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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。

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

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