2020-2021学年高中化学每课一练：1.2.2-电解原理的应用(鲁科版选修4).docx

一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)
1．下列描述中，不符合生产实际的是 (　　)
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
解析：电解池的阳极发生氧化反应、阴极发生还原反应。电解熔融的Al2O3制Al时，若用Fe作阳极，会发生Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋移动到阴极上发生Fe2＋＋2e－===Fe，使得到的Al不纯。
答案：A
2．某同学在做电解食盐水的试验时，误用铜棒做两极材料，请推断下列说法正确的是(　　)
A．完全电解后，得到CuCl2溶液
B．电解完全并放置一段时间后，得到蓝色沉淀和NaCl溶液
C．电解一段时间后，NaCl溶液浓度可能变小
D．电解后溶液中的NaCl质量肯定不变
解析：阳极反应Cu－2e－===Cu2＋，阴极反应2H＋＋2e－===H2↑，余下OH－，一段时间之后Cu2＋会与OH－在两极之间部分反应生成Cu(OH)2，电解过程中不消耗NaCl，只消耗水，所以剩余的NaCl溶液浓度可能变大或不变(饱和溶液)，溶液中NaCl质量可能变小(饱和溶液，析出晶体)或不变。
答案：B
3．很多金属都可以通过电解的方法达到精炼的目的。下列有关该方法的叙述中，正确的是 (　　)
A．含杂质的粗金属做阳极，与直流电源的正极相连
B．阴极只要是一种导体即可，与精炼过程无关
C．电解质溶液中除了含有精炼的金属的阳离子之外，确定不能含有其他金属阳离子
D．在精炼过程中，电解质溶液的成分不发生任何变化
解析：阳极要失电子，含杂质的粗金属做阳极，纯金属做阴极，若阴极用其他导体就会使需要精炼的金属掩盖在该导体上；粗金属中可能含有一些比较活泼的金属，失电子之后也会进入溶液，电解质溶液的成分可能会增加。
答案：A

4．在水中加入等物质的量的Ag＋、Pb2＋、Na＋、SO、NO、Cl－，该溶液放在用惰性材料做电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量之比为 (　　)
A．35.5∶108 B．16∶207
C．8∶1 D．108∶35.5
解析：由于Ag＋与Cl－、Pb2＋与SO形成沉淀，电解的是NaNO3溶液，实质是电解水。
答案：C
5．在25℃时，将两个铂电极插入肯定量的硫酸钠饱和溶液中进行电解，通电一段时间后，在阳极逸出a mol气体，同时有W g Na2SO4·10H2O析出，若温度不变，此时剩余溶液中溶质的质量分数为 (　　)
A.×100%
B.×100%
C.×100%
D.×100%
解析：此题要留意题目条件。“铂电极”与“铜电极”不同，在阳极析出a mol气体与在阴极析出a mol气体不同。消耗水的计算：2n(H2O)＝n(O2)，即消耗2a mol水，析出晶体中所含溶质为W g。原溶液削减的质量为(W＋2a×18) g，因剩余溶液仍为饱和溶液，故剩余溶液中溶质的质量分数为/(W＋2a×18)×100%＝×100%。
答案：D
6．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下图所示，电解总反应为：2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法正确的是 (　　)

A．石墨电极上产生氢气
B．铜电极发生还原反应
C．铜电极接直流电源的负极
D．当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成
解析：从反应中得知Cu在通电时失电子在阳极放电，发生氧化反应，另一电极(石墨)作阴极，发生还原反应，2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，相应的2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，转移0.1 mol电子生成0.05 mol Cu2O，故B、C、D项错。
答案：A
7．KIO3在工业上可用电解法制取，以石墨和铁为电极，以KI溶液为电解质溶液。在肯定条件下电解，反应式为KI＋3H2O===KIO3＋3H2↑。下列有关说法中，正确的是(　　)
A．电解时，石墨作阳极，铁作阴极
B．电解时，在阳极上产生氢气
C．电解后得到KIO3产品的步骤有：过滤―→浓缩―→结晶―→灼烧
D．电解中，每转移0.6 mol电子，理论上可得到0.6 mol无水KIO3晶体
解析：电解过程中，阳极I－放电生成IO，阴极H＋放电生成H2，因此应为惰性电极作阳极。1 mol I－～1 mol IO转移电子6 mol，每转移0.6 mol电子，得0.1 mol KIO3。得到KIO3的步骤为：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤。
答案：A
二、非选择题(本题包括4小题，共39分)
8．(6分)工业上主要接受电解饱和食盐水的方法制取Cl2、H2、NaOH。请回答下列问题：
(1)在电解过程中，所发生反应的离子方程式为________________________。
(2)电解之前食盐水需要精制，目的是除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质离子，使用的试剂有：
a．Na2CO3溶液　b．Ba(OH)2溶液　c．稀盐酸。 其中合理的加入挨次为________(填写序号)；
(3)假如在容积为10 L的电解池内，一段时间后共收集到11.2 L(标准状况)气体。这时溶液中NaOH的物质的量浓度为________(设电解时溶液的体积不变)。
解析：先加过量的Ba(OH)2除去SO和Mg2＋，再加入过量的Na2CO3除去Ca2＋和开头时过量的Ba2＋，将生成的沉淀过滤除去，再加稀盐酸调整pH等于7。
设生成NaOH的物质的量为x。

