4.2电解池 课时作业 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

2024—2025高中化学人教版选择性必修第一册4.2电解池 课时作业 一、单选题 1．从砷化镓废料(主要成分为GaAs、、和)中回收镓和砷的工艺流程如图所示。 下列说法正确的是 A．“碱浸”时，采用高温可加快化学反应速率 B．惰性电极电解溶液时，在阳极有金属镓生成 C．尾液中溶质的主要成分是硫酸，可以循环利用 D．Ga、As均位于周期表第四周期，属于过渡元素 2．科研人员设计了如图所示的甲烷燃料电池，并用于电解饱和溶液，电池的电解质是掺杂了与的固体，可在高温下传导。下列说法正确的是 A．电极C为阴极 B．电极D区溶液的降低 C．该电池工作时负极反应式为： D．当线路上通过电子时，有参与反应 3．下列离子方程式书写正确的是 A．氢氧化镁固体溶解于氯化铵溶液： B．同浓度同体积的溶液与溶液混合： C．用电极电解溶液： D．过量的通入溶液中： 4．下列说法正确的是 A．工业上利用钠和氯气反应生产食盐 B．工业制备硫酸和硝酸的设备中均有热交换器和吸收塔 C．采用高温冶炼黄铜矿的方法获得的铜，能达到电气工业生产用铜的要求 D．湿法治金是用较活泼金属与盐溶液发生置换反应来制备金属，如湿法炼锌 5．海洋(约含45亿吨铀，浓度仅为)和铀矿开采排放的废水中含有丰富的铀资源。在复杂的海水环境中，电化学提铀面临着高能耗和反应选择性的挑战。我国某高校科研团队制备了硫酸根离子修饰的纳米还原铁(S-NRI)，利用其良好的铀吸附性能和催化性能，以超低槽电压进行电化学提铀(简化的电解槽如图所示，提取的铀以沉积在S-NRI表面)。下列说法错误的是 A．S-NRI附着在阴极表面 B．提铀过程中阳极生成的气体无色 C．调控槽电压可改变提铀反应的选择性 D．S-NRI电化学催化提铀机理可能是：， 6．钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。通电后。a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。下列有关叙述正确的是(　　) A．已知钴酸锂电池放电时总反应为：Li1－xCoO2＋LixC6=LiCoO2＋6C，则Li1－xCoO2作负极 B．当外电路中转移0.2 mol电子时，电极b处有2.24 L Cl2生成 C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为Cu＋Cl－－e－=CuCl D．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－=CuOH＋Cl－ 7．下列化学反应对应的离子方程式表示正确的是 A．通入漂白粉溶液中： B．与反应，离子方程式为： C．向溶液中滴入溶液至恰好显中性： D．用铁作电极电解硫酸钠溶液： 8．一种新型可充电钠离子电池，放电时原理如图所示。 下列说法正确的是 A．充电时，b电极与外接电源正极相连 B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．充电时，a极反应式为 D．放电时，当外电路转移电子，b极区电解质溶液质量减少 9．利用燃料电池电解制备并得到副产物、、，装置如图所示(、、、极均为惰性电极)。下列说法正确的是 A．极、极分别为阴极、阳极 B．膜、膜均为阳离子交换膜，膜为阴离子交换膜 C．极上的反应为 D．理论上，极消耗甲烷，极产生 10．下列离子方程式正确的是 A．向KAl(SO4)2溶液中加入足量Ba(OH)2溶液：Al3++SO+Ba2++3OH-=BaSO4↓+A1(OH)3↓ B．以铜为电极电解氯化铵溶液：Cu+2NHCu2++2NH3↑+H2↑ C．酸性KMnO4溶液滴定双氧水：2MnO+H2O2+6H+=2Mn2++3O2↑+4H2O D．同浓度同体积的NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合：NH+OH-=NH3•H2O 11．下列指定反应的离子方程式正确的是（    ） A．向溶液中通入过量SO2：+H2O+SO2=HClO+ B．向溶液中加入少量溶液： C．用铜电极电解溶液： D．向溶液中滴加稀硫酸： 12．