《高中化学1.2电能转化为化学能电解习题鲁科版选修4.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学1.2电能转化为化学能电解习题鲁科版选修4.pdf（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 第2节电能转化为化学能 电解 1 2013 北京卷 用石墨电极电解CuCl2溶液 如右图 下列分析正确的是 A a 端是直流电源的负极 B 通电使CuCl2发生电离 C 阳极上发生的反应 Cu 2 2e Cu D 通电一段时间后 在阴极附近观察到黄绿色气体 解析 通电时 阳离子Cu 2 向阴极移动 并在阴极放电生成 Cu 阴离子Cl 向阳极移 动并在阳极放电生成Cl2 从而可以确定a b 分别为电源的负极和正极 故A项正确 C D 两项错误 CuCl2溶液发生电解而不是电离 故B项错误 答案 A 2 右图为电解饱和食盐水示意图 下列说法正确的是 2 A 阳极上析出氢气 B 阴极上发生氧化反
2、应 C 电解时 溶液的pH增大 D 与电源正极相连的是电解池的阴极 解析 A项中 阳极发生氧化反应生成氯气 故A错误 B项中 阴极发生还原反应生 成氢气 故B错误 C项中 电解方程式2NaCl 2H2O 通电 2NaOH Cl2 H2 可知生成氢 氧化钠 则电解时 溶液的pH增大 故C 正确 D 项中 与电源正极相连的是电解池的阳 极 故 D错误 答案 C 3 下列有关电解原理的应用的说法正确的是 A 氯化铝是一种电解质 可用于电解法制铝 B 电解法精炼铜时 以粗铜作阴极 纯铜作阳极 C 电解饱和食盐水时 阴极反应式为2H 2e H 2 D 在铁制品上镀银时 铁制品与电源正极相连 解析 电解法
3、制铝是采用氧化铝作原料 而不是氯化铝 故A项错误 电解精炼铜 粗 铜作阳极 精铜作阴极 故B项错误 电解食盐水 阴极是氢离子得电子析出氢气 电极反 应式书写正确 电镀时 被镀制品作阴极 与电源负极相连 故D项错误 答案 C 4 如图是某同学用Cu在 Fe 片上镀铜的实验装置 下列说法正确的是 3 A Cu 2 在 A极被还原 B 溶液蓝色逐渐变浅 C 铜片连接A极 铁制品连接B极 D A极和 B极直接相连 铜片被氧化 解析 用 Cu在 Fe 片上镀铜时 镀件铁为阴极 连接B极 该极上是铜离子发生得电子 的还原反应 镀层金属铜为阳极 连接A 极 该极上是金属铜发生失电子的氧化反应 Cu 2e C
4、u2 电镀液是含有的镀层金属铜离子的盐 电镀液中铜离子浓度不变 所以溶液 蓝色不变 答案 C 5 用石墨作电极电解下列溶液 稀 H2SO4 K2SO4溶液 CuCl2溶液 CuSO4溶液 KOH溶液 1 阴极 阳极都有气体产生 且体积比 相同条件下 为 2 1 的是 填序号 其阳极的电极反应式都是 阴极的电极反应 式都是 总反应的化学方程式都是 解析 依据电解规律 电解稀硫酸 K2SO4或 KOH溶液相当于电解水 产生氢气和氧气 的体积比为2 1 答案 4OH 4e 2H 2O O2 4H 4e 2H 2 2H2O 电解 2H2 O2 2 阴极 阳极都有气体产生 其中溶液酸性增强的是 碱性增强
5、的是 填序号 解析 电解稀硫酸消耗水 c H 增大 酸性增强 电解 KOH溶液消耗水 c OH 增大 碱性增强 答案 3 一个电极析出金属 一个电极逸出气体 且溶液酸性增强的是 填序号 其总反应的化学方程式是 解析 依据电解规律可知 应该是 放氧生酸型 应为硫酸铜溶液 4 答案 2CuSO4 2H2O 电解 2Cu 2H2SO4 O2 6 冶炼铜矿石所获得的铜通常含有锌 铁 镍 银 金和铂等微量杂质 俗称粗铜 工业上通常通过电解法除去这些杂质制得精铜 以提高铜的使用价值 扩大铜的应用范围 几种金属的相对原子质量 Fe 56 Ni 59 Cu 64 Zn 65 Ag 108 Au 197 请完成
