2022-2023學年高中化學 第04章 電化學基礎 專題4.3.2 電解原理的應用課時同步試題 新人教版選修4

2022-2023學年高中化學 第04章 電化學基礎 專題4.3.2 電解原理的應用課時同步試題 新人教版選修4一、選擇題1下列有關電解原理的說法中不正確的是 A電解飽和食鹽水時，一般用鐵作陽極，碳作陰極 B電鍍時，通常用待鍍的金屬制品作陰極，用鍍層金屬作陽極 C對于冶煉像鈉、鈣、鎂、鋁等活潑的金屬，電解法幾乎是唯一可行的工業(yè)方法 D電解精煉銅時，用純銅板作陰極，粗銅板作陽極【答案】A 2工業(yè)上常用電解法冶煉的金屬是A鈉B鐵C銅D銀【答案】A【解析】電解法冶煉的是KAl的活潑金屬，故選項A正確。3某同學設計了一種電解法制取Fe(OH)2的實驗裝置(如圖)。通電后，溶液中產生白色沉淀，且較長時間不變色。下列說法中正確的是 A電源中a為負極，b為正極B電解池中的電解液不可以是NaCl溶液CB電極發(fā)生的反應：2H2e=H2DA、B兩端都必須使用鐵作電極【答案】C【解析】生成的氫氣將裝置中原有氧氣帶出，且氫氣的密度小于水，所以氫氣從B端陰極析出，則A電極是鐵，作陽極失去電子生成亞鐵離子，所以“a”為正極，“b”為負極，A錯誤；因為陽極是鐵，活潑電極作陽極時，陽極材料鐵失電子生成亞鐵離子，陰極上氫離子放電，生成氫氣，所以能生成氫氧化亞鐵白色沉淀，則電解液選用NaCl溶液不影響實驗，B錯誤；陽極應該用鐵電極，陰極可以是鐵也可以是其他惰性電極，陰極上氫離子得電子生成氫氣，同時破壞水的電離平衡，產生氫氧根離子，氫氣能防止氫氧化亞鐵被氧化而導致實驗失敗，所以電極反應式為：2H2e=H2，C正確；D、陽極應該用鐵電極，陰極可以是鐵也可以是其他惰性電極，D錯誤。4工業(yè)上常使用電解精煉法將粗銅提純。在電解精煉時A粗銅接電源負極B純銅作陽極C雜質都將以單質形式沉積到池底D純銅片增重2.56 g，電路中通過電子為0.08 mol【答案】D 5金屬鎳有廣泛的用途，粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是（已知：氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+）A陽極發(fā)生還原反應，其電極反應式為：Ni2+2e= NiB電解過程中，陽極質量的減少量與陰極質量的增加量一定相等C電解后，電解槽底部的陽極泥中含有Cu和PtD電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2+和Zn2+【答案】C【解析】電解法制備高純度的鎳，粗鎳作為陽極，金屬按還原性順序Zn >Fe >Ni>Cu>Pt發(fā)生氧化反應，電極反應依次為：Zn2e= Zn2+、Fe2e= Fe 2+、Ni2e= Ni2+，A項錯誤；電解過程中，陽極質量的減少的量為Zn、Fe、Ni的減少的質量以及陽極泥的質量，陰極質量的增加量只有析出Ni的量，由于兩極轉移的電子數相等，陽極質量的減少量與陰極質量的增加質量不相等，B項錯誤；Cu和Pt還原性比Ni弱，不能失去電子，以沉淀的形式沉積在電解槽底部，形成陽極泥，C項正確；電解后，溶液中存在的金屬陽離子除了Fe2+、Zn2+外，還有Ni2+，D項錯誤。點睛：本題是利用電解原理法制備高純度的鎳，粗鎳作為陽極，純鎳作為陰極，電解液為鎳的鹽溶液；在電解過程中，陽極活潑金屬Zn 和Fe優(yōu)先失電子生成陽離子，接著Ni再失電子生成Ni2+，Cu和Pt還原性比Ni弱，不能失去電子，以沉淀的形式沉積在電解槽底部，形成陽極泥；陰極只是Ni2+得電子生成金屬Ni；在整個電解過程中轉移電子數相等，電解質溶液濃度略有減少。6利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備，鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得。利用如圖所示裝置電解制備LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。下列說法正確的是 AB極區(qū)電解液為LiCl溶液B陽極電極反應式為2Cl2e=Cl2C電解過程中Li向A電極遷移DA極區(qū)產生0.1 mol氣體，則溶液中有0.4 mol Li移向B電極【答案】B 7下列敘述正確的是 鋅跟稀硫酸反應制取氫氣，加入少量硫酸銅溶液能加快反應速率 鍍層破損后，白鐵（鍍鋅的鐵）比馬口鐵（鍍錫的鐵）更易腐蝕 電鍍時，應把鍍件置于電解槽的陰極 冶煉鋁時，用電解熔融氧化鋁的方法 鋼鐵表面常易銹蝕生成Fe2O3nH2OA B C D【答案】B【解析】鋅跟稀硫酸反應的制取氫氣，加入少量硫酸銅溶液后，金屬鋅可以置換金屬銅，形成原電池，原電池能加速負極金屬和電解質的反應速率，故正確；白鐵（鍍鋅的鐵）中，鍍層破損后，Zn為負極，被腐蝕的是Zn，Fe被保護，馬口鐵（鍍錫的鐵）中，Fe為負極，被腐蝕的是Fe，所以鍍層破損后，白鐵（鍍鋅的鐵）比馬口鐵（鍍錫的鐵）鐵更耐腐蝕，故錯誤；根據電鍍原理中，鍍件作電解槽的陰極，故正確；根據金屬的活動性強弱選擇合適的冶煉方法，一般來說，活潑金屬用電解法，鋁是活潑金屬，所以通常采用電解熔融氧化鋁的方法冶煉，故正確；鋼鐵吸氧腐蝕生成的鐵銹的主要成分為Fe2O3nH2O，故正確，答案選B。8電滲析法是一種利用離子交換膜進行海水淡化的方法，其原理如下圖所示。