下表对某些反应方程式的评价合理的是 编号 离子方程式或电极反应式 评价 A 次氯酸钙溶液中通入足量SO2 Ca2++ClO-+SO2+H2O=CaSO4+Cl-+2H+ 正确 B 硫酸铁溶液与氢氧化钡溶液混合 Fe3++SO+Ba2++3OH- =Fe(OH)3↓+BaSO4↓ 正确 C 醋酸铵溶于水 CH3COO—+NHCH3COOH＋+NH3·H2O 错误，阴离子水解相互促进，应该用“=”号 D 用惰性电极电解氯化铜和氯化钠的混合溶液一段时间 阴极：2Cu2++4e-= 2Cu 阳极：4OH-－4e-= 2H2O+O2↑ 错误，该阴阳两极反应不可能同时发生 A．A B．B C．C D．D 13．液流电池是一种新的蓄电池，是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点。如图是一种锌溴液流电池，电解液为溴化锌的水溶液。下列说法正确的是 A．充电时阳极的电极反应式：Zn-2e-=Zn2+ B．充电时电极a为外接电源的负极 C．放电时Br-向右侧电极移动 D．放电时左右两侧电解质储罐中的离子总浓度均增大 14．如图所示为电解法处理含镍废水并获得单质镍的电解池装置。已知氧化性：Ni2+(高浓度)>H+>Ni2+(低浓度)。下列说法正确的是 A．惰性硅铸铁为阴极，电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O B．电解过程中，Ⅱ中NaCl不参与反应且浓度不变 C．为了提高Ni的产率，电解过程中废水的pH不能太小 D．装置中若去掉阳离子膜，电解总反应方程式不发生改变 15．我国科学家研发了一种水系可逆电池，将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液，充电、放电时，复合膜层间的解离成和，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．a膜是阴离子交换膜，b膜是阳离子交换膜 B．放电时负极的电极反应式为 C．放电时多孔Pd纳米片附近pH增大 D．充电时Al与外接直流电源正极相连，将电能转化为化学能 二、填空题 16．脱硝技术主要用于脱除燃煤烟气中的NO。 I.配合物生物脱硝法 以Fe(II)EDTA2-为吸收剂结合微生物进行脱硝的原理如图所示： 已知：NO、NO会使微生物总量下降。 (1)若烟气中参与反应的n(NO)：n(O2)=1：1，碳源为C6H12O6，写出过程中脱硝总反应的化学方程式 。 (2)该原理中将“化学吸收”与“生物还原”分开在不同容器中进行的原因是 。 Ⅱ.ClO2氧化脱硝法 电解NaClO3制备ClO2的装置如图所示。 (3)写出该电解过程中总反应的化学方程式 。 (4)ClO2氧化脱硝过程发生的反应是：5NO+3ClO2+4H2O=5HNO3+3HCl。已知：①ClO2与水能产生•OH，•OH更易与NO反应；②ClO2受热易分解，反应为2ClO2=Cl2+2O2。当烟气流速、烟气中NO浓度及n(ClO2)/n(NO)一定时，温度对NO脱除效率的影响如图所示。温度升高，脱硝率变化不大的原因可能是 。 (5)烟气中混有的SO2能与ClO2反应。 ①写出SO2与溶液中ClO2反应的离子方程式 。 ②其他条件一定时，SO2浓度的增加对脱硝率影响不大，其原因可能是 。 17．化学是一门以实验为基础的自然科学，根据已有实验知识回答下列问题： 如图是某实验小组改进的中和反应反应热测定实验装置。组装仪器后，先在塑料瓶中加入盐酸，然后通过注射器注入溶液，通过测定反应过程中所放出的热量可计算反应热。回答下列问题： (1)塑料瓶外泡沫板的作用是 ，缺少的仪器是 。 (2)已知稀溶液中，盐酸与溶液恰好完全反应时，放出热量，写出表示与反应的中和热的热化学方程式 。 (3)可以用以下反应制备。在25℃和时，由和完全反应生成2mol（均为气体），已知反应的，H—H的键能：、Cl—Cl的键能：，则H—Cl的键能为 。 (4)还可以用电解饱和食盐水产生的和制备。如图为电解饱和食盐水原理示意图。 ①写出电解饱和食盐水中阳极的电极方程式： ； ②使用的交换膜是 （填“阴”或“阳”）离子交换膜； ③当装置转移电子时，阴极产生气体的体积为 L（标准状况）。 18．近几年全国各地都遭遇“十面霾伏”。其中机动车尾气和燃煤产生的烟气对空气质量恶化贡献较大。 ⑴ 汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)    △H＜0 若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 （填代号）。 （2）一定条件下氮氧化物和碳氧化物可以反应，已知2.24L(折算为标准状况)N2O和CO的混合气体在点燃条件恰好完全反应，放出bkJ热量。生成的3种产物均为大气组成气体，并测得反应后气体的密度是反应前气体密度的倍。请写出该反应的热化学方程式 。 （3）电解法处理氮氧化物废气有较高的环境效益和经济效益（图中电极均为石墨）。 ① NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见上方右图。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应为 。 ② 电解NO制备NH4NO3原理如上方左图所示。石墨III为 极 ，石墨IV的电极反应式为 。为使电解产物完全转化为NH4NO3，需要补充的物质X的化学式为 。 19．工业上合成氨在一定条件下进行如下反应：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=-92．44 kJ／mol。其部分工艺流程如下图所示： （1）合成氨所需要的原料气中，氮气取自 ，氢气来源于 。 （2）对原料气进行净化处理的目的是 。 （3）设备A的名称是 ，设备B的名称是 。 （4）在20～50 Mpa时，工业合成氨选择在400—500℃的温度进行反应，主要原因是 。 （5）据《科学》杂志报道，希腊化学家在常压下将氢气和用氢气稀释的氮气分别通入一个加热到570℃的电解池（如图）中，氢和氮在电极上合成了氨，且转化率达到了78％。则：阳极反应为 ，阴极反应为 。 三、计算题 20．用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1molCu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度。则电解过程中共转移的电子的物质的量为 21．回答下列问题 (1)用惰性电极电解硫酸酸化的硫酸锰溶液制备时，阳极的电极反应式为 ；若转移的电子数为，左室溶液中最终的变化量为 。 (2)电解法也可以对亚硝酸盐污水进行处理(工作原理如图所示)。通电后，左极区产生浅绿色溶液，随后生成无色气体。当电极消耗时，理论上可处理含量为的污水 g。 22．在500g CuSO4溶液中插入两根电极，一极为铜，一极为粗铜(含锌)。通电电解至粗铜刚好全部溶解掉，这时铜极质量增加7.04g，电解质溶液质量增加0.02g。求粗铜中含锌的质量分数 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C B B B D B D B B 题号 11 12 13 14 15 答案 D D D C B 1．C 2．C 3．B 4．B 5．B 6．D 7．B 8．D 9．B 10．B 11．D 12．D 13．D 14．C 15．B 16．(1)4NO+4O2+C6H12O6=2N2+6CO2+6H2O (2)防止NO与O2反应生成的NO、NO与微生物接触，导致脱硝率下降 (3)4NaClO3+2H2SO44ClO2+O2↑+Na2SO4+2H2O (4)温度升高，ClO2生成•OH的速率加快，•OH浓度增大，脱硝率增大；温度升高，ClO2的分解为Cl2和O2的速率增大，脱硝率减小；两者对脱硝率影响的程度相当 (5) 5SO2+2ClO2+6H2O=5SO+2Cl-+12H+ ClO2氧化NO的速率远大于ClO2氧化SO2 17．(1) 保温隔热，防止热量的损失 玻璃搅拌器 (2)HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4kJ•mol-1 (3)431 (4) 2Cl—-2e—=Cl2↑ 阳 4.48 18． BD 4N2O(g)+2CO(g)==4N2(g)+2CO2(g) + O2(g)  △H=－60b kJ·mol－1 NO2+NO3--e-═N2O5 阴 NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+ NH3 19． 空气 水和碳氢化合物 防止催化剂中毒 冷凝器 循环压缩机 此温度下催化剂的活性大 H2-2e-═2H+ N2+6e-+6H+═2NH3 20．0.4mol 21．(1) (2)50 22．18.4% 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$