高中化學(xué) 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第2節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解 第1課時(shí) 電解的原理作業(yè)2 魯科版選修4

《高中化學(xué) 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第2節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解 第1課時(shí) 電解的原理作業(yè)2 魯科版選修4》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中化學(xué) 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第2節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解 第1課時(shí) 電解的原理作業(yè)2 魯科版選修4（5頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第1課時(shí) 電解的原理 知能演練　輕松闖關(guān)[學(xué)生用書(shū)單獨(dú)成冊(cè)] [基礎(chǔ)溫故] 1．下列敘述中正確的是(　　) ①電解池是既能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能又能將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置?、诮饘俸褪珜?dǎo)電均為物理變化，電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化?、鄄荒茏园l(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過(guò)電解有可能實(shí)現(xiàn) A．①②③　　　　　　　　 B．只有②③ C．只有①③ D．只有③ 解析：選B。電解池是只能將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，①錯(cuò)；金屬和石墨導(dǎo)電是自由電子在電場(chǎng)作用下定向移動(dòng)，電解質(zhì)溶液導(dǎo)電時(shí)兩極上均有離子放電，是化學(xué)變化，②對(duì)；電解可強(qiáng)制氧化還原反應(yīng)發(fā)生，③對(duì)。 2．某同學(xué)為了使反應(yīng)2HCl＋2

2、Ag===2AgCl＋H2↑能進(jìn)行，設(shè)計(jì)了如圖所示的四個(gè)實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為可行的方案是(　　) 解析：選C。根據(jù)金屬的活動(dòng)性順序，Ag不能置換鹽酸中的氫，因此要實(shí)現(xiàn)2Ag＋2HCl===2AgCl＋H2↑，應(yīng)用電解法，在上述反應(yīng)中，Ag失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故Ag做陽(yáng)極，與電源的正極相連，結(jié)合四個(gè)裝置，其可行的方案是C。 3．如圖所示為某學(xué)生設(shè)計(jì)的一個(gè)“黑筆寫(xiě)紅字”的趣味實(shí)驗(yàn)。濾紙先用硫酸鈉、無(wú)色酚酞的混合液浸濕，然后平鋪在一塊鉑片上，接通電源后，用鉛筆在濾紙上寫(xiě)“嫦娥奔月”，會(huì)出現(xiàn)紅色字跡。據(jù)此，下列敘述正確的是(　　) A．鉛筆端做陰極，鉑片端發(fā)生還原反應(yīng) B．鉛筆端有少量鈉生成

3、 C．硫酸鈉溶液不可以用硝酸鉀溶液代替 D．鉑片端發(fā)生電極反應(yīng)：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 解析：選D。根據(jù)圖示知，鉛筆端為陰極，鉑片端為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)。在硫酸鈉溶液中存在電離反應(yīng)式：Na2SO4===2Na＋＋SO，H2OH＋＋OH－，在陽(yáng)極(鉑片端)，失電子能力：OH－>SO，電極反應(yīng)式：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；陰極(鉛筆端)，得電子能力：H＋>Na＋，電極反應(yīng)式：4H＋＋4e－===2H2↑，鉛筆端OH－濃度增大，呈堿性，使含酚酞的濾紙變紅色。此反應(yīng)實(shí)質(zhì)是電解水，硫酸鈉溶液可以用硝酸鈉、硝酸鉀溶液代替。 4．用惰性電極電解物質(zhì)的量濃度相同、體積比為1

4、∶3的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能發(fā)生的反應(yīng)有(　　) ①2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑ ②Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑ ③2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ ④2H2O2H2↑＋O2↑ A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．②④ 解析：選C。陰極陽(yáng)離子的放電先后順序?yàn)镃u2＋、H＋，陽(yáng)極陰離子放電的先后順序?yàn)镃l－、OH－，通電時(shí)首先發(fā)生的反應(yīng)為Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑，Cu2＋全部還原后，Cl－還有剩余，此時(shí)陰極放電的離子是H2O電離產(chǎn)生的H＋，因此反應(yīng)為2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑，當(dāng)Cl－全部氧化后，溶液

