课时作业6 电解原理的应用(Word练习)-【金榜题名】2025-2026学年高二化学选择性必修1高中同步学案（鲁科版）

课时作业(六)　电解原理的应用 一、选择题 1．在铜片上镀银时，下列叙述中错误的是(　　) ①将铜片接在电源的正极　②将银片接在电源的正极　③在铜片上发生的反应是Ag＋＋e－===Ag　④在银片上发生的反应是4OH－－4e－===O2↑＋2H2O　⑤可用CuSO4溶液作电解质溶液　⑥可用AgNO3溶液作电解质溶液 A．①③⑥　　　　　　　B．①④⑤ C．②③⑥ D．②③④⑥ 解析：选B　①将铜片接在电源的负极，错误；④在银片上发生的反应是Ag－e－===Ag＋，错误； ⑤CuSO4溶液中的Cu2+在铜片上被还原，无法达到镀银的目的，错误。 2．电解硫酸铜溶液要达到如下三个要求：①阳极质量减小；②阴极质量增加；③电解过程中Cu2+浓度不变。则可选用的电极是(　　) A.石墨作阳极，铁作阴极　 B．粗铜(含Fe、Ni、Zn)作阳极，纯铜作阴极 C．纯铜作阳极，铁作阴极　 D．铁作阳极，纯铜作阴极 解析：选C　本题中所述的电解过程实际就是电镀过程。阳极质量减少，必须用活性金属电极作阳极，则A选项不符合题意；由于Cu2+的放电能力比H＋的强，阴极质量增加，但是要使Cu2+浓度不变，则阳极必须用纯铜，所以选C。 3．如图是利用阳离子交换膜和过滤膜制备高纯度的Cu的装置示意图，下列有关叙述不正确的是(　　) A．电极A是粗铜，电极B是纯铜 B．电路中通过1 mol电子，生成32 g铜 C.溶液中SO向电极A迁移 D．膜B是过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区 解析：选D　精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，根据电解原理，电极A为粗铜，电极B为纯铜，A项正确；阴极反应式为Cu2+＋2e－===Cu，当电路中通过1 mol电子时，生成0.5 mol Cu，即生成32 g Cu，B项正确；根据电解原理，SO向阳极移动，C项正确；膜A为过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区，膜B为阳离子交换膜，D项错误。 4．如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05 mol·L-1的氯化铜溶液，B池中加入0.1 mol·L-1的硝酸银溶液，进行电解。电解初期，a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是(　　) A．2∶2∶4∶1　　　　B．1∶1∶2∶1 C．2∶1∶1∶1 D．2∶1∶2∶1 解析：选A　由电解规律可知：a、c为阴极，b、d为阳极。a极上析出铜，b极上析出氯气，c极上析出银，d极上析出氧气。由得失电子守恒可得出：2e－～Cu～Cl2～2Ag～O2，所以a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比为2∶2∶4∶1。 5．高氯酸在化工生产中有广泛应用，工业上以NaClO4为原料制备高氯酸的原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．上述装置中，f极为光伏电池的正极 B．阴极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ C．d处得到较浓的NaOH溶液，c处得到HClO4 D．若转移2 mol电子，理论上生成100.5 gHClO4 解析：选C　电解时，Na＋移向阴极区，则f为电源负极，A项错误；电解时，阳极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，Na＋移向阴极区，阳极区溶液逐渐由NaClO4转化为HClO4；阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极区产生NaOH，B项错误、C项正确；根据得失电子守恒，若转移2mol电子，理论上生成201 gHClO4，D项错误。 6．用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4－H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是(　　) A．待加工铝质工件为阳极 B．可选用不锈钢网作为阴极 C．阴极的电极反应式为Al3+＋3e－===Al D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 解析：选C　A项，根据电解原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，正确；B项，阴极仅作导体，可选用不锈钢网，且不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，正确；C项，阴极应为氢离子得电子生成氢气，错误；D项，电解时，阴离子移向阳极，正确。 7．工业上电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。已知： ①Ni2+在弱酸性溶液中发生水解； ②氧化性：Ni2+(高浓度)>H＋>Ni2+(低浓度)。 下列说法不正确的是(　　) A．碳棒上发生的电极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O B．电解过程中，B中NaCI溶液的物质的量浓度将不断减小 C．为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pH D．若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应的总方程式发生改变 解析：选B　由图知，碳棒与电源正极相连，作电解池的阳极，电极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，故A正确；电解过程中为平衡A、C室中的电荷，A室中的Na＋和C室中的Cl－分别通过阳离子膜和阴离子膜移向B室中，使B室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，故B错误；因Ni2+在弱酸性溶液中易发生水解，且氧化性：Ni2+(高浓度)>H＋>Ni2+(低浓度)，为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水的pH，故C正确；若将图中阳离子膜去掉，由于放电顺序：Cl－>OH－，则Cl－在阳极放电：2Cl－－2e－===Cl2↑，电解反应的总方程式会发生改变，故D正确。 8．以纯碱溶液为原料，通过电解的方法可制备小苏打，原理装置图如下：装置工作时，下列有关说法正确的是(　　) A．乙池电极接电池正极，气体X为H2 B．Na＋由乙池穿过交换膜进入甲池 C．NaOH溶液Z比NaOH、溶液Y浓度大 D．