1.2.4 电解原理的应用课时作业 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考新苏教版高中化学选择性必修1《化学反应原理》PAGE答案第=2页总=sectionpages22页PAGE2课时作业2：1.2.4电解原理的应用学校：__________姓名：__________班级：__________考号：__________一、单选题（共12小题）1.(1分)在冶金工业中，常用电解法得到钠、镁、铝等金属，其原因是()A.都是轻金属 B.都是活泼金属C.成本低廉 D.化合物熔点较低2.(1分)利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是()A.电解时以纯铜作阳极B.电解时阴极发生氧化反应C.粗铜连接电源负极，其电极反应式是Cu－2e－===Cu2＋D.电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥3.(1分)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。下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋)()A.电解后，电解槽底部的阳极泥中只有金属Pt B.电解过程中，电解质溶液的质量可能保持不变C.电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋ D.阳极发生氧化反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－===Ni4.(1分)下列说法正确的是()A.在电解法精炼铜的过程中，若转移1mol电子，则阳极溶解的铜小于32gB.电解冶炼镁、铝通常电解熔融的MgCl2和Al2O3，也可电解MgO和AlCl3C.电解法精炼镍时，粗镍作阴极，纯镍作阳极D.铁表面镀铜时，将铁与电源的正极相连，铜与电源的负极相连5.(1分)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。以下说法不正确的是()A.可用铁作阳极材料B.电解过程中阴极附近溶液的pH升高C.阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑D.1mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1mol电子6.(1分)用电解法可提纯含有某些含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是()A.阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ B.通电后阴极区附近溶液pH会增大C.K＋通过交换膜从阴极区移向阳极区 D.纯净的KOH溶液从b出口导出7.(1分)Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法正确的是()A.石墨电极接直流电源的正极 B.铜电极发生还原反应C.石墨电极上产生氢气 D.当有0.5mol电子转移时，有0.5molCu2O生成8.(1分)现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力，常用于电解池、原电池中。电解NaB(OH)4溶液可制备H3BO3，其工作原理如图。下列叙述错误的是()A.M室发生的电极反应式：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋B.N室：a＜bC.产品室发生的反应是B(OH)＋H＋===H3BO3＋H2OD.理论上每生成1mol产品，阴极室可生成标准状况下5.6L气体9.(1分)氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。下列说法正确的是()A.电解池的阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－B.通入空气的电极为负极C.电解池中产生2molCl2时，理论上燃料电池中消耗0.5molO2D.a、b、c的大小关系为a>b＝c10.(1分)如图所示，乙装置是简易84消毒液发生器，X为铁电极，Y为石墨电极。下列判断中正确的是()A.钴(Co)的金属性比铜的强 B.工作时，SO向Cu电极移动C.电子流动路径：Co电极→X→溶液→Y→Cu电极 D.转移0.2mole－，乙中生成0.2molNaClO11.(1分)我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置(如下图所示)。闭合K2、断开K1时，制氢并储能；断开K2、闭合K1时，供电。下列说法错误的是()A.制氢时，溶液中K＋向Pt电极移动B.制氢时，X电极反应式为Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2OC.供电时，Zn电极附近溶液的pH降低D.供电时，装置中的总反应为Zn＋2H2O===Zn(OH)2＋H2↑12.(1分)电镀、冶炼等行业会产生大量的硝酸废液，增加水体中的氮污染。某工厂开发了一种电化学降解NO、降低酸性的设备，原理如图所示，图中M为质子(H＋)交换膜。下列说法不正确的是()A.铅蓄电池的A极为正极，电极材料为PbO2B.该电解池阴极反应为2NO＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－C.若电解过程中转移2mol电子，则交换膜左侧电解液的质量变化为18gD.若铅蓄电池工作过程中负极质量增加9.6g，电解池阴极室产生N2448mL(标况下)二、填空题（共3小题）13.(1分)电解的应用比较广泛。根据下列电解的应用，回答问题：(1)如图为电解精炼银的示意图，________(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为_________________。(2)利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为________(填化学式)溶液，阳极电极反应式为_________________，电解过程中Li＋向________(填“A”或“B”)电极迁移。