与名师对话课标版高中化学选修4练习43电解池课时作业21.docx
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与名师对话课标版高中化学选修4练习43电解池课时作业21
课时作业(二十一)
一、选择题
1.下列叙述正确的是( )
A.电镀时,通常把待镀的金属制品作阳极
B.氯碱工业是电解熔融的NaCl,在阳极能得到Cl2
C.氢氧燃料电池(酸性电解质)中O2通入正极,电极反应为O2+4H++4e-===2H2O
D.下图中电子由Zn极流向Cu,盐桥中的Cl-移向CuSO4溶液
解析:
导电时,镀层金属作阳极,镀件作阴极;氯碱工业电解的是饱和食盐水而不是熔融的NaCl;氢氧燃料电池,O2为氧化剂作正极;D中的装置为原电池,电子由负极经导线流向正极,盐桥为内电路,阴离子移向负极。
答案:
C
2.下列图示中关于铜电极的连接错误的是( )
解析:
铜锌原电池中锌作负极,铜作正极,A正确;电解精炼铜时,粗铜作阳极,精铜作阴极;B正确;镀件上镀铜时,铜作阳极,镀件作阴极,C错误;电解氯化铜溶液时,石墨作阳极,铜作阴极,D正确。
答案:
C
3.用电解法提取氯化铜废液中的铜,方案正确的是( )
A.用铜片连接电源的正极,另一电极用铂片
B.用碳棒连接电源的正极,另一电极用铜片
C.用氢氧化钠溶液吸收阴极产物
D.用带火星的木条检验阳极产物
解析:
溶液中的铜离子应在阴极放电而析出,Cl-在阳极放电产生Cl2,A、C、D都错。
答案:
B
4.以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌,下列说法正确的是( )
A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池,电镀过程是该原电池的充电过程
B.因部分电能转化为热能,电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C.电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率
D.镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用
解析:
A项,该装置中没有自发的氧化还原反应发生,不能构成原电池;B项,根据能量守恒定律可知,总能量一定,它等于电镀过程中转化的化学能和转化的热能的和,因此通过的电量与锌的析出量有确定的关系;C项,电流恒定,单位时间内提供给阴极的电量就一定,析出的锌的量也一定;D项,镀锌层破损后形成的Zn-Fe原电池起到牺牲阳极保护阴极的作用。
答案:
C
5.如图甲为锌铜原电池装置,乙为电解熔融氯化钠装置。
则下列说法正确的是( )
A.甲装置中锌为负极、发生还原反应,铜为正极,发生氧化反应
B.甲装置盐桥的作用是使反应过程中ZnSO4溶液和CuSO4溶液保持电中性
C.乙装置中铁极的电极反应式为:
2Na-2e-===2Na+
D.乙装置中B是氯气出口,A是钠出口
解析:
甲装置为原电池,Zn为负极,发生氧化反应,Cu为正极,发生还原反应,A错;乙装置中铁为阴极,2Na++2e-===Na,C错;石墨为阳极,2Cl--2e-===Cl2↑,A为Cl2出口,B是Na出口,D错。
答案:
B
6.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C12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
解析:
用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液发生的反应是:
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,伴随电解过程所发生的副反应是2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O,则可推知使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液主要成分是NaClO和NaCl,起消毒作用的是NaClO溶液。
电解过程阴极产生氢气,结合图示,消毒液发生器的液体上部空间充满的是氢气,从中推知电源a极是负极,b极为正极。
所以B选项符合题意。
答案:
B
7.学生欲完成反应Cu+H2SO4===CuSO4+H2↑而设计了下列四个实验,你认为可行的是( )
解析:
Cu+H2SO4===CuSO4+H2↑是非自发氧化还原反应,为使该反应能发生,应采用电解装置。
Cu被腐蚀,应接电源的正极作为阳极。
电解质溶液选用H2SO4溶液。
