作业3 电解池的工作原理及应用-【课堂快线】2024高二化学寒假作业（苏教版）

　　　　　　　　　　　 1.如图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极,则下列有关判断正确的是 (　　) A.a为负极,b为正极 B.a为阳极,b为阴极 C.电解过程中,d电极质量增加 D.电解过程中,氯离子浓度不变 2.某学生欲完成2HCl+2Ag2AgCl+H2↑反应,设计了下列四个实验,你认为可行的实验是 (　　) 3.如图装置分别通电一段时间后,溶液的质量增加的是 (　　) 4.用铂作电极电解一定浓度的下列物质的水溶液,电解结束后,向剩余电解液中加适量水,能使溶液恢复至电解前状态的是 (　　) A.AgNO3 B.CuSO4 C.NaOH D.NaCl 5.如图所示的电化学装置电极Ⅰ为Al,其他电极均为Cu,则下列说法正确的是 (　　) A.电子流动方向:电极Ⅳ→电流表→电极Ⅰ B.电极Ⅰ的电极反应:Al-3e-A C.电极Ⅱ发生氧化反应 D.右池中的C向电极Ⅲ移动 6.法国化学家莫瓦桑经过多次实验,在1886年通过电解法制得了F2。方法为在无水HF中电解KHF2制得单质氟。下列判断不正确的是 (　　) A.阳极产物为F2 B.阴极的电极反应2H+2e-H2↑+4F- C.该电解操作应该在通风橱中进行 D.电解一段时间后,在相同条件下,阳极产生的气体体积比阴极的多 7.某同学欲在铜钥匙上镀锌,下列有关说法正确的是 (　　) A.用铜钥匙作阳极,碳棒作阴极,CuSO4溶液作电解质溶液 B.Zn与铜钥匙用导线相连插入ZnSO4溶液中 C.Zn作阳极,铜钥匙作阴极,ZnSO4溶液作电镀液 D.在电镀过程中,溶液中的Z浓度减小,C浓度增大 8.如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是 (　　) A.逸出气体的体积,a电极的小于b电极的 B.一电极逸出无味气体,另一电极逸出刺激性气味气体 C.a电极附近呈红色,b电极附近呈蓝色 D.a电极附近呈蓝色,b电极附近呈红色 9.下列关于电解饱和氯化钠溶液的说法不正确的是 (　　) A.电解产物为Cl2和Na B.电解过程中产生了黄绿色气体 C.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,然后滴加酚酞溶液,溶液呈红色 D.用排水法可以收集到较纯净的氢气 10.下列关于铜电极的叙述正确的是 (　　) A.铜锌原电池中铜是负极 B.用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极 C.在镀件上电镀铜时可用铜作阳极 D.电解食盐水时铜作阳极 1.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色水处理剂。工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4,其工作原理如图所示,两端隔室中离子不能进入中间隔室。 (1)电解时,铜电极连接电源　　　　极。  (2)离子交换膜a是　　　　离子交换膜。  (3)阳极电极反应式:　　　　　　　　。  2.如图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上的a为　　　　极;  (2)滤纸B上发生的总化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　;  (3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌,接通K点,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　　　　　　　　,槽中盛放的镀液可以是　　　　溶液。  3.(1)利用电镀原理在铁件表面镀铜。装置如图所示: ①电镀时镀件作　　　　(填“阳”或“阴”)极。  ②与A连接的电极上发生的反应是 　 　。  ③若电镀前铁、铜两电极的质量相同,电镀完成后将它们取出,洗净、烘干、称量,二者质量差为1.28 g,则电镀时电路中通过的电子为　　　　 mol。  (2)用如图所示装置进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是　　　　(填字母)。  A.若阴极得到的电子数为2NA,则阳极质量减少64 g B.粗铜接A极,发生氧化反应 C.溶液中C向阳极移动 D.利用阳极泥可回收Ag、Au 作业3　电解池的工作原理及应用 【基础训练】 1.C　解析:根据电流方向可知a为正极,b为负极,c为阳极,d为阴极,电解过程中,d电极铜离子得到电子变为铜单质,质量增加,c极氯离子失去电子变为氯气,因此浓度减小;综上所述,答案为C。 2.C　解析:Ag不能和HCl自发进行氧化还原反应,所以要使反应2HCl+2Ag2AgCl+H2↑能进行,应该设计成电解池,Ag失电子发生氧化反应,所以Ag作阳极,氢离子得电子发生还原反应,所以电解质溶液中氢离子放电,则符合条件的是C;故选C。 3.D　解析:惰性电极电解稀硫酸,为电解水型,溶液质量会减小,A错;惰性电极电解CuCl2溶液,为电解电解质型,溶液质量会减小,B错;阳极为铜,电解CuSO4溶液,溶液的质量不变,C错;阳极为金属银,电解Cu(NO3)2溶液,溶液的质量会增加,D正确。 4.C　解析:A.