第1章 第2节 第2课时 电解原理的应用 同步练习 鲁科版选修4.docx
- 文档编号:3626446
- 上传时间:2022-11-24
- 格式:DOCX
- 页数:20
- 大小:152.36KB
第1章 第2节 第2课时 电解原理的应用 同步练习 鲁科版选修4.docx
《第1章 第2节 第2课时 电解原理的应用 同步练习 鲁科版选修4.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第1章 第2节 第2课时 电解原理的应用 同步练习 鲁科版选修4.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
第1章第2节第2课时电解原理的应用同步练习鲁科版选修4
第2课时 电解原理的应用
[目标要求] 1.了解电解饱和食盐水,铜的电解精炼,电镀的原理。
2.掌握电解原理及其应用。
1.电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气
(1)装置
(2)现象
①阳极上:
有气体产生。
②阴极上:
有气体产生,阴极附近溶液变红。
(3)原理分析及电极反应
电解时U形管中,Cl-、OH-移向阳极,H+,Na+移向阴极。
①阳极离子放电顺序:
Cl->OH-
电极反应:
2Cl-―→Cl2↑+2e-(氧化反应)
②阴极离子放电顺序H+>Na+
电极反应:
2H++2e-―→H2↑(还原反应)。
(4)总反应化学方程式:
2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑。
离子方程式:
2Cl-+2H2O
H2↑+Cl2↑+2OH-。
2.铜的电解精炼
(1)装置
(2)电极反应
阳极:
Cu―→Cu2++2e-
阴极:
Cu2++2e-―→Cu
(3)阳极泥
铜的电解精炼过程中,粗铜中不如铜活泼的金属与其他不溶性杂质混在一起沉积在电解池底部形成的物质。
3.电镀
(1)定义:
应用电解原理,在金属表面镀上一薄层金属或合金的方法。
(2)目的:
使金属抗腐蚀能力增强且增加金属表面的耐磨性和美观性。
(3)电镀池构成
镀层金属做阳极,镀件做阴极,含有镀层金属离子的盐溶液做电镀溶液。
知识点一 氯碱工业
1.关于电解NaCl水溶液,下列叙述正确的是( )
A.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠
B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色
C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈无色
D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性
答案 B
解析 电解食盐水时发生的反应:
阳极:
2Cl-―→Cl2↑+2e-
阴极:
2H2O+2e-―→H2↑+2OH-
总反应:
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
对照分析选项,A错误;阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2,滴加KI溶液后发生反应:
Cl2+2I-===I2+2Cl-,溶液呈棕色,B正确;阴极附近产生大量的OH-,滴加酚酞后变红色,C错误;电解后生成NaOH,溶液呈碱性,D错误。
2.下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是( )
答案 D
解析 电解食盐水时,阳极产物Cl2,阴极产物H2、NaOH,根据图中电子流向先确定装置中电源的正、负极,从而确定电解池的阴、阳极,然后判断电极产物以及检验方法,D选项符合题意。
知识点二 精炼铜及电镀池
3.下列关于铜电极的叙述不正确的是( )
A.在镀件上镀铜时镀件作阴极
B.在镀件上镀铜时可用金属铜作阳极
C.用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极
D.用电解法精炼粗铜时纯铜作阳极
答案 D
解析 在镀件上镀铜时,要将镀件制品作阴极,金属铜作阳极,用含有铜离子的电解质溶液作电解液,故A、B正确;用电解法精炼粗铜时,要用粗铜作阳极,纯铜作阴极,用含铜离子的电解质溶液作电解液,故C正确、D错误。
