課時跟蹤檢測（二十二）電解原理的應用1．鎘鎳可充電電池在現代生活中有廣泛應用，它的充、放電反應按下式進行：Cd＋2NiOOH＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Cd(OH)2＋2Ni(OH)2。如果利用該電池精煉銅，則粗銅應連接的電極是()A．NiOOH B．Ni(OH)2C．Cd D．Cd(OH)2解析：選A鎘鎳可充電電池放電時是原電池，Cd作負極，NiOOH作正極；精煉銅時，粗銅作陽極，純銅作陰極，因此粗銅應連接NiOOH電極，故A正確。2．若在銅片上鍍銀時，下列敘述正確的是()①將銅片接在電源的正極上②將銀片接在電源的正極上③在銅上發生的反應是Ag＋＋e－=Ag④在銀片上發生的反應是4OH－－4e－=O2↑＋2H2O⑤需用硫酸銅溶液作為電鍍液⑥需用硝酸銀溶液作為電鍍液A．①③⑥ B．②③⑥C．①④⑤ D．②③⑤解析：選B在銅片上鍍銀，銅片作陰極，電極反應式為Ag＋＋e－=Ag；銀片作陽極，電極反應式為Ag－e－=Ag＋；電解液應含有Ag＋，故B正確。3．用電化學方法提取廢棄定影液中的銀，同時使處理后的溶液中不引入其他新的重金屬離子，下列方案正確的是()解析：選D要用電化學方法提取廢棄定影液中的銀，同時使處理后的溶液中不引入其他新的重金屬離子，則應該用電解原理，因此陰極應該是銀，陽極可以是惰性電極，例如碳棒，答案選D。4．將一直流電源的正、負極(電極材料為Pt)，用玻璃片分別壓在一張用食鹽水、碘化鉀、淀粉溶液和石蕊溶液浸透的濾紙上，經過一段時間后，兩極附近濾紙的顏色分別是()選項ABCD陽極藍白紅藍陰極白藍藍藍解析：選D題中所述裝置是電解食鹽水，陽極反應：2Cl－－2e－=Cl2↑，Cl2使濕潤的KI淀粉溶液變藍色；陰極反應：2H＋＋2e－=H2↑，陰極附近溶液呈堿性，使石蕊溶液變藍色。5．下圖中X為電源，Y為浸透飽和食鹽水和酚酞溶液的濾紙，濾紙中央滴有一滴KMnO4溶液，通電后Y中央的紫紅色斑向d端擴散。下列判斷正確的是()A．濾紙上c點附近會變紅色B．Cu電極質量減小，Pt電極質量增大C．Z中溶液的pH先減小，后增大D．Z溶液中的SOeq\o\al(2－,4)向Cu電極移動解析：選A由題紫紅色斑即MnOeq\o\al(－,4)向d端擴散，陰離子向陽極移動，說明d端為陽極，即b為正極，a為負極，c為陰極。NaCl溶液中H＋放電，c點附近變紅色。Z中為電解CuSO4溶液，Pt為陽極，水中的OH－放電，2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，Cu為陰極，溶液中的Cu2＋得電子生成銅，總反應為2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5())2Cu＋O2↑＋2H2SO4，陽極區生成H＋，則SOeq\o\al(2－,4)向Pt極移動，B、D項錯誤；隨著電解的進行，Z溶液變為硫酸，再電解則變為電解水，硫酸濃度增大，C項錯誤。6．金屬鎳有廣泛的用途。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，則下列敘述中正確的是(已知：氧化性Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋)()A．陽極發生還原反應，其電極反應式：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：選D電解時陰極發生還原反應，A項錯誤；電解過程中，陽極Zn、Fe、Ni依次失去電子生成陽離子進入溶液；Cu、Pt不如Ni活潑不被氧化，沉入槽底成為陽極泥，陰極只析出Ni，B項錯誤，D項正確；電解后溶液中仍有少量的Ni2＋，C項錯誤。7．下圖是工業電解飽和食鹽水的裝置示意圖，下列說法中不正確的是()A．裝置出口①處的物質是氯氣B．出口②處的物質是氫氣，該離子交換膜只能讓陽離子通過C．裝置中發生反應的離子方程式為2Cl－＋2H＋eq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5())Cl2↑＋H2↑D．該裝置是將電能轉化為化學能解析：選C出口①處是電解池的陽極區，溶液中的氯離子失電子生成氯氣，A項正確；出口②處是電解池的陰極區，溶液中的氫離子得到電子發生還原反應生成氫氣，離子交換膜是陽離子交換膜，只允許陽離子通過，B項正確；電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉和氫氣、氯氣，離子方程式為2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5())Cl2↑＋H2↑＋2OH－，C項錯誤；該裝置是電解裝置，是把電能轉化為化學能，D項正確。