假期作业(十二) 电解池-【快乐假期】2024-2025学年高二化学寒假作业

-.. 业精于勤,荒于婷。 假期作业十二 电解池 完成日期:___月___口 【《《思维整合室 ③ 3.装置及电极反应 阳 思维 导图 =阳报 以电解CuCl。溶液为例。 [电解CuCl:溶液 (1)装置(如右图) 电解 C-C1.溶浓的电解 (2)电极反应 [定义 阴极 发生 构成条件 反应 电解原理 电极反应 阳极 发生 反应 电解池 电解池的工作原理 用遍 总反应 电极名称的判断 4. 电子流向和离子流向 电极产物的判断 (1)电子流向 [电解饱和食盐水 电源 极一→电解池 电键 电解原理的应用 电解池 极一→电源 电解精炼铜 电冶金 (2)离子流向 阳离子-→电解池 极 知识 梳理 阴离子-→电解池 极 一、电解 自测自查 1.概念 一、1.电解质溶液 氧化还原反应 2.(1)氧 使电流通过 而在阴、阳两极引起 化还原 不可逆(2)电解 的过程。 二、1.电 化学 2.(1)直流 (2)阳 阴 2.特点 (3)溶液 熔融 (4)闭合 3.(2)C*十 (1)电解是最强有力的 手段,是__ 2e Cu 还原 2Cl-2e -Cl 。 (填“可逆”“不可逆”)的。 4.(1)负 (2)电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液 过程。 的 阴阳正(2)阴阳 二、电解池 【《《技能提升台 1.定义 技能 提升 把 能转化成 能的装置。 1.关于电化学的知识,下列说法正确的是 2.形成条件 ( (1) 电源。 A.化学电源中,电极材料可以是活性相同 (2)两个电极:与电源正极相连的一极是 极, 的材料,活泼性较强的电极材料不一定 与电源负极相连的一极是 极。 作电池负极 或 (3)电解质 电解质。 B.用惰性电极电解强酸强减盐溶液时,两 (4)形成 回路。 个电极上的气体产物一定是氢气和氧气 .3· ## C. 用惰性电极电解500mL2mol·L 6.近日,科学家开发了高活性磷化铁催化剂用 NaCl溶液,当电路中通过1mole时,可 干选择性电化学确酸盐还原为氛气,工作原 ( 理如图所示。下列叙述正确的是 加人一定量稀盐酸使溶液复原至原浓度 ) D. 电解精炼铜时,粗铜中含有少量Zn、Fe. NH. 电 _ Ni等,阳极溶解的金属质量一定等于阴 { -FaP 极析出的金属质量 硝酸盐 KOH 诚性废水 2.在电解水制取H和O.时,为了增强导电性 稀溶液 ( 常常要加入一些电解质,最好选用 ) 阴离子交换膜 A.NaCl B.HCl A. b极必须采用惰性材料且与电源负极 C.CuSO D.NaSO 连接 3.铁表面键银可达到增强抗腐蚀性、提升美观 B. 一段时间后,KOH溶液浓度保持不变 等目的。下列关于铁表面键银的说法不正 C.a极的主要电极反应为NO+6H.O十 确的是 t ) 8e-NH.+9OH A.电路中每通过1mole ,阴极析出1mol银 D.b极收集4.48LO。(标准状况)时理论上 B.铁电极应与电源负极相连 有0.9molOH由a极向b极迁移 C.阳极电极反应式为Ag-e--Ag 7.2023年2月,我国首个兆瓦级铁-络液流 D.电液需要不断更换 电池在内蒙古自治区成功试运行。该电池 4.利用如图所示的装置(M、N均为惰性电极) 示意图如下图所示,其中的电极可视为惰性 进行电解实验。下列有关说法正确的是 电极,储电时Fe②被氧化。下列有关说法 错误的是 ( ) 外接电源或对外供电 A.若电解质溶液为NaC1溶液,则M极有 ,Fe行 黄绿色气体生成 B.若电解质溶液为AC.溶液,则可进行金 属铭的治炼 C.若电解质溶液为NaCI溶液,则电解一段 交换 时间后,溶液的pH增大 (只允许H通过) D. 若电解质溶液为CuCl。溶液,每转移 A.装置中离子交换膜提高了充电/放电 2.mol电子,M、N电极的质量均变化64g 效率 5.用惰性电极电解下列溶液,电解一段时间后 B.供电时,负极反应为:Cr-eCr 阴极质量增加,电解液的pH下降的是( ) C.储电时,电极I与外电源正极相连 A.CuSO. B. HCl D.储电时,当1molFe{}被氧化时有2mo C.BaCl. D. NaSO H通过离子交换膜 .36· 高二学# 8.回答下列问题 2.