假期作业(12)电解池-【百汇大课堂·寒假作业】2024-2025学年高二化学假期作业

#1# 高二寒假·化学 2e-HO,总方程式为sO+H{O+0- 向阴极移动,由此证明氢氧化铁胶粒带正电荷,D正 确;故答案为C。] H.SO,设加入的SO。为xg,H。O为yg,则生成碗 5.B [A.甲装置为原电池,其中a电极为负极、b电极为 酸的质量为{g×98g/mol,反应后水的质量为yg- 正极,左侧加入了碗酸,其中的H可透过质子膜而进 64g/mol 入右侧极室,所以右侧极室是酸性的,所以电极反应 xg×18g/mol ,根据疏酸的浓度仍为49%,可以求 中不能生成OH,而应生成水:O。+4e+4H- 64g/mol 得x;y-8:15。故答案为8:15。 2H。O,A项错误;B.乙装置是一个电解池,均采用了 答案(1)化学 电 b→a(2)还原 减弱 惰性电极,左侧为阳极,右侧d电极为阴极,其中盛放 了硝酸溶液,发生的反应为:2H 十2e--H。,虽 (3)SO+2H O-2e-SO-+4H (4)8:15 然消耗了H ,但同时有等量的H从阳极区迁移过 假期作业(十二) 来,故溶液的pH不变,B项正确;C.c电极为阳极,发 生氧化反应:NO.-2e+2HNO --2NO+ 跟踪练习 1.B [A.由分析可知,电极b为电源的正极,故A正确; 2H ,C项错误;D.依据电子转移数相同可知,甲装置 的左侧的电极反应式:SO-2e+2HO--4H++ B.由题给示意图可知,①捕获CO。时,CO。与O生 成CO.②捕获CO时,CO。与O生成CO}, SO,可知消耗1molS0。电子转移数为2mol,乙装 置中阳极NO.-2e-+2HNO --2N O+2H. CO.、C。O和CO中碳元素的化合价均为+4价, 则①②中碳元素的化合价没有发生变化,故B错误; 阴极反应为2H 十2e--H。,为了平衡电荷,则 C. 由分析可知,a电极为电解池的阳极,C。O}在阳 有2molH 通过隔膜,D项错误;答案选B。] 极上失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氧气,电 6.BD [A.根据分析判断b电极是阴极,a为阳极,A错 极反应式为2CO-4e-4C0+O,故C正 误;B.上述分析判断a为阳极和电源正极连接,b电极 确;D.由分析可知,该装置为电解装置,电解反应为二 与电源的负极相连接,B正确;C.电解过程中,水中的 H放电生成H,所以水是氧化剂,C错误;D.根据现 氧化碳电解生成碳和氧气,总反应式为:CO。 二C十 象分析判断,b电极为电解池的阴极,水中H得到电 O.,故D正确;故选B。] 子生成氢气,阴极氢氧根离子浓度增大,附近溶液的 2.D [A.甲池为原电池,作为电源,将化学能转化为电 减性增强,D正确;故选BD。] 能,A错误;B.根据原电池的形成条件,通入CH。OH 7.C [根据题给信息知,甲图中装置是将化学能转化为 的一极为负极,通入O。的一极为正极,在碱性介质 电能的原电池,M是负极,N是正极,电解质溶液为酸 中,负极反应:CHOH-6e+8OH--CO+ 性溶液,负极上失电子发生氧化反应,正极上得电子 电解 发生还原反应;乙部分是在铁上键铜,则铁为阴极应 6H.O.B错误;C.乙池总反应:2CuSO.+2H.0 与负极相连,铜为阳极应与正极相连,根据得失电子 2Cu+O。+2HSO. 应加入CuO.C错误;D.丙池 守恒计算。M是负极,N是正极,Fe为阴极,Cu为阳 极,电子从负极经导线流向阴极,由阳极经导线流回 消耗0.05molO,转移0.2mol电子,生成0.1mol 正极,但是电子不会经过电解质溶液,A错误:当N电 Mg(OH)。