5、中的溶質(zhì)為Na2SO4、NaOH，繼續(xù)通電實(shí)質(zhì)是電解水：2H2O2H2↑＋O2↑，故正確選項(xiàng)為C。 5．惰性電極電解下列物質(zhì)的溶液，電解一段時(shí)間，陰極質(zhì)量增加，電解液的pH下降的是(　　) A．CuSO4 B．NaCl C．NaOH D．H2SO4 解析：選A。根據(jù)電解規(guī)律和題干信息，電解的是不活潑金屬的含氧酸鹽溶液，故A正確。 6.如圖用石墨電極電解CuCl2溶液。下列分析正確的是(　　) A．a(chǎn)端是直流電源的負(fù)極 B．通電使CuCl2發(fā)生電離 C．陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu D．通電一段時(shí)間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體 解析：選A。A.銅離子

6、應(yīng)移向陰極，則a為負(fù)極。B.CuCl2發(fā)生電離是在水分子的作用下完成的，并非通電才能發(fā)生。C.反應(yīng)Cu2＋＋2e－===Cu應(yīng)在陰極上發(fā)生，陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng)應(yīng)為2Cl－－2e－===Cl2↑。D.通電一段時(shí)間后，應(yīng)在陽(yáng)極附近觀察到黃綠色氣體。 7．用指定材料做電極來(lái)電解一定物質(zhì)的量濃度的甲一段時(shí)間后，然后加入物質(zhì)乙能使溶液復(fù)原。則合適的組合是(　　) 　陰極　陽(yáng)極　溶液甲　物質(zhì)乙 A．Pt　 Pt　 NaOH　 NaOH固體 B．Pt　 Pt　 H2SO4　 H2O C．C　 Pt　 NaCl　 鹽酸 D．Fe　 Cu　 CuSO4　 Cu(OH)2 解析

7、：選B。電解NaOH、H2SO4溶液，都是電解水，所以加水就可復(fù)原，A項(xiàng)錯(cuò)誤、B項(xiàng)正確；電解NaCl溶液后應(yīng)通入氯化氫氣體使之復(fù)原，如果加鹽酸，會(huì)使NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，陽(yáng)極反應(yīng)為Cu－2e－===Cu2＋，陰極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－===Cu，電解質(zhì)溶液沒(méi)有變化，不用加任何物質(zhì)。 8．某同學(xué)按如圖所示的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．電解過(guò)程中，銅電極上有O2產(chǎn)生 B．電解初期，反應(yīng)方程式為Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑ C．電解一定時(shí)間后，石墨電極上有銅析出 D．整個(gè)電解過(guò)程中，H＋的濃度先減小后不變 解析：選A。金屬銅做陽(yáng)極

8、，陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)為Cu－2e－===Cu2＋，電解初期陰極溶液中的H＋放電：2H＋＋2e－===H2↑，溶液中的[H＋]減小，總反應(yīng)方程式為Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑，隨著反應(yīng)進(jìn)行，溶液中Cu2＋數(shù)目增多，此時(shí)陰極上溶液中的Cu2＋得電子：Cu2＋＋2e－===Cu，此時(shí)，該裝置為電鍍銅，溶液中的[H＋]保持不變。 9．KIO3可用電解的方法制得，原理是以石墨為陽(yáng)極，以不銹鋼為陰極，在一定溫度和堿性條件下電解KI溶液。總反應(yīng)方程式為KI＋3H2OKIO3＋3H2↑，則陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________________________________；陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)______

9、___________，附近pH________(填“增大”、“減小”或“不變”)。如果把上述電解質(zhì)溶液換成酸性溶液，則陽(yáng)極的電極反應(yīng)為_(kāi)_______________________________________________________________________。 答案：I－＋6OH－－6e－===IO＋3H2O　2H＋＋2e－===H2↑　增大　I－＋3H2O－6e－===IO＋6H＋ 10．用碳棒做電極，在Na＋、Cu2＋、Cl－、SO等離子中選出適當(dāng)離子組成電解質(zhì)，電解其溶液，寫(xiě)出符合條件的一種電解質(zhì)的化學(xué)式： (1)當(dāng)陰極放出H2，陽(yáng)極放出O2時(shí)，電解質(zhì)是___