8．如圖所示，某工廠采用電解法處理含鉻(Cr2Oeq\o\al(2－,7))酸性廢水，其中，耐酸電解槽以鐵板作陰、陽極，電解后，溶液中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)全部變為Cr3＋，下列說法不正確的是()A．M與電源的正極相連B．出液口排出的溶液中還含有Fe3＋C．N極電極反應為2H＋＋2e－=H2↑D．陰極區附近溶液pH降低解析：選DA項，電解含鉻(Cr2Oeq\o\al(2－,7))酸性廢水，溶液中的H＋在陰極放電產生H2，所以N與電源的負極相連，作陰極，M與電源的正極連接，作陽極，正確；B項，陽極Fe失去電子變為Fe2＋，然后與溶液中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)發生反應變為Fe3＋，Cr2Oeq\o\al(2－,7)則被還原變為Cr3＋，所以出液口排出的溶液中含有Cr3＋、Fe3＋，正確；C項，在陰極N極，溶液中的H＋得到電子變為H2，電極反應為2H＋＋2e－=H2↑，正確；D項，在陰極區，由于H＋得到電子變為H2，附近溶液的酸性減弱，溶液pH升高，錯誤。9．如圖為相互串聯的甲、乙兩個電解池，試回答下列問題。(1)甲池若為用電解原理精煉銅的裝置，A極是電解池的________，材料是________，電極反應式為______________________；B極是電解池的________，材料是______，主要電極反應式為_______________________________________________________。(2)乙池中若滴入少量酚酞溶液，開始一段時間后，Fe極附近呈________色。(3)若甲池陰極增重12.8g，則乙池陽極放出氣體在標準狀況下的體積為________(不考慮氣體溶解情況)。解析：(2)Fe極電極反應式為2H＋＋2e－=H2↑，H＋放電后，溶液中生成OH－，溶液顯堿性，使酚酞溶液呈紅色。(3)甲池陰極反應為Cu2＋＋2e－=Cu，生成n(Cu)＝eq\f(12.8g,64g·mol－1)＝0.2mol，轉移電子的物質的量n(e－)＝0.4mol；乙池陽極反應為2Cl－－2e－=Cl2↑，由電子守恒知生成Cl2為n(Cl2)＝0.2mol，故V(Cl2)＝4.48L。答案：(1)陰極純銅Cu2＋＋2e－=Cu陽極粗銅Cu－2e－=Cu2＋(2)紅(3)4.48L10．氯堿工業是以電解飽和食鹽水為基礎的基本化學工業。如圖是某氯堿工業生產原理示意圖：(1)寫出裝置A在通電條件下反應的化學方程式：_______________________________________________________________________________________________________。(2)裝置A所用食鹽水由粗鹽水精制而成。精制時，為除去食鹽水中的Mg2＋和Ca2＋，要加入的試劑分別為__________、__________。(3)氯堿工業是高耗能產業，按上圖將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(電)能30%以上，相關物料的傳輸與轉化關系如圖所示，其中的電極未標出，所用的離子膜都只允許陽離子通過。①圖中Y是__________(填化學式)；X與稀NaOH溶液反應的離子方程式是________________________________________________________________________。②比較圖示中氫氧化鈉質量分數a%與b%的大小：________________。③若用裝置B作為裝置A的輔助電源，每當消耗標準狀況下氧氣的體積為11.2L時，則裝置B可向裝置A提供的電量約為________(一個e－的電量為1.60×10－19C解析：(1)根據生產原理示意圖，裝置A是電解池裝置，電解飽和食鹽水，因此反應的化學方程式為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5())2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。