2019-2020年高中化學(xué) 第四章 第三節(jié) 第二課時(shí) 電解原理的應(yīng)用課下30分鐘演練 新人教版選修4.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 第四章 第三節(jié) 第二課時(shí) 電解原理的應(yīng)用課下30分鐘演練 新人教版選修4 一、選擇題(本題包括7小題，每小題3分，共21分) 1．關(guān)于鍍銅和電解精煉銅，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．都用粗銅作陽(yáng)極、純銅作陰極 B．電解液的成分都保持不變 C．陽(yáng)極反應(yīng)都只有Cu－2e－===Cu2＋[ D．陰極反應(yīng)都只有Cu2＋＋2e－===Cu 解析：A項(xiàng)電鍍時(shí)鍍件作陰極；B項(xiàng)電解精煉銅時(shí)電解液成分改變；C項(xiàng)電解精煉銅時(shí)，雜質(zhì)若有比銅活潑的金屬(如鋅)，則還會(huì)發(fā)生Zn－2e－===Zn2＋的反應(yīng)。 答案：D 2．(xx東城期末)下列有關(guān)電化學(xué)的示意圖中正確的是(　　) 解析：選項(xiàng)A，Zn應(yīng)為原電池負(fù)極，Cu為原電池正極。選項(xiàng)B，鹽橋兩邊的燒杯中盛裝的電解質(zhì)溶液應(yīng)互換。選項(xiàng)C，粗銅應(yīng)連接電源正極。選項(xiàng)D，電解飽和NaCl溶液，Cl－在陽(yáng)極放電產(chǎn)生Cl2，溶液中的H＋在陰極獲得電子而產(chǎn)生H2，正確。 答案：D 3．欲在金屬表面鍍銀，應(yīng)把鍍件掛在電鍍池的陰極。下列各組中，選用的陽(yáng)極金屬和電鍍液均正確的是(　　) A．Ag和AgCl溶液 B．Ag和AgNO3溶液 C．Fe和AgNO3溶液 D．Pt和Ag2SO4溶液 解析：電鍍槽中，要求鍍件作陰極，可用鍍層金屬作陽(yáng)極，電鍍液通常采用含有鍍層金屬離子的鹽溶液，A、D項(xiàng)中AgCl和Ag2SO4均為沉淀，只有B項(xiàng)符合要求。 答案：B 4．電解100 mL含c(H＋)＝0.30 molL－1的下列溶液，當(dāng)電路中通過(guò)0.04 mol電子時(shí)，理論上析出金屬質(zhì)量最大的是(　　) A．0.10 molL－1Ag＋ B．0.20 molL－1Zn2＋ C．0.20 molL－1Cu2＋ D．0.20 molL－1Pt2＋ 解析：根據(jù)金屬活動(dòng)順序表可知：排在氫以后的金屬為Ag和Cu，而Zn和Pb排在H之前，所以Ag＋、Cu2＋的氧化性比H＋大，應(yīng)優(yōu)先于H＋放電而析出，因?yàn)?.01 mol Ag的質(zhì)量小于0.02 mol Cu的質(zhì)量，所以C項(xiàng)正確。 答案：C 5．電解硫酸銅溶液要達(dá)到如下三個(gè)要求：①陽(yáng)極質(zhì)量減小?、陉帢O質(zhì)量增加　③電解過(guò)程中Cu2＋濃度不變 則可選用的電極是(　　) A．石墨作陽(yáng)極，鐵作陰極 B．粗銅(含F(xiàn)e、Ni、Zn)作陽(yáng)極，純銅作陰極 C．純銅作陽(yáng)極，鐵作陰極 D．鐵作陽(yáng)極，純銅作陰極 解析：本題中所述的電解過(guò)程實(shí)際就是電鍍過(guò)程：陽(yáng)極質(zhì)量減少，必須用活性金屬電極作陽(yáng)極，則A選項(xiàng)不符合題意；由于Cu2＋的放電能力比H＋的大，陰極質(zhì)量增加，但是要使Cu2＋濃度不變，則陽(yáng)極必須用純銅，所以選C。 答案：C 6．如圖用銅鋅原電池(電解質(zhì)溶液為稀硫酸)在鐵棒上電鍍銅，下列敘述正確的是(　　) A．銅在原電池中作負(fù)極，在電鍍池中作陽(yáng)極 B．原電池溶液增加的質(zhì)量比電鍍池陰極增加的質(zhì)量大 C．鋅棒每減少0.65 g，導(dǎo)線(xiàn)上轉(zhuǎn)移的電子就為0.02 mol D．電鍍池中的電解質(zhì)溶液可用ZnSO4溶液 解析：由圖可判斷，左邊為原電池，活潑金屬Zn作負(fù)極，則與負(fù)極相連的電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)該為鍍件鐵棒，目的為電鍍銅，所以右邊燒杯中的電解質(zhì)溶液應(yīng)為銅鹽。左邊燒杯中負(fù)極反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2＋，右邊燒杯中的陰極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－===Cu。原電池的正極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑，所以鋅棒每減少0.65 g，導(dǎo)線(xiàn)上轉(zhuǎn)移的電子就為0.02 mol，原電池溶液增加0.65 g－0.02 g===0.63 g，而陰極增加0.64 g。 答案：C 7．[雙選題]三氧化二鎳(Ni2O3)可用于制造高能電池，其電解法制備過(guò)程如下：用NaOH調(diào)NiCl2溶液pH至7.5，加入適量硫酸鈉后進(jìn)行電解。電解過(guò)程中產(chǎn)生的Cl2在弱堿性條件下生成ClO－，把二價(jià)鎳氧化為三價(jià)鎳。以下說(shuō)法正確的是(　　) A．可用鐵作陽(yáng)極材料 B．電解過(guò)程中陽(yáng)極附近溶液的pH升高 C．陽(yáng)極反應(yīng)方程式為：2Cl－－2e－===Cl2↑ D．1 mol二價(jià)鎳全部轉(zhuǎn)化為三價(jià)鎳時(shí)，外電路中通過(guò)了 1 mol電子 解析：由題意知電極反應(yīng)，陽(yáng)極：2Cl－－2e－===Cl2↑，陰極：2H＋＋2e－===H2↑，陰極溶液呈堿性，pH升高，故A、B錯(cuò)誤；由Ni2＋―→Ni3＋，失去1 mol e－，外電路中轉(zhuǎn)移1 mol e－，即Cl－失去1 mol e－，H＋得到1 mol e－。 答案：CD 二、非選擇題(本題包括4小題，共39分 8．(8分)在50 mL 0.2 molL－1的CuSO4溶液中插入兩個(gè)電極，通電電解(不考慮水分蒸發(fā))，則： (1)若兩極均為銅片，電解過(guò)程中溶液中溶質(zhì)的濃度將怎樣變化？答：________。 (2)若陽(yáng)極為純鋅，陰極為銅片，陽(yáng)極反應(yīng)式是__________________________。 (3)如果兩極均為銅片，且不考慮H＋在陰極上放電，當(dāng)電路中有0.01 mol電子通過(guò)時(shí)，陰極增重________ g，陰極上的電極反應(yīng)式是________________________。 解析：(1)用Cu作陽(yáng)極電解CuSO4溶液，則該裝置為電鍍池，電解質(zhì)溶液的濃度不變。 (2)金屬鋅作陽(yáng)極，其電極反應(yīng)式為： Zn－2e－===Zn2＋。 (3)由陰極電極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu可知，陰極上析出銅的質(zhì)量為： 0．01 mol64 gmol－1＝0.32 g。 答案：(1)不變　(2)Zn－2e－===Zn2＋ (3)0.32　Cu2＋＋2e－===Cu 9．(11分)(xx安新中學(xué)高二檢測(cè))電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。如圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問(wèn)題： (1)若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則①電解池中X極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________。②Y電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)________________________________， 檢測(cè)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是________________________________________________[ ________________________________________________________________________。 ③該反應(yīng)的總反應(yīng)方程式是：________________________________________________。 (2)如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則 ①X電極的材料是__________，電極反應(yīng)式是____________________。[ ②Y電極的材料是____________，電極反應(yīng)式是________________________________。 解析：(1)X為陰極：2H＋＋2e－===H2↑。Y為陽(yáng)極，2Cl－－2e－===Cl2↑，用濕潤(rùn)的KI淀粉試紙檢驗(yàn)Cl2。 (2)精煉銅時(shí)，粗銅接陽(yáng)極，Y電極是粗銅，X電極是精銅。 答案：(1)①2H＋＋2e－===H2↑ ②2Cl－－2e－===Cl2↑　把濕潤(rùn)的KI淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色 ③2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ (2)①純銅　Cu2＋＋2e－===Cu ②粗銅　Cu－2e－===Cu2＋ 10．(8分)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)?zhí)畛湎铝锌崭瘛? (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________。 (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：鐵作陽(yáng)極時(shí)，鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成二價(jià)鐵離子：Fe－2e－===Fe2＋，陰極發(fā)生還原反應(yīng)：2H＋＋2e－===H2↑。陽(yáng)極生成的二價(jià)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(OH)3 11．(12分)某研究性學(xué)習(xí)小組將下列裝置如圖連接，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。將電源接通后，向乙中滴入酚酞試液，在F極附近顯紅色。試回答下列問(wèn)題： (1)電源A極的名稱(chēng)是________。 (2)甲裝置中電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式： ________________________________________________________________________。 (3)如果收集乙裝置中產(chǎn)生的氣體，兩種氣體的體積比是________。 (4)欲用丙裝置給銅鍍銀，G應(yīng)該是________(填“銅”或“銀”)，電鍍液的主要成分是 ________(填化學(xué)式)。 (5)裝置丁中的現(xiàn)象是_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)這是一個(gè)串聯(lián)電解裝置，乙中F極出現(xiàn)紅色，說(shuō)明在F極放出H2，生成NaOH，F(xiàn)為陰極，B為負(fù)極，A為正極。 (2)甲池電解CuSO4溶液： 2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。 (3)乙池電解NaCl溶液： 2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑， V(Cl2)∶V(H2)＝1∶1。 (4)給銅鍍銀，銀應(yīng)為陽(yáng)極，銅為陰極，G為銀，電鍍液為AgNO3溶液。 (5)丁裝置是膠體的電泳，F(xiàn)e(OH)3膠體膠粒帶正電荷，通電后向陰極移動(dòng)，陰極區(qū)顏色變深。 答案：(1)正極 (2)2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4 (3)1∶1　(4)銀　AgNO3 (5)Y極附近紅褐色變深