(3)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。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_______________________________________________。若改用氯化铝水溶液作电解液，则阴极产物为________。14.(1分)工业上处理含Cr2O的酸性工业废水常用以下方法：①往工业废水里加入适量的NaCl，搅拌均匀；②用Fe作电极进行电解，经过一段时间后有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀产生；③过滤回收沉淀，废水达到排放标准。试回答：(1)电解时的电极反应：阳极为_______________________________________，阴极为__________________________________________________________。(2)Cr2O转变成Cr3＋的离子方程式：_______________________________。(3)电解过程中Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀是怎样产生的？________________________________________________________________________________________________________________________________(4)能否用Cu电极来代替Fe电极？________(填“能”或“不能”)，简述理由________________________________________________________________。15.(1分)整合有效信息书写电极反应。(1)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。将用烧碱吸收H2S后所得的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S2－－2e－===S↓，(n－1)S＋S2－===S。①写出电解时阴极的电极反应式：______________________________________。②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成_______________________________________________________________。(2)电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是________，说明理由：_____________________。1.【答案】B【解析】金属冶炼方法选取的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；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，只能用电解方法制备。由于钠、镁、铝是活泼金属，所以只能用电解法。2.【答案】D【解析】电解精炼铜时，粗铜应作阳极，纯铜作阴极，故A错误；阳极与电池的正极相连，发生氧化反应，阴极与电池的负极相连，发生还原反应，故B错误；粗铜连接电源的正极，发生氧化反应，故C错误；金属活动性顺序为Zn>Fe>Cu>Ag>Pt，因此Ag、Pt不会放电，以单质形式在阳极附近沉积下来，故D正确。3.【答案】B【解析】粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质做阳极，铜和铂不失电子沉降电解池底部形成阳极泥，电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt，A项错误；电解过程中阳极失电子的有Fe、Zn、Ni；阴极析出的是镍；依据得失电子守恒，阳极质量的减少与阴极质量的增加可能相等，因此电解质溶液的质量可能保持不变，B项正确；电解后，溶液中存在的阳离子有H＋、Fe2＋、Zn2＋、Ni2＋，C项错误；阳极发生氧化反应，其电极反应式：Ni－2e－===Ni2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Zn－2e－===Zn2＋，D项错误。4.【答案】A【解析】电解精炼铜时，粗铜作阳极，比铜活泼的金属先失电子，转移1mole－时溶解铜的质量小于32g，A项正确；电解法制备Al时不能用AlCl3，因为AlCl3是共价化合物，熔融状态下AlCl3不能电离出离子，B项错误；电解法精炼镍时，粗镍作阳极，纯镍作阴极，C项错误；铁表面镀铜时，镀件做阴极，镀层金属作阳极，所以铁与电源负极相连，铜与电源正极相连，D项错误。5.【答案】A【解析】由题意知电极反应，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极：2H＋＋2e－===H2↑，阴极溶液呈碱性，pH升高，故A错误，B、C正确；由Ni2＋→Ni3＋，失去1mole－，外电路中转移1mole－，即Cl－失去1mole－，H＋得到1mole－，D正确。6.【答案】C【解析】根据图示，通入粗氢氧化钾的电极是阳极，阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；通入水的电极是阴极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，K＋通过交换膜从阳极区移向阴极区，生成氢氧化钾，纯净的KOH溶液从b口导出，阴极区附近溶液的pH会增大，C项错误。7.【答案】C【解析】根据电解总反应可知，Cu发生氧化反应生成Cu2O，则Cu是阳极，连接直流电源的正极，石墨连接电源的负极，A、B均错误；石墨是阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，电极上产生H2，C正确；生成1molCu2O转移2mol电子，故有0.5mol电子转移时，有0.25molCu2O生成，D错误。8.【答案】D【解析】M室为阳极室，水中的氢氧根离子放电，2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，A正确。