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1、课时作业课时作业 2626 电解原理的应用电解原理的应用时间时间： ：45 分分钟钟 分分值值： ：100 分分一、选择题(每小题 4 分，共 44 分)1下列有关工业生产的叙述正确的是( )A合成氨生产过程中将 NH3液化分离，可加快正反应速率，提高 N2、H2的转化率B硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用 SO3转化为 H2SO4时放出的热量C电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的 Cl2进入阳极室D电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小解析：本题通过对工业合成氨制硫酸、氯碱工业、精炼铜相关知识的考查，检查同学们对化学工业生产知识的掌握情况。A
2、 项，将 NH3液化分离，可提高 N2、H2的转化率，但不能加快正反应速率；B 项，是利用 SO2氧化为 SO3时放出的热来预热即将参加反应的 SO2和O2，使其达到适宜于反应的温度，还可以冷却反应后生成的气体；C 项，Cl2在阳极室产生；D项，由于阳极为粗铜，较活泼的杂质金属先溶解，故同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小。答案：D2下列描述中，不符合生产实际的是( )A电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极B电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极C电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极D在镀件上电镀锌，用锌作阳极解析：本题主要考查同学们对电解原理的掌握情况，侧重考查同学们灵活运用知识，将理
3、论知识与实际生活、生产相联系的应用能力，这是今后高考的命题方向。活泼电极(除C、Pt 外的电极称活泼电极)在阳极失电子被氧化，A 中铁放电，不能得到金属铝，D 中阳极锌放电产生 Zn2，补充 Zn2，B、C 中阴极不参加反应。在深刻理解电解原理的基础上，熟记电解精炼、电镀的特点及电解中物质的放电顺序，是顺利解答该类题目的关键。答案：A3三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用 NaOH 调NiCl2溶液 pH 至 7.5，加入适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的 Cl2在弱碱性条件下生成 ClO，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是( )A可用铁作阳极材料B电解
4、过程中阳极附近溶液的 pH 升高C阳极反应方程式为：2Cl2e=Cl2D1 mol 二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了 1 mol 电子解析：两极的反应为，阴极：2H2e=H2；阳极：2Cl2e=Cl2，Cl22Ni26OH=Ni2O32Cl3H2O，A 项铁为活性电极，参与反应，Cl不能放电，不能生成 Cl2；B 项阳极附近 OH被消耗，pH 下降。答案：CD4将 Fe 片和 Zn 片放在盛有 NaCl 溶液(其中滴入酚酞)的表面皿中，如图所示，最先观察到变红的区域是( )A和 B和C和 D和解析：分析甲、乙两图的特点可以判断出，甲图是原电池，乙图是电解池。甲图中的电极反应为：负极(Z
5、n)：Zn2e=Zn2，正极(Fe)：O22H2O4e=4OH，所以甲图中附近有 OH生成，先变红；乙图中 Fe 为阳极：Fe2e=Fe2，Zn 为阴极：2H2e=H2，H2O 电离出的 H放电变成 H2，OH增多，所以乙中附近先变红。答案：B5下列关于铜电极的叙述正确的是( )A铜锌原电池中铜是正极B用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极C在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极D电解稀硫酸制 H2、O2时铜作阳极解析：在镀件上镀铜时，需要将溶液中的 Cu2还原成金属铜而沉积在镀件上。用作向溶液供给 Cu2的铜则必须作为阳极，B 项错误。电解硫酸时，金属铜如果作为阳极，它将以Cu2的形式被溶解而进入电解液，当
6、电解液内有 H和 Cu2两种离子时，后者将在阴极上放电。这样，阴极的生成物将是金属铜而不是氧气。D 项错误。答案：AC6下列叙述中错误的是( )A电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应B原电池跟电解池连接后，电子从原电池负极流向电解池阳极C电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应D电解饱和食盐水时，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气解析：在电解池中阳极上发生氧化反应中，阴极上发生还原反应，所以 A 正确；原电池跟电解池连接后，电子从原电池负极流向电解池阴极，因此 B 错误；电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应；电解饱和食盐水时，阴极反应为 2H2e=H2，阴极区得到氢氧化钠溶液和氢气，所以选项
7、 C、D 正确。答案：B7在盛有饱和 Na2CO3溶液的烧杯中插入惰性电极进行电解，若温度始终不变，则通电一段时间后，下列说法中不正确的是( )A溶液的 pH 不变B溶液中 Na2CO3的物质的量不变CNa2CO3溶液的浓度不变，水解程度不变D溶液中水分子数与 CO32的比值将不变解析：用惰性电极电解饱和 Na2CO3溶液时，其电解实质是水的电解，若温度始终不变，溶液仍然维持饱和，溶液中溶质的物质的量浓度、质量分数、溶液的 pH 均不变，但溶质、溶剂的质量减少，所以选项 A、C、D 说法正确，选项 B 说法错误。答案：B8在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下设计方案中正确的是( )A锌作阳极，镀
8、件作阴极，溶液含有锌离子B铂作阴极，镀件作阳极，溶液含有锌离子C铁作阳极，镀件作阴极，溶液含有亚铁离子D锌作阴极，镀件作阳极，溶液含有锌离子解析：在铁制品上镀上一定厚度的锌层，应该用锌作阳极，镀件作阴极，含有锌离子的溶液做电镀液，所以只有选项 A 正确，B、C、D 均不符合要求。答案：A9将 0.2 mol AgNO3、0.4 mol Cu(NO3)2、0.6 mol KCl 溶于水，配成 100 mL 溶液，用惰性电极电解一段时间后，若在一极析出 0.3 mol Cu，此时在另一极上产生的气体体积(标准状况)为 ( )A4.48 L B5.6 L C6.72 L D7.84 L解析：解答此题
9、很容易出现的错误是根据溶液中存在的离子及放电顺序直接计算，实际上把三种物质溶于水后，AgNO3和 KCl 之间发生反应，KCl 剩余 0.4 mol。与放电有关的离子有：0.4 mol Cu2、0.4 mol Cl及 H、OH，阴极发生反应：Cu22e=Cu，生成 0.3 mol Cu 时，通过电子 0.6 mol；阳极先发生反应：2Cl2e=Cl2，当 0.4 mol Cl放电时，通过电子 0.4 mol，生成 Cl2 0.2 mol，阳极再发生反应：4OH4e=2H2OO2，根据阴、阳两极通过电子数相等得，再通过 0.2 mol 电子时，生成 0.05 mol O2，所以阳极共生成气体0.
