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2020-2021学年高中化学 第4章 化学反应与电能 第2节 第2课时 电解原理的应用课堂达标新人教版选择性必修第一册

2020-2021学年高中化学 第4章 化学反应与电能 第2节 第2课时 电解原理的应用课堂达标新人教版选择性必修第一册

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第2课时 电解原理的应用
1．如图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。下列说法正确的是(　C　)

A．从E口逸出的气体是Cl2
B．每生成22.4 L Cl2，同时产生2 mol NaOH
C．从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性
D．依次用Na2CO3、NaOH、BaCl2、盐酸等试剂除去粗盐水中Ca2＋、Mg2＋、SO等离子
解析：右边是阴极区，发生2H＋＋2e－===H2↑，所以从E口逸出的气体是H2，故A错误；每生成22.4 L Cl2，没有指明温度和压强，故B错误；阴极生成OH－，且Na＋向阴极移动，阴极区生成NaOH，为增强导电性，则从B口加入稀NaOH(增强导电性)的水溶液，故C正确；粗盐提纯所加试剂的顺序Na2CO3必须放在BaCl2的后面，故D错误。
2．按图甲装置进行实验，若图乙中横坐标x表示通过电极的电子的物质的量。下列叙述不正确的是(　C　)

A．E表示反应消耗H2O的物质的量
B．E表示反应生成H2SO4的物质的量
C．F表示反应生成Cu的物质的量
D．F表示反应生成O2的物质的量
解析：由甲图可知，Cu为阴极，C为阳极，电解质溶液为CuSO4溶液，总反应式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，各物质及电子转移关系为：2H2O～2Cu～2H2SO4～O2～4e－，再根据乙图可得，E可以表示H2O、Cu、H2SO4，F表示O2的物质的量，故选C。
3．铅的电解精炼是工业上实现废铅回收以及粗铅提纯的重要手段。铅的电解精炼在由PbSiF6和H2SiF6两种强电解质组成的水溶液中进行。从还原炉中产出的某粗铅成分如下表所示：
成分
Pb
Cu
Ag
Fe
Zn
Sn
%
97.50
1.22
0.12
0.15
0.09
0.64
(1)电解精炼时阳极泥的主要成分是__Cu、Ag__(元素符号)。
(2)电解后阴极得到的铅中仍含有微量的杂质，该杂质最有可能是__Sn__(填一种)。
(3)电解过程中，粗铅表面会生成SiF6气体，写出该电极反应式__SiF－2e－===SiF6__。
解析：(1)电解精炼铅时阳极泥的主要成分是金属活动性比铅弱的铜和银；(2)电解后阴极得到的铅中仍含有微量的杂质，该杂质最有可能是与铅活动性最接近的锡；(3)电解过程中，粗铅作阳极，在粗铅表面生成SiF6气体的电极反应式为SiF－2e－===SiF6。
4．电解是利用外电路电源提供电能的一种强有力的氧化还原手段，可以使不能发生的氧化还原反应强制发生。因此电解原理有着广泛的应用，可以应用电解手段制备、净化、提纯某些物质。

(1)CO2气体是引起温室效应和气候变暖的主要物质。《Journal of Energy Chemistry》报道我国科学家设计CO2熔盐捕获与转化装置如图。
判断a、d电极的名称，并写出电极反应式。
(2)三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池元件。电解法制备过程如下：用NaOH溶液将NiCl2溶液的pH调至7.5，加入适量硫酸钠固体后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO－，把二价镍(可简单写成Ni2＋)氧化为Ni3＋，再将Ni3＋经一系列反应后转化为Ni2O3。电解装置如图所示。

分析加入适量硫酸钠固体的作用。
答案：(1)a为阳极：2C2O－4e－===4CO2＋O2
d为阴极：CO＋4e－===C＋3O2－
(2)增强溶液的导电能力
解析：(1)提示：根据图示可以得出d电极上发生CO转化为C的反应，根据化合价可以判断发生的是得电子的还原反应，因此电极d为阴极，电极反应式为CO＋4e－===C＋3O2－；则电极a为阳极，根据图示可以判断电极反应式为2C2O－4e－===4CO2＋O2。
(2)提示：硫酸钠是一种强电解质，向其中加入硫酸钠，能使溶液中的离子浓度增大，从而增强溶液的导电能力。