铂电极插入一定质量的饱和硫酸钠溶液中进行电解。通电一段时间后,阴极上逸出a mol气体,同时有W g 晶体析出。若温度不变,则剩余溶液中24210NaSOH溶质的质量分数为( ）A.
11、 % B. % W18a0 36aC. % D. % 716(3a) 710W(18)【解析】 电解发生的电极反应:阳极为 = ,阴极为4OHe2O= ,电解的总反应方程式为: + 。 阴极逸4He2 2出a mol 水被电解了18ag,则剩余溶液中溶质的质量分数为: %= 142W3(18a)0%,答案为D。 710W6(18a)【答案】 D 二、不定项选择题(本题包括5小题,每小题7分,共35分,每小题有一个或两个选项符合题目要求) 6.(2012南京师大附中高三学情调研)如图装置()为一种可充电电池的示意图,其中的离子交换膜只允许 通过。该电池放电时的化学方程式为: = 。装K 23KS
12、I24SKI置()为电解池的示意图。当闭合开关K时,电极X附近溶液先变红。则闭合K时,下列说法正确的是 ( ）A. 从右到左通过离子交换膜 KB.电极A上发生的反应为: = 32Ie3IC.电极X上发生的反应为: = Cl2lD.当有0.1 mol 通过离子交换膜,X电极上产生1.12 L气体(标准状况) 6【解析】 当闭合开关K时,电极X附近溶液先变红,说明该极为阴极,氢离子得电子生成氢气,同时X极附近氢氧根离子,则电极A为负极,在A极上 发生失电子反应,B、C两项错误;阳离2S子移向正极,故 从左到右通过离子交换膜,A项错误;根据电子守恒,D项正确。 【答案】 D 7. 用电解质溶液为氢氧
13、化钾水溶液的氢氧燃料电池电解饱和碳酸钠溶液一段时间,假设电解时温度不变且用惰性电极,下列说法正确的是( ) A.当电池负极消耗m g气体时,电解池阳极同时有m g气体生成 B.电池的正极反应式为: = 24OHeOC.电解后c 不变,且溶液中有晶体析出 23()NaCD.电池中c(KOH)不变;电解池中溶液pH变大 【解析】 燃料电池负极上 失去电子,正极上 得电子,在放电过程中生成 c(KOH)22 2HO减小;电解饱和碳酸钠溶液的实质是电解水,阳极生成 阴极生成 。电解后,由于温度O2不变,所以 溶解度不变,水量减少,将析出 晶体,但溶质不变,溶液的浓度不23NaCO23NaC变。 【答案
14、】 BC8.(2011上海化学,16)用电解法提取氯化铜废液中的铜,方案正确的是( ）A. 用铜片连接电源的正极,另一电极用铂片 B.用碳棒连接电源的正极,另一电极用铜片 C.用氢氧化钠溶液吸收阴极产物 D.用带火星的木条检验阳极产物 【解析】 用电解法提取氯化铜废液中的铜时,铜必须作阴极,阳极可用惰性电极,阴极的反应式为: =Cu。 2Cue【答案】 B 9.下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是( ）A. 该系统中只存在3种形式的能量转化 B.装置Y中负极的电极反应式为: = 24OHeOC.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 D.装置X、Y形成的子系统能实现物质的零
15、排放,并能实现化学能与电能间的完全转化 【解析】 太阳能电池将光能转化为电能;太阳能电池作用于”工作马达”,是将电能转化为7机械能;装置X将电能转化为化学能;装置Y将化学能转化为电能;装置Y作用于”工作马达”,也是将电能转化为机械能,本装置包括五次能量转化,涉及四种能量转化形式,A不正确。装置Y中的负极反应应为 失电子,通常电池都为碱性电池,所以负极反应式为2H= 不正确。燃料电池的能量转化率虽然较高,但远达不到100%,D2HeOB不正确。 【答案】 C 10. 下图中,图1部分为甲烷和 构成的燃料电池,图2部分为电解 溶液的装置。用2MgCl该装置进行实验,反应开始后,观察到x电极附近出现白色沉淀。下列说法正确 的是( ) A.A处通入的气体为 处通入的气体为 4CHB2OB.电池内部 向b极移动 向a极移动 KC.图1装置中发生的
