《基础化学 63电解原理及其应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基础化学 63电解原理及其应用（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 3 讲 电解原理及其应用 随堂演练巩固 1.若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生反应的总反应离子方程式是:,则关于该装置的有关说法正确的是( ) 2CuH2 2CuHA.该装置可能是原电池,也可能是电解池 B.该装置只能是原电池,且电解质溶液为硝酸 C.该装置只能是电解池,且金属铜为该电解池的阳极 D.该装置只能是电解池,电解质溶液不可能是盐酸 【解析】 总反应离子方程式是,由于反应不是自发进行的氧化2CuH2 2CuH还原反应,所以只能是电解池。Cu 失去电子在该电解池中作阳极,电解质溶液为酸性溶液。 【答案】 C 2.中学阶段介绍的应用电解法制备物质主要有三种:一是铝的工
2、业制备、二是氯碱工业、三 是金属钠的制备。下列关于这三个工业生产的描述中正确的是( ) A.电解法制金属钠时,负极反应式: Na Nae B.电解法生产铝时,需对铝土矿进行提纯,在提纯过程中应用了氧化铝或氢氧化铝的两性 C.在氯碱工业中,电解池中的阴极产生的是 在阳极附近产生 2HNaOHD.氯碱工业和金属钠的冶炼都用到了 NaCl ,在电解时它们的阴极都是 失电子 Cl【解析】 A 中电解池中只说阴阳极,其阴极反应为:=Na,所以 A 错;C 中 NaOHNae是因为阴极附近水被电解产生而生成的;D 中在它们电解时都是阳极失电子。 OHCl 答案：B 3.(2012 安徽省城名校高三联考)2
3、011 年 6 月,云南省曲靖市发生了铬渣污染事件。在金属零件 上镀铬后,既可以增加硬度,也可以有装饰的效果。如果在溶液中,在铁制零件上镀铬,3CrCl镀铬的阳极不用金属铬,而采用不溶性阳极。以下说法中正确的是( ) A.铁制零件应该连接电源的负极 B.阳极发生的电极反应为:=Cr 33Cre C.为了增强溶液的导电性,可以向溶液中加入一些溶于水的强电解质,提高溶液的 pH D.当通过 1.5 mol 时,铁制零件上可沉积 78 g 铬镀层 e 【解析】 A 中,镀件应该作电镀池的阴极,所以铁制零件应该连接电源的负极,正确;B 中,阴极发生的电极反应为:=Cr,错误;C 中,提高溶液的 pH
4、后,电镀液中易生成33Cre沉淀,不利于电镀的进行,错误;D 中,根据电极反应式:=Cr,当通过 1.5 3()Cr OH33Cremol 电子时,Cr 的物质的量为 0.5 mol,所以铁制零件上可沉积 26 g 铬镀层,错误。 【答案】 A 4.(2012 安徽省城名校高三联考)为京都议定书2012 年第一承诺期到期后的温室气体减排 问题,世界各国都做出了不同的努力。随着新能源的开发和 利用这个物质逐渐进入人们的视野,越来越受到3CH OH人们的关注。 (1)右图是反应 CO(g)+进行过程中的22( )Hg3( )CH OH g能量变化曲线。曲线 a 表示不使用催化剂时反应的能量变 化,
5、曲线 b 表示使用催化剂时反应的能量变化。下列相关说 法正确的是( ) A.该反应是吸热反应 B.使用催化剂后反应热减小 C.热化学方程式为= H=-510 2( )2( )CO gHg3( )CH OH g1kJ molD.热化学方程式为= H=-91 2( )2( )CO gHg3( )CH OH g1kJ mol(2)由(1)推断在密闭容器中进行,图中曲线 a 代表一定条件2( )2( )CO gHg3( )CH OH g下该反应的过程。若使曲线 a 变为曲线 b,可采取的措施是( ) A.增大 CO 的浓度 B.缩小容器的容积 C.加入催化剂 D.升高温度 (3)由甲醇和氧气以及强碱作