得x＝0.5 mol
NaOH的物质的量浓度为0.5 mol÷10 L＝0.05 mol·L－1。
答案：(1)2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑
(2)bac　(3)0.05 mol·L－1
9．(10分)如下图为相互串联的甲、乙两电解池，试回答：

(1)甲池若为用电解池原理炼铜的装置，A是________，材料________，电极反应__________B是________，材料________，电极反应____________电解质溶液为________。
(2)乙池中若滴入少量酚酞试液，开头电解一段时间，Fe极四周呈________色，C极四周呈________色。
(3)若甲槽阴极增重12.8 g，则乙槽阳极放出气体在标准状况下的体积是__________mL。
(4)若乙槽中剩余液体为400 mL，则电解后得到碱液的浓度为________mol·L－1。
解析：(1)甲中A是阴极，B是阳极，则B为粗铜，A为精铜，甲中溶液为含有Cu2＋的溶液，电极反应式A：Cu2＋＋2e－===Cu，B：Cu－2e－===Cu2＋。
(2)乙中C作阳极，其产物为Cl2，Fe作阴极，其产物为OH－(NaOH)。
(3)Cu～Cu2＋～2e－～Cl2，可得生成Cl2：＝0.2 mol，标准状况下体积为4.48 L。
(4)又由Cu～Cu2＋～2e－～2OH－，则生成OH－＝×2＝0.4 mol，[OH－]＝＝1 mol·L－1。
答案：(1)阴极　精铜　Cu2＋＋2e===Cu
　 阳极　粗铜　Cu－2e－===Cu2＋　CuSO4(CuCl2)
(2)红　无　(3)4.48　(4)1
10．(11分)如下图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极四周呈红色。

请回答：
(1)B极是电源的________，一段时间后，甲中溶液颜色________，丁中X极四周的颜色渐渐变浅，Y极四周的颜色渐渐变深，这表明__________________，在电场作用下向Y极移动。
(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为________。
(3)现用丙装置给铜件镀银，则H应当是________(填“镀层金属”或“镀件”)，电镀液是________溶液。当乙中溶液的c(OH－)＝0.1 mol·L－1时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为________，甲中溶液的pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是________________________________________________________________________。
解析：(1)F极四周呈红色，说明F是阴极，E是阳极，则A为正极，B为负极。甲中因Cu2＋放电使溶液颜色变浅。丁中Y极四周颜色变深，说明Fe(OH)3胶粒向阴极移动，即Fe(OH)3胶粒带正电荷。(2)C、D、E、F的电极产物分别为O2、Cu、Cl2、H2，由于电路中通过的电量相等，所以其物质的量之比为1∶2∶2∶2。(3)乙中，生成n(NaOH)＝0.1 mol·L－1×0.5 L＝0.05 mol，电路中通过的电子的物质的量为0.05 mol，所以丙中镀件上析出银0.05 mol×108 g·mol－1＝5.4 g。(4)当金属作阳极时，金属先于溶液中的阴离子放电而溶解，故甲中发生反应的离子方程式为Fe＋Cu2＋电解,Fe2＋＋Cu。
答案：(1)负极　渐渐变浅　氢氧化铁胶体粒子带正电荷　(2)1∶2∶2∶2　(3)镀件　AgNO3　5.4 g　变小　(4)Fe＋Cu2＋电解,Cu＋Fe2＋
11．(12分)工业上为了处理含有Cr2O的酸性工业废水，可接受下面的处理方法：往工业废水中加入适量的NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬的含量已低于排放标准，请回答下列问题：
(1)写出两极发生反应的电极反应式：阳极________________，阴极________________。
(2)写出Cr2O变为Cr3＋的离子方程式：________________________________。
(3)工业废水由酸性变为碱性的缘由是_______________________________________
____________________________
____________________________。
(4)能否改用石墨电极？________(填“能”或“不能”)，缘由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：Fe为活性电极，则阳极反应是：Fe－2e－===Fe2＋，阴极为阳离子放电，阴极反应为：2H＋＋2e－===H2↑；阳极产生的Fe2＋与酸性溶液中的Cr2O发生氧化还原反应，生成Fe3＋和Cr3＋，由于Fe2＋与Cr2O反应和阴极电极反应消耗H＋，使溶液中的OH－增多，OH－与Fe3＋和Cr3＋结合生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀，降低了废水中铬的含量；假如改用石墨电极，阳极产生Cl2，缺少还原剂Fe2＋，不能使Cr2O转变成Cr(OH)3而除去。
答案：(1)Fe－2e－===Fe2＋　2H＋＋2e－===H2↑
(2)6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O
(3)Fe2＋与Cr2O反应消耗H＋，H＋又不断放电，使溶液中的OH－增多，废水由酸性变为碱性
(4)不能　若改用石墨电极，阳极产生Cl2，缺少还原剂Fe2＋，不能使Cr2O转变成Cr(OH)3而除去