2018年高中化学专题1化学反应与能量变化第二单元化学能与电能的转化4电解原理的应用同步练习苏教版选修4.doc

第二单元 化学能与电能的转化 4 电解原理的应用

（答题时间：20分钟）
一、选择题
1.在冶金工业上，常用电解法得到Na、Mg、Al等金属，其原因主要是（）
A.这些金属的化合物熔点低 B.它们都是轻金属
C.它们的性质很活泼 D.此方法成本低
2.下列可被工业上采用的冶金方法是（）
A.电解熔融的氯化铝制铝
B.电解熔融的氯化镁制镁
C.电解氯化钠溶液制钠
D.高温下用H2还原氧化镁制镁
3.下列有关电解精炼铜的说法中错误的是（）
A.粗铜做阴极
B.电解一段时间后，溶液中会存在锌、铁等不活泼的金属阳离子
C.阳极泥中含有金、银等贵重金属
D.电解质溶液可以选用硫酸铜溶液
4.电解法精炼含有Fe、Zn、Ag等杂质的粗铜。下列叙述正确的是（）
A.电解时以硫酸铜溶液作电解液，精铜作阳极
B.粗铜与电源负极相连，发生氧化反应
C.阴极上发生的反应是Cu2+ + 2e－＝Cu
D.电解后Fe、Zn、Ag等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥
5.某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是（）

A.铅笔端作阳极，发生还原反应
B.铂片端作阴极，发生氧化反应
C.铅笔端有少量的氯气产生
D.a点是负极，b点是正极
6.如图是在待镀铁制品上镀铜的实验装置，则下列说法正确的是（）

A.电源a极为负极
B.Ⅰ极上铜放电而逐渐消耗
C.Ⅱ极上发生的电极反应为Fe－2e－=Fe2＋
D.Ⅱ极上Cu2＋放电而使溶液中Cu2＋浓度逐渐变小
7.关于惰性电极电解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试液，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

二、填空题
8.（1）用惰性电极电解饱和NaCl溶液，请写出：
①阳极的电极反应为：；
总反应离子方程式：。
②要使电解后的溶液恢复到和原溶液一样，则应加入一定量的。
（2）用电解法精炼粗铜，电解液选用CuSO4溶液。请回答：
①阳极的电极材料是，电极反应式是；
②阴极电极的材料是，电极反应式是。（杂质发生的电极反应不必写出）
9.粗铜中常含有锌、镍、银、金等杂质，工业上常用电解的方法精炼粗铜。
（1）电解时__________作阳极，电极反应式为________________；_____________作阴极，电极反应式为_________________________。
（2）电解前CuSO4溶液的浓度为1 mol·L－1，电解时如有0.5 mol电子发生转移，则此时电解液中CuSO4的浓度为_______________，阴极得到的纯铜质量为_______________。阳极泥的主要成分是______________。
10.电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。

请回答以下问题：
（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
①电解池中X极上的电极反应式为。
在X极附近观察到的现象是。
②Y电极上的电极反应式为，
检验该电极反应产物的方法是。
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
①X电极的材料是，电极反应式是。
②Y电极的材料是，电极反应式是。
（说明：杂质发生的电极反应不必写出）
（3）工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸杂质，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溶液出口_________________（填写“A”或“B”）导出

