苏教版选修4 专题1第二单元 化学能与电能的转化（第3课时） 作业.doc

第二单元 化学能与电能的转化第三课时 电解池工作原理的应用基础过关1.在冶金工业中,常用电解法得到钠、镁、铝等金属,其原因是( b )a.都是轻金属b.都是活泼金属c.成本低廉d.这些金属的化合物熔点较低解析:金属冶炼方法的选取主要依据是金属的活动性强弱,不活泼的金属可以用热分解法制备,如加热氧化汞制汞;比较活泼的金属用热还原法制备,如用焦炭炼铁;活泼的金属离子很难被其他还原剂还原,只能用电解法制备。由于钠、镁、铝是活泼金属,所以只能用电解法。2.将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为( a )a.632b.631c.123d.321解析:设电路中通过6 mol电子,根据k+e-k得析出6 mol k,根据mg2+2e-mg得析出3 mol mg,根据al3+3e-al得析出2 mol al,即n(k)n(mg)n(al)=632。3.下列叙述正确的是( c )a.在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应b.用惰性电极电解na2so4溶液,阴、阳两极产物的物质的量之比为12c.用惰性电极电解饱和nacl溶液,若有1 mol电子转移,则生成1 mol naohd.镀层破损后,镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀解析:电解池阴极上得电子发生还原反应,故a错误;用惰性电极电解na2so4溶液,阴极上析出氢气,阳极上析出氧气,氢离子得2 mol电子生成1 mol氢气,4 mol氢氧根离子失去4 mol电子生成1 mol氧气,所以阴、阳两极产物的物质的量之比为21,故b错误;设生成氢氧化钠物质的量为x,2nacl+2h2o2naoh+h2+cl2 转移电子2 mol 2 molx 1 molx=1 mol,所以生成1 mol氢氧化钠,故c正确;镀层破损后,镀锡铁板中铁作负极,镀锌铁板中铁作正极,所以镀锌铁板比镀锡铁板更耐腐蚀,故d错误。4.欲在金属表面镀银,应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中,选用的阳极金属和电镀液均正确的是( b )a.ag和agcl溶液b.ag和agno3溶液c.pt和ag2co3溶液d.pt和ag2so4溶液解析:电镀槽中,要求镀件作阴极,可用镀层金属作阳极,利用阳极溶解提供镀层金属,也可用惰性电极材料作阳极,镀层金属则由电镀液提供;电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液,由于a、c、d中agcl、ag2co3和ag2so4均为沉淀,只有b符合要求。5.粗铜中含多种杂质(如锌、金和银等),工业上常用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时( b )a.粗铜接电源负极b.纯铜作阴极c.杂质都将以单质形式沉积到池底d.纯铜片增重2.56 g,电路中通过0.04 mol电子解析:由金属活动性顺序zncuagau可知,首先锌失去电子进入溶液,而后是铜失去电子,由于杂质au、ag很少,铜溶解时,两者以单质形式沉积到池底,c错。纯铜增重2.56 g时,得到电子:2=0.08 mol,即电路中通过0.08 mol电子,d错。6.镍镉(nicd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。电解质溶液为koh溶液,电池反应为cd+2niooh+2h2ocd(oh)2+2ni(oh)2,下列有关镍镉电池的说法正确的是( d )a.充电过程是化学能转化为电能的过程b.充电时阳极反应为cd(oh)2+2e-cd+2oh-c.放电时电池内部oh-向正极移动d.充电时与直流电源正极相连的电极上发生ni(oh)2转化为niooh的反应解析:充电时该装置是电解池,是将电能转化为化学能的装置,故a错误;充电时,该装置是电解池,阳极上电极反应式为ni(oh)2-e-+oh-niooh+h2o,故b错误;放电时,电解质溶液中氢氧根离子向负极移动,故c错误;充电时与直流电源正极相连的是阳极,而阳极上电极反应式为 ni(oh)2-e-+oh-niooh+h2o,故d正确。7.取一张用饱和nacl溶液浸湿的ph试纸,两根铅笔芯作电极,接通直流电源,一段时间后,发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆,内圆为白色,外圈呈浅红色。则下列说法错误的是( d ) a.b电极是阴极b.a电极与电源的正极相连接c.电解过程中,水是氧化剂d.b电极附近溶液的ph变小解析:用惰性电极电解nacl溶液,其电极反应分别为阴极:2h+2e-h2,阳极:2cl-2e-cl2,由于a极出现了双色同心圆,内圆为白色,外圈呈浅红色,则a极为电解池的阳极,因为产生的cl2与水反应生成hcl和hclo,hcl使ph试纸显红色,hclo具有漂白性,使ph试纸褪色;b极为阴极,h+得电子产生h2,h+来源于h2o的电离,因此在b极又同时生成了oh-,因此b极附近ph增大。8.下列关于实验现象的描述不正确的是( c )a.