鲁科版 (2019)选择性必修1第3节 电能转化为化学能——电解课时作业

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修1第3节 电能转化为化学能——电解课时作业，共8页。试卷主要包含了下列描述中，不符合生产实际的是，高铁酸钠是一种新型绿色水处理剂等内容，欢迎下载使用。

1．下列描述中，不符合生产实际的是( )
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁做阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜做阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网做阴极
D．在镀件上电镀锌，用锌做阳极
解析：选A 电解池的阳极上失电子发生氧化反应、阴极上得电子发生还原反应。电解熔融的Al2O3制Al时，若用Fe做阳极，会发生反应：Fe－2e－===Fe2＋，阳极损耗严重且时间稍长后Fe2＋会移动到阴极上发生反应：Fe2＋＋2e－===Fe，使得到的Al不纯。
2．用惰性电极电解饱和食盐水，当电源供给0.2 ml电子时停止通电。若此溶液的体积为2 L，则常温下所得电解质溶液的c(OH－)是( )
A．1 ml·L－1 B．0.2 ml·L－1
C．0.1 ml·L－1 D．0.02 ml·L－1
解析：选C 常温下电源供给0.2 ml电子，则电解过程中消耗的H＋为0.2 ml，同时产生0.2 ml OH－，溶液体积为 2 L，则c(OH－)＝ eq \f(0.2 ml,2 L) ＝0.1 ml·L－1。
3．中学阶段介绍的电解原理的应用主要有三种：一是氯碱工业、二是电解精炼铜、三是电冶金。下列关于这三个工业生产的描述中正确的是( )
A．电解精炼铜时，负极反应为Cu2＋＋2e－===Cu
B．氯碱工业和电解精炼铜中，阳极都是氯离子放电生成氯气
C．在氯碱工业中，电解池中阴极产生的是H2，NaOH在阳极附近产生
D．电解精炼铜时，应用粗铜做阳极、精铜做阴极，可溶性铜盐的溶液做电解质溶液
解析：选D 电解精炼铜时，两极分别是阴极和阳极，阴极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，A项错误；在氯碱工业中，阳极是Cl－放电生成氯气，电解精炼铜时，阳极主要是铜失电子，生成Cu2＋，B项错误；水中存在电离平衡：H2O eq \(,\s\up7( )) H＋＋OH－，在氯碱工业中，电解池的阴极是氢离子放电生成氢气，水的电离平衡向右移动，生成NaOH，C项错误；电解精炼铜时，应用粗铜做阳极、精铜做阴极，可溶性铜盐的溶液做电解质溶液，D项正确。
4．利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是( )
A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠溶液
B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4
C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属
D．制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁
解析：选D 氯碱工业中，用惰性电极电解饱和氯化钠溶液，阴极附近得到氢氧化钠溶液，即Y附近能得到氢氧化钠溶液，A错误；铜的精炼中，粗铜做阳极，纯铜做阴极，硫酸铜溶液做电解质溶液，B错误；电镀工业中，Y是待镀金属，X是镀层金属，C错误；采用电解法制取金属镁时，是电解熔融的氯化镁，D正确。
5．传统的石棉隔膜法电解饱和食盐水因电耗高、污染严重，已逐步被综合能耗低、污染小的新型离子交换膜所取代，如用阳离子交换膜法电解食盐水制浓烧碱溶液的流程如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A．A极为阳极，Cl－发生氧化反应生成的气体X为Cl2
B．溶液中Na＋通过阳离子交换膜从A极区流向B极区
C．使用阳离子交换膜可避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量
D．常温常压下，每生成22.4 L气体Y，理论上能产生2 ml NaOH
解析：选D 根据题图可知，A为阳极，氯离子在阳极发生氧化反应生成Cl2，故X为Cl2，A正确；电解池中阳离子从阳极区向阴极区流动，故Na＋从A极区流向B极区，B正确；使用阳离子交换膜，生成的氯气在阳极，生成的氢氧化钠在阴极，可避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量，C正确；气体Y为H2，电解总方程式为2NaCl＋2H2O eq \(=====,\s\up7(通电)) 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，标准状况下每生成22.4 L(1 ml)H2，理论上能产生2 ml NaOH，D错误。
6．用含少量银和锌的粗铜做阳极，纯铜片做阴极，CuSO4溶液做电解液，电解一段时间后，阳极质量减少了x g，则( )
A．电解液质量增加x g
B．阴极质量增加x g
C．阴极质量增加b g，b>x
