2019年高中化学第四章第三节第2课时电解原理的应用练习（含解析）新人教版选修4.docx

第2课时电解原理的应用选题表知识点基础过关能力提升氯碱工业及拓展9电解精炼、电镀1,5电冶炼4电解计算811综合应用2,3,6,712,13,14基础过关(20分钟)1.(2018宁夏银川兴庆区校级期末)关于镀铜和电解精炼铜,下列说法中正确的是(D)A.都用粗铜作阳极、纯铜作阴极B.电解液的成分都保持不变C.阳极反应都只有Cu-2e-Cu2+D.阴极反应都只有Cu2+2e-Cu解析:镀铜时,纯铜作阳极,镀件作阴极,而电解精炼铜时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,A错误;电解精炼铜时,阳极上是金属锌、铁、镍先于铜失电子,但是电镀池中,阳极上始终是金属铜失电子,所以电镀池中,电解质溶液浓度不变,但是,电解精炼铜的装置中,电解质溶液中铜离子浓度减小,B错误;电镀池中,阳极上金属铜失电子,但是电解精炼铜时,阳极上是金属锌、铁、镍先于铜失电子,C错误;镀铜和电解精炼铜装置中,阴极反应都只有Cu2+2e-Cu,D正确。2.(2018黑龙江牡丹江校级期末)观察下列几个装置示意图,有关叙述正确的是(B)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B.装置中阳极产生的气体可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝C.装置中的离子交换膜允许阳离子、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:装置中阴极上金属离子放电生成单质,即金属单质在铁电极上生成,A错误;装置中氯离子在阳极失电子,生成氯气,氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,B正确;装置中应是阳离子交换膜,所以只允许阳离子通过,而不允许阴离子氢氧根离子通过,C错误;装置中,电镀池中,镀层作电解池阳极,待镀金属作阴极,则待镀铁制品应与电源负极相连,D错误。3.(2018河南镇平一中月考)下列关于铜电极的叙述不正确的是(D)A.铜锌原电池中铜是正极B.用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极C.在镀件上电镀铜时,用金属铜作阳极D.电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极解析:A项,锌比铜活泼,所以铜锌原电池中铜是正极,正确;B项,用电解法精炼铜时粗铜作阳极,发生氧化反应,纯铜作阴极,发生还原反应得到单质铜,正确;C项,电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极,所以在镀件上镀铜时可用铜作阳极,正确;D项,电解稀硫酸制H2、O2时,若铜作阳极,则在阳极放电的是活性电极Cu,不是氢氧根离子,所以得不到氧气,错误。4.(2018河南镇平一中月考)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镍(已知:氧化性Fe2+Ni2+Cu2+H+,初期没有铜析出,是因为Fe3+e-Fe2+,A错误;石墨极为阳极,阳极室的电解液是稀硫酸,阳极反应式为2H2O-4e-O2+4H+,B错误;电解池中阴离子由阴极室移向阳极室,M为S,电路中转移2 mol电子时,理论上迁移1 mol S,C错误;将硫酸亚铁溶液充入阳极室,失去电子能力:Fe2+OH-,阳极反应式为Fe2+-e-Fe3+,S由阴极室迁移到阳极室,获得Fe2(SO4)3,D正确。13.电解原理在化学工业中有广泛应用。(1)电解食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法,电解示意图如图所示,图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过,请回答以下问题:图中A极要连接电源的(填“正”或“负”)极。精制饱和食盐水从图中位置补充,氢氧化钠溶液从图中(填“a”“b”“c”“d”“e”或“f”)位置流出。电解总反应的离子方程式是。(2)电解法处理含氮氧化物废气,可回收硝酸,具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收NOx的装置如图所示(图中电极均为石墨电极)。用NO2气体进行模拟电解法吸收实验。写出电解时NO2发生反应的电极反应:。若有标准状况下2.24 L NO2被吸收,通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H+为mol。(3)为了减缓钢制品的腐蚀,可以在钢制品的表面镀铝。电解液采用一种非水体系的室温熔融盐,由有机阳离子、Al2C和AlC组成。钢制品应接电源的极。已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为。若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极电极反应式为 。解析:(1)电解过程中阳离子向阴极移动,则图中A极为阳极,要连接电源的正极。B电极为阴极,表面H+发生还原反应,促进水的电离,阴极区产生大量OH-,同时阳极区Cl-发生氧化反应,则精制饱和食盐水从图中a位置补充,氢氧化钠溶液从图中d位置流出。电解饱和食盐水发生反应的离子方程式是2Cl-+2H2OCl2+H2+2OH-。(2)根据图知,电解时,左室中电极上氢离子放电生成氢气,则左室为阴极室,右室为阳极室,阳极上通入的是氮氧化物,生成硝酸,所以阳极上氮氧化物失电子和水生成硝酸,阳极反应式为NO2-e-+H2ON+2H+。n(NO2)=0.1 mol,阳极反应式为NO2-e-+H2ON+2H+,有0.2 mol氢离子生成,因为有0.1 mol硝酸生成,故有0.1 mol氢离子通过阳离子交换膜。(3)依据电镀原理分析,钢铁上镀铝是利用铝作阳极与电源正极相连,钢铁作阴极与电源负极相连;由有机阳离子、Al2C和AlC组成的离子液体作电解液来实现,离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系,电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,则阴极反应生成铝是发生的还原反应,铝元素化合价降低,分析离子液体成分,结合电荷守恒分析可知是Al2C得到电子生成Al和AlC,电极反应为4Al2C+3e-Al+7AlC;改用AlCl3水溶液作电解液,则溶液中氢离子在阴极放电生成氢气:2H+2e-H2。答案:(1)正ad2Cl-+2H2OCl2+H2+2OH-(2)NO2-e-+H2ON+2H+0.1(3)负4Al2C+3e-Al+7AlC2H+2e-H214.(1)(2018全国卷)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为 。电解后,室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水,可得到Na2S2O5。(2)(2018浙江卷)以四甲基氯化铵(CH3)4NCl水溶液为原料,通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵(CH3)4NOH,装置如图所示。收集到(CH3)4NOH的区域是(填“a”“b”“c”或“d”)。写出电池总反应: 。解析:(1)阳极上阴离子OH-放电,电极反应式为2H2O-4e-4H+O2,电解过程中H+透过阳离子交换膜进入a室,故a室中NaHSO3浓度增加。(2)根据题给信息及题图,阴极的电极反应式为2H2O+2e-H2+2OH-,阳极的电极反应式为2Cl-2e-Cl2;根据阳离子交换膜只允许阳离子通过,所以收集到(CH3)4NOH的区域是d。根据题意