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡b.用银片作阳极,铁片作阴极,电解硝酸银溶液,铁片表面出现一层银c.把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁d.把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率加快解析:铜为正极,正极上氢离子得电子被还原生成氢气,则铜片表面出现气泡,故a正确;b项为电镀装置,银离子在阴极被还原生成银,故b正确;铜和氯化铁发生氧化还原反应生成氯化铜和氯化亚铁,不能置换出铁,故c不正确;锌置换出铜,形成原电池,电化学反应较化学反应快,故d正确。9.用如图装置模拟人工肾脏的工作原理,电解生成的cl2将尿素co(nh2)2氧化成n2排出,则下列说法错误的是( c ) a.电源的正极为bb.尿素被氧化的化学方程式为co(nh2)2+3cl2+h2on2+co2+6hclc.电解结束后,阴极室溶液与电解前相比c(h+)减小d.阳极收集到气体4.48 l(标准状况)时,被氧化的尿素为 6.0 g解析:根据装置图中生成h2的区域推知,a为负极,b为正极,故a正确;电解时装置图右边的电极反应为:2cl-2e-cl2,生成的cl2将co(nh2)2氧化,化学方程式为 co(nh2)2+3cl2+h2on2+co2+6hcl,故b正确;由阴极:2h+2e-h2,结合1 mol cl2被还原时生成2 mol h+,以及中间的质子交换膜只允许h+通过,h+移向阴极室知,电解结束后,阴极室溶液与电解前相比c(h+)不变,故c错误;由co(nh2)2被cl2氧化的化学方程式得,被氧化co(nh2)2的质量为:60 g/mol=6.0 g,故d正确。10.电解硫酸钠溶液生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示,其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下,气体甲与气体乙的体积比约为12,以下说法正确的是( d ) a.a极与电源的负极相连b.a电极反应式:2h2o+2e- h2+2oh-c.离子交换膜d为阴离子交换膜d.产物丙为硫酸溶液解析:由装置图分析可知是电解装置,电解硫酸钠溶液,实质是电解水,气体甲与气体乙的体积比约为12,气体甲为氧气,气体乙为氢气,阳极生成氧气,电极反应式为4oh-4e-2h2o+o2,阴极生成氢气,电极反应式为2h+2e-h2,所以判断a电极是阳极,b电极是阴极,在阳极室得到硫酸,在阴极室得到氢氧化钠,则c为阴离子交换膜,d为阳离子交换膜。11.电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,装有电解液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都是惰性电极,a是饱和nacl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则电解池中x极上的电极反应式为 。 在x极附近观察到的现象是 。 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)如要在某导电塑料表面镀一层金属铜,则x电极的材料是 ,电极反应式是 。 y电极的材料是 ,电解液a选用 溶液。 解析:(1)和电源的负极相连的电极x极是阴极,该电极上氢离子发生得电子的还原反应,即2h+2e-h2,所以该电极附近氢氧根离子浓度增大,碱性增强,滴入几滴酚酞试液会变红。和电源的正极相连的电极y极是阳极,该电极上氯离子发生失电子的氧化反应,即2cl2e-cl2,氯气能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝,可以用于氯气的检验。(2)根据电镀原理,镀件作阴极,与电源的负极相连,所以x电极的材料是导电塑料,电极反应式是cu2+2e-cu。镀层金属作阳极,含镀层金属阳离子的盐溶液作电解质溶液,所以y电极的材料是铜,电解液a选用cuso4溶液。答案:(1)2h+2e-h2 放出气体,溶液变红2cl-2e-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)导电塑料 cu2+2e-cu 铜 cuso4能力提升12.常温下用石墨作电极,电解100 ml 0.1 moll-1的cu(no3)2和0.1 moll-1的agno3组成的混合溶液,当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12 l时,假设溶液体积不变,下列说法正确的是( b )a.阴极增重1.4 gb.所得溶液中的c(h+)=0.3 moll-1c.阴极增重0.64 gd.所得溶液中的c(h+)”或“”)n%。 (4)利用装置可获得10 mol/l盐酸,该产品出口为 (填“a”或“b”),请说明理由: 。 解析:(1)电解饱和食盐水的化学方程式为2nacl+2h2o2naoh+h2+cl2;装置左侧通入浓nacl溶液,流出稀nacl溶液,故装置为电解池;左侧为阳极室,反应为2cl-2e-cl2;右侧为阴极室,发生反应为2h2o+2e-2oh-+h2。(2)物质x为cl2,装置和中属于燃料电池的是装置。(3)装置中,naoh溶