卷24《電解原理的應(yīng)用》

1、第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié)電解池周考卷二十四一一電解原理的應(yīng)用時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題（每小題4分，每小題有1 2個(gè)正確選項(xiàng)）1. （2008東北育才理綜模擬）以惰性電極電解 CuSO4溶液。一段時(shí)間后取出電極，加入9.8gCu（OH）2后溶液與電解前相同，則電解時(shí)電路中流過(guò)的電子為（）A . 0.1molB . 0.2molC. 0.3molD . 0.4mol答案：D2 用鉑電極電解氫氧化鈉溶液，測(cè)定兩極逸出氣體的總體積，記錄如下:時(shí)f間/min氣體體積/mL12345678陰極生成的氣體612202939495969陽(yáng)極生成的氣體2471116212631下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A

2、 .陰極電極反應(yīng)式是：4OH 4e =2出0+ O21通電B .電解池總化學(xué)方程式為：2H2O=2H2T + O2 fC .開(kāi)始電解階段 O2、H2在水中未達(dá)到飽和，兩極產(chǎn)生氣體的體積比不符合理論比值D 自第4分鐘末開(kāi)始陰極與陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體的體積比約為理論的比值答案：A3.在500mL 1.0mol L 1的CuSO4溶液中，陽(yáng)極為100g Cu片，陰極為100g Zn片，通電一段時(shí) 間后，立即取出電極，測(cè)得 Zn片質(zhì)量變?yōu)?06.4g，此時(shí)剩余溶液中 CUSO4的物質(zhì)的量濃度為（）11A . 0.25mol B . 0.8mol LC. 1.0mol 1D . 1.2mol 1答案：C4 .

3、在鐵制品上鍍上一定厚度的鋅層，以下設(shè)計(jì)方案正確的是（）A .鋅作陽(yáng)極，鍍件作陰極，溶液中含有鋅離子B .鉑作陰極，鍍件作陽(yáng)極，溶液中含有鋅離子C .鐵作陽(yáng)極，鍍件作陰極，溶液中含有亞鐵離子D .鋅作陰極，鍍件作陽(yáng)極，溶液中含有鋅離子答案：A5.為了除去粗鹽中的Ca2+> Mg 2+> Cu2+> Fe3+> SO2及泥沙，可將粗鹽溶于水，然后進(jìn)行下列五項(xiàng)操作，正確的操作順序是（） 過(guò)濾加過(guò)量的NaOH溶液加入適量鹽酸加過(guò)量的Na2CO3溶液加入過(guò)量的BaCI 2溶液A .B .C .D .解析：按除雜的基本要求，為了保證雜質(zhì)離子完全除去，所用試劑一般應(yīng)該稍過(guò)量，但又不能

4、引入新雜質(zhì)，而且方法要盡可能簡(jiǎn)單。解題時(shí)，要弄清每加一種試劑的作用以及過(guò)量的試劑如何在下一步除去。過(guò)量的 NaOH溶液是為了使粗鹽水中的 Mg2 +、Cu2 +、Fe3+等離子形成沉淀，多加的 NaOH最后可用HCI溶液中和；力口 BaCl2可除去SO;加過(guò)量的NazCOs溶液是為了使粗鹽水中的 Ca2+以及上一步中過(guò)量的 Ba2 +形成沉淀而除去。從以上分析可以知道 Na2CO3溶液必須在加入 BaCR溶液之后才能加入，以保證過(guò)量的鋇試劑不致引入新雜質(zhì)；而鹽酸應(yīng)該在過(guò)濾操作后加入，以防止在加入酸調(diào)節(jié)溶液 pH時(shí)，某些沉淀會(huì)溶解或部分溶解。至于NaOH溶液和BaCl2溶液加入的先后順序，則沒(méi)有

5、原則性的差別。按以上分析可以知道C和D選項(xiàng)符合題意。答案：C、D6 .現(xiàn)有500mL混有NaOH的飽和食鹽水，pH = 10,用惰性電極電解一段時(shí)間后，陰極共產(chǎn)生5.6 L H 2（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積 ）。則電解后溶液在室溫下 pH為（）A. 8B. 10C. 12D. 14解析：電解該溶液實(shí)質(zhì)為電解飽和食鹽水，最終溶液的堿性為原有NaOH和電解生成的NaOH共同造成的。原先溶液的pH = 10,所以原溶液的H + 濃度 c(H +)= 1.0X 10一 10mol L 1 ;貝9c(OH -)=竝= cH +)141 X 10-4=1 X 10- mol1 X 10-原有 NaOH 的物