已知海水中含Na+、Cl、Ca2+、Mg2+、SO42等離子，電極為惰性電極。下列敘述中正確的是 AA膜是陽離子交換膜B通電后，海水中陰離子往b電極處運動C通電后，a電極的電極反應式為4OH4e=O22H2OD通電后，b電極上產生無色氣體，溶液中出現白色沉淀【答案】D 9如圖是工業(yè)電解飽和食鹽水的裝置示意圖，下列說法中不正確的是 A裝置出口處的物質是氯氣B出口處的物質是氫氣，該離子交換膜只能讓陽離子通過C裝置中發(fā)生的反應的離子方程式2Cl+2H+Cl2+H2D該裝置是將電能轉化為化學能【答案】C【解析】A與電源負極相連的為陰極，則處為陰極反應得到的物質，為氫氣，與電源正極相連的為陽極，溶液中的氯離子在陽極失電子生成氯氣，出口處得到的是氯氣，故A正確；B出口處的物質是氫氣，溶液中的氫離子得到電子發(fā)生還原反應生成氫氣，離子交換膜是陽離子交換膜，只允許陽離子通過，不能讓陰離子通過，故B正確；C裝置是電解飽和食鹽水，電解過程是氯化鈉和水反應生成氫氧化鈉和氫氣、氯氣，反應的離子方程式為：2Cl+2H2OCl2+H2+2OH，故C錯誤；D裝置是電解原理的應用，是電能轉化為化學能的裝置，故D正確；故選C。10下列有關圖示實驗的說法正確的是 A裝置中陰極處產生的氣體能夠使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍B裝置中待鍍鐵制品應與直流電源正極相連C裝置中電子由b極流向a極D裝置中的離子交換膜可以避免生成的Cl2與NaOH溶液反應【答案】D 二、非選擇題11電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應用。如圖表示一個電解池，裝有電解液a，X、Y是兩塊電極板，通過導線與直流電源相連。請回答以下問題： （1）若X、Y都是惰性電極，a是AgNO3溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴石蕊試液，則電解池中Y電極上的電極反應式為 。在Y電極附近觀察到的實驗現象是 ；檢驗該電極反應產物的方法是 。X電極上的電極反應式為 。（2）如要用電解方法精煉粗鎳，電解液a選用Ni(NO3)2溶液，則：X電極的材料是 ，電極反應式為 ；Y極的材料是 ，電極反應式為 。【答案】（1）2H2O4e4HO2 有無色氣體放出，溶液變紅 用帶火星的木條檢驗，木條復燃4Ag4e4Ag（2）純鎳 Ni22eNi 粗鎳 Ni2eNi2 12如圖是以鉛蓄電池為電源，模擬氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水的裝置圖(C、D均為石墨電極)。 已知：鉛蓄電池在放電時發(fā)生下列電極反應：負極：Pb2e=PbSO4正極：PbO24H2e=PbSO42H2O（1）請寫出電解飽和食鹽水的化學方程式_。（2）若在電解池中C極一側滴酚酞試液，電解一段時間后未呈紅色，說明鉛蓄電池的A極為_極。（3）用鉛蓄電池電解1 L飽和食鹽水（食鹽水足量）時。若收集到11.2 L(標準狀況下)氯氣，溶液pH=_。若鉛蓄電池消耗H2SO4 2 mol，則可收集到H2的體積(標準狀況下)為_L。【答案】（1）2NaCl2H2O2NaOHCl2H2 （2）正 （3）14 22.4 鉛蓄電池放電的總反應為Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，每消耗2 mol H2SO4，轉移2 mol e，可生成1 mol H2，標準狀況時，H2的體積為1 mol×22.4 L/mol=22.4 L。13I新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH4和O2，電解質為KOH溶液。某研究小組將兩個甲烷燃料電池串聯后作為電源，進行飽和氯化鈉溶液電解實驗，如圖所示。 回答下列問題：（1）甲烷燃料電池負極的電極反應式為_。（2）閉合開關K后，a、b電極上均有氣體產生，其中b電極上得到的是_，電解氯化鈉溶液的總反應離子方程式為_。II用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時得到H2SO4，其原理如圖所示。(電極材料為石墨) （1）圖中a極要連接電源的(填“正”或“負”)_極，C口流出的物質是_。（2）b電極放電的電極反應式為_。（3）電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強，用平衡移動原理解釋原因_?！敬鸢浮縄（1）CH48e10OH=7H2O （2）H2 2Cl2H2OCl2H22OH II（1）負 硫酸（2）2eH2O=2H （3）H2OHOH，在陰極H放電生成H2，c(H)減小，水的電離平衡正向移動，堿性增強 II由圖中信息可知，a、b分別為電源的負極和正極，電解池左室為陰極室、右室為陽極室。在陰極通入稀氫氧化鈉溶液，電解生成氫氣和氫氧化鈉；在陽極通入稀硫酸，亞硫酸根通過陰離子交換膜進入陽極室放電生成硫酸。（1）圖中a極要連接電源的負極，C口流出的物質是硫酸。（2）b電極SO放電的電極反應式為2eH2O=2H。（3）電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強，是因為水有電離平衡H2OHOH，在陰極H放電生成H2，c(H)減小，水的電離平衡正向移動，堿性增強。