甲池电极反应：4CO－4e－＋2H2O===4HCO＋O2↑ 解析：选D　乙池电极为电解池阴极，和电源负极连接，溶液中氢离子放电生成氢气，A错误；电解池中阳离子移向阴极，钠离子移向乙池，B错误；阴极附近氢离子放电破坏了水的电离平衡，电极附近氢氧根离子浓度增大，NaOH溶液Y比NaOH溶液Z浓度大，C错误；放出氧气的电极为阳极，电解质溶液中氢氧根离子放电生成氧气，氢离子浓度增大，碳酸根离子结合氢离子生成碳酸氢根离子，出口为碳酸氢钠，则电极反应为4CO－4e－＋2H2O===4HCO＋O2↑，D正确。 9．1 L 0.1 mol·L-1AgNO3溶液在以Ag作阳极、Fe作阴极的电解槽中电解，当阴极增重2.16 g时，下列判断(设电解按理论进行，溶液不蒸发)正确的是(　　) A．溶液的浓度变为0.08 mol·L-1 B．阳极上产生112 mL O2(标准状况) C．转移的电子数是1.204×1022 D．反应中有0.01 mol的Ag被氧化 解析：选C　由题意知，阴极反应为Ag＋＋e－===Ag，阳极反应为Ag－e－===Ag＋，由阴极增重2.16 g知，n(Ag)＝n(e－)＝n(Ag＋)＝＝0.02 mol。A项，此装置是在铁上镀银，AgNO3溶液浓度不变，错误；B项，由阳极反应知，阳极上没有O2生成，错误；C项，n(e－)＝0.02 mol，N(e－)＝n(e－)×NA＝1.204× 1022，正确；D项，反应中被氧化的银的物质的量为0.02 mol，错误。 10．我国科学家成功实现了电解气态HCl制备Cl2，其工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A.a为外接直流电源的负极 B．阳极的电极反应为2HCl－2e－===Cl2＋2H＋ C．通电后H＋从左室迁移至右室 D．左室中发生反应为4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O，实现了Fe3+的再生 解析：选C　右侧氯化氢失去电子转化为氯气，因此右侧电极是阳极，则a为外接直流电源的负极，b为外接直流电源的正极，A正确；阳极发生失去电子的氧化反应，电极反应为2HCl－2e－===Cl2＋2H＋，B正确；电解池中阳离子向阴极移动，因此通电后H＋从右室迁移至左室，C错误；根据装置图可判断左室中发生反应为4Fe2+＋O2＋4H＋ ===4Fe3+＋2H2O，实现了Fe3+的再生，D正确。 二、非选择题 11．在新冠肺炎疫情期间，84消毒液是常用的环境消毒液之一。某课外小组制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨做电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，装置如图所示。c、d都为碳电极。 完成下列填空： (1)a为电源的________极，c为电解池的________极(填“正”“负”或“阴”“阳”)。 (2)d电极上发生的电极反应式：__________，电解产生消毒液的总化学方程式为________________________________________________________________________。 解析：电解饱和氯化钠溶液的方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，该学生目的是使Cl2被完全吸收制得NaClO溶液，即要让Cl2与NaOH充分混合反应。所以应在下端产生Cl2，上端产生NaOH，则a为负极，b为正极，c为阳极，d为阴极，Cl2和NaOH溶液反应：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，故电解产生消毒液的总化学方程式为：NaCl＋H2ONaClO＋H2↑。 答案：(1)负　阳　(2)2H＋＋2e－===H2↑　NaCl＋H2ONaClO＋H2↑ 12．下图中的A为直流电源，B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色。请填空： (1)电源A中a为________极。 (2)滤纸B上发生的总反应方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通开关K，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为__________________________，电极f上发生的反应为______________________________，电镀槽中盛放的电镀液可以是________或________(只要求填两种电解质溶液)。 解析：(1)根据c点显红色，则该极的反应为2H＋＋2e－===H2↑，即该极为阴极，与电源的负极相连，所以a是正极。(2)滤纸B上发生的总反应方程式为2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH。(3)c、d两点短路后，e为阳极，反应为Zn－2e－===Zn2+，阴极上镀锌，则阴极反应为Zn2+＋2e－===Zn，电解液用含镀层金属的离子的溶液，所以可用ZnSO4溶液或Zn(NO3)2溶液等。 答案：(1)正 (2)2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH (3)Zn－2e－===Zn2+　Zn2+＋2e－===Zn　ZnSO4溶液　Zn(NO3)2溶液 13．(1)环戊二烯可用于制备二茂铁[Fe(C5H5)2，结构简式为]，后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如图所示，其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。 该电解池的阳极为________，总反应为________________。电解制备需要在无水条件下进行，原因为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应为______________________。电解后，________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。 解析：(1)由电解原理示意图可知，电解后铁变为＋2价，由此可判断铁作电解池的阳极，阳极的电极反应为Fe－2e－===Fe2+, 阴极的电极反应为2＋2e－===2＋H2↑，由此可得总方程式为。电解时如果有水，水会与钠反应，阻碍的生成，而且电解时会产生OH－，OH－会与Fe2+反应生成Fe(OH)2沉淀。(2)阳极上阴离子OH－放电，电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，电解过程中H＋透过阳离子交换膜进入a室，故a室中NaHSO3浓度增加。 答案：(1)Fe电极　Fe＋2[或Fe＋2C5H6===Fe(C5H5)2＋H2↑] 水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成OH－，进一步与Fe2+反应生成Fe(OH)2 (2)2H2O－4e－===4H＋O2↑　a 学科网（北京）股份有限公司 $$