答案:
C
8.某溶液中含有溶质NaCl和H2SO4,它们的物质的量之比为3∶1。
用石墨作电极电解此溶液时,根据电极产物,可明显分为三个阶段。
下列叙述不正确的是( )
A.阴极只析出H2
B.阳极先析出Cl2,后析出O2
C.电解最后阶段为电解水
D.溶液pH不断增大,最后为7
解析:
电解质溶液中,n(Na+)∶n(Cl-)∶n(SO
)=3∶3∶1,开始电解产生H2和Cl2,同时生成OH-中和H2SO4,且生成OH-多,最后相当于电解水,因而pH>7,阴极只生成H2。
三个阶段分别为电解HCl、NaCl、H2O。
答案:
D
9.观察下列几个装置示意图,有关叙述正确的是( )
A.装置①工业上可用于生产金属钠,电解过程中石墨电极产生金属,此法也可用于生产活泼金属镁、铝等
B.装置②中随着电解的进行左边电极会产生红色的铜,并且检流计示数不断变小
C.装置③中的离子交换膜只允许阳离子、阴离子和小分子水通过
D.装置④的待镀铁制品应与电源正极相连
答案:
B
10.用惰性电极电解饱和食盐水,当电源提供给0.2mol电子时停止通电。
若此溶液体积为2L,则常温下所得电解质溶液的pH是( )
A.1B.8C.13D.14
解析:
常温下电解食盐水时供给0.2mol电子,则消耗的H+为0.2mol,同时产生OH-0.2mol,溶液体积为2L,pH=13。
答案:
C
11.将含0.4molCuSO4和0.4molNaCl的水溶液1L,用惰性电极电解一段时间后,在一个电极上得到0.3mol铜,求在另一个电极上析出的气体在标准状况下的体积是( )
A.5.6LB.6.72LC.13.44LD.11.2L
解析:
阴极:
0.3molCu2+得到0.6mol电子
阳极:
失去的电子数也应为0.6mol
2Cl-- 2e- === Cl2↑
0.4mol0.4mol0.2mol
4OH--4e-===2H2O+O2↑
0.2mol0.05mol
得到Cl2和O2共0.25mol,标况下的体积为5.6L。
答案:
A
12.常温下用石墨作电极,电解100mL0.1mol·L-1的Cu(NO3)2和0.1mol·L-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1.12L时,假设溶液体积不变,下列说法正确的是( )
A.阴极增重1.4gB.所得溶液pH<1
C.阴极增重0.64gD.所得溶液pH>1
解析:
阴极可以放电的离子依次为0.01molAg+、0.01molCu2+,阳极可以放电的阴离子只有OH-。
(1)当阳极生成1.12LO2时,电路中通过电子:
n(e-)=0.05mol×4=0.2mol,此时Ag+、Cu2+已全部析出,质量:
0.01mol×108g·mol-1+0.01mol×64g·mol-1=1.72g;因为当Ag+、Cu2+全部析出以后,相当于电解水,H+不再增加。
所以生成的H+所带电荷与0.01molAg+、0.01molCu2+所带电荷相等。
则溶液中生成H+∶c(H+)=0.3mol·L-1,pH<1。
(2)当阴极生成1.12LH2时,表明Ag+、Cu2+已经放电完全。
阴极增重、溶液pH与以上相等。
答案:
B
二、非选择题
13.如图装置闭合电键时,电流表A的指针将发生偏转。
试回答下列问题。
(1)A池是________;Zn的电极名称是________
B池是________;Pt的电极名称是________(填电解池、原电池、阴、阳、正、负极等)
(2)写出下列有关反应:
Cu极上电极反应:
________________________________________________________________________
C极上电极反应:
________________________________________________________________________
(3)B池中的总反应的化学方程式为________________________________________________________________________
(4)如果要用B池给铁片上镀上一层Cu,则B池应作何改进___________________________________________________________
解析:
(1)A池是原电池,Zn活泼性强,为负极。
B池为电解池,Pt电极与Cu相连,为阳极。
(2)Cu电极为正极,发生还原反应,2H++2e-===H2↑
C电极为阴极:
Cu2++2e-===Cu。
(4)给铁片镀铜,则Pt电极(阳极)换成Cu,C电极换成铁片。
答案:
(1)原电池 负极 电解池 阳极