(2024·甘肃·高考真题)某固体电解池工 b 作原理如图所示,下列说法错误的是( ) Na:$0 1浓H.SO. NaHSO. NaO## □稀H.5O.+SO 离了交换膜 阁 2 0 隔篇1 → C.C00 多孔电极1 固体电解质 二H- 多孔电&2 生物膜有机 模拟 酸性 A. 电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接 废水 海水 水溶液 触面积 图2 (1)用惰性电极电解足量疏酸铜溶液,其阴 B.电极2是阴极,发生还原反应:0。十4e 极反应式为: --20- (2)铅蓄电池是可充放电的二次电池,其放 C. 工作时O从多孔电极1迁移到多孔电极2 电时正极反应式为: D. 理论上电源提供2mole 能分解1molH.O (3)碱性条件下甲醇燃料电池的负极反应式 《《益智欢乐谷 为: (4)连二亚疏酸钟(NaSO)俗称保险粉,是一 “高科技电解器”检测水质的骗局 种强还原剂。工业上常用惰性电极电解酸性 你是否见过推销净水机的推销员用一种水 亚梳酸氢钢溶液制备连二亚梳酸钢,原理及装 质电解器向周围群众做电解水实验并对纯净水 置如图1所示,a电极反应为: 和自来水进行对比呢? (5)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能 当把电解器插入纯净水和自来水数分钟 源装置,利用微生物处理有机废水获得电 后,只见纯净水颜色略显黄色,而自来水却冒 能,同时可实现海水淡化。现以NaC1溶液 出气泡,并产生大量墨绿色絮状物并逐渐变成 模拟海水,采用惰性电极,用图2装置处理 红棕色。这时推销员会解释说:“纯净水没有 有机废水(以含CH.COO的溶液为例)。a 任何杂质,所以它通电后颜色没有发生很大变 电极的反应式为: 化;自来水就不同了,你们瞧,被电解后,不单 高考/冲浪 有气泡,颜色也变了,说明它含有对人体有害 1.(2024·广东·高考真题)一种基于氢破工 的物质,长期饮用对身体不利。”然后极力游说 艺的新型电解池(如图),可用于湿法治铁的 围观群众购买他们的净水机设备。你能利用 研究。电解过程中,下列说法不正确的是 ) 学过的知识给出一个合理的解释吗?其实,水 出源 质电解器有两个电极,分别是铁棒和铅棒。自 气体 来水中含有少量的矿物质,具有一定的导电性, 阳离子交换膜 当把电解器的两极插入自来水中并接通电源后, -Fe 发生电解反应。阳极:Fe-2e-Fe^{② ,Fe^{②}”不 FeO: 炮和 稳定,被氧化成Fe;阴极(错)2H十2e- NaOH 食盐水 .溶液 H.^,在铅棒上有大量气泡产生。电解后的水体 A.阳极反应:2Cl-2e---Cl。 状态取决于生成的铁化合物种类,自来水中含有 B. 阴极区溶液中OH浓度逐渐升高 各种阴离子,与铁离子可形成各种化合物,如 C. 理论上每消耗1molFe。O.,阳极室溶液 Fe* 在水溶液中会呈现浅绿色,Fe则呈现棕黄 减少213g 色等。而纯净水与自来水最大的区别是纯净水 D.理论上每消耗1molFe。O.,阴极室物质 几乎不导电,通电后不发生电解反应,因此就不 最多增加138g 会产生以上的类似现象。 ·37·###朵期# 6.C 由图可知I室中HCHO被氧化为HCOO,I室为 正确;C.质子交换膜只允许H通过,C错误;D.由分析 负极区,电极a为负极,电极b为正极,正极NO得电子 可知,负极电极反应式为:2HCHO十40H--2e- 生成。NH。,据此分析解答 2HCO0+H。*+2HO,正极电极反应式为:NO+ A.由以上分析可知a为负极,b为正极,电池工作时,外 6H.O+8e--NH+9OH,总反应为8HCHO十 电路中电流由正极b流向负极a,故A正确;B.放电时, NO +7OH--NH+8HCOO+4H+2HO 溶液中的阴离子向负极区移动,则OH由lI室透过离子 处理废水过程中消耗OH,溶液pH减小,需补加 交换膜移到I室,故B正确;C.电极a发生反应:HCHO KOH.D错误 一2e +3OH-HCOO+2H。O,故C错误;D.正极 2.C 由题图知,O。在a电极上得电子生成OH,a电极为 反应为:NO +6H,O+8e--NH。+9OH;外电路每 电池正极,CuO在b电极上失电子转化成CuO.b电极 转移2mol电子可转化0.25molNO,故D正确。 