2018年高中化學(xué) 專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第二單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 4 電解原理的應(yīng)用同步練習(xí) 蘇教版選修4.doc

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第二單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 4 電解原理的應(yīng)用 （答題時(shí)間：20分鐘） 一、選擇題 1.在冶金工業(yè)上，常用電解法得到Na、Mg、Al等金屬，其原因主要是（） A.這些金屬的化合物熔點(diǎn)低 B.它們都是輕金屬 C.它們的性質(zhì)很活潑 D.此方法成本低 2.下列可被工業(yè)上采用的冶金方法是（） A.電解熔融的氯化鋁制鋁 B.電解熔融的氯化鎂制鎂 C.電解氯化鈉溶液制鈉 D.高溫下用H2還原氧化鎂制鎂 3.下列有關(guān)電解精煉銅的說法中錯(cuò)誤的是（） A.粗銅做陰極 B.電解一段時(shí)間后，溶液中會(huì)存在鋅、鐵等不活潑的金屬陽離子 C.陽極泥中含有金、銀等貴重金屬 D.電解質(zhì)溶液可以選用硫酸銅溶液 4.電解法精煉含有Fe、Zn、Ag等雜質(zhì)的粗銅。下列敘述正確的是（） A.電解時(shí)以硫酸銅溶液作電解液，精銅作陽極 B.粗銅與電源負(fù)極相連，發(fā)生氧化反應(yīng) C.陰極上發(fā)生的反應(yīng)是Cu2+ + 2e－＝Cu D.電解后Fe、Zn、Ag等雜質(zhì)會(huì)沉積在電解槽底部形成陽極泥 5.某學(xué)生設(shè)計(jì)了一個(gè)“黑筆寫紅字”的趣味實(shí)驗(yàn)。濾紙先用氯化鈉、無色酚酞的混合液浸濕，然后平鋪在一塊鉑片上，接通電源后，用鉛筆在濾紙上寫字，會(huì)出現(xiàn)紅色字跡。據(jù)此，下列敘述正確的是（） A.鉛筆端作陽極，發(fā)生還原反應(yīng) B.鉑片端作陰極，發(fā)生氧化反應(yīng) C.鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生 D.a點(diǎn)是負(fù)極，b點(diǎn)是正極 6.如圖是在待鍍鐵制品上鍍銅的實(shí)驗(yàn)裝置，則下列說法正確的是（） A.電源a極為負(fù)極 B.Ⅰ極上銅放電而逐漸消耗 C.Ⅱ極上發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋ D.Ⅱ極上Cu2＋放電而使溶液中Cu2＋濃度逐漸變小 7.關(guān)于惰性電極電解NaCl水溶液，下列敘述正確的是（） A.電解時(shí)在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉 B.若在陽極附近的溶液中滴入KI試液，溶液呈棕色 C.若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液，溶液呈無色 D.電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行? 二、填空題 8.（1）用惰性電極電解飽和NaCl溶液，請(qǐng)寫出： ①陽極的電極反應(yīng)為：； 總反應(yīng)離子方程式：。 ②要使電解后的溶液恢復(fù)到和原溶液一樣，則應(yīng)加入一定量的。 （2）用電解法精煉粗銅，電解液選用CuSO4溶液。請(qǐng)回答： ①陽極的電極材料是，電極反應(yīng)式是； ②陰極電極的材料是，電極反應(yīng)式是。（雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出） 9.粗銅中常含有鋅、鎳、銀、金等雜質(zhì)，工業(yè)上常用電解的方法精煉粗銅。 （1）電解時(shí)__________作陽極，電極反應(yīng)式為________________；_____________作陰極，電極反應(yīng)式為_________________________。 （2）電解前CuSO4溶液的濃度為1 molL－1，電解時(shí)如有0.5 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則此時(shí)電解液中CuSO4的濃度為_______________，陰極得到的純銅質(zhì)量為_______________。陽極泥的主要成分是______________。 10.電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。下圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連。 請(qǐng)回答以下問題： （1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則 ①電解池中X極上的電極反應(yīng)式為。 在X極附近觀察到的現(xiàn)象是。 ②Y電極上的電極反應(yīng)式為， 檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是。 （2）如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則 ①X電極的材料是，電極反應(yīng)式是。 ②Y電極的材料是，電極反應(yīng)式是。 （說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出） （3）工業(yè)品氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸雜質(zhì)，可用離子交換膜法電解提純。 電解槽內(nèi)裝有陽離子交換膜（只允許陽離子通過），其工作原理如圖所示。 ①該電解槽的陽極反應(yīng)式是____________________________。 ②通電開始后，陰極附近溶液pH會(huì)增大，請(qǐng)簡述原因 ③除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從溶液出口_________________（填寫“A”或“B”）導(dǎo)出  一、選擇題 1.C 解析：某些活潑金屬或某些活潑非金屬因從化合物中還原或氧化制取很難，故采用電解法。例如： 2NaCl2Na+Cl2↑ MgCl2Mg+Cl2↑ 2Al2O34Al+3O2↑ 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 2KHF22KF+H2↑+F2↑ 2.B 解析：氯化鋁是共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)下以分子狀態(tài)存在，其中缺少自由移動(dòng)的離子，故不能用電解熔融氯化鋁的方法制鋁。A不正確。Na＋、Mg2＋、Al3＋在水溶液中電解時(shí)，電子被H＋得到，因而電解比氫活潑的金屬陽離子的水溶液是得不到金屬單質(zhì)的。C不正確。比Al活潑的金屬很難用一般的還原劑（如H2、CO、C等）把它們從化合物中還原出來。況且，MgO熔點(diǎn)很高。工業(yè)上制取鎂是采用電解熔融MgCl2的方法。D不正確，所以答案選B。 3.A 解析：電解精煉銅時(shí)粗銅必須作陽極，精銅作陰極，硫酸銅作電解質(zhì)溶液。A不正確，D正確。粗銅中含有比銅活潑的金屬，電解時(shí)先失去電子，B正確。同時(shí)粗銅中也含有比銅不活潑的金、銀等貴重金屬，在電解時(shí)不會(huì)失去電子，故而形成陽極泥。答案是A。 4.C解析：A.不正確，電解時(shí)以硫酸銅溶液作電解液，粗銅作陽極，精銅作陰極； B.不正確，粗銅與電源正極相連，發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu－ 2e－＝Cu2＋； C.正確，陰極上發(fā)生的反應(yīng)是Cu2+ + 2e－＝Cu； D.不正確，電解后Ag等雜質(zhì)會(huì)沉積在電解槽底部形成陽極泥，F(xiàn)e、Zn先溶解，留在溶液中。 5.D解析：本題考查的是電解飽和食鹽水實(shí)驗(yàn)，電解實(shí)驗(yàn)中陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氯氣，陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，由電極反應(yīng)式可知，在陰極生成氫氧化鈉，出現(xiàn)紅色字跡，所以鉛筆作陰極，a為電源負(fù)極。故選D。 6.B解析：電鍍時(shí)，鍍件作陰極，則b為負(fù)極，鍍層金屬作陽極，a為正極，故A項(xiàng)錯(cuò)；C項(xiàng)中，Cu2＋＋2e－=Cu，故C項(xiàng)錯(cuò)；D項(xiàng)中CuSO4溶液的濃度不變，也是錯(cuò)誤的，答案選B。 7.B解析：A.電解時(shí)不會(huì)有單質(zhì)鈉生成，陰極得到是氫氣，故錯(cuò)；電解NaCl水溶液后溶液呈堿性，即酚酞試液，溶液呈紅色，故C、D項(xiàng)錯(cuò)。故選B。 二、填空題 8.（1）①2Cl－－2e－=Cl2↑；2Cl－+2H2O2OH－+H2↑+Cl2↑② HCl （2）①粗銅，Cu–2e－=Cu2+②精銅，Cu2++2e－=Cu 解析：（1）用惰性電極電解飽和食鹽水陽極反應(yīng)式為2Cl－－2e－= Cl2↑，陰極反應(yīng)式為2H2O+2e－=H2↑+2OH－，總反應(yīng)式為2Cl－ +2H2O 2OH－ + H2↑ + Cl2↑。 （2）粗銅電解精煉時(shí)粗銅作陽極，純銅作陰極，硫酸銅溶液作電解液。粗銅中比銅活潑的金屬失電子溶解，比銅不活潑的金屬形成陽極泥沉積到電解槽底部。陽極反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2+等，陰極反應(yīng)為Cu2++2e－=Cu。 9.（1）粗銅 Cu－2e－=Cu2+，Zn－2e－=Zn2+純銅Cu2++2e－=Cu （2）1 molL－1 16 g 銀、金 解析：本題考查精煉銅的有關(guān)知識(shí)。注意：在精煉銅的過程中，理論上電解液濃度保持不變。 10.（1）①2H+ + 2e －= H2↑放出氣體，溶液變紅。 ②2Cl －－ 2e －= Cl2 ↑ 把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色。 （2）①純銅 Cu2+ + 2e －= Cu ②粗銅 Cu － 2e －= Cu2+ （3）①4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O，②2H+ + 2e －= H2↑使H+濃度減?、跙 解析：（1）①X和電源的負(fù)極相連，作陰極，溶液中的氫離子放電生成氫氣，電極反應(yīng)式是2H+ + 2e －= H2↑。隨著氫離子的不斷放電，陰極周圍水的電離平衡被破壞，所以陰極周圍溶液顯堿性，溶液變成紅色。 ②Y電極和電源的正極相連，作陽極，溶液中的氯離子放電生成氯氣，電極反應(yīng)式是2Cl－－2e－=Cl2↑。由于氯氣具有強(qiáng)氧化性，能把碘化鉀氧化生成單質(zhì)碘，據(jù)此可以檢驗(yàn)，即把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色。 （2）粗銅精煉時(shí)，粗銅作陽極，純銅作陰極，硫酸銅作電解質(zhì)溶液，所以X是純銅，電極反應(yīng)式是Cu2+ + 2e －= Cu。Y電極是粗銅，電極反應(yīng)式是Cu－2e－=Cu2+。 （3）①陽極是溶液中的OH－離子放電生成氧氣，電極反應(yīng)式是4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O。 ②陰極氫離子放電失去氫氣，電極反應(yīng)式為2H++2e－=H2↑。隨著氫離子的不斷放電，陰極周圍水的電離平衡被破壞，使H+濃度減小，OH－濃度增大，溶液顯堿性。 ③由于陽離子交換膜只能允許陽離子通過，而OH－在陰極生成。根據(jù)裝置圖可知，B電極是陰極，所以除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從溶液出口B導(dǎo)出。