6、下列问题 1 一般来说 电解精炼铜的初始电解质溶液里的阳离子是 写出铜的电解精 炼过程中的阴极反应式 2 如果转移0 020 mol e 下列说法中一定正确的是 阴极质量增加0 64 g 阳极质量减少0 64 g 电解质溶液的质量保持不变 电解 质溶液的温度保持不变 解析 电解精炼铜的电解质溶液一般为用硫酸酸化了的硫酸铜溶液 其中的阳离子是H 和 Cu2 粗铜中 Fe Zn Ni 均有可能放电转化为Fe 2 Zn 2 Ni2 Fe2 Zn2 Ni2 H 和 Cu2 中放电能力 Cu 2 最强 所以在阴极上放电的只有 Cu 2 当有 0 020 mol e 转移时阴 极质量增加 0 020 mo
7、l 2 64 g mol 1 0 64 g Ag 和 Au 都不能放电 只是以固态单质的形 式沉积于电解槽的底部 Fe Zn Ni 中 有相对原子质量比Cu大的 也有相对原子质量比 Cu小的 且 Fe Zn Ni 的放电能力都强于Cu 首先在阳极上被溶解 因此阳极上放电的不 只是铜 阳极质量减少量不固定 电解质溶液的质量也不会保持不变 在电解精炼铜的过程 中 能量转化的形式主要是电能转化为化学能 但也有电能转化为热能 电解质溶液的温度 肯定会变化 答案 1 H 和 Cu2 Cu 2 2e Cu 2 1 用石墨作电极电解CuSO 4溶液 通电一段时间后 欲使电解液恢复到起始状态 应 向溶液中加入
8、适量的 A CuSO4B H2O C CuO D CuSO4 5H2O 解析 石墨为惰性电极 电解CuSO4溶液时 阳极发生反应 4OH 2H 2O O2 4e 阴极发生反应 2Cu 2 4e 2Cu 欲使电解液恢复到起始状态 可向溶液中加入适量的 CuO 答案 C 2 某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器 用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液 通电时 为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液 设计了如右图所示的装置 以 下对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是 5 A a 为正极 b 为负极 NaClO和 NaCl B a 为负极 b 为正极 NaClO和 NaCl C a 为阳极
9、b 为阴极 HClO和 NaCl D a 为阴极 b 为阳极 HClO和 NaCl 解析 要使得Cl2被完全吸收 说明Cl2在下端产生 故下端的电极反应式为2Cl 2e Cl 2 故下端为电解池的阳极 与阳极相连的b 则为原电池的正极 a 为负极 总反应 为 2H2O 2NaCl 电解 H2 Cl2 2NaOH 生成的Cl2又被NaOH吸收 方程式为Cl2 2NaOH NaClO NaCl H2O 故 a 为原电池的负极 b 为原电池的正极 消毒液的主要成分 为 NaClO和 NaCl 答案 B 3 下列说法不正确的是 A 电解是化学能转变成电能 B 电解质溶液导电是化学变化 金属导电是物理变
10、化 C 不能自发进行的氧化还原反应 通过电解的原理可以实现 D 任何溶液被电解时 必须导致氧化还原反应的发生 解析 从能量角度看 电解是把电能转变成化学能的过程 故A项错 电解质溶液的导 电过程 必将伴随着两个电极上氧化还原反应的发生 同时生成新的物质 故 B D两项对 某些不能自发进行的氧化还原反应 通过电解的原理供给电能也可能实现 故C项对 答案 A 4 如下图所示 X Y分别是直流电源的两极 通电后发现a 极板质量增加 b 极板处 有无色 无臭气体放出 符合这一情况的是附表中的 6 a 极板b 极板X电极Z 溶液 A 锌石墨负极CuSO4 B 石墨石墨负极NaOH C 银铁正极AgNO3
11、 D 铜石墨负极CuCl2 解析 由 a 极板质量增加知溶液中阳离子在a 极板生成金属析出 则a 为阴极 X为负 极 因 B项中 a 极板不析出金属 C项中为正极可否定 又由b 极板有无色无臭气体放出否 定 D项 故选 A项 答案 A 5 右如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置 通电后在石墨电极a 和 b 附近分别 滴加一滴石蕊试液 下列实验现象中正确的是 7 A a 电极附近呈蓝色 b 电极附近出现红色 B 一电极逸出无味气体 另一电极逸出刺激性气味气体 C a 电极附近呈红色 b 电极附近出现蓝色 D 逸出气体的体积a 电极的小于b 电极的 解析 a 连接电源的负极 为电解池的阴极
