1、.第2課時 電解原理的應用課時訓練根底過關1.一定溫度下,pH=a的某電解質溶液中,插入兩支惰性電極通直流電一段時間后,溶液的pH<a,那么該電解質可能是BA.NaClB.H2SO4C.CuCl2D.Na2SO4解析:用惰性電極分別電解NaCl、H2SO4、CuCl2、Na2SO4四種溶液時,其本質分別為電解:H2O和Cl-、H2O、CuCl2、H2O,故一段時間后各溶液的pH變化為增大、減小、增大、不變,只有H2SO4符合題意。2. 金屬鎳有廣泛的用處。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質,可用電解法制備高純度的鎳,以下表達正確的選項是:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu

2、2+DA.陽極發生復原反響,其電極反響式:Ni2+2e-NiB.電解過程中,陽極質量的減少與陰極質量的增加相等C.電解后,溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2+和Zn2+D.電解后,電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt解析:陽極發生氧化反響,其電極反響式Ni-2e-Ni2+,Fe-2e-Fe2+,Zn-2e-Zn2+,A錯誤;電解過程中,陽極失電子的有Fe、Zn、Ni,陰極析出的是鎳,根據電子守恒,陽極質量的減少與陰極質量的增加不相等,B錯誤;電解后,溶液中存在的金屬陽離子有Fe2+、Zn2+、Ni2+,C錯誤;粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質,按照復原性順序,Zn、Fe、Ni失電子被氧化

3、,銅和鉑不失電子沉降在電解池底部形成陽極泥,電解后,電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt,D正確。3.以下有關兩個電化學裝置的表達正確的選項是BA.圖,電流形成的完好過程是:負極Zn-2e-Zn2+,電子經導線流向正極,正極Cu2+2e-CuB.圖,在不改變總反響的前提下,可用Na2SO4交換 ZnSO4,用石墨交換Cu棒C.圖,通電后H+和Na+先從陽極區挪動到陰極,然后陰極才發生反響2H+2e-H2D.圖,通電后,由于OH-向陽極遷移,導致陽極附近pH升高解析:活潑金屬鋅失去電子,電極反響式為Zn-2e-Zn2+,電子沿導線流向正極,正極Cu2+2e-Cu,內電路離子的定向挪動,構成閉合回路

4、,才是電流形成的完好過程,A錯誤;Na2SO4交換ZnSO4,負極仍是鋅放電,原電池中的銅本身未參與電極反響,所以可用能導電的石墨交換Cu棒,B正確;溶液中氫離子來源于水的電離,氫離子濃度很小,所以通電后Na+先從陽極區挪動到陰極,陰極周圍的水電離出氫離子在陰極放電,C錯誤;陽極是氯離子放電,生成氯氣,氯離子放電完畢后是水電離出的氫氧根離子放電,導致陽極附近pH降低,D錯誤。4.如圖為電解飽和食鹽水的簡單裝置,以下有關說法正確的選項是DA.電解一段時間后,向蛋殼內的溶液中滴加幾滴酚酞,呈紅色B.蛋殼外表纏繞的鐵絲上發生氧化反響C.鐵絲外表生成的氣體能使潮濕的淀粉碘化鉀試紙變藍D.蛋殼可阻止生成

5、的氯氣與氫氣、氫氧化鈉溶液接觸解析:碳棒在蛋殼內,溶液中的Cl-在該極失電子被復原,溶液的堿性不增強,故A項錯誤;蛋殼外表纏繞的鐵絲作陰極,H+在該極發生復原反響得到氫氣,B項錯誤;鐵絲外表生成的氣體是氫氣,不能使潮濕的淀粉碘化鉀試紙變藍,C項錯誤;蛋殼在該實驗中的作用是阻止氣體通過,D項正確。5.用石墨作電極電解200 mL CuSO4溶液,電解過程中電子轉移的物質的量ne-與產生氣體的體積V標準狀況的關系如下圖。以下說法正確的選項是CA.電解前CuSO4溶液的物質的量濃度為2 mol·L-1B.電解后所得溶液中cH+=2 mol·L-1C.當ne-=0.6 mol時,V

6、H2VO2=23D.當電解后的溶液中參加16 g CuO,那么溶液可恢復為電解前的濃度解析:從曲線的變化趨勢可知,當轉移0.4 mol e-時,CuSO4消耗完,由Cu2+2e-Cu可求得電解前nCuSO4=0.2 mol,其濃度為1 mol·L-1,電解得到稀硫酸,根據硫元素守恒可知nH2SO4=0.2 mol,nH+=0.4 mol,假設電解后溶液體積不變,那么cH+=2 mol·L-1,實際上溶液體積減小,那么cH+>2 mol·L-1,當ne-=0.6 mol時,陰極先發生反響:Cu2+2e-Cu消耗0.4 mol e-,再發生反響:2H+2e-H2