6、电解质溶液的新型燃料电池,正在逐步推广 使用,假定放电过程中,甲醇完全氧化产生二氧化碳被充分吸收生成。该电池的负极反应的离子方程式为 ,放电过程中电2 3CO池里溶液的 pH 将 (填”减小”“增大”或”不变”);若有 16 克甲醇被完全氧化产生电能,并 利用该过程中释放的电能电解足量的硫酸铜溶液,假设能量的利用率为 80%。则得到氧气的 物质的量是 。 (4)某同学将甲醇完全燃烧生成气体通入 200 mL 0.1 的石灰水后,得到 1 g 沉淀,则2CO1mol L通入的的体积可能为(标态) 。 2CO【解析】 (1)根据图示该反应是放热反应,使用催化剂后活化能降低,反应热没有变化。反应=的
7、H=-(510-419) 正确。2( )2( )CO gHg3( )CH OH g191kJ mol 1kJ molD(2)可逆反应中 A 的转化率没有变化,平衡没有移动,但2( )2( )CO gHg3( )CH OH g反应速率加快了,只能是使用了催化剂。 (3)甲醇被氧化为是在负极反应。放电过程中消耗了下降;求氧气的物质的2 3COOHpH量可根据得失电子守恒和能量守恒计算。 气体通入石灰水生成 1 g 沉淀的沉淀有两种情况,当的体积量少时:直接根据 1 2(4)CO2COg 沉淀利用方程式求的体积,当的体积过量时要考虑生成的沉淀会部分溶解生成了2CO2CO碳酸氢钙。 【答案】 (1)D
8、 (2)C = 减小 0.6 mol (4)3(3)68CH OHeOH2 326COH O0.224 L 或 0.672 L 5.科学家从电解冶炼铝的工艺得到启发,找出了冶炼钛的新工艺。 试回答下列有关问题。 (1)直接电解法(剑桥法)生产钛是一种较先进的方法,电解质为熔融的氧化钙,原理如图2TiO所示,阴极获得钛可能发生的反应或电极反应为 。阳极产物可能为 。(2)SOM 技术是一种绿色环保的先进技术,阳极用金属陶瓷,并用固体氧离子隔膜将两极产物 隔开,阳极通入氢气,则此时阳极产物是 。【解析】 (1)由图中看出,阴极生成向阳极移动,而阴极得电子,结合题目信息阴极得到的2O产物是 Ti,故
9、阴极电极反应可能为: 。则迁移到阳极的失去24TiOe22TiO2O电子生成但在高温下与石墨发生反应生成 CO 或或 CO 和的混合气。 2O 2CO2CO(2)若阳极通入氢气,氢气优先失去电子,与阴极迁移过来的结合生成水。 2O【答案】 CO 或或 CO 和或 CO、和的2(1)4TiOe22TiO2CO2CO2CO2O混合气(只回答出一种情况即可) (2)水课后作业夯基 (时间:45 分钟 满分:100 分) 一、选择题(本题包括 10 小题,每小题 5 分,共 50 分,每小题只有一个选项符合题意) 1.下列叙述正确的是( ) A.电镀时,通常把待镀的金属制品作阳极 B.氯碱工业是电解熔
10、融的 NaCl,在阳极能得到 2ClC.氢氧燃料电池(酸性电解质)中通入正极,电极反应为: 2O244OHe22H OD.下图中电子由 Zn 极流向 Cu,盐桥中的移向溶液 Cl4CuSO【解析】 电镀时,通常把待镀的金属制品作阴极,A 项错误;氯碱工业是电解饱和 NaCl 溶液,B 项错误;D 项中盐桥中的移向负极区域,即移向溶液,D 错误;酸性介质中氢氧燃Cl4ZnSO料电池的正极反应中生成的要与继续反应生成水,C 项正确。 OHH【答案】 C 2.如下图四种装置中所盛有的溶液体积均为 200 mL,浓度均为 0.6 工作一段时间后,测1mol L得导线上均通过了 0.2 mol 电子,此