一、选择题
1.C 解析：某些活泼金属或某些活泼非金属因从化合物中还原或氧化制取很难，故采用电解法。例如：
2NaCl2Na+Cl2↑
MgCl2Mg+Cl2↑
2Al2O34Al+3O2↑
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
2KHF22KF+H2↑+F2↑
2.B 解析：氯化铝是共价化合物，熔融状态下以分子状态存在，其中缺少自由移动的离子，故不能用电解熔融氯化铝的方法制铝。A不正确。Na＋、Mg2＋、Al3＋在水溶液中电解时，电子被H＋得到，因而电解比氢活泼的金属阳离子的水溶液是得不到金属单质的。C不正确。比Al活泼的金属很难用一般的还原剂（如H2、CO、C等）把它们从化合物中还原出来。况且，MgO熔点很高。工业上制取镁是采用电解熔融MgCl2的方法。D不正确，所以答案选B。
3.A 解析：电解精炼铜时粗铜必须作阳极，精铜作阴极，硫酸铜作电解质溶液。A不正确，D正确。粗铜中含有比铜活泼的金属，电解时先失去电子，B正确。同时粗铜中也含有比铜不活泼的金、银等贵重金属，在电解时不会失去电子，故而形成阳极泥。答案是A。
4.C解析：A.不正确，电解时以硫酸铜溶液作电解液，粗铜作阳极，精铜作阴极；
B.不正确，粗铜与电源正极相连，发生氧化反应，Cu－ 2e－＝Cu2＋；
C.正确，阴极上发生的反应是Cu2+ + 2e－＝Cu；
D.不正确，电解后Ag等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥，Fe、Zn先溶解，留在溶液中。
5.D解析：本题考查的是电解饱和食盐水实验，电解实验中阳极发生氧化反应，生成氯气，阴极发生还原反应生成氢气，由电极反应式可知，在阴极生成氢氧化钠，出现红色字迹，所以铅笔作阴极，a为电源负极。故选D。
6.B解析：电镀时，镀件作阴极，则b为负极，镀层金属作阳极，a为正极，故A项错；C项中，Cu2＋＋2e－=Cu，故C项错；D项中CuSO4溶液的浓度不变，也是错误的，答案选B。
7.B解析：A.电解时不会有单质钠生成，阴极得到是氢气，故错；电解NaCl水溶液后溶液呈碱性，即酚酞试液，溶液呈红色，故C、D项错。故选B。

二、填空题
8.（1）①2Cl－－2e－=Cl2↑；2Cl－+2H2O2OH－+H2↑+Cl2↑② HCl
（2）①粗铜，Cu–2e－=Cu2+②精铜，Cu2++2e－=Cu
解析：（1）用惰性电极电解饱和食盐水阳极反应式为2Cl－－2e－= Cl2↑，阴极反应式为2H2O+2e－=H2↑+2OH－，总反应式为2Cl－ +2H2O 2OH－ + H2↑ + Cl2↑。
（2）粗铜电解精炼时粗铜作阳极，纯铜作阴极，硫酸铜溶液作电解液。粗铜中比铜活泼的金属失电子溶解，比铜不活泼的金属形成阳极泥沉积到电解槽底部。阳极反应为Cu－2e－=Cu2+等，阴极反应为Cu2++2e－=Cu。
9.（1）粗铜 Cu－2e－=Cu2+，Zn－2e－=Zn2+纯铜Cu2++2e－=Cu
（2）1 mol·L－1 16 g 银、金
解析：本题考查精炼铜的有关知识。注意：在精炼铜的过程中，理论上电解液浓度保持不变。
10.（1）①2H+ + 2e －= H2↑放出气体，溶液变红。
②2Cl －－ 2e －= Cl2 ↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。
（2）①纯铜 Cu2+ + 2e －= Cu ②粗铜 Cu － 2e －= Cu2+
（3）①4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O，②2H+ + 2e －= H2↑使H+浓度减小③B
解析：（1）①X和电源的负极相连，作阴极，溶液中的氢离子放电生成氢气，电极反应式是2H+ + 2e －= H2↑。随着氢离子的不断放电，阴极周围水的电离平衡被破坏，所以阴极周围溶液显碱性，溶液变成红色。
②Y电极和电源的正极相连，作阳极，溶液中的氯离子放电生成氯气，电极反应式是2Cl－－2e－=Cl2↑。由于氯气具有强氧化性，能把碘化钾氧化生成单质碘，据此可以检验，即把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。
（2）粗铜精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，硫酸铜作电解质溶液，所以X是纯铜，电极反应式是Cu2+ + 2e －= Cu。Y电极是粗铜，电极反应式是Cu－2e－=Cu2+。
（3）①阳极是溶液中的OH－离子放电生成氧气，电极反应式是4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O。
②阴极氢离子放电失去氢气，电极反应式为2H++2e－=H2↑。随着氢离子的不断放电，阴极周围水的电离平衡被破坏，使H+浓度减小，OH－浓度增大，溶液显碱性。
③由于阳离子交换膜只能允许阳离子通过，而OH－在阴极生成。根据装置图可知，B电极是阴极，所以除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口B导出。
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