7、,生成0.1 mol H2,陽極只發生反響:4OH-4e-2H2O+O2,生成0.15 mol O2,故 VH2VO2=23,假如電解過程中僅發生反響:2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2,參加0.2 mol CuO可使電解質溶液恢復為電解前的濃度,實際上電解后期發生反響:2H2O2H2+O2。6. 1 L某溶液中含有的離子如下表:離子Cu2+Al3+NO3-Cl-物質的量濃度mol/L11a1用惰性電極電解該溶液,當電路中有3 mol e-通過時忽略電解時溶液體積的變化及電極產物可能存在的溶解現象,以下說法正確的選項是AA.電解后溶液的pH=0B.a=3C.陽極生成1.5 mol

8、 Cl2D.陰極析出的金屬是銅與鋁解析:電解過程分三個階段,開場階段Cu2+與Cl-放電轉移 1 mol e-,然后是Cu2+與水電離出的OH-放電轉移 1 mol e-,最后相當于電解水轉移1 mol e-,在第二個階段由:2H2O-4e-4H+O2 4 4 1 mol1 mol知共產生1 mol H+,其濃度為1 mol/L,故pH=0,A正確;由電荷守恒知:a為4,B錯;陽極產生Cl2一共為0.5 mol,C錯誤;在水溶液中Al3+不放電,故陰極析出的金屬中沒有鋁。7. 與如圖有關的以下表達正確的選項是BA.a為直流電源的負極B.用該裝置制白鐵鍍鋅鐵,d為鐵電極C.用該裝置精煉銅,d為粗

9、銅電極D.c、d均為石墨電極電解飽和食鹽水時,c電極附近pH升高解析:從圖示看,該裝置是電解池,a是正極,c是陽極,b是負極,d是陰極;假設用于精煉銅,c為粗銅電極;電解飽和食鹽水時,d電極附近pH升高;作鍍鋅鐵時,d為鐵電極;正確的表達只有B。8.按如圖裝置實驗,假設x軸表示流入陰極的電子的物質的量,那么y軸可表示DcAg+cNO3-a棒的質量b棒的質量 溶液的pHA.B.C.D.解析:分析圖示可知:Ag為陽極,Fe為陰極,那么該裝置為電鍍池鐵上鍍銀,電解質溶液濃度及pH不變。9. 按要求對以下圖中兩極進展必要的連接并填空:1在A圖中,使銅片上冒H2氣泡。請加以必要連接,那么連接后的裝置叫。

10、電極反響式:鋅板:;銅板:。 2在B圖中,使a極析出銅,那么b析出。加以必要的連接后,該裝置叫。電極反響式:a極: ;b極:。經過一段時間后,停頓反響并攪勻溶液,溶液的pH填“升高“降低或“不變,參加一定量的后,溶液能恢復至與電解前完全一致。假設CuNO32的量足夠多 解析:1在A圖中,使銅片上冒H2氣泡,那么銅片作正極,鋅作負極,該電池屬于原電池,鋅電極上失電子發生氧化反響,銅電極上氫離子得電子發生復原反響。2在B圖中a、b都為惰性電極,使a極析出銅,電極材料不能得失電子,所以該裝置是電解池,a是陰極,b是陽極,陽極上氫氧根離子放電生成氧氣;由于消耗OH-,故溶液的pH減

11、小;根據“析出什么參加什么的原那么參加物質應該是CuO。答案:1連接畫線略原電池Zn-2e-Zn2+2H+2e-H22O2電解池Cu2+2e-Cu4OH-4e-O2+2H2O降低CuO才能提升10. 用如下圖裝置除去含CN-、Cl-廢水中的CN-時,控制溶液pH為910,陽極產生的ClO-將CN-氧化為兩種無污染的氣體。以下說法不正確的選項是DA.用石墨作陽極,鐵作陰極B.陽極的電極反響式:Cl-+2OH-2e-ClO-+H2OC.陰極的電極反響式:2H2O+2e-H2+2OH-D.除去CN-的反響:2CN-+5ClO-+2H+N2+2CO2+5Cl-+H2O解析:D項,控制溶液pH為910,