10、25 mol，即体积为 5.6 L(标准状况)。故 B 项正确。答案：B10如图乙所示是根据图甲的电解池进行电解时，某个量(纵坐标 x)随时间变化的函数图像(各电解池都用石墨作电极，不考虑电解过程中溶液浓度变化对电极反应的影响)，这个量 x 表示( )A各电解池析出气体的体积B各电解池阳极质量的增加量C各电解池阴极质量的增加量D各电极上放电的离子总数解析：电解 NaCl 溶液时阴、阳极都产生气体，电解 AgNO3溶液时阴极上产生单质银，电解 CuSO4溶液时阴极上产生单质铜，所以随着电解的进行，阴极质量的增加量有如题中图乙所示的变化。答案：C11在 25时，将铜电极插入一定量的饱和硫酸钠溶液中
11、进行电解，通电一段时间后，阴极逸出 a mol 气体，同时有 b g Na2SO410 H2O 晶体析出。若温度不变，剩余溶液中溶质的质量分数是( )A.100% B.100%bb18abb36aC.100% D.100%71b161b36a71b161b18a解析：用铜做电极时，阳极上铜失去电子被氧化，电极反应为 Cu2e=Cu2；阴极上生产 H2，电极反应为 2H2e=H2，阴极区产生的 OH与阳极区产生的 Cu2结合生成 Cu(OH)2沉淀。总反应为 Cu2H2OCu(OH)2H2，即阴极每生成 a mol = = = = =电解H2，就有 2a mol 水被电解，发生电解的水与析出的
12、Na2SO410H2O 晶体可以组成该温度下的饱和溶液。该饱和溶液的质量为 b g2a mol18 g/mol(b36a)g，溶质的质量为b 142322g。故 w(Na2SO4)100%100%。142b322b36a71b161b36a答案：C二、非选择题(共 5 个小题，共 56 分)12(10 分)电解原理在化学工业中有广泛的应用。右图表示一个电解池，装有电解质溶液 a；X、Y 是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若 X、Y 都是惰情电极，a 是饱和 NaCl 溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液，则电解池中 X 极上的电极反应式为_。在 X 极附近观
13、察到的实验现象是_。Y 电极上的电极反应式为_，检验该电极反应产物的方法是_。(2)如果用电解的方法精炼粗铜，电解质溶液 a 选用 CuSO4溶液，则 X 电极的材料是_，电极反应式为_。Y 电极的材料是_，电极反应式为_(杂质发生的电极反应不必写出)。解析：(1)用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极反应：2Cl2e=Cl2，阴极反应：2H2e=H2。与电源正极相连的为阳极，反之为阴极。所以 X 为阴极，Y 为阳极。X极在反应过程中消耗了 H2O 电离出的 H，溶液呈碱性，加入酚酞溶液变成红色；Y 极产生Cl2，能使湿润的 KI 淀粉试纸变为蓝色。(2)电解精炼 Cu 时，用含杂质的 Cu 为阳极
14、，纯 Cu 为阴极。反应过程中阳极上的 Cu 以及比 Cu 活泼的金属失去电子，成为离子，进入溶液，活泼性比 Cu 差的金属形成阳极泥；在阴极只有 Cu2能得电子成为单质，其他较活泼的金属对应的离子不能得电子。极据装置图可知 X 为阴极，Y 为阳极。所以 X 电极的材料是纯铜，电极反应式为 Cu22e=Cu；Y电极的材料是粗铜，电极反应式为 Cu2e=Cu2。答案：(1)2H2e=H2 有气泡产生，溶液变红 2Cl2e=Cl2 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在 Y 电极附近，试纸变蓝色(2)纯铜 Cu22e=Cu 粗铜 Cu2e=Cu213(10 分)某地区常下酸雨，因而使金属制品锈蚀严重，铁制品镀
15、铜可以有效防止铁的锈蚀，右图所示为铁制品镀铜的过程，请据此回答下列问题：(1)写出 a、b 电极的正、负：a_极、b_极(填“正”或“负”)。(2)写出 A 代表物质的化学式_，写出电解质溶液的名称_，理论上电解质溶液的浓度_(填“变大” “变小”或“不变”)。(3)写出电极反应式：阴极_，阳极_。解析：电镀铜时，要在镀件上沉积一薄层 Cu，反应为 Cu22e=Cu；这样，A 极应能为电解质溶液补充 Cu2，即 Cu2e=Cu2；理论上，电解过程中，电解质溶液浓度不变。答案：(1)负 正(2)Cu CuSO4溶液(其他合理答案亦可) 不变(3)Cu22e=Cu Cu2e=Cu214(12 分)铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：(1)工业冶炼铝的化学方程式是_。(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是_。(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可