,其质量为5.8g,D正确;故答案为D。] 极消耗0.25mol氧气时,则转移0.25mol×4-1mol 3.B [A.a、c电极为阳极,b、d电极为阴极,根据电解原 电子,所以铁电极增重0.5molx64g·mol-1-32g. 理,SO{}一向阳极移动,即向a和c两极移动,故A说法 但是气体需指明是标准状况下的气体,B错误;乙部分 正确;B.试纸为pH,试纸变红,说明溶液显酸性,即 是在铁上铜,阳极反应式为Cu-2e--Cu②+,阴 a电极反应式为2H。0-4e--O。十4H ,故B说 极反应式为Cu2+十2e---Cu,电解液浓度基本不 法错误;C.根据10min试纸I相遇时,红色区域为 变,所以乙中CuSO.溶液浓度基本保持不变,C正确; 2.7cm,蓝色区域1.3cm,推出H 迁移速率比OH M是负极,H。NCONH。在负极M上失电子发生氧化 快,故C说法正确;D.对比试纸I和试纸II的现象不 反应,在酸性环境下,不会出现OH,正确的电极反 同,说明电解质浓度越大,对H和OH的迁移影响 应式为HN(CH)。NH+4HO-16e--2CO+ 较大,故D说法正确。] N.+16H,D错误。] 4.C [A.电解滴入酸酣的氢化纳溶液时,阴极上氢离子 8.解析 (1)①分析电解熔融Al。O。的反应方程式可 放电,导致阴极附近显碱性,所以阴极附近溶液显红 知,A13在阴极发生还原反应生成Al,电极反应式为 色,在F极附近显红色,所以F极是阴极,则B极是色 A13 十3e--Al;O-在阳极发生氧化反应生成 极,A正确;B.电时,层金属作阳极,件作阴极, O.,电极反应式为202--4e--O。 电解质溶液中金属阳离子和阳极材料是相同元素,所 ②根据电解总反应方程式可知,生成agAl(即 以欲用(丙)装置给铜键银,H应该是Cu,电键液选择 a/27mol)时生成O的物质的量为a/36mol; AgNO。溶液,B正确;C.电解碗酸铜溶液时,E为阳极 据O原子守恒可得:n(CO)+2n(CO。)=2x 且Fe作电极,故发生的反应为:Fe-2e--Fe② ,无 a36mol;据C元素质量守恒可得:[n(CO)十 单质生成,C错误;D.电解池工作时,溶液中阴离子向 n(CO)]×12g/mol=bg,综合上述两式可得 阳极移动,阳离子向阴极移动,装置丁中,X极是阳极, n(CO)-(3b-a)/18mol,n(CO)=(2a-36)36mol。 Y极是阴极,Y极附近红褐色变深,说明氢氧化铁胶粒 (2)用铅材为阳极,电解H.SO 溶液使错材表面形成 10 假期作业 氧化膜,即生成AlO,则阳极反应式为2A1十3H。O- (4)短时间内看到白色沉淀,适当增大电源电压、适当 6e--AlO+6H。电解过程中阴极上H放电生 缩小两电极间距离可增大反应的速率,而改用稀破 成H.,电极反应式为2H +2e-H。^,反应中消耗 酸不能生成沉淀,降低温度反应速率减慢,故答案 H,溶液中c(H)增大,溶液的pH增大。 为:BC. 答案(1)石墨 2HO+2e--2OH-+H。* (3)分析铅电池总反应可知,A1失去电子被氧化成 A13 ,则A1作负极,电极反应式为A1一3e (2)BC (3)隔绝空气防止氢氧化亚铁被氧化 加热 A13。负极质量减少27g时,负极上消耗1molAl, 煮沸(4)BC 结合负极反应式可知导线中转移电子为3mol,即 假期作业(十三) 1.806×10*(或3N)个电子。 答案(1)①Al +3e -Al 20--4e--O 跟踪练习 ②CO:(3b-a)18 mol C0.:(2a-3b)36mol 1.B [A.