为电池负极,在负极区,葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸, 7.BC CuO被还原为CuO,则电池总反应为葡萄糖被O。氧化 8.解析:题中装置为原电池工作原理图,锋片失电子经过导 为葡萄糖酸,A正确;Cu。O在b电极上失电子转化成 线流入铜片,铜片附近铜离子得电子生成铜单质,盐桥连 CuO.CuO氧化葡萄糖时被还原生成CuO.它们的相互 接内电路形成闭合回路,中和溶液中的电荷,提供稳定电 转变起催化作用,B正确;根据反应2CH。O.+O,- 流,据此结合原电池的工作原理分析解答。(1)题图装置 2C.H.。O.可知,1molC。H。O;参加反应时转移2mol 属于原电池,是将化学能转化为电能的装置,故答案为化 电子,18mgCHO 的物质的量为0. 1mmol,则消耗 学;电。(2)根据分析可知,在该原电池中,铎片作负极 18mg葡萄糖时,理论上a电极有0.2mmol电子流入.( 发生失电子的氧化反应;铜片作正极,发生得电子的还原 错误;原电池中阳离子从负极移向正极,故Na 迁移方向 反应,故答案为锋片;还原。(3)原电池中,负极辞失去电 为b→a,D正确。 子形成锋离子,为了平衡电荷,使溶液呈现电中性,盐桥 假期作业十二 电解池 中的Cl流向疏酸辞溶液,故A符合题意。(4)该原电池 的正极区铜离子得电子生成铜单质,其电极反应式为 1.A A.化学电源中,电极材料可以是活性相同的材料,如 Cu? +2e--Cu,负极电极反应式为Zn-2e-- 燃料电池,活泼性较强的电极材料不一定作电池的负极, Zn②}+,所以当电路中转移0.2mole时,铲片溶解的物质 如A、Mg、NaOH构成原电池,AI为负极,故A正确 的量为0.1mol,其质量为0.1molx65g·mol1= B. 用惰性电极电解NaCl溶液,总电极反应式为2NaCl+ 2H.O通电2NaOH+H。+Cle{,故B错误:C.用惰性 6.5g。 答案:(1)化学 电 电极电解NaCl溶液,总电极反应式为2NaCl+2H。O (2)锋片 还原 (3)A 液中NaCl的物质的量为1mol,当通过1mole 时,NaCl完 (4)Cu2++2e---Cu 6.5 全被电解,因此恢复原浓度,需要加入一定量的HCl(g),不 高考冲浪 能加入盐酸,故C错误;D.精炼铜时,粗铜为阳极,粗铜中 1.B 由原电池中电子移动方向可知,CuAg为负极 含有少量的Zn、Fe、Ni,Zn、Fe比铜活泼,先失电子,即 HCHO失去电子生成HCOO和H。,电极反应式为; Zn-2e--Zn2 、Fe-2e--Fe?,阴极反应式为 2HCHO+4OH-2e--2HC0O+H*+2HO Cu② 十2e--Cu,因此阳极溶解的金属质量不等于朋 CuRu为正极,NO得到电子生成NH,电极反应式为: 极析出的金属质量,故D错误;答案为A。 NO +6HO+8e-NH。^+9OH,以此解答。 2.D A.由分析可知,CuAg为负极,HCHO失去电子生成 3.D A.阴极发生反应Ag +e--Ag,故每通过1mol HCOO和H。,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极 e析出1mol银,A正确;B.铁为键件,应与电源负极相 反应式为:2HCHO+4OH-2e--2HCOO-+H 连,故B正确;C.阳极为层金属,电极反应式为Ag一 十2H。O,A错误;B.由分析可知.CuRu为正极,NO得 e--Ag ,故C正确;D.阳极发生反应为Ag-e- 到电子生成NH。,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电 Ag,阴极发生反应Ag 十e--Ag,电液浓度不变, 极反应式为:NO +6HO+8e--NH^+9OH,B 不需要更换,故D错误;答案选D。 .52· 4.C A.若电解质溶液为NaC1溶液,则M极为电解池阴 子,电极反应式为:CHOH-6e+8OH--CO}-+ 极,生成氢气,无黄绿色气体生成,A错误;B.若电解质溶 6H.O。(4)据图分析,a电极上实现了亚疏酸氢根离子生 液为AICl。溶液,阳极(N极)生成氢气.阴极(M极)生成 成连二碗酸根离子,电极反应为:2HSO +2H +2e 氢气,不能进行金属错的治炼,B错误;C.若电解质溶液 -S。