4.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+ A.阳极发生还原反应,其电极反应式: Ni2++2e-―→Ni B.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+ D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt 答案 D 解析 此题考查的是电解的基本原理。 在电解池中,阳极失去电子,化合价升高,发生氧化反应,而阴极得到电子,化合价降低,发生还原反应。 题目中已经告诉氧化性: Fe2+ Zn>Fe>Ni>Cu>Pt(惰性金属不放电),阴极的放电顺序为: Zn2+ Zn―→Zn2++2e-,Fe―→Fe2++2e-,Ni―→Ni2++2e-(主要电极反应);B: 由于阳极中Cu和Pt沉于电解槽底部的阳极泥中,而Zn和Fe在阳极放电,在阴极不能放电,因此阳极质量的减少不一定等于阴极质量的增加;C: 溶液中除了Fe2+和Zn2+还有Ni2+、H+等。 知识点三 电化学计算 5.如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂,在A池中加入0.05mol·L-1的CuCl2溶液,B池中加入0.1mol·L-1的AgNO3溶液,进行电解。 a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是( ) A.2∶2∶4∶1B.1∶1∶2∶1C.2∶1∶1∶1D.2∶1∶2∶1 答案 A 解析 由电解规律可知: a、c为阴极,b、d为阳极。 a极上析出Cu,b极上析出Cl2,c极上析出Ag,d极上析出O2。 由电子得失守恒可得出: 2e-~Cu~Cl2~2Ag~ O2,所以a、b、c、d四个电极上所析出物质的物质的量之比=1∶1∶2∶ =2∶2∶4∶1。 6.用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液,当阴极上增重ag时,在阳极上同时产生bL氧气(标准状况),从而可知M的相对原子质量为( ) A. B. C. D. 答案 C 解析 本题意在考查学生对电解原理的理解,并以电解原理为素材,考查学生思维的敏捷性。 由题干可知,在用惰性电极电解硝酸盐溶液时,两极发生的反应是: 阳极 4OH-―→2H2O+O2↑+4e- 阴极 Mx++xe-―→M 已知阳极上有bL氧气(标准状况)生成,其物质的量为 mol,从阳极反应来看,应有 mol电子转移,因此在阴极上也应有同样物质的量的电子转移,设Ar(M)为M的相对原子质量,则 = Ar(M)= 。 练基础落实 1.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。 通电时,为使Cl2被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图的装置,则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( ) A.a为正极,b为负极;NaClO和NaCl B.a为负极,b为正极;NaClO和NaCl C.a为阳极,b为阴极;HClO和NaCl D.a为阴极,b为阳极;HClO和NaCl 答案 B 解析 有关反应2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑,Cl2+2NaOH===NaCl+ NaClO+H2O,因阳极生成Cl2,阴极生成NaOH,为使二者充分作用,Cl2应在下端产生,从而推知电源b为正极,a为负极,消毒液主要成分是NaCl、NaClO。 2.如图所示,在一U形管中装入含有紫色石蕊的Na2SO4试液,通直流电,一段时间后U形管内会形成一个倒立的三色“彩虹”,从左到右颜色的顺序是( ) A.蓝、紫、红B.红、蓝、紫C.红、紫、蓝D.紫、红、蓝 答案 C 解析 用惰性电极电解Na2SO4溶液,实际上是电解水,其两极反应式为 阴极: 4H++4e-―→2H2↑ 阳极: 4OH-―→2H2O+O2↑+4e- 故阴极区域富集OH-,溶液呈碱性,使石蕊试液变蓝色;阳极区域富集H+,溶液呈酸性,使石蕊试液变红色。 3.在铁片上镀银时,下列叙述中正确的是( ) ①将铁片接在电源的正极上 ②将银片接在电源的正极上③在铁片上发生的反应是Ag++e-―→Ag ④在银片上发生的反应是4OH-―→O2↑+2H2O+4e- ⑤可用硫酸亚铁溶液做电镀液 ⑥可用硝酸银溶液为电镀液 A.①③⑥B.②③⑥C.①④⑤D.②③④⑥ 答案 B 解析 铁片上镀银,银作阳极,铁作阴极,分别发生Ag―→Ag++e-,Ag++e-―→Ag,电镀液应含有Ag+。 4.火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金和银等),其性能远不能达到电气工业的要求,工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。 在电解精炼时( ) A.粗铜接电源负极 B.纯铜作阳极 C.杂质都将以单质形式沉积到池底 D.纯铜片增重2.56g,电路中通过的电子为0.08mol 答案 D 解析 电解精炼铜时,用粗铜作阳极,用精铜作阴极,所以A、B不正确;锌比铜活泼,失电子变成锌离子进入溶液中,金、银不活泼,以单质形式沉淀到池底,C不正确;n(e-)= ×2=0.08mol,D正确。 练方法技巧 5.在25℃时,将2个铜电极插入到一定的Na2SO4饱和溶液中,通直流电电解并不断搅拌,当阴极上收集到amol气体时,溶液中析出了bmol的结晶水合物Na2SO4·10H2O,若保持温度不变,则所剩溶液中溶质的质量分数是( ) A. B. C. D. 