12、溶液呈堿性,離子方程式應為2CN-+5ClO-+H2ON2+2CO2+5Cl-+2OH-。11.電化學降解NO3-的原理如下圖。以下說法中不正確的選項是DA.鉛蓄電池的A極為正極,電極材料為PbO2B.鉛蓄電池工作過程中負極質量增加C.該電解池的陰極反響為2NO3-+6H2O+10e-N2+12OH-D.假設電解過程中轉移2 mol電子,那么交換膜兩側電解液的質量變化差m左-m右為10.4 g解析:根據圖知,電解槽右邊部分N元素化合價由+5價變為0價,所以硝酸根離子發生復原反響,那么AgPt電極為陰極、Pt電極為陽極,所以A是正極、電極材料為PbO2,A正確;鉛蓄電池工作過程中負極為Pb失電子

13、生成硫酸鉛,所以負極質量增加,B正確;陰極上硝酸根離子得電子發生復原反響,電極反響式為2NO3-+6H2O+10e-N2+12OH-,C正確;轉移2 mol電子時,陽極陽極反響為H2O失電子氧化為O2和H+消耗1 mol水,產生2 mol H+進入陰極室,陽極室質量減少18 g;陰極的電極反響式為2NO3-+6H+10e-N2+6OH-,轉移2 mol電子,陰極室中放出0.2 mol N25.6 g,同時有2 mol H+2 g進入陰極室,因此陰極室質量減少3.6 g,故膜兩側電解液的質量變化差m左-m右=18 g-3.6 g=14.4 g,D錯誤。12. 據圖答復以下問題:1甲池是裝置,電極

14、A的名稱是 。 2甲裝置中通入CH4的電極反響式為  乙裝置中BAg電極的電極反響式為 , 丙裝置中D極的產物是寫化學式。 3一段時間后,當丙池中產生112 mL標準狀況下氣體時,均勻攪拌丙池,所得溶液在25 時的pH=:NaCl溶液足量,電解后溶液體積為500 mL。假設要使丙池恢復電解前的狀態,應向丙池中通入寫化學式。 解析:1甲池中一極通入甲烷,另一極通入氧氣,所以甲池為甲烷燃料電池,通入甲烷的一極為負極,通入氧氣的一極為正極,A與正極相連,所以A為陽極。2CH4在負極上失電子,堿性條件下生成碳酸根,甲裝置中通入CH4的電極反響式為CH4

15、+10OH-8e-CO32-+7H2O;乙裝置中BAg電極為銀離子得電子,其電極反響式為Ag+e-Ag;丙裝置中D極為陰極,電極上H+放電生成氫氣,H+是由水電離產生的,所以D極的產物是H2和NaOH。3設電解后氫氧化鈉的物質的量濃度是x,丙池中產生112 mL氣體,那么氫氣的體積與氯氣的體積一樣均為 56 mL,2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH 22.4 L 2 mol 0.056 L 0.5 L×x那么x=2mol×0.056 L22.4 L×0.5 L=0.01 mol/L,那么cH+=10-12 mol/L,所以溶液的pH=12。由于電解生成H

16、2和Cl2從溶液中逸出,所以應加兩者的化合物,即通入HCl。答案:1原電池陽極2CH4+10OH-8e-CO32-+7H2OAg+e-AgH2和NaOH312HCl13. 認真觀察以下裝置,答復以下問題:1裝置B中PbO2上發生的電極反響為  2裝置A中總反響的離子方程式為  3假設裝置E的目的是在銅上鍍銀,那么X為 ,極板N的材料為。 4假設裝置E中X為海水,極板N的材料為惰性電極,極板M的材料為鋼鐵設備,這種保護鋼鐵設備的方法叫  5當裝置A中Cu電極質量改變6.4 g時,裝置D中產生的氣體體積為標準狀況。 解析:1B和C裝置構成原電池,鉛作負極,二氧化鉛作正極,原電池放電時,正極上二氧化鉛得電子和硫酸根離子反響生成硫酸鉛,發生復原反響,電極反響式為PbO2+2e-+4H+SO42-PbSO4+2H2O。2A是電解池,左邊Pt作陰極,右邊Cu作陽極,陽極上Cu放電,陰極上氫離子放電,裝置A中總反響的離子方程式為Cu+2H+Cu2+H2。3電鍍時,鍍層金屬作陽極,鍍件作陰極,電解質溶液中陽離子和鍍層金屬一樣,假設裝置E的目的是在某鍍件上鍍銀,那么X為硝酸銀溶液,N作陽極,應該是銀。4M作陰極,為外加電流的陰極保護法。5當裝置A中Cu電極質量改變6.4 g時,nCu=0.1 mol