原电池的形成条件之一是形成闭合回路,①和 (2)2Al+3HO-6e---AlO+6H 增大 ②实验中,NaCI的琼脂水溶液作用是形成闭合回路, (3)A1-3e---A13+1.806X10*(或3N) 即NaC1的琼脂水溶液作为离子迁移的通路,故A正 确;B.中性或碱性条件下,Zn、Fe形成原电池,发生吸 9.解析(1)根据电子移动方向可知,X是阳极,C1发 氧腐蚀,Zn比Fe活泼,Zn作负极、Fe作正极,正极上 生氧化反应生成Cl,电极反应式为2Cl一2e 反应为O+4e+2H。O--4OH,则①中变红,故 Cl。 。Y是阴极,电极反应式为2H。O+2e- B错误;C.②中NaCl溶液、Cu、Fe形成原电池,Fe比Cu 2OH十H。,反应生成OH,则Y极附近呈碱性, 活泼,Fe作负极、Cu作正极,负极反应式Fe一2e- 溶液变成红色。 Fe2,正极反应为2H,O+O,+4e--4OH,所以 (2)图2装置上端管与大气相通,X电极应产生无毒的 铁钉裸露在外的附近区域生成蓝色铁气化亚铁沉淀, H2,则X电极是阴极,电极反应式为2H。O十2e- 铜丝附近区域献遇到减而变红,故C正确;D.①中 2OH+H。阳极产生Cl,并与阴极产生的 Zn和②中Fe均作负极,均失去2e 生成十2价的阳离 NaOH反应生成NaCIO,故该发生器中电解总反应为 子(Zn②} 和Fe②} )、发生氧化反应,所以Zn、Fe发生的 氧化反应可表示为M一2e--M2 +(M代表辞或 铁),故D正确;答案选B。] (3)①氢氧燃料电池中,电解质溶液是NaOH溶液, 2.B [A.由表可知,随pH的升高,碳钢腐蚀速率先减 H. 在负极发生氧化反应,O,在正极发生还原反应, 慢后逐渐加快,故A错误;B.当pH<4溶液中,碳钢 故负极反应式为2H.+4OH--4e---4HO.正极 主要发生析氢腐蚀,负极电极反应式为:Fe一2e-- 反应式为O+2H。O+4e---4OH。 Fe2,正极上电极反应式为:2H +2e---H。,故 ②图3中电解池中加入NaOH溶液的目的是增大溶 B正确;C.在pH一14溶液中,碳钢发生吸氧腐蚀,负 液的导电性,电解后生成NaOH,则NaOH浓度; 极反应为4OH+Fe-3e--FeO +2HO,故 a%c%。氢氧燃料电池中,正极上生成NaOH,且其 C错误;D.在煮沸除氧气后的破性溶液中,正极上氧 浓度大于加入NaOH溶液,则NaOH浓度:%a%; 气生成氢氧根离子速率减小,所以碳钢腐蚀速率会减 故NaOH的质量分数;b%>a%>c%。 缓,故D错误。故选B。] 答案 (1)2Cl-2e--Cl。 H右 3.D [A.金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀,化学腐 蚀没有电流通过,故错误;B.铁在潮湿的空气中容易 形成原电池,因此在潮湿的环境下容易腐蚀,故错误; ClO十H C.发生化学能转变成电能的装置是原电池装置,活泼 (3)①2H。+40H-4e--4HO O.+2H.0+ 金属作负极,而被腐蚀,故错误;D.化学反应都伴随能 4e_--4OH ②b%>a%>c% 量变化,电化学腐蚀中金属作负极,被腐蚀,失去电 10.解析(1)制纯净的Fe(OH)。沉淀,则Fe为阳极,失 子,故正确。答案选D。] 去电子,b与电源正极相连,则b为阳极,故石墨为阴 4.C [A.装置①模拟的是铁的吸氧腐蚀,在该过程中不 极,得到电子,a与电源负极相连,故发生的电极反应 会有气泡生成,因此不能说明铁没有被腐蚀,A错误; 为2HO十2e--2OH+H,故答案为:石墨; B.装置②中,钢铁桥墩应该作阴极,即与电源的负极 2HO+2e--20H+H。: 相连,才能确保桥墩不被腐蚀,B错误;C.装置③采用 (2)纯水导电性太差,影响物质的制备,而NaCl、 了牺牲阳极法保护桥墩,其中阳极的金属要比铁的性 NaOH溶液中氢离子放电,可生成Fe(OH)。