D．阴极质量增加b g，b解析：选D 由于粗铜中含有Zn和Ag，在电解过程中阳极先是锌失去电子，然后是铜失去电子，Ag沉积在电解池底部形成阳极泥；而阴极一直是铜析出。在电解过程中，两极得失电子相等，所以溶解的锌和铜的物质的量之和等于析出的铜的物质的量，但由于M(Zn)>M(Cu)，且还有一部分Ag要形成阳极泥，所以阳极减少的金属的质量大于阴极析出铜的质量，即b7．按图甲装置进行实验，若图乙中横坐标x表示通过电极的电子的物质的量。下列叙述正确的是( )
A．F表示反应生成Cu的物质的量
B．E表示反应实际消耗H2O的物质的量
C．E表示反应生成O2的物质的量
D．F表示反应生成H2SO4的物质的量
解析：选B 电解的总反应式为2CuSO4＋2H2O eq \(=====,\s\up7(通电)) 2Cu＋O2↑＋2H2SO4，则电极上每通过4 ml e－，生成2 ml Cu、1 ml O2，消耗2 ml H2O，生成2 ml H2SO4。
8．电解降解法可用于治理水体的硝酸盐污染，将NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 降解成N2的电解装置如图所示。下列说法正确的是( )
A．电源的正极为b
B．电解时H＋从膜右侧迁移到膜左侧
C．Ag­Pt电极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
D．若转移的电子数为1.204×1024，生成N2的质量为 5.6 g
解析：选D A项，Ag­Pt做阴极，连接电源负极，则b为电源的负极，错误；B项，阳离子向阴极移动，故质子应是由膜左侧向膜右侧迁移，错误；C项，由图中信息知，在Ag­Pt电极上，NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) →N2，N元素由＋5价降低为0价，则此电极为阴极，在该电极上，NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 在酸性溶液中得电子生成N2和H2O，电极反应式为2NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，错误；D项，根据N原子守恒可得关系式：2NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ～N2～10e－，转移电子数为1.204×1024，即转移2 ml电子时，生成N2的物质的量为0.2 ml，其质量为5.6 g，正确。
9．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。下列说法错误的是( )
A.阳极反应式：Fe－6e－＋8OH－===FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H2O
B．甲溶液可循环利用
C．离子交换膜a是阴离子交换膜
D．当电路中通过2 ml电子的电量时，会有1 ml H2生成
解析：选C A项，阳极发生氧化反应，电极反应式：Fe－6e－＋8OH－===FeO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H2O，正确；B项，阴极发生还原反应，由水电离出的氢离子放电生成氢气，氢氧根离子和Na＋生成NaOH，甲溶液为浓氢氧化钠溶液，可循环利用，正确；C项，电解池中阳离子向阴极移动，通过离子交换膜a的是Na＋，故a为阳离子交换膜，错误；D项，阴极发生还原反应，由水电离出的氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，当电路中通过2 ml电子的电量时，会有1 ml H2生成，正确。
10．1 L 0.1 ml·L－1 AgNO3溶液在以Ag做阳极，Fe做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 ml·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 ml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，阳极减少的Ag、阴极消耗的Ag＋及电路中通过的电子的物质的量的关系为n(Ag)＝n(e－)＝n(Ag＋)＝ eq \f(2.16 g,108 g·ml－1) ＝0.02 ml。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 ml，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 ml，错误。
11．用铁和石墨做电极电解酸性废水，可将废水中的PO eq \\al(\s\up1(3－),\s\d1(4)) 以FePO4(不溶于水)的形式除去，其装置如图所示：
下列说法中正确的是( )
A．若X、Y电极材料连接反了，则仍可将废水中的PO eq \\al(\s\up1(3－),\s\d1(4)) 除去
B．X电极为石墨，该电极上发生氧化反应
C．电解过程中Y电极周围溶液的pH变小
D．电解时废水中会发生反应：4Fe2＋＋O2＋4H＋＋4PO eq \\al(\s\up1(3－),\s\d1(4)) ===4FePO4↓＋2H2O
解析：选D 根据题意分析，X电极材料为铁，Y电极材料为石墨，若X、Y电极材料连接反了，铁就不能失电子变为离子，也就不能生成FePO4，A项错误；Y电极材料为石墨，该电极发生还原反应，B项错误；电解过程中Y电极上发生的反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，氢离子浓度减小，溶液的pH变大，C项错误；铁在阳极失电子变为Fe2＋，通入的氧气把Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋与PO eq \\al(\s\up1(3－),\s\d1(4)) 反应生成FePO4，D项正确。