答案 C 解析 电解发生的电极反应: 阳极为Cu―→Cu2++2e-,阴极为2H++2e-―→H2↑。 电解时总的化学反应方程式为Cu+2H2O Cu(OH)2↓+H2↑,阴极逸出amolH2,水被电解了2amol,根据溶解度知识,不难求出答案为C。 如果将题中的铜电极换作铂电极,只改一个字,其电解的总反应方程式即为2H2O 2H2↑+O2↑,阴极逸出amolH2,水被电解了amol。 可见因一字之差(“铜”与“铂”),答案各异。 由此再次强调提高审题的准确性是多么的必要。 6.如图所示,若电解5min时,测得铜电极的质量增加2.16g。 试回答: (1)电源中X极是__________(填“正”或“负”)极。 (2)通电5min时,B中共收集到224mL(标准状况)气体,溶液体积为200mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计),则通电前[CuSO4]=____________。 (3)若A中KCl溶液的体积也是200mL,电解后溶液中仍有Cl-,则电解后溶液的pH= __________。 答案 (1)负 (2)0.025mol·L-1 (3)13 解析 ①要注意电解的阶段性。 如含Cl-的溶液中Cl-电解完后继续通电会使OH-放电,Cu2+在阴极上被电解完全后H+又会放电等。 ②电极反应式和总反应方程式、电解产物物质的量与得失电子数之间的关系式是电化学计算的主要依据。 (1)铜极增重,说明银在铜极析出,则铜极为阴极,X为负极。 (2)C中铜极增重2.16g,即析出0.02molAg,线路中通过0.02mol电子。 由4e-~O2,可知B中产生的O2只有0.005mol,即112mL。 但B中共收集到224mL气体,说明还有112mL是H2,即Cu2+全部在阴极放电后,H+接着放电产生了112mLH2,则通过0.01mol电子时,Cu2+已被电解完。 由2e-~Cu,可知n(Cu2+)=0.005mol,则: c(CuSO4)=0.005mol÷0.2L=0.025mol·L-1。 (3)由4e-~4OH-知,A中生成0.02molOH-,则: [OH-]=0.1mol·L-1,pH=13。 练综合拓展 7.氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下: 依据上图,完成下列填空: (1)在电解过程中,与电源正极相连的电极上所发生反应的电极反应式为________________________,与电源负极相连的电极附近,溶液pH________(选填“不变”、“升高”或“下降”)。 (2)工业食盐中含Ca2+、Mg2+等杂质,精制过程中除去这些杂质时发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________。 (3)如果粗盐中SO 含量过高,必须添加钡试剂除去SO ,该钡试剂可以是________(填写字母序号,下同)。 A.Ba(OH)2 B.Ba(NO3)2 C.BaCl2 (4)为有效除去Ca2+、Mg2+、SO ,加入试剂的合理顺序为________。 A.先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂 B.先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3 C.先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3 (5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过________、冷却、________ (填写操作名称)除去NaCl。 (6)用隔膜法电解食盐水时,电解槽分隔为阳极区和阴极区,防止Cl2与NaOH反应;采用无隔膜法电解冷的食盐水时,Cl2与NaOH充分接触,得到的产物仅是NaClO和H2,则与该反应相应的化学方程式为________________________________________________。 答案 (1)2Cl-―→Cl2↑+2e- 升高 (2)Ca2++CO ===CaCO3↓ Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓ (3)AC (4)BC (5)蒸发 过滤 (6)NaCl+H2O NaClO+H2↑(或2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH;Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O) 解析 (1)电解饱和食盐水,与电源正极相连的电极为阳极,电极反应式是2Cl-―→ Cl2↑+2e-;与电源负极相连的电极为阴极,电极反应式是2H++2e-―→H2↑,消耗H+,产生OH-,所以溶液的pH升高。 (2)除去Ca2+: Ca2++CO ===CaCO3↓,除去Mg2+: Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,由于Mg(OH)2的溶解能力小于MgCO3,所以Mg2+与CO 、OH-混合时,一般是生成Mg(OH)2沉淀。 (3)除去SO ,应选择Ba2+,如果加入Ba(NO3)2,溶液中会引进新的杂质,加入 Ba(OH)2、BaCl2不会增加新的杂质,选A、C。 (4)除去杂质时加入Ba2+和OH-,无先后之分,但Na2CO3一定要在最后加入,因为CO 还要除去多余的Ba2+,过滤沉淀后即认为NaCl被提纯,选B、C。 (5)脱盐实际上是分离NaOH和NaCl,由于NaCl溶解度小,因而NaCl首先析出,其操作过程是蒸发、冷却、结晶,经过滤得NaCl晶体,滤液进一步精制得NaOH。 (6)将2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑和Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O合并,即可得出答案。 第3课时 反应条件对化学平衡的影响 [目标要求] 1.理解化学平衡移动的概念和移动的条件。 2.理解温度、浓度、压强的改变对化学平衡的影响。 3.掌握外界条件改变时,平衡移动的方向和平衡常数的关系。 一、化学平衡的移动 1.概念: 可逆反应由一个____________变为另一个__________的过程。 2.化学平衡移动过程 3.平衡移动方向的判断 (1)根据速率判断 ①若v正____v逆,则平衡向正反应方向移动。 ②若v正____v逆,则平衡不移动。 ③若v正____v逆,则平衡向逆反应方向移动。 (2)根据体系中物质的浓度(或物质的量、百分含量)判断 如果平衡移动的结果是使体系中产物浓度(或物质的量、百分含量)________,则平衡正向移动或向右移动;反之,平衡逆向移动或向左移动。 二、反应条件对化学平衡的影响 1.温度的影响 (1)规律: 在其他条件不变的情况下, 升高温度―→平衡向________反应方向移动;降低温度―→平衡向________反应方向移动。 (2)原因: 温度改变使__________________改变。 2.浓度的影响 (1)规律: 在其他条件不变的情况下, 增大反应物浓度或减小生成物浓度―→平衡________移动; 减小反应物浓度或增大生成物浓度―→平衡________移动。 (2)原因: 浓度的改变导致____________的改变。 3.压强的影响 (1)规律: 在其他条件不变的情况下, 增大压强―→化学平衡向__________________的方向移动; 减小压强―→化学平衡向__________________的方向移动。 (2)原因: 压强的改变导致体系中各成分浓度的变化,从而使平衡发生移动。 三、平衡移动原理(勒·夏特列原理) 1.内容: 在封闭体系中,如果仅改变影响平衡的一个条件(如浓度、温度或压强等),平衡就能够向着____________________的方向移动。 2.说明: 研究对象一定是处于平衡状态的可逆反应;只适用于改变影响平衡的一个条件;平衡的移动结果只能“减弱”而不能“消除”这种改变。 知识点一 外界条件对化学平衡的影响 1.在新制的氯水中存在平衡: Cl2+H2O H++Cl-+HClO,若向氯水中投入少量碳酸钙粉末,溶液中发生的变化是( ) A.H+浓度减小,HClO浓度减小 B.H+浓度增大,HClO浓度增大 C.H+浓度减小,HClO浓度增大 D.H+浓度增大,HClO浓度减小 2.下列说法正确的是( ) A.其他条件不变,增大某一反应物的浓度,反应物的转化率一定都增大 B.对于有气体参加的反应,其他条件不变,增大压强,体积缩小,体系中各气体的浓度一定增大 C.对于有气体参加的反应,改变压强使平衡向右移动,生成的气体的浓度一定增大 D.增大反应物的浓度,平衡向右移动,生成物的体积分数一定增大 3.对于xA(g)+yB(g) zC(g)+wD(g)的平衡体系,当升高温度时,体系的平均相对分子质量从26变为29,则下列说法中正确的是( ) A.若x+y>z+w,正反应是放热反应 B.若x+y>z+w,正反应是吸热反应 C.若x+y D.若x+y>z+w,逆反应是吸热反应 知识点二 勒·夏特列原理 4.下列事实中,不能用勒·夏特列原理解释的是( ) A.在溴水中存在如下平衡: Br2+H2O HBr+HBrO,当加入NaOH溶液后颜色变浅 B.对2H2O2 2H2O+O2的反应,使用MnO2可加快制O2的反应速率 C.反应CO+NO2 CO2+NO ΔH<0,升高温度使平衡向逆反应方向移动 D.合成氨反应: N2+3H2 2NH3 ΔH<0,为使氨的产率提高,理论上应采取低温高压的措施 5.在密闭容器中,一定条件下,进行如下反应: NO(g)+CO(g) 1/2N2(g)+CO2(g) ΔH=-373.2kJ·mol-1,达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是( ) A.加催化剂同时升高温度 B.加催化剂同时增大压强 C.升高温度同时充入N2 D.降低温度同时增大压强 6.