11、时溶液中的 pH 由大到小的顺序是 ( ) A.B. C.D. 【解析】 中由于氢氧根离子放电,当导线上通过了 0.2 mol 电子,则 n增加 0.2 mol,c()H约为 1 ;正极上氢离子放电,导线上通过了 0.2 mol 电子,则溶液中减少的 n()H1mol L也为 0.2 mol,根据原溶液的体积和浓度,c变为 0.2 ;中锌电极参与反应,电()H()H1mol L解质溶液 pH 基本不发生变化;中阴极上氢离子放电,溶液渐渐呈碱性。综合以上分析,C 项 正确。 【答案】 C 3.(2011 全国卷,10)用石墨作电极电解溶液。通电一段时间后,欲使电解液恢复到起始4CuSO状态,应向
12、溶液中加入适量的( ) A.B. 4CuSO2H OC.CuOD. 425CuSOH O【解析】 用石墨电极电解溶液,发生反应: 4CuSO4222CuSOH O,电解液的恢复依据”出什么,加什么”的原则,所以要使电解液恢复到起24222CuH SOO始状态,应向溶液中加入适量的 CuO,C 项正确。 【答案】 C 4.钢铁的腐蚀造成很大损失,有资料显示,全世界每年由于腐蚀而造成报废的钢铁高达总产量的 三分之一,其中大约有三分之一不能回收利用。下图为铁闸门防止腐蚀的两种方法,下列说法 中不正确的是( ) A.钢铁腐蚀主要发生的是吸氧腐蚀,其正极反应为:= 2224OH Oe4OHB.甲图中焊接
13、在铁闸门上的材料 R 可能为 Zn C.乙图中措施属于外加电流的阴极保护法 D.乙图中把被保护的铁闸门连接在电源的正极 【解析】 甲图中铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌,锌失去电子,锌被溶解,而铁被保 护,属于牺牲阳极的阴极保护法;乙图中措施属于外加电流的阴极保护法,需把被保护的铁闸 门和电源的负极相连。 【答案】 D 5.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5.(2012 第四次”淮-安联考”)用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含、ClBrNa的装置如下图所示(a、b 为石墨电极)。下列说法中正确的是( ) 2)MgA.电池工作时,正极反应
14、式为:= 2224OH Oe4OHB.电解时,a 电极周围首先放电的是而不是说明当其他条件相同时前者的还原性强于BrCl后者 C.电解时,电子流动的路径是:负极外电路阴极溶液阳极正极 D.忽略能量损耗,当电池中消耗 0.02 g 时,a 极周围会产生 0.71 g 2H2Cl【解析】 因为是酸性介质,电池工作时正极反应不会生成;电解时,电子流动的路径不OH可能通过溶液;当电池中消耗时,a 极周围会首先产生;电解时 a 电极首先放电的是2H2Br而不是说明当其他条件相同时的失电子能力强于即的还原性强于BrClBrClBr。 Cl【答案】 B 6.用石墨电极电解含有一定量重水的水下列说法正确的是(
15、 ) 2()D O2()H O A.相同状况下阴阳两极上产生的气体体积之比为 21 B.两电极上产生气体的质量之比为 81 C.相同状况下两电极上产生的气体体积之比为 41 D.若两电极上产生的气体质量比为 163,则与的物质的量之比为 21 2D O2H O【解析】 电解时阴极产生氢气(含有重氢),阳极产生氧气,二者物质的量比为 21,A 项正确, C 项错误;由于重水和普通水的比例无法知道,故两极产生的气体的质量无法知道,B 项错误;和放电的机会都是均等的,若与的物质的量之比为 11,则和的DH 2D O2H ODH物质的量比为 11,得到的三种气体的物质的量比为 111,氧气和氢气的质量比为163,D 项错误。 【答案】 A 7.(2011 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:3KI。装置K 2232K SKI