6、質(zhì)的量 n（NaOH） = 0.50 L X 1 X 10-4mol L-1 = 5.0X 10-5mol。由于電解飽和氯化鈉溶液所生成的NaOH的物質(zhì)的量可以根據(jù)電解方程式計(jì)算求得，即:電解2NaCl + 2H2O=2NaOH2mol n(NaOH) + Cl2 T + 出 f 22.4 L5.6 Ln( NaOH)=2 mol X 5.6 L22.4 L所以溶液中 NaOH總的物質(zhì)的量應(yīng)該為0.50mol + 5.0X 10-5mol沁0.50mol，則最后所得 NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度應(yīng)為c(NaOH)=0.50 mol0.50 L=I.Omol L-1,則 c(OH )= I.Omo

7、l1,c(H + )=Kwc(OH j141 x 101.0=1X 10-14114mol L ，貝U pH = - lg c(H +) = lg(1 x 10 ) = 14。答案：D7.a電源b某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時(shí)，為使CI2被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，則對(duì)電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是 （）A .a為正極，b為負(fù)極；NaClO 和 NaCIB .a為負(fù)極，b為正極；NaClO 和 NaCIC.a為陽(yáng)極，b為陰極；HClO 和 NaCID .a為陰極，b為陽(yáng)極；HClO 和 NaCI答案：

8、B8. CuI是一種不溶于水的白色固體，它可由反應(yīng)2Cu2+ 4I =2CuI + 12而得到。現(xiàn)以石墨為陰極，以Cu為陽(yáng)極電解KI溶液，通電前向電解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。電解開(kāi)始不久陰極 區(qū)溶液呈紅色，而陽(yáng)極區(qū)溶液呈藍(lán)色，對(duì)這個(gè)現(xiàn)象的正確解釋是（）陰極 2H 十 + 2e =H2 T，使 c（OH ）c（H“ 陽(yáng)極 2Cu 4e + 41 =2CuI + I2, I2遇淀粉變 藍(lán) 陽(yáng)極Cu 2e =Cu2 +, Cu2+顯藍(lán)色陽(yáng)極2I 2e =匕，碘遇淀粉變藍(lán)（）A . B.C. D .解析：由于陽(yáng)極材料是 Cu，屬于活潑電解，故 Cu 2e =Cu2 +,但是由于 Cu2 +與1之間

9、發(fā)2生氧化還原反應(yīng) 2Cu + 4I =2CuI + 12,陽(yáng)極反應(yīng)可將兩者加和得2Cu 4e+ 4I =2CuI + b,其藍(lán)色是由淀粉遇I2所致，故A選項(xiàng)符合題意。答案：A9 電解CuS04溶液時(shí)，若要達(dá)到以下三點(diǎn)要求：陽(yáng)極質(zhì)量減少；陰極質(zhì)量增加；溶液 中c（Cu2+）不變?？蛇x用的電極是（）A .純銅作陽(yáng)極，含 Zn、Ag的銅合金作陰極B .含Zn、Ag的銅合金作陽(yáng)極，純銅作陰極C .用純鐵作陽(yáng)極，用純銅作陰極D .用石墨作陽(yáng)極，用惰性電極（Pt）作陰極答案：A10 .如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若圖中的x軸表示流入陰極的電子的物質(zhì)的量，貝Uy軸不可能表示的是（假設(shè)溶液的體積不變）（）AgXG溶港

10、謚入陰極的電子的物履的竜弋A . Ag +物質(zhì)的量濃度B . N03物質(zhì)的量濃度C .溶液的pHD .銀棒的質(zhì)量答案：D311.在2 L 6%的KOH溶液（密度為1.05g/cm ）中通直流電電解，當(dāng)溶液的濃度改變2%時(shí)，溶液的濃度及電極上析出的物質(zhì)的質(zhì)量是（）A .濃度為8%,陽(yáng)極析出58.33g物質(zhì)，陰極析出466.67g 物質(zhì)B .濃度為8%,陽(yáng)極析出466.67g物質(zhì)，陰極析出58.33g物質(zhì)C .濃度為8%,陽(yáng)極析出233.33g物質(zhì)，陰極析出58.33g物質(zhì)D .濃度為4%,陽(yáng)極析出3.6g物質(zhì)，陰極析出29.25g物質(zhì)答案：B12 .將一直流電源的正、負(fù)極，分別接在一張用食鹽水、

11、碘化鉀淀粉溶液和石蕊試液浸濕的濾 紙上，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，兩極附近濾紙的顏色分別是（）ABCD陽(yáng)極藍(lán)白紅陰極白藍(lán)藍(lán)答案：D、非選擇題(共52分)C為盛有稀硫酸的電解槽,13 如圖所示，A為電源，B為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙。e、f為鉑電極。接通電路后。發(fā)現(xiàn)B上的c點(diǎn)顯紅色。試回答：(1) 電源A上的b是什么極？ 。(2) 寫(xiě)出B上的電極反應(yīng)式。c點(diǎn)： ； d點(diǎn)： ;總反應(yīng)的化學(xué)方程式為(3) e電極上產(chǎn)生的氣體是 ，f電極上產(chǎn)生的氣體是 ，其體積比為 。答案：負(fù)極(2) 2H + + 2e-=出匸 2CI - 2e- =Cl2電解2NaCI + 2H2O=2NaOH + Hzf + C/(