对于密闭容器中的可逆反应: mX(g)+nY(s) pZ(g) ΔH<0,达化学平衡后,改变条件,下列表述不正确的是( ) A.增大压强,化学平衡不一定发生移动 B.通入氦气,化学平衡不一定发生移动 C.增加X或Y的物质的量,化学平衡一定发生移动 D.其它条件不变,升高温度,化学平衡一定发生移动 练基础落实 1.可确认发生了化学平衡移动的是( ) A.化学反应速率发生了改变 B.有气态物质参加的可逆反应达到平衡后,改变了压强 C.由于某一条件的改变,使平衡混合物中各组分的浓度发生了不同程度的改变 D.可逆反应达到平衡后,使用催化剂 2.可逆反应A(g)+B C(g)+D,反应式中A和C都是无色气体。 当反应达到平衡时,下列叙述错误的是( ) A.若增大A的浓度,平衡体系颜色加深,则说明D是有颜色的气体 B.若升高温度,C的百分含量减小,则说明正反应为放热反应 C.若增大压强平衡不发生移动,则说明B和D一定都是气体 D.如果B是气体,则增大A的浓度会使B的转化率增大 3.关节炎是因为在关节滑液中形成了尿酸钠晶体,尤其是在寒冷季节易诱发关节疼痛,其化学机理如下: ①HUr+H2O Ur-+H3O+, 尿酸 尿酸根离子 ②Ur-(aq)+Na+(aq) NaUr(s)。 下列对反应②的叙述正确的是( ) A.正反应为吸热反应 B.正反应为放热反应 C.升高温度,平衡向正反应方向移动 D.降低温度,平衡向逆反应方向移动 4.向盛有5mL0.005mol·L-1FeCl3溶液的试管中加入5mL0.01mol·L-1KSCN溶液,充分混匀,溶液颜色深浅不再变化后建立化学平衡FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl。 下列叙述中,不正确的是( ) A.加水至溶液的体积加倍,溶液红色变浅,但化学平衡不移动 B.再滴加少量0.1mol·L-1KCl溶液,溶液红色变浅,化学平衡左移 C.再滴加少量0.1mol·L-1NaOH溶液,会有红褐色沉淀产生,上部溶液红色变浅,化学平衡左移 D.再滴加少量0.1mol·L-1FeCl3溶液,溶液红色变深,化学平衡右移 练方法技巧 5.在密闭容器中发生下列反应: aA(g) cC(g)+dD(g),反应达到平衡后,将气体体积压缩到原来的一半,当再次达到平衡时,D的浓度为原平衡的1.8倍,下列叙述正确的是( ) A.平衡向正反应方向移动B.a C.D的体积分数增大D.A的转化率变大 6.在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的X、Y,发生反应mX(g) nY(g) ΔH=QkJ·mol-1。 反应达到平衡时,Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示: 下列说法正确的是( ) A.m>n B.Q<0 C.温度不变,压强增大,Y的质量分数减少 D.体积不变,温度升高,平衡向逆反应方向移动 7.COCl2(g) CO(g)+Cl2(g) ΔH>0。 当反应达到平衡时,下列措施: ①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO的浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体,能提高COCl2转化率的是( ) A.①②④B.①④⑥C.②③⑤D.③⑤⑥ 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 练综合拓展 8.在一密闭容器中充入适量的反应物A和B发生反应: aA(g)+bB(g) dD(g)+eE(g) ΔH,随着反应的进行,不断升高温度,产物D的百分含量随温度的变化如图所示。 回答下列问题: (1)ΔH______0(填“<”、“>”或“=”)。 (2)同时升高一定温度和增加一定压强,平衡不移动,则a、b、d、e的关系是a+b______d+e(填“>”、“<”或“=”)。 (3)增大压强,平衡移动,新平衡与旧平衡对比,A的平衡浓度________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 9.现有反应: mA(g)+nB(g) pC(g),达到平衡后,当升高温度时,B的转化率变大;当减小压强时,混合体系中C的质量分数减小,则: (1)该反应的逆反应为________热反应,且m+n______p(填“>”、“=”或“<”)。 (2)减压时,A的质量分数__________。 (填“增大”、“减小”或“不变”,下同) (3)若容积不变加入B,则A的转化率__________,B的转化率__________。 (4)若升高温度,则平衡时B、C的浓度之比[B]/[C]将__________。 (5)若加入催化剂,平衡时气体混合物的总
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第1章 第2节 第2课时 电解原理的应用 同步练习 鲁科版选修4 课时 电解 原理 应用 同步 练习 鲁科版 选修