10、_____。 (2)當(dāng)陰極析出金屬，陽(yáng)極放出O2時(shí)，電解質(zhì)是________?！? (3)當(dāng)陰極放出H2，陽(yáng)極放出Cl2時(shí)，電解質(zhì)是________。 (4)通過(guò)電子的物質(zhì)的量、陰極析出的金屬的物質(zhì)的量、陽(yáng)極放出的氣體的物質(zhì)的量之比為4∶2∶1時(shí)，電解質(zhì)的化學(xué)式是________。 解析：(1)實(shí)質(zhì)為電解水型。(2)中為不活潑金屬離子與OH－放電。(3)為H＋與Cl－放電。(4)電子的物質(zhì)的量、陰極析出的金屬的物質(zhì)的量、陽(yáng)極放出的氣體的物質(zhì)的量之比為4∶2∶1，則可推斷金屬離子為＋2價(jià)，陽(yáng)極生成1 mol氣體會(huì)失去4 mol電子。 答案：(1)Na2SO4　(2)CuSO4　(3)Na

11、Cl　(4)CuSO4 [能力提升] 11．如圖為實(shí)驗(yàn)室電解Na2SO4溶液裝置，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．陰極：2H＋＋2e－===H2↑(還原反應(yīng)) 陽(yáng)極：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(氧化反應(yīng)) B．電解一段時(shí)間后，陰極區(qū)顯堿性，陽(yáng)極區(qū)顯酸性 C．電解過(guò)程中，Na＋、H＋向陰極定向移動(dòng)，進(jìn)入陰極區(qū)；SO、OH－向陽(yáng)極定向移動(dòng)，進(jìn)入陽(yáng)極區(qū) D．電解后，撤掉陰離子交換膜充分混合，Na2SO4溶液的濃度比電解前增大 解析：選C。通電時(shí)，陰極H＋得電子被還原，陽(yáng)極OH－失電子被氧化，A正確；由于H＋在陰極上放電，陰極區(qū)[OH－]增大，OH－在陽(yáng)極上放電，陽(yáng)極區(qū)[

12、H＋]增大，B正確；由于是陰離子交換膜，所以Na＋、H＋不能通過(guò)，C錯(cuò)誤；從兩電極反應(yīng)看，該電解反應(yīng)相當(dāng)于電解水，最終Na2SO4溶液濃度增大，D正確。 12．某溶液中含有兩種溶質(zhì)NaCl和H2SO4，它們的物質(zhì)的量之比為3∶1。用石墨做電極電解該混合溶液時(shí)，根據(jù)電極產(chǎn)物，可明顯分為三個(gè)階段。下列敘述不正確的是(　　) A．陰極自始至終只放出H2 B．陽(yáng)極先放出Cl2，后放出O2 C．電解最后階段為電解水 D．溶液pH不斷增大，最后為7 解析：選D。由題意知，n(H＋)∶n(Cl－)＝2∶3，在陰極放電的是H＋，在陽(yáng)極放電的是Cl－、OH－，Cl－先放電OH－后放電，因此反應(yīng)開(kāi)始在

13、兩極放電的是H＋、Cl－，相當(dāng)于電解鹽酸。由H2SO4電離出的H＋放完電后，在兩極放電的是由水電離出的H＋和剩余的Cl－，相當(dāng)于電解NaCl溶液。Cl－放完電后，在兩極放電的是由水電離出的H＋和OH－，相當(dāng)于電解水。故A、B、C均正確。溶液pH的變化是不斷增大，但最后溶質(zhì)是NaOH和Na2SO4，pH不會(huì)為7。 13．電解84.75 mL 16%的NaOH溶液(ρ＝1.18 gcm－3)，用石墨做電極經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后溶液濃度為19.5%, 這是因?yàn)?　　) A．溶質(zhì)增加了3.5 g B．放出22.4 L H2和11.2 L O2 C．NaOH比水消耗少 D．消耗18 g水 解析：選D