12、3) 02 H21 : 214 電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。下圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液a； X、Y是兩塊電極板，通過(guò)導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(1) 若X、丫都是惰性電極，a是飽和NaCI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：電解池中 X極上的電極反應(yīng)式為 。在 X極附近觀察到的現(xiàn)象是o檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是 Y 電 極 上 的 電 極 反 應(yīng) 式 是(2) 如果用電解方法精煉粗銅，電解液a 選用CuSO4 溶液，則： X 電極的材料是 ，電極反應(yīng)式是 。 Y 電極的材料是 ，電極反應(yīng)式是 。( 說(shuō)明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫(xiě)出)解析：用惰性電極電解飽和食鹽

13、水時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)：2CI- 2e- =Cbf ；陰極反應(yīng)：2H + + 2e-=出匸。與電源正極相連的為陽(yáng)極，反之為陰極。所以X為陰極，Y為陽(yáng)極。X極在反應(yīng)過(guò)程中消耗了 H2O電離出的H + ,溶液呈堿性，加入酚酞試液變成紅色；Y極產(chǎn)生CI2，能使?jié)駶?rùn)的KI淀粉試紙變?yōu)樗{(lán)色(2)電解精煉Cu時(shí)，用含雜質(zhì)的 Cu為陽(yáng)極，純Cu為陰極。反應(yīng)過(guò)程中陽(yáng)極上的 Cu以及比Cu 活潑的金屬失去電子，成為離子，進(jìn)入溶液，活潑性比Cu 差的金屬形成陽(yáng)極泥；在陰極只有 Cu2能得電子成為單質(zhì)，其他較活潑的金屬對(duì)應(yīng)的離子不能得電子。根據(jù)裝置圖，X 為陰極， Y 為陽(yáng)極。所以， X 電極的材料是純銅， 電極反應(yīng)式為

14、Cu22e=Cu； Y 電極的材料是粗銅， 電極反應(yīng)式為2Cu 2e=Cu 。答案：2H + 2e- =H2 t 放出氣體，溶液變紅2CI 2e =Cl21 把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在 Y電極附近，試紙變藍(lán)色22(2) 純銅 Cu22e=Cu 粗銅 Cu 2e=Cu2 15氫氧化鈉是一種用途十分廣泛的重要化工原料。工業(yè)上主要通過(guò)電解氯化鈉飽和溶液的方法獲得氫氧化鈉，我國(guó)的氯堿工業(yè)大多采用離子交換膜電解槽。(1) 寫(xiě)出電解飽和氯化鈉溶液時(shí)的電極反應(yīng)和總的離子反應(yīng)方程式：陽(yáng)極： ；陰極： ；總反應(yīng)式： 。(2) 離子交換膜電解槽一般采用金屬鈦?zhàn)麝?yáng)極，其原因是 。陰極一般用碳鋼網(wǎng)制成。陽(yáng)離子交換膜把

15、電解槽隔成陰極室和陽(yáng)極室，其作用是 。(3) 為使電解氯化鈉的速度加快，下列措施可行的是()A 增大陰極碳鋼網(wǎng)面積B .提高飽和氯化鈉溶液的溫度C 加大陰極與陽(yáng)極間的距離D .提高電解時(shí)的電源電壓答案：(1)2CI - 2e =Cl2 f 2H + 2e=H2 f電解2CI + 2H2O=2OH - + 出 f + CI2 f(2) 陽(yáng)極產(chǎn)生的CI2不易腐蝕金屬鈦；既能防止陰極產(chǎn)生的H2和陽(yáng)極產(chǎn)生的CI2相混合而引起爆炸，又能避免 CI2和NaOH溶液作用生成NaCIO而影響燒堿的質(zhì)量(3) A、B、D16 鋁和氫氧化鉀都是重要的工業(yè)產(chǎn)品。請(qǐng)回答：(1) 工業(yè)冶煉鋁的化學(xué)方程式是 。(2) 鋁與氫氧化鉀溶液反應(yīng)的離子方程式是 。(3) 工業(yè)產(chǎn)品氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸根雜質(zhì)，可用離子交換膜法電解提純。電解槽內(nèi) 裝有陽(yáng)離子交換膜(只允許陽(yáng)離子通過(guò))，其工作原理如圖所示。陽(yáng)由子工業(yè)品 該電解槽的陽(yáng)極反應(yīng)式是 。 通電開(kāi)始后，陰極附近溶液pH會(huì)增大。請(qǐng)簡(jiǎn)述原因。 除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從液