0+2H.0(5)图2中a电极上为乙酸根离子 为NaCl溶液,M极为电解池阴极,生成氢气和氢氧根离 生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为:CHCOO十 子,阳极(N极)生成氢气,则电解一段时间后,溶液的pH 2HO-8e-2C0+7H。 增大,C正确:D.若电解质溶液为CuCl。溶液,每转移 答案:(1)Cu2++2e--Cu 2.mol电子,阴极M电极生成Cu1mol(64g),阳极N极 (2)PbO+2e+sO+4H-PbSO +2H0 生成氛气1mol(71g),D错误。 (3)CHOH-6e+8OH-CO+6HO 5.A 电解疏酸铜属于放氧生酸,阴极析出Cu,pH下降,A (4)2HSO+2H++2e-SO-+2H0 符合题意:电解HCl溶液生成氢气,氧气,酸性减弱; (5)CHC00-+2H0-8e--2CO+7H B不符合题意;电解BaCl。溶液生成氢气,氢气,属于放氢 高考冲浪 生碱,pH值增大,C不符合题意;电解Na。SO.溶液生成 1.C 右侧溶液为饱和食盐水,右例电极产生气体,则右侧 氢气、氧气,pH不变,D不符合题意;答案选A 电极为阳极,Cl放电产生氛气,电极反应为;2Cl一2e 6.C A.根据物质转化可知,a极为阴极,b极为阳极,阳极 Cl。*:左侧电极为阴极,发生还原反应,Fe。O。在碱 上产生氧气,不允许阳极材料参与反应,故阳极应选择惰 性条件下转化为Fe,电极反应为:Fe0。+6e 十3HO 性材料,与电源正极连接,A项错误;B.阳极反应为 --2Fe十6OH;中间为阳离子交换膜,Na 由阳极向阴 40H -4e --2HO+O*,水逐渐增多,KOH溶液 极移动。A.由分析可知,阳极反应为:2Cl一2e- 浓度降低,B项错误;C.阴极主要生成氢气,主要反应为 Cl. ^,A正确;B.由分析可知,阴极反应为:Fe。O。十6e NO. +6HO+8e-NH。*+9OH.C项正确:D +3H。O--2Fe十6OH,消耗水产生OH,阴极区落 根据阳极反应可知,生成4.48L.O。(标准状况)相当于 液中OH浓度逐渐升高,B正确;C.由分析可知,理论上 0.2molO,转移0.8mol电子,则必有0.8mol0H向 每消耗1molFe。O。,转移6mol电子,产生3molCl,同 b极迁移,D项错误。 时有6molNa 由阳极转移至阴极,则阳极室溶液减少 7.D 储电时F^②}被氧化,为阳极,发生反应为Fe{}+一e 3 mol×71g/mol+6molx23gmol=351g.C错误;D -Fe3,阴极反应为Cr十e-Cr,放电时, 由分析可知,理论上每消耗1molFeO,转移6mol电 Fe 被还原,为原电池的正极,Cr^被氧化,为负极。 子,有6molNa 由阳极转移至阴极,阴极室物质最多增 A.装置中离子交换膜只允许H通过,可以防止Fe3和 加6mol×23gmol-138g,D正确 Cr? 直接接触发生氧化还原反应,提高充电放电效率 2.B 多孔电极1上H。O(g)发生得电子的还原反应转化成 A正确;B.供电时,即为放电时,Cr}被氧化,为负极,发 H.(g),多孔电极1为阴极,电极反应为2HO十4e- 生反应为Cr2 一eCr ,B正确;C.充电时,即为储 2H 十20};多孔电极2上0}发生失电子的氧化反应 电时,Fe②被氧化,为阳极,发生反应为Fe2一e 转化成O.(g),多孔电极2为阳极,电极反应为20--4e Fe3 ,电极I与外电源正极相连,C正确;D.储电时, -O。 Fe^{*被氧化,为阳极,发生反应为Fe②+-e--Fe3 A. 电极1的多孔结构能增大电极的表面积,增大与水萃 根据电荷守恒,当1molFe? 被氧化时有1molH 通过 气的接触面积,A项正确;B.根据分析,电极2为阳极,发 离子交换膜,D错误:答案选D 生氧化反应:20--4e--O。,B项错误;C.工作时, 8.解析:(1)用情性电极电解碗酸铜溶液,铜离子在阴极得 阴离子O-向阳极移动,即O{}-从多孔电极1迁移到多孔电 电子被还原,电极反应为:Cu②+十2e--Cu。(2)铅蓄 电池是可充放电的二次电池,其放电时正极反应式为; PbO +2e+SO+4H -PbSO.+2HO(3)减性 2H。 ^+O,分解2molH0转移4mol电子,则理论 条件下甲醇燃料电池的负极为甲醇,反应生成碳酸根离 上电源提供2mol电子能分解1molH。O,D项正确。 .53·