(2)除去雜質時不能引入新的雜質，所以除去Mg2＋用NaOH溶液，除去Ca2＋用Na2CO3溶液。(3)①裝置A右端產生NaOH溶液，說明右端電極是陰極，發生反應2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，因此Y是氫氣，裝置A的左端是陽極，發生反應2Cl－－2e－=Cl2↑，X為Cl2，Cl2和NaOH溶液反應的離子方程式為Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。②裝置B中通氧氣的一極為正極，電解質是NaOH溶液，因此正極反應式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，Na＋通過離子膜由左向右遷移，NaOH的物質的量增加，因此b%>a%。③兩裝置通過的電量相等，即轉移的電量是eq\f(11.2L,22.4L·mol－1)×4×6.02×1023mol－1×1.60×10－19C＝1.93×105C。答案：(1)2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5())2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(2)NaOH溶液Na2CO3溶液(3)①H22OH－＋Cl2=ClO－＋Cl－＋H2O②b%>a%③1.93×101．下列圖示中關于銅電極的連接錯誤的是()解析：選C鋅銅原電池中鋅作負極，銅作正極，A正確；電解精煉銅時，粗銅作陽極，純銅(或精銅)作陰極，B正確；鍍件上鍍銅時，銅作陽極，鍍件作陰極，C錯誤；電解氯化銅溶液時，石墨作陽極，銅作陰極，D正確。2．下面有關電化學的圖示，完全正確的是()解析：選DA為原電池，鋅應為負極；B為電解法精煉銅的裝置，粗銅應為陽極；C為電鍍池，鍍件鐵片應該為陰極；D為電解飽和食鹽水并檢驗其產物的裝置，電流流入的一極為陽極，陽極析出氯氣，用碘化鉀淀粉溶液檢驗氯氣，陰極析出的氫氣，用向下排空氣法收集。3．利用電解法可將含有Fe、Zn、Ag、Pt等雜質的粗銅提純，下列敘述正確的是()A．電解時以精銅作陽極B．電解時陰極發生氧化反應C．粗銅連接電源負極，其電極反應式是Cu－2e－=Cu2＋D．電解后，電解槽底部會形成含少量Ag、Pt等金屬的陽極泥解析：選D電解精煉銅時，粗銅作陽極，精銅作陰極，故A錯誤；電解時陰極發生還原反應，故B錯誤；粗銅連接電源的正極，故C錯誤；金屬的活動性順序為Zn>Fe>Cu>Ag>Pt，因此Ag、Pt不會放電，以單質形式在陽極附近沉積下來，故D正確。4．用LiOH可制備鋰離子電池的正極材料。LiOH可由電解法制備，如圖所示，兩極區電解質溶液分別為LiOH和LiCl溶液。下列說法錯誤的是()A．B極區電解質溶液為LiOH溶液B．陽極的電極反應式為2Cl－－2e－=Cl2↑C．電解過程中主要是H＋通過陽離子交換膜向B極區遷移D．電極A連接電源的正極解析：選CB極區生成H2，同時生成LiOH，則B極區電解液為LiOH溶液，故A正確；電極A為陽極，陽極區電解液為LiCl溶液，根據放電順序，陽極上Cl－失去電子，陽極的電極反應式為2Cl－－2e－=Cl2↑，故B正確；在電解池中陽離子向陰極移動，所以電解過程中主要是Li＋向B極區遷移，故C錯誤；電極A為陽極，所以電極A連接電源的正極，故D正確。5.鋁及鋁合金經過陽極氧化，鋁表面能生成幾十微米厚的氧化鋁膜。某研究性學習小組模擬工業法對鋁片表面進行氧化處理，按照如圖所示裝置連接，電解40min后取出鋁片，用水沖洗，放在水蒸氣中封閉處理20～30min，即可得到更加致密的氧化膜。下列有關說法正確的是()A．電解時，電子從電源正極→導線→鋁極、鉛極→導線→電源負極B．在電解過程中，H＋向鋁片移動，SOeq\o\al(2－,4)向鉛片移動C．在電解過程中，陽極周圍溶液的pH下降D．電解的總反應為2Al＋6H＋eq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5())2Al3＋＋3H2↑解析：選D電子流向和電流流向相反，電解時電子從電源負極→導線→鉛極、鋁極→導線→電源正極，故A錯誤；在電解過程中，溶液中的H＋向陰極(鉛片)移動，SOeq\o\al(2－,4)向陽極(鋁片)移動，故B錯誤；電解時，陽極是活潑金屬時，放電的是電極本身，周圍溶液的pH基本不變，故C錯誤；陽極是活潑金屬鋁，金屬鋁在該極失電子，陰極是H＋得電子，所以電解的總方程式可表示為2Al＋6H＋eq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5())2Al3＋＋3H2↑，故D正確。