2019高中化学第一章化学反应与能量转化1.2.2电解原理的应用精练鲁科版.docx

电解原理的应用A组1.化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法正确的是()A.铁表面镀锌,铁作阳极B.工业上电解饱和食盐水的阳极反应:2Cl-2e-Cl2C.电解法精炼粗铜,用精铜作阳极D.电解MgCl2饱和溶液,可制得金属镁解析:选项A,铁作阳极,铁要溶解,铁应该作阴极。选项B,Cl-在阳极失电子能力大于OH-,电解饱和食盐水时,Cl-在阳极失去电子变为Cl2。选项C,电解法精炼粗铜,应该用精铜作阴极,粗铜作阳极。选项D,电解MgCl2饱和溶液,发生的化学反应为MgCl2+2H2OMg(OH)2+Cl2+H2,不会产生金属镁,电解熔融的MgCl2能制取单质镁,发生的反应为MgCl2(熔融)Mg+Cl2。答案:B2.电镀在工业上有着广泛的应用,可以镀锌、镀铜、镀金等。利用如图所示装置可以将铜牌变为银牌,即在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法中正确的是()A.通电后,Ag+向阳极移动B.银片与电源负极相连C.该电解池的阴极反应可表示为Ag+e-AgD.当电镀一段时间后,将电源反接,铜牌可恢复如初解析:铜牌上镀银,银为阳极,Ag+向阴极移动,阴极反应为Ag+e-Ag。由于实验中镀层不可能非常均匀致密,所以将电源反接,阳极上Cu、Ag均能溶解,铜牌不可能恢复如初。答案:C3.利用电解原理制备物质是常用的方法,某同学设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图所示)。通电后溶液中产生白色沉淀,且较长时间不变色。下列说法中正确的是()A.电源中b为正极,a为负极B.电解池中的电解液可以是NaOH溶液,但不能是NaCl溶液C.A、B两端都必须使用铁作电极D.B电极发生的反应:2H2O+2e-H2+2OH-解析:阳极产生Fe2+,阴极产生H2,由于产生的H2可以排出溶解在溶液中的少量O2,故应B极产生H2,所以A极为阳极,其电极材料为Fe,B极为阴极,其材料无条件限制,即a为正极,b为负极,故A、C项错误。电解质溶液若为NaOH溶液,电解开始阶段由于溶解在溶液中的O2尚未除去,会将生成的Fe(OH)2氧化而变色;电解质溶液若为NaCl溶液,电解初期阳极产生的Fe2+进入溶液,此时不会生成Fe(OH)2,而阴极产生的H2可以排出溶液中溶解的少量氧气,随电解的进行,溶液碱性增强,将生成Fe(OH)2,故B项错误。答案:D4.观察下列几个装置示意图,有关叙述正确的是()A.装置工业上可用于生产金属钠,电解过程中石墨电极产生金属,此法也可用于生产活泼金属镁、铝等B.装置中随着电解的进行左边电极会产生红色的铜,并且电流表示数不断变小C.装置中的阳离子交换膜只允许阳离子、阴离子和小分子水通过D.装置的待镀铁制品应与电源正极相连解析:中石墨电极上产生Cl2,故A错误;中左侧电极发生Cu2+2e-Cu,右侧电极发生2Cl-2e-Cl2,电解质CuCl2溶液的浓度减小,导电能力减弱,故B正确;中阴离子不能通过阳离子交换膜,故C错误;中待镀铁应与电源负极相连,故D错误。答案:B5.下列有关电化学知识的描述中正确的是()A.原电池的正极和电解池的阳极均发生氧化反应B.电解精炼铜时,粗铜作阳极C.铜、锌和稀硫酸构成的原电池中铜为负极D.石墨作电极电解氯化镁溶液的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2+Cl2解析:原电池的正极发生还原反应,A错误。电解精炼铜时,粗铜作阳极,B正确。锌比铜活泼,在与稀硫酸构成的原电池中锌作负极,C错误。石墨作电极电解氯化镁溶液的离子方程式为Mg2+2Cl-+2H2OMg(OH)2+H2+Cl2,D错误。答案:B6.串联电路中四个电解池分别装有0.5 molL-1的下列溶液,用惰性电极电解,连接直流电源一段时间后,溶液pH最小的是()A.KNO3溶液B.NaCl溶液C.AgNO3溶液D.CuCl2溶液解析:电解KNO3溶液一段时间后,溶液仍呈中性;电解NaCl溶液一段时间后,由于产生了NaOH,溶液呈碱性;电解AgNO3溶液一段时间后,由于产生了HNO3,溶液呈酸性;电解CuCl2溶液一段时间后,由于溶液中溶解了Cl2而使溶液呈酸性,故选C项。