N室，水中的氢离子放电，生成氢氧根离子，原料室中钠离子移动到N室，NaOH浓度增大，B正确。原料室中的B(OH)移向产品室，M室中生成的H＋移向产品室，二者反应生成产品，C正确。根据关系式：H3BO3～H＋～H2，理论上每生成1mol产品，阴极室可生成标准状况下11.2L气体，D错误。9.【答案】A【解析】题给电解池的阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，A项正确；题给燃料电池为氢氧燃料电池，通入空气的电极为正极，B项错误；由整个电路中得失电子守恒可知，电解池中产生2molCl2，理论上转移4mole－，则燃料电池中消耗1molO2，C项错误；题给燃料电池的负极反应式为2H2－4e－＋4OH－===4H2O，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，所以a、b、c的大小关系为c>a>b，D项错误。10.【答案】A【解析】乙装置为电解池，X极放出氢气为阴极，所以与之相连的Co为负极，则Cu为正极，活泼性Co＞Cu，钴(Co)的金属性比铜的强，A项正确；工作时，SO向负极(Co)移动，B项错误；甲装置为原电池装置，电子从负极流向正极，Co电极→X，Y→Cu电极，但是电子不会经过电解质溶液，C项错误；电解氯化钠溶液的方程式2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH，转移0.2mole－，产生0.1mol氯气，Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，乙中生成0.1molNaClO，D项错误。11.【答案】D【解析】闭合K2制氢时，光伏电池供电，X电极与Pt电极构成电解池；闭合K1放电时，X电极与Zn电极构成原电池。据图分析，制氢时表面析出H2的Pt电极为阴极，故K＋应该移向Pt电极，A项正确；制氢时，X电极为电解池阳极时，Ni元素失电子、化合价升高，故电极反应式为Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O，B项正确；供电时，发生的是原电池反应，Zn电极为负极，发生氧化反应并消耗OH－，其电极反应式为Zn－2e－＋4OH－===ZnO＋2H2O，则Zn电极附近溶液的pH降低，C项正确；供电时，X电极发生还原反应，氧化剂为NiOOH，供电时电池反应中氧化剂不是H2O，D项错误。12.【答案】B【解析】据装置图可知，与电源B极相连的电极上NO得到电子生成了N2，说明该电极为电解池的阴极，B为电池的负极，A为电池的正极，电极上PbO2得到电子生成PbSO4，A项正确；阴极上NO得到电子生成N2，电解质溶液为酸性环境，则电极反应式为2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，B项错误；电解池左侧为H2O失去电子生成H＋、O2，若电解过程中转移2mol电子，则有2molH＋穿过质子交换膜移向右侧，同时有0.5molO2逸出，因此交换膜左侧电解液的质量变化为2mol×1g/mol＋0.5mol×32g/mol＝18g，C项正确；铅蓄电池放电时，负极为Pb失去电子生成PbSO4，电极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4，每转移2mol电子，增重96g，负极质量增加9.6g，则转移电子为×2＝0.2mol，根据得失电子守恒以及阴极电极反应式可知，阴极生成0.02molN2，其标准状况下体积为0.02mol×22.4L/mol＝0.448L＝448mL，D项正确。13.【答案】(1)aNO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O(或NO＋4H＋＋3e－===NO↑＋2H2O、2NO＋O2===2NO2)(2)LiOH2Cl－－2e－===Cl2↑B(3)负4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlClH2【解析】(1)电解精炼银与电解精炼铜原理相似。电解精炼银装置中，含有杂质的粗银作阳极，电解池的阳极与电源的正极相连，则该装置中a极为含有杂质的粗银。该电解池的b极为阴极，阴极上有红棕色气体生成，可知NO被还原为NO2，电极反应式为NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O。(2)根据电解装置图，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，B区产生H2，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，剩余OH－与Li＋结合生成LiOH，所以B极区电解液为LiOH溶液，B电极为阴极，则A电极为阳极，阳极区电解液为LiCl溶液，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，电解过程中Li＋向B电极迁移。(3)在钢制品上电镀铝，故钢制品作阴极，与电源负极相连。由于电镀过程中“不产生其他阳离子且有机阳离子不参与电极反应”，Al元素在熔融盐中以Al2Cl和AlCl形式存在，则电镀过程中阴极电极反应式为4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl。若电解液改为氯化铝水溶液，水溶液中得电子能力Al3＋<H＋，故阴极上的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。14.【答案】(1)Fe－2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑(2)6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O(3)在阴极反应及Cr2O与Fe2＋反应的过程中，将消耗大量的H＋，使溶液pH上升，促进Fe3＋、Cr3＋水解并最终转化为Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀(4)不能因为阴极产生的Cu2＋不能将Cr2O还原为Cr3＋【解析】由于Cr(＋6价)的化合物毒性远高于Cr(＋3价)的化合物，将Cr(＋6价)转化为Cr(＋3价)，对废水进行处理是电化学知识在实际工业生产中的具体运用