6．如圖所示，乙圖是甲圖的電解池進行電解時某個量(縱坐標y)隨時間變化的函數圖像(各電解池都用石墨作電極，不考慮電解過程中溶液濃度變化對電極反應的影響)，這個量y表示()A．各電解池析出氣體的體積B．各電解池陰極質量的增加量C．各電解池陽極質量的增加量D．各電極上放電的離子總數解析：選B電解硝酸銀和硫酸銅溶液，陽極都生成氧氣，相同時間內析出氣體的體積應相等，與圖乙不符，故A錯誤；電解AgNO3溶液時陰極上產生單質銀，電解CuSO4溶液時陰極上產生單質銅，相同時間內銀的質量增加量較大，而電解NaCl溶液時，陰、陽極都產生氣體，陽極質量不變，與圖乙相符，故B正確；電解硝酸銀和硫酸銅溶液，陽極都生成氧氣，陽極質量不變，與圖乙不符，故C錯誤；電解NaCl溶液時，電極上放電的離子總數不為0，與圖乙不符，故D錯誤。7．用電解質溶液為氫氧化鉀水溶液的氫氧燃料電池電解飽和碳酸鈉溶液一段時間，假設電解時溫度不變，且用惰性電極，下列說法不正確的是()A．當電池負極消耗mg氣體時，電解池陰極同時有mg氣體生成B．電池的正極反應式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．電池中c(KOH)不變，電解池中溶液pH變大D．電解后c(Na2CO3)不變，且溶液中有晶體析出解析：選C燃料電池中，負極反應式：H2＋2OH－－2e－=2H2O，電解池中，陰極反應式：2H＋＋2e－=H2↑，H2～2e－～H2，因此電池負極消耗mg氫氣同時電解池陰極產生mg氫氣，故A正確；氧氣在電池的正極上得電子，電池的正極反應式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，故B正確；電池總反應式為2H2＋O2=2H2O，溶劑水的質量增大，KOH的濃度減小，電解飽和碳酸鈉溶液，實質是電解水，消耗溶劑，析出Na2CO3·10H2O晶體，c(Na2CO3)不變，溶液pH不變，故C錯誤，D正確。8．如圖，a、b、d均為石墨電極，c為Mg電極，通電進行電解(電解液足量)，下列說法正確的是()A．向甲中加入適量Cu(OH)2，溶液組成可以恢復B．電解一段時間，乙溶液中會產生白色沉淀C．當b極增重3.2g時，d極產生的氣體體積為1.12LD．甲中b極上的電極反應式為4OH－－4e－=O2↑＋2H2O解析：選B因電解液足量，惰性電極電解CuSO4溶液后，應加入適量CuO(或CuCO3)使溶液恢復組成，加Cu(OH)2會增加水的量，故A錯誤；電解一段時間，乙中陽極Mg溶解得Mg2＋，陰極H＋放電后促進水電離生成OH－，溶液中產生Mg(OH)2白色沉淀，故B正確；當甲中b極增重的Cu為3.2g(即0.05mol)時，電路中轉移0.1mol電子，d極產生的氫氣體積在標準狀況下為eq\f(1,2)×0.1mol×22.4L·mol－1＝1.12L，故C錯誤；甲中b極為陰極，發生的是還原反應，電極反應式為Cu2＋＋2e－=Cu，故D錯誤。9．Ⅰ.如圖所示裝置，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極，甲、乙中溶液的體積和濃度都相同(假設通電前后溶液體積不變)，A、B為外接直流電源的兩極。將直流電源接通后，F極附近溶液呈紅色。請回答：(1)A極是電源的__________，一段時間后，甲中溶液的pH__________(填“增大”“減小”或“不變”)，丁中X極附近的顏色逐漸變淺，Y極附近的顏色逐漸變深，這表明__________________在電場作用下向Y極移動。(2)若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極上均只有一種單質生成時，對應單質的物質的量之比為__________。(3)現用丙裝置給銅件鍍銀，則H應是__________，電鍍液是__________溶液。Ⅱ.某小組運用工業上離子交換膜法制燒堿的原理，用如圖所示裝置電解K2SO4溶液。(4)該電解槽的陽極反應式為______________________，通過陰離子交換膜的離子數__________(填“>”“<”或“＝”)通過陽離子交換膜的離子數。(5)圖中a、b、c、d分別表示有關溶液的pH，則a、b、c、d由小到大的順序為______