答案:C7.如图为用惰性电极电解CuCl2溶液并验证其产物的实验装置,则下列说法不正确的是()A.电源a极为负极B.KI淀粉溶液会变蓝色C.若加入适量CuCl2可使电解后的溶液恢复原状态D.电极上发生的电极反应为Cu-2e-Cu2+解析:用惰性电极电解CuCl2溶液,阳极上发生的反应为2Cl-2e-Cl2,故为阳极,电源b为正极,a为负极,阴极()上发生的反应为Cu2+2e-Cu。答案:D8.利用一种新型陶瓷(能传递H+),实现了氨的电化学合成。该过程N2和H2的转化率远高于现在工业上使用的氨合成法。对于电化学合成氨的有关叙述正确的是()A.N2在阴极上被氧化B.可选用铁作为阳极材料C.阳极的电极反应式是N2+6H+6e-2NH3D.该过程的总方程式是N2+3H22NH3解析:由N02N-3H3,所以N2在阴极上被还原,A错;铁为活泼金属,作阳极材料会被氧化,实现不了合成氨这个反应,B错;阳极电极反应为H2-2e-2H+,阴极电极反应为N2+6H+6e-2NH3,C错;由题意可知总方程式为N2+3H22NH3,D正确。答案:D9.在铁制品上镀上一定厚度的铜,用黄铜(铜锌合金)作阳极,一定浓度CuSO4溶液作电解液,铁制品作阴极,通直流电一段时间后,请你猜一猜CuSO4溶液的颜色会变(填“深”或“浅”),原因是,写出电极反应式。解析:用黄铜作阳极,发生的反应有Zn-2e-Zn2+,Cu-2e-Cu2+,阴极上发生的反应为Cu2+2e-Cu,两极上通过的电量相等,因此阳极上进入溶液中的Cu2+比阴极上发生反应的Cu2+少,Zn2+没有颜色,CuSO4浓度减小,溶液颜色会变浅。答案:浅用黄铜作阳极,根据放电顺序和电荷守恒,锌先放电,有多少锌进入溶液就有等物质的量的铜从原CuSO4溶液中析出,CuSO4溶液的浓度变小阳极:Zn-2e-Zn2+,Cu-2e-Cu2+,阴极:Cu2+2e-CuB组1.如图两个电解槽中,A、B、C、D均为石墨电极。如果电解过程中共有0.02 mol电子通过,下列叙述中正确的是()A.甲烧杯中A极上最多可析出铜0.64 gB.甲烧杯中B极上电极反应式为4OH-4e-2H2O+O2C.乙烧杯中滴入酚酞溶液,D极附近变红D.乙烧杯中C极上电极反应式为4H+4e-2H2解析:首先根据与电源正负极的连接判断出A、C为阳极,而B、D为阴极,甲电解池中,A极发生4OH-4e-2H2O+O2,B极发生Cu2+2e-Cu,而乙电解池中C极发生2Cl-2e-Cl2,而D极发生2H+2e-H2,最终溶液呈碱性,能使酚酞变红色。答案:C2.用铂电极电解CuSO4和KNO3的混合溶液500 mL,经过一段时间后,两极均得到标准状况下11.2 L的气体,则原混合溶液中CuSO4的物质的量浓度为()A.0.5 molL-1B.0.8 molL-1C.1.0 molL-1D.1.5 molL-1解析:阳极电极反应式为4OH-4e-2H2O+O2,失去电子的物质的量=n(O2)4=11.2L22.4Lmol-14=2mol;阴极电极反应式为Cu2+2e-Cu,2H+2e-H2,阴极发生还原反应得到电子的物质的量=n(Cu2+)2+n(H2)2=n(Cu2+)2+11.2L22.4Lmol-12,两电极物质得失电子数相等,即2mol=n(Cu2+)2+11.2L22.4Lmol-12。解得n(Cu2+)=0.5mol,n(CuSO4)=n(Cu2+)=0.5mol,所以其物质的量浓度为0.5mol0.5L=1.0molL-1。答案:C3.CuI是一种不溶于水的白色固体,它可以由反应:2Cu2+4I-2CuI+I2而得到。如图所示装置中,a、b都是惰性电极,通电一段时间后,下列说法中正确的是()A.若a极变红,则在Pt电极上:2I-2e-I2,淀粉遇碘变蓝B.若b极变红,则在Pt电极上:4OH-4e-2H2O+O2,O2将I-氧化为I2,淀粉遇碘变蓝C.