14、。由電解規(guī)律知，電解NaOH溶液的實(shí)質(zhì)是水被電解，則A、C錯(cuò)誤；由于沒(méi)指明條件無(wú)法計(jì)算氣體的體積，B錯(cuò)誤。 14．用石墨做電極電解3 molL－1 KCl和0.5 molL－1Al2(SO4)3的等體積混合溶液時(shí)，下列圖像合理的是(　　) 解析：選A。根據(jù)離子的放電順序可知，在電解過(guò)程中，溶液中的陰離子有Cl－、OH－、SO，在陽(yáng)極Cl－先放電，生成氯氣，然后是OH－放電生成氧氣；在陰極是H＋放電生成氫氣。2KCl＋2H2O2KOH＋H2↑＋Cl2↑，Al2(SO4)3＋6KOH===2Al(OH)3↓＋3K2SO4，從兩種溶液的濃度看，電解生成的氫氧化鉀剛好把溶液中的硫酸鋁沉淀完全，

15、因?yàn)樯傻穆葰庥猩俨糠謺?huì)溶解在溶液中，所以pH小于7。 15．某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)采用如圖所示裝置來(lái)進(jìn)行有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 (1)若U形管中盛有硫酸鈉溶液，X、Y電極分別為石墨和鐵棒，電解過(guò)程中出現(xiàn)的現(xiàn)象是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 U形管中加入的少量植物油作用是_________________________

16、__________________。 (2)電解一段時(shí)間后，某同學(xué)將電源反接，此時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。 有關(guān)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：鐵做陽(yáng)極時(shí)，鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成亞鐵離子：Fe－2e－=

17、==Fe2＋，陰極發(fā)生還原反應(yīng)：2H＋＋2e－===H2↑。陽(yáng)極生成的亞鐵離子向陰極擴(kuò)散，而陰極產(chǎn)生的氫氧根離子向陽(yáng)極擴(kuò)散，二者在U形管中間相遇結(jié)合成氫氧化亞鐵白色沉淀。氫氧化亞鐵極易被空氣中的氧氣氧化，故U形管中加入少量植物油以隔絕空氣。當(dāng)反接電源時(shí)，為電解水，X、Y極分別生成氧氣和氫氣，氧氣將氫氧化亞鐵氧化為氫氧化鐵。 答案：(1)X極有氣泡冒出，Y極附近溶液漸變淺綠色，U形管下部中間位置出現(xiàn)白色沉淀　隔絕空氣(防止白色沉淀被氧化變質(zhì)) (2)X、Y兩極都有氣泡冒出，且白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色　2H2O2H2↑＋O2↑， 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(O

18、H)3 16．如圖所示，溶液體積均為200 mL，若電解5 min時(shí)銅電極質(zhì)量增加2.16 g，溶液體積均不變，試回答： (1)電源電極X名稱(chēng)為_(kāi)_______。 (2)pH變化：B池________，C池________。(填“增大”、“減小”或“不變”) (3)通電5 min時(shí)，B中共收集224 mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則通電前硫酸銅溶液的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)____________________________________________________。 (4)寫(xiě)出A池中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________________

19、___。 解析：(1)銅電極上析出銀，是陰極，則X電極為負(fù)極。 n(Ag)＝＝0.02 mol。 (2)B池是用惰性電極電解CuSO4溶液：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，所以pH減小，C池中銀電極溶解，Ag－e－===Ag＋，AgNO3溶液濃度不變，pH不變。 (3)B池中陽(yáng)極反應(yīng)為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，通電5 min時(shí)轉(zhuǎn)移電子0.02 mol，由電子守恒得n(O2)＝＝0.005 mol，小于0.01 mol，據(jù)此可知B池中陰極上反應(yīng)為Cu2＋＋2e－===Cu,2H＋＋2e－===H2↑，則n(H2)＝－n(O2)＝0.01 mol－0.005 mol＝0.005 mol，根據(jù)電子守恒列式2n(Cu2＋)＋0.0052 mol＝0.02 mol，解得n(Cu2＋)＝0.005 mol，則[CuSO4]＝＝0.025 molL－1。 答案：(1)負(fù)極　(2)減小　不變 (3)0.025 molL－1 (4)2KCl＋2H2O2KOH＋Cl2↑＋H2↑ 我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，改變粗放式增長(zhǎng)模式，不斷優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)健康可持續(xù)發(fā)展進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化，推動(dòng)城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因：我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)等現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。