电解生成Ag和O2,电解结束后,向剩余电解液中加适量氧化银,能使溶液恢复至电解前状态,错误;B.电解生成Cu和O2,电解结束后,向剩余电解液中加适量氧化铜,能使溶液恢复至电解前状态,错误;C.电解生成H2和O2,电解结束后,向剩余电解液中加适量水,能使溶液恢复至电解前状态,正确;D.电解生成H2和Cl2,电解结束后,向剩余电解液中加适量氯化氢,能使溶液恢复至电解前状态,错误。 5.B　解析:Ⅰ为Al,其他电极均为Cu,则左边装置构成原电池,Ⅰ为负极,Ⅱ为正极,右边装置为电解池,Ⅲ为阳极,Ⅳ为阴极,结合原电池、电解池相关知识解答。A.由分析可知电极Ⅰ是负极、电极Ⅳ是阴极、电极Ⅱ是正极、电极Ⅲ是阳极,电子流动方向:电极Ⅰ→电流表→电极Ⅳ,A错误;电极Ⅰ为负极,铝失去电子发生氧化反应,电极反应:Al-3e-A,B正确;电极Ⅱ为正极,发生还原反应,C错误;右池为电解池,C为阳离子,移向阴极,所以C应向电极Ⅳ移动,D错误。答案选B。 6.D　解析:阳极发生氧化反应,分析KHF2中各元素的化合价变化可知,阳极上F-失去电子变为F2,所以阳极的电极反应为2F--2e-F2↑,A正确;阴极上H得电子生成H2,电极反应式为2H+2e-H2↑+4F-,B正确;F2有剧毒,因此反应必须在通风橱中进行,C正确;电解时,总反应为2KHF22KF+H2↑+F2↑,由电解反应方程式可知:两极反应产生气体的物质的量相等,则电解一段时间后,在相同条件下,阴、阳极两极产生的气体体积相等,D错误;故答案为D。 7.C　解析:根据电镀原理知,用镀层金属作阳极,待镀金属制品作阴极,含镀层金属离子的溶液作电解质溶液,则欲在铜钥匙上镀锌,应用锌作阳极,铜钥匙作阴极,含锌离子的盐溶液作电解质溶液,在电镀的过程中电解质溶液浓度不变,A、B、D项错误,C项正确。 8.D　解析:a为阴极产生氢气,b为阳极产生氧气,逸出气体的体积,a电极的大于b电极的,A错误;根据A选项的分析,两个电极都产生无色无味的气体,B错误;a电极氢离子放电,a周围还有大量的氢氧根离子,使a电极附近的石蕊变为蓝色,b电极氢氧根放电,b周围还有大量的氢离子,使b电极附近的石蕊变为红色,C错误,D正确。 9.A　解析:电解熔融NaCl才能得到Cl2和Na,A不正确;电解饱和NaCl溶液的产物之一是黄绿色的Cl2,B正确;电解饱和NaCl溶液的产物之一是NaOH,能使酚酞溶液变红,C正确;电解饱和NaCl溶液的产物之一是H2,可用排水法收集,D正确;故答案为A。 10.C　解析:原电池中活泼金属作负极,铜锌原电池中,Zn活泼,则Zn为负极,Cu为正极,A错误;粗铜精炼时粗铜作阳极,纯铜作阴极,B错误;电镀Cu时Cu作阳极,在镀件上铜离子得到电子生成Cu,C正确;电解食盐水用惰性电极作阳极,若利用Cu为阳极,则生成氢氧化铜沉淀,D错误;故选C。 【素能提升】 1.(1)负　(2)阳　(3)Fe-6e-+8OH-Fe+4H2O 解析:(1)电解时,铜电极作阴极,应接电源的负极。(2)通过离子交换膜a的是Na+,故为阳离子交换膜。(3)铁作阳极,铁放电生成Fe,电极反应式为Fe-6e-+8OH-Fe+4H2O。 2.(1)正 (2)2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ (3) Zn-2e-Z　Z+2e-Zn ZnCl2(ZnSO4,合理即可) 解析:(1)B连接外接电源,所以B是电解氯化钠溶液的电解池,B上的c点显红色,说明c点有氢氧根离子生成,根据离子的放电顺序知,该极上为水电离的氢离子得电子放电,同时生成氢氧根离子,所以c是阴极,外电源b是负极,a是正极;(2)电解氯化钠溶液时,溶液中的离子放电顺序为氢离子放电能力大于钠离子,氯离子放电能力大于氢氧根离子,所以电解氯化钠时生成物是氯气、氢气、氢氧化钠,所以其反应方程式为 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑。(3)电镀时,e是阳极,f是阴极,镀层锌作阳极,镀件铁作阴极,阳极上失电子变成离子进入溶液,阴极上锌离子得电子生成锌单质,所以阳极e上电极反应式为Zn-2e-Z;阴极f上的电极反应式为Z+2e-Zn;电镀液的选取:用含有镀层金属离子的溶液作电镀液,所以可选ZnCl2(ZnSO4)溶液作电镀液。 3.(1)①阴　②Cu-2e-C　③0.02　(2)BD 解析:镀铜时,铜作阳极,失电子生成铜离子,而镀件作阴极,铜离子得电子生成单质铜。铜的电解精炼时,粗铜作阳极,失电子生成离子,而溶液中的铜离子在阴极得电子生成单质铜。(1)①电镀时镀件上要生成铜,发生还原反应,所以镀件作电解池的阴极。②A为直流电源的正极,与A连接的电极作阳极,即铜作阳极,失去电子发生氧化反应,电极反应是Cu-2e-C。③阳极上铜失电子发生氧化反应,阴极上C得电子发生还原反应,若电镀前铁、铜两金属质量相同,电镀完成后二者质量差为1.28 g,二者质量差的一半为阴极析出的铜,则转移电子的物质的量=×2=0.02 mol。(2)粗铜作为阳极,则粗铜中的Al、Zn、Cu都可以失去电子,所以当转移电子数为2 mol时,阳极质量减少量不能确定,A说法错误;电解精炼,粗铜发生氧化反应生成铜离子进入溶液,所以粗铜接A极,发生氧化反应,B说法正确;溶液中C向阴极移动,得电子发生还原反应生成Cu,C说法错误;在精炼过程中,粗铜中Ag、Au不放电,在电极下形成阳极泥,所以利用阳极泥可回收Ag、Au,D说法正确;答案为BD。 学科网（北京）股份有限公司 $