沉淀, 质活泼,才能确保钢铁桥墩作正极,不被腐蚀,C正确; 电解液为CuCl溶液,发生Fe十CuCl-Cu十 D.海水是混合物,电解质是化合物,D错误;故选C。] CuCl,则电解液b可选择BC,故答案为:BC; 5.B [A.电化学腐蚀是不纯金属与电解质溶液接触时 (3)笨的密度比水的小,不溶于水,可隔绝空气,防止 发生原电池反应而损耗的过程,不需要外加电流,故 氢氧化亚铁被氧化,为防止氢氧化亚铁被氧化,并在 A不选;B.金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同均 实验加入笨之前,对d溶液进行加热煮沸的目的是排 属于氧化还原反应,但电化学腐蚀伴有电流产生,而 出溶液中的氧气,故答案为:隔绝空气防止氢氧化亚 化学腐蚀无电流产生,故选B;C.钢铁腐蚀最普遍的是 铁被氧化;加热煮沸; 吸氧腐蚀,正极吸收氧气,而不是负极吸收氧气,故 12有衣代军高二寒假·化学 假期作业（十二） 电解池 ·知识导图 (1)阳极（石墨1）2C1厂-2eC12↑（氧 A 化反应) 电解原理 通电后发生氧化 阴极（石墨1）Cu2++2eCu(还原反应) 还原反应 (2)离子移动方向 阳离子→阴极 直流电源 阴离子→阳极 电解 电解装置 两个电极 电解池 (3)电子流动方向 电解质溶液 电源负极→阴极 闭合回路 阳极→电源正极 氯碱工业 二、电解原理的应用 电解原理 电镀 的应用 金属的电解精炼 1.电解饱和食盐水 电冶金 概念 原料 直接产品 方法 一重难精训· 习惯上把电解 饱和食盐水的 饱和 Cl2、H2、 电解 一、电解原理 工业生产叫做 食盐水 NaOH 氯碱工业 1.电解的概念 使电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而 2.电镀 (1)定义：电镀是一种利用电解原理在某些 在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程叫做 金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加 电解。 工工艺。 2.电解池 (2)电镀装置 石墨2 石墨1 阳极：镀 层金属 阴极：待镀的 金属品 CuCL,溶液 电镀液：含有镀层 金属离子的溶液 36 假期作业产》 (3)目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加美观 b电源 和表面硬度。 、2C0 (4)原理：电镀时，通常把镀层金属一端作阳 极，把待镀的金属制品（镀件）一端作阴极， 用含镀层金属离子的溶液作电镀液。在直 A.b为电源的正极 流电的作用下，阳极金属失电子，溶解在溶 B.①②中，捕获CO2时碳元素的化合价发 液中成为阳离子，移向阴极，溶液中该金属 生了变化 离子在阴极获得电子被还原为金属，覆盖在 C.a极的电极反应式为2C,O一4e一 4C02↑+02↑ 镀件上。 D.上述装置存在的电解总反应式为： 3.金属的电解精炼 C0,电解C+0, (1)金属的电解精炼与电镀的相同点：均应 2.如图所示，其中甲池的总反应式：2CH,OH+ 用电解原理，且均为阳极金属溶解，阴极有 3O2十4KOH一2K2CO3+6H2O。下列说 金属析出。 法正确的是 (2)电解精炼铜 Zn-2e =Zn" CHOH Fe-2e =Fe2. 纯铜（阴极） 待精 Ni-2e Niz 电极 Cu+2eC Cu-2e"Cu (氧化性较列 （阳 KOH溶液 过量CSO:溶液 MgC,溶液 的n2 524 位于金属活动性顺序 NP等留在电解 表中铜之后的金属如 甲池 乙池 丙池 CS0,溶液溶 液中) 液中的CS0 Ag、Au等沉积在电解 需定期补充) 槽底部形成阳极泥 A.甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙 (3)电冶金：由于电解法可将通常极难被还 池是化学能转化为电能的装置 B.甲池中通人CHOH一极的电极反应为 原的活泼金属从它们的化合物中还原出来， CH,OH-6e+2H2O-CO+8H+ 所以电解法是冶炼金属的一种重要方法。 C.反应一段时间后，向乙池中加人一定量 对于像钠、钙、镁、铝这样的活泼金属，电解 Cu(OHD2固体，能使CuSO,溶液恢复到原 法几乎是唯一可行的冶炼方法。 浓度 D.甲池中消耗1.12L(标准状况下)O2,此 跟踪练习 时丙池中理论上最多产生5.8g固体 3.探究电场作用下阴阳离子的迁移。a、b、c、d 1.我国科学家设计二氧化碳熔盐捕获及电化 均为石墨电极，电极间距4cm。将pH试纸 学转化装置，其示意图如下。下列说法不正 用不同浓度Na2SO,溶液充分润湿，进行如 确的是 下实验，下列说法不正确的是 () 37 有太之军高二寒假·化学 直流电源 A.电源B极是负极 B.欲用丙装置给铜镀银，H应该是Cu,电镀 液是AgNO,溶液 试纸I:0.01mol·L1Na2S0, C.甲、乙装置的C、D、E、F电极均有单质生 试纸Ⅱ：1mol·L1Na2SO, 成，其物质的量之比为1：2：2：2 实验现象： D.装置丁中Y极附近红褐色变深，说明氢 时间 试纸I 试纸Ⅱ 氧化铁胶粒带正电荷 c极附近试纸变 a极附近试纸变红，b 5.利用膜技术原理和电化学原理制备少量硫 1 min 红，d极附近试纸 极附近试纸变蓝 变蓝 酸和绿色硝化剂N2O,装置如图所示，下列 说法正确的是 红色区和蓝色区不断 两极颜色范围扩大 so. 惰性电极 向中间扩展，相遇时红 10 min 不明显，试纸大部 色区约2.7cm,蓝色 分仍为黄色 H-SO. 质子膜（只允 N04+无 隔膜 硝酸水 区约1.3cm 许H通过) 水硝酸 阴止水 溶液 分子通过) 甲 乙 A.Na2SO.溶液中SO向a极和c极移动 A.电极b反应式是O2+4e十2H2O B.a极附近试纸变红的原因是：2H2O+ 40H 2e—H2↑+20H B.电解后乙装置d电极附近溶液的pH 不变 C.试纸I的现象说明，此环境中H+的迁移 C.c电极上的电极反应式为N2O4-2e+ 速率比OH快 H2O—N2O5+2H D.对比试纸I和试纸IⅡ的现象，说明电解质 D.甲中每消耗1 mol SO2,乙装置中有 浓度和环境影响H+和OH厂的迁移 1molH+通过隔膜 4.如下图所示的装置，C、D、F、X、Y都是惰性 6.(双选)取一张用饱和NaC1溶液浸湿的pH 电极，E为铁棒。将电源接通后，向（乙）中 试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一 滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。则以下 段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一 说法不正确的是 个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色， A● 则下列说法正确的是 直流电源 CSO,溶液饱和NaC溶液 FOH胶体 甲 (乙) 丙 38 假期作业 产苏打 A.b电极是阳极 ①在电解过程中阴极反应式为 B.a电极与电源的正极相连接 ;阳极反应式为 C.电解过程中，水是还原剂 ②由于阳极产生的氧气全部与石墨电极反 应生成CO和CO2气体，因此在电解过程中 D.b电极附近溶液的碱性增强 碳电极需要不断补充。