若a极变红,则在Cu电极上:2Cu+4I-4e-2CuI+I2,淀粉遇碘变蓝D.若b极变红,则在Cu极上:Cu-2e-Cu2+,Cu2+显蓝色解析:若a极变红,则a极为阴极,b极为阳极,Pt极为阴极,Cu极为阳极,X为负极,Y为正极。在Pt电极上反应为2H+2e-H2,A错;在Cu极上反应为2Cu+4I-4e-2CuI+I2,淀粉遇碘变蓝,C正确。若b极变红,则b为阴极,a、Pt为阳极,X、Y分别为正极、负极,实现不了生成CuI的反应,B、D错。答案:C4.如图所示的装置,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后,向乙中滴入酚酞溶液,在F极附近显红色。则以下说法中不正确的是()A.电源B极是正极B.甲、乙装置的C、D、E、F电极均有单质生成,其物质的量之比为1222C.欲用丙装置给铜镀银,G应该是Ag,电镀液选AgNO3溶液D.装置丁中X极附近红褐色变浅,说明氢氧化铁胶粒带正电荷解析:接通电源后都是电解池。电解NaCl溶液时阳极:2Cl-2e-Cl2,阴极:2H+2e-H2,由乙中现象可知F为阴极,E为阳极,所以B为电源的负极,A为电源的正极,A错误;电解CuSO4溶液,阳极(C)反应:4OH-4e-O2+2H2O,阴极(D)反应:2Cu2+4e-2Cu,由电子守恒可知C、D、E、F电极上生成的单质的物质的量之比为1222,B正确;X极附近红褐色变浅,说明氢氧化铁胶粒向阴极移动,胶粒带正电荷,D正确。答案:A5.如图所示,A为电源,B为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液,C、D为电解槽,其电极材料及电解质溶液如图所示。(1)关闭K1,打开K2,通电后,B的KMnO4紫红色液滴向c端移动,则电源b端为极,通电一段时间后,滤纸d端的电极反应式是。(2)已知C装置中溶液的溶质为Cu(NO3)2和X(NO3)3,且均为0.1 mol,打开K1,关闭K2,通电一段时间后,阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(mol)关系如图所示。则Cu2+、X3+、H+氧化性由强到弱的顺序是。(3)D装置中溶液是稀硫酸,则石墨电极端从开始至一段时间后的实验现象是。解析:(1)当打开K2,关闭K1时,B形成了一个电解池,由于紫红色的MnO4-向c端移动,从而可以确定c为电解池的阳极,a为电源的正极,b为电源的负极。因此电解池中H+和K+向阴极d移动,由于H+放电能力强。故d端的电极反应式为2H+2e-H2。(2)由通过电子的物质的量与阴极析出固体质量图示可以看出,当通过超过0.2mol电子时,阴极析出固体质量不再发生变化,说明此过程中放电的为H+,而通过0.2mol电子时,溶液中某金属阳离子完全放电。再结合Cu2+和X3+的电荷数,可以确定通过00.2mol电子时,放电的为Cu2+,故Cu2+、H+、X3+的氧化性顺序为Cu2+H+X3+。答案:(1)负2H+2e-H2(2)Cu2+H+X3+(3)在石墨电极一端开始时有无色无味气体产生;一段时间后有红色物质析出6.如下图所示,甲烧杯中盛有100 mL 0.50 molL-1 AgNO3溶液,乙烧杯中盛有100 mL 0.25 molL-1 CuCl2溶液,A、B、C、D均为质量相同的石墨电极,如果电解一段时间后,发现A极比C极重1.9 g,则(1)电源E为极,F为极。(2)A极的电极反应式为,析出物质 mol。(3)B极的电极反应式为,析出气体 mL(标准状况)。(4)C极的电极反应式为,析出物质 mol。(5)D极的电极反应式为,析出气体 mL(标准状况)。(6)甲烧杯中滴入石蕊溶液,极附近变红,如果继续电解,在甲烧杯中最终得到溶液。解析:由电解一段时间后A极比C极重,可知A极上有Ag析出,C极上有Cu析出,若A极上析出银的物质的量为n(Ag),则C极上析出Cu的物质的量为12n(Ag),有关系式108gmol-1n(Ag)-64gmol-1n(Ag)12=1.9g,n(Ag)=0.025mol。由此可知,两电解池内的电解质均是足量的,分别写出A、B、C、D四个电极的电极反应。A极:A