12．某些无公害免农药果园利用如图所示电解装置，进行果品的安全生产，解决了农药残留所造成的生态及健康危害问题。下列说法正确的是( )
A．a为直流电源的负极，与之相连的电极为阴极
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．“酸性水”具有强氧化性，能够杀菌
D．阴极反应式为H2O＋2e－===H2↑＋O2－
解析：选C 由碱性水可推知b为直流电源的负极，a为直流电源的正极，A项错误；右侧生成OH－，K＋穿过离子交换膜移到右侧，即该离子交换膜为阳离子交换膜，B项错误；阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑、Cl2＋H2OHCl＋HClO，“酸性水”中含HClO，故具有强氧化性，能够杀菌，C项正确；水溶液中不可能存在O2－，D项错误。
13．电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，其中a为电解质溶液，X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
(1)X的电极名称是________(填“阳极”或“阴极”)。
(2)若X、Y都是惰性电极。a是饱和食盐水，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液，一段时间后，Y的电极反应式为_____________________________________。
(3)若X、Y都是惰性电极，a是CuSO4溶液，电解一段时间后，阳极上产生气体的体积为0.224 L(标准状况下)，则阴极上析出金属的质量为________g。
(4)若要用该装置电解精炼铜，电解液a选用CuSO4溶液，则Y的材料是________。
(5)若要用电镀方法在铁表面镀一层金属银，应该选择的方案是________(填字母)。
解析：(1)X与电源的负极相连，为阴极；(2)Y连接电源的正极，故为电解池的阳极，发生氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑；(3)阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，则生成标准状况下0.224 L氧气，失去电子的物质的量为 eq \f(0.224 L,22.4 L·ml－1) ×4＝0.04 ml，阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，根据得失电子守恒，析出铜的质量为 eq \f(0.04 ml,2) ×64 g·ml－1＝1.28 g；(4)电解精炼铜时，粗铜为阳极，连接电源的正极，即Y为粗铜；(5)电镀时，镀件为阴极，A、B项错误；镀层金属为阳极，而含镀层金属离子的盐溶液为电镀液，C项错误，D项正确。
答案：(1)阴极 (2)2Cl－－2e－===Cl2↑
(3)1.28 (4)粗铜 (5)D
14．如图为相互串联的甲乙两个电解池，请回答：
(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，A极是______极，材料是___________，B极发生的主要电极反应式为________________。
(2)乙池中若滴入少量酚酞试液，开始一段时间后，_____极(填“Fe”或“C”)附近变红色。
(3)若乙槽阳极放出的气体在标准状况下体积为 2.24 L。
①甲槽阴极增重________g。
②若乙槽电解后得到碱液的物质的量浓度为2 ml·L－1，则乙槽剩余液体体积为________mL。
解析：(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，A极与电源负极相连，应为阴极。 因为此电池是精炼铜的装置，所以阴极材料为精铜或纯铜。B极为阳极，发生的主要电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋。
(2)乙池中，阴极即Fe电极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑；若滴入少量酚酞试液，开始一段时间后，阴极即Fe电极附近变红色。
(3)乙槽中阳极发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，若放出的气体在标准状况下体积为2.24 L，则失去的电子为0.2 ml。
①甲槽中的阴极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，依据得失电子守恒可知，生成0.1 ml Cu，其质量为6.4 g。
②在乙槽中，得到的碱液为NaOH溶液，NaOH物质的量为n(NaOH)＝2n(Cl2)＝2× eq \f(2.24 L,22.4 L·ml－1) ＝0.2 ml，则乙槽剩余液体体积为V(NaOH)＝ eq \f(n（NaOH）,c（NaOH）) ＝ eq \f(0.2 ml,2 ml·L－1) ＝0.1 L＝100 mL。
答案：(1)阴 精铜或纯铜 Cu－2e－===Cu2＋
(2)Fe (3)①6.4 ②100
方案
X
Y
a溶液
A
银
石墨
AgNO3
B
银
铁
AgNO3
C
铁
银
Fe(NO3)3
D
铁
银
AgNO3