(2)2H++2e-===H2↑ Cu2++2e-===Cu
(3)2CuSO4+2H2O
2Cu+2H2SO4+O2↑
(4)Pt电极改为Cu电极,C电极换为铁片
14.金属铝的生产是以Al2O3为原料,在熔融状态下进行电解:
2Al2O3
4Al+3O2↑
请回答下列问题:
(1)冰晶石(Na3AlF6)的作用是________________。
(2)电解生成的金属铝是在熔融液的________(填“上层”或“下层”)。
(3)阴极和阳极均由________材料做成;电解时不断消耗的电极是________(填“阳极”或“阴极”)。
(4)铝是高耗能产品,废旧铝材的回收利用十分重要。
在工业上,最能体现节能减排思想的是将回收铝做成________(填代号)。
a.冰晶石 b.氧化铝 c.铝锭 d.硫酸铝
答案:
(1)降低Al2O3的熔化温度
(2)下层 (3)石墨(或碳素) 阳极 (4)c
15.铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。
请回答:
(1)工业冶炼铝的化学方程式是________________________________________________________________________。
(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是________
________________________________________________________________________。
(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质,可用离子交换膜法电解提纯。
电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如图所示。
①该电解槽的阳极反应式是__________________。
②通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因______________________________________。
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口________(填写“A”或“B”)导出。
解析:
离子交换膜法电解提纯KOH时,阳极反应为:
4OH--4e-===2H2O+O2↑,阴极反应为:
4H2O+4e-===4OH-+2H2↑。
电解过程中阳极附近的K+通过阳离子交换膜向阴极移动,含氧酸根离子不能通过离子交换膜。
一段时间后,阴极附近K+、OH-浓度变大,从B处(阴极区)得到不含杂质离子的溶液,蒸发结晶后可得较纯净的KOH。
答案:
(1)2Al2O3(熔融)
4Al+3O2↑
(2)2Al+2OH-+2H2O===2AlO
+3H2↑
(3)①4OH--4e-===2H2O+O2↑
②H+放电,促进水的电离,c(OH-)增大
③B
16.电解原理在化学工业中有着广泛的应用。
如图所示的电解池,其中a为电解质溶液,X和Y均为惰性电极,则:
(1)若a为CuSO4溶液,则电解时的化学反应方程式为______________________。
(2)若电解含有0.04molCuSO4和0.04molNaCl的混合溶液400mL,当阳极产生672mL(标准状况下)气体时,溶液的pH=________(假设电解后溶液体积不变)。
解析:
(1)用惰性电极电解CuSO4溶液时,阳极OH-放电,阴极Cu2+放电,故电解时既电解溶质又电解溶剂,由此可得电解反应式。
(2)电解混合溶液时,阳极上Cl-先放电,2Cl--2e-===Cl2↑,0.04molCl-只能生成0.02molCl2,即448mL,转移0.04mol电子,现共生成672mL气体,说明还有224mL气体来自于水的电解,根据反应4OH--4e-===2H2O+O2↑可知又转移0.04mol电子,故电解过程中共转移0.08mol电子。
阴极上Cu2+先放电,电极反应式为Cu2++2e-===Cu,现有0.04molCu2+,恰好完全电解,由此可得整个电解过程中消耗了0.04molOH-,根据水的电离可知溶液中H+的物质的量为0.04mol,则c(H+)=0.1mol·L-1,pH=1。
答案:
(1)2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4
(2)1
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- 名师 对话 课标版 高中化学 选修 练习 43 电解池 课时 作业 21