12、 b 连接电源的正极 为电解池的阳极 电 解 Na2SO4水溶液时 阳极发生的反应为 4OH 4e 2H 2O O2 或 2H2O 4e 4H O 2 阴极反应为 2H 2e H 2 或 2H2O 2e H 2 2OH a 电极生成 OH 离子 呈碱性 滴加石蕊呈蓝色 b 电极生成H 离子 呈酸性 滴加石蕊呈红色 故 A正确 C项错误 两 极生成的气体分别为氧气和氢气 都为无色无味气体 且二者的体积比为2 1 故 B D两 项均错误 答案 A 6 右图是电解CuCl2溶液的装置 其中c d 为石墨电极 则下列有关的判断正确的是 A a 为负极 b 为正极 B a 为阳极 b 为阴极 8 C 电
13、解过程中 d 电极质量增加 D 电解过程中 氯离子浓度不变 解析 电流由正极流出 即a 为电源正极 b 为电源负极 则c 极为电解池阳极 d 为 电解池的阴极 电极为惰性电极 溶液中的离子放电 Cu 2 在阴极 d 析出 阴离子 Cl 在 c 极上放电产生Cl2 答案 C 7 以硫酸铜溶液作电解液 对含有杂质Fe Zn Ag 的粗铜进行电解精炼 下列叙述正 确的是 粗铜与直流电源负极相连 阴极发生的反应为Cu 2 2e Cu 电路中每通过 3 01 10 23 个电子 得到的精铜质量为16 g 杂质Ag 以 Ag2SO4的形式沉入电解槽形成阳 极泥 A B C D 解析 粗铜作阳极与电源正极相
14、连 发生反应 Zn Zn 2 2e Fe Fe 2 2e Cu Cu 2 2e Ag 以单质的形式沉入电解槽形成阳极泥 错 阴极反应为Cu 2 2e Cu 故通过 3 01 10 23个电子即 0 5 mol电子时 析出铜0 25 mol 质量为16 g 正确 答案 D 8 从 NO 3 SO 2 4 H Cu2 Ba2 Ag Cl 等离子中选出适当的离子组成电解质 采 用惰性电极对其溶液进行电解 1 两极分别放出H2和 O2时 电解质的化学式可能是 解析 把离子组成为电解水型 即阳极OH 放电 阴极 H 放电 答案 H2SO4 HNO3 Ba NO3 2 2 若 阴 极 析 出 金 属 阳
15、极 放 出O2 电 解 质 的 化 学 式 可 能 是 解析 阴极析出金属 阳极产生氧气为放氧生酸型 不活泼金属的含氧酸盐符合条件 答案 AgNO3 Cu NO3 2 CuSO4 3 两 极 分 别 放 出 气 体 且 体 积 比 为1 1 电 解 质 的 化 学 式 可 能 是 解析 正负极产生气体体积比为1 1 只有阴极H 放电产生氢气 阳极Cl 放电生成 氯气 故可以是HCl 和 BaCl2 答案 HCl BaCl2 9 现在工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水制取H2 Cl2 NaOH 请回答下列问题 1 在 电 解 过 程 中 与 电 源 正 极 相 连 的 电 极 上 所 发
16、生 的 电 极 反 应 式 为 解析 与电源正极相连的是阳极 电极反应为2Cl Cl 2 2e 答案 2Cl Cl 2 2e 9 2 电解之前食盐水需要精制 目的是除去粗盐中的Ca 2 Mg2 SO2 4等杂质离子 使 用的试剂有 a Na2CO3溶液 b Ba OH 2溶液 c 稀盐酸 其合理的加入顺序为 填 试剂序号 解析 除去Mg 2 SO2 4采用氢氧化钡 然后用碳酸钠除去Ca 2 和过量的 Ba 2 最后加适 量的盐酸除去过量的碳酸根和氢氧根 答案 b a c 3 如果在容积为10 L 的离子交换膜电解槽中 1 min 后在阴极可产生11 2 L 标准状 况 Cl2 这时溶液的c OH 设体积维持不变 解 析 由2NaCl 2H2O 通电 2NaOH H2 Cl2 可 知 n NaOH 2n H2 2 11 2 L 22 4 L mol 1 1 mol c OH 0 1 mol L 1 答案 0 1 mol L 1 4 Cl2常用于自来水的消毒杀菌 现在有一种新型消毒剂ClO2 若它们在杀菌过程中的 还原产物均为Cl 消毒等量的自来水 所需 Cl2和 ClO2的物质的量之比为