若生产中每生成ag 7.下列装置由甲、乙部分组成（如图所示），甲 A1,阳极损失石墨bg,则理论上产生CO和 是将废水中乙二胺[H2N(CH2),NH2]氧化 CO2的物质的量分别是 为环境友好物质形成的化学电源。当电池 (2)对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其 工作时，下列说法正确的是 使用寿命。如图所示，以铝材为阳极，在 H2SO,溶液中电解，可使铝材表面形成氧 微生物质子交换膜 有机 化膜，阳极电极反应式为 废水 H+ 溶液 在电解过程中，阴极附近溶液的pH (填“增大”、“减少”或“不变”) A.电子的流动方向M→Fe→CuSO,溶液→ 碳棒 Cu→N 铝片 铝片 B.当N极消耗5.6LO2时，则铁电极增重 硫酸 铝的阳极氧化 32g (3)“863”计划和中科院“百人计划”支持的 C.一段时间后，乙中CuSO,溶液浓度基本 环境友好型铝碘电池已研制成功，电解质为 保持不变 AlL3溶液，已知电池总反应式为2A1十 D.M极电极反应式：H2N(CH2)2NH2+ 2I3—2AlL3。该电池负极的电极反应式 为 ,当 160H--16e—2C02个+N2个+ 负极质量减少27g时，在导线有 个电 12H20 子通过。 8.金属铝在现代生产和日常生活中应用广泛。 9.某学习小组将有关“电解饱和食盐水”的相 (1)工业上用电解熔融氧化铝的方法来制取金 关内容进行梳理，形成如下问题（电极均为 属铝。纯净氧化铝的熔点很高（约2045℃）， 石墨)。 在实际生产中，通过加人助熔剂冰晶石 直流电源 (Na3AlF。)得到熔融体，反应方程式为 电源 和 气球 滴加密酞 的饱和 水 2A1,0,通电4A1+30,↑. 食盐水 图1 图2 39 有太代军高二寒假·化学 (1)图1中，X电极的反应式为 10.由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室很 :电解一段 难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净 时间后，气球b中的气体是 (填化学 的Fe(OH),沉淀，应用如图电解实验可以 式)，U形管（填“左”或“右”）边的溶液 制得白色的纯净的Fe(OH)2沉淀。两电 变红。 极材料分别为石墨和铁。 (2)利用图2制作一种环保型消毒液发生 器，电解可制备“84”消毒液的有效成分，则 X极的电极反应式为 (1)a电极材料应为 ,电极反应式 ;该发生器中电解总反应的离子方 为 程式为 (3)氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池 与氢氧燃料电池相组合的新工艺可以节 (2)电解液C可以是 (电)能30%以上。该工艺的相关物质传输 A.纯净水 B.NaCl溶液 与转化关系如图3所示（其中的电极未标 C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液 出，所用的离子膜都只允许阳离子通过)。 (3)d为苯，其作用是 精制饱和N(溶液 a%NOH溶液 ,在加入苯之前对C应作何简单处 空气（除尽C0 理 稀N(溶液 离子膜 离子膜 c%NOH溶液 b%NaOH溶液 A(电解池) 以燃料电池) 图3 (4)为了在较短时间内看到白色沉淀，可采 ①燃料电池B中的电极反应式分别为： 取的措施是 负极 A.改用稀硫酸作电解液 正极 B.适当增大电源的电压 ②分析图3可知，氢氧化钠的质量分数 C.适当减小两电极间距离 a%、b%、c%由大到小的顺序为 D.适当降低电解液的温度 40