高中鲁科版 (2019)第3节 电能转化为化学能——电解第2课时课堂检测

这是一份高中鲁科版 (2019)第3节 电能转化为化学能——电解第2课时课堂检测，共11页。试卷主要包含了下列描述中,不符合生产实际的是，电解原理在化学工业中有广泛应用，如图为电解装置示意图，金属镍有广泛的用途，合理开发利用能源具有重要意义等内容，欢迎下载使用。
第2课时　电解原理的应用课时作业巩固选题表考查点基础巩固能力提升氯碱工业17电解精炼26电镀45综合应用38,9基础题组1.(2021·江苏扬州期中)下列描述中,不符合生产实际的是(　A　)A.电解熔融的氯化镁制取金属镁,用铁作阳极B.电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极C.工业上电解饱和食盐水制烧碱,用阳离子交换膜阻止OH-移向阳极D.在镀件上电镀铜,用铜作阳极解析:铁作阳极时,Fe失去电子,亚铁离子的氧化性大于镁离子的,阴极上可能生成Fe,应用惰性电极电解熔融氯化镁制取金属镁,故A错误;电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极,在该电极上会析出大量的铜,电极反应为Cu2++2e-Cu,故B正确;工业上电解饱和食盐水制烧碱,溶液中阴离子向阳极移动,阳离子向阴极移动,用阳离子交换膜阻止OH-移向阳极,在阴极可制得烧碱,故C正确;在镀件上电镀铜,用铜作阳极,电极反应为Cu-2e-Cu2+,镀件作阴极,电极反应为Cu2++2e-Cu,可溶性的铜盐溶液作电解质溶液,故D正确。2.(2021·河北邯郸期中)粗铜中含有少量的Zn、Fe、Ag、Au等,采用电解法提纯,下列说法错误的是(　D　)A.可用硫酸铜溶液作电解质溶液B.粗铜与电源的正极相连C.在精炼过程中,Ag、Au沉积于阳极底部D.在精炼过程中,阴、阳极的质量变化量相等解析:粗铜中含有少量的Zn、Fe、Ag、Au等,采用电解法提纯时,粗铜与电源的正极连接作阳极,精铜与电源的负极连接作阴极,以含有Cu2+的硫酸铜溶液作电解质溶液。电解时,阳极发生反应主要为Cu-2e-Cu2+,活动性比Cu强的Zn、Fe也会发生氧化反应,Zn-2e-Zn2+,Fe-2e-Fe2+,变为金属阳离子进入溶液,而活动性比Cu弱的金属Au、Ag则沉积在阳极底部,形成阳极泥;阴极上发生反应Cu2++2e-Cu,在同一闭合回路中电子转移数目相等,可见在精炼过程中,阳极减少的质量与阴极增加的质量不一定相等,故选D。3.(2021·河南安阳月考)利用太阳能电池在碱性介质中电解氨气获得高纯度氢气,装置如图所示。双极膜中水电离出H+和OH-,并在电源作用下能向两极迁移。下列说法错误的是(　C　)A.a极为阳极B.双极膜中H+向b极迁移C.电流由a极经导线流向b极D.阳极反应为2NH3+6OH--6e-N2+6H2O解析:由图示可知,a极氨气失电子发生氧化反应生成氮气,所以a极为阳极,故A正确;电解池中阳离子向阴极移动,所以双极膜中氢离子向阴极(b极)迁移,故B正确;a极是阳极,电流与电子流向相反,应由b极经导线流向a极,故C错误;阳极失电子发生氧化反应,在碱性条件下,阳极反应为2NH3+6OH--6e-N2+6H2O,故D正确。4.(2021·黑龙江哈尔滨月考)电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,装有电解液a;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)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则:①电解池中X电极上的电极反应为 　　　　　　　　　　　　。 ②Y电极上的电极反应为　                                。 ③该电解池的总反应是 　　　　　　　　　　　　。 (2)如要用电镀方法在铁上镀铜,a选用CuSO4溶液,则:①X电极的材料是　　　,电极反应是　　　　　　　　　　　　。 ②Y电极的材料是　　　,电极反应是　　　　　　　　　　　　。 解析:(1)如图所示,该装置为电解池,若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液。①电解池中X电极与电源的负极相连,发生还原反应,所以X电极上的电极反应为2H++2e-H2↑(或2H2O+2e-H2↑+2OH-)。②电解池中Y电极与电源的正极相连,发生氧化反应,所以Y电极上的电极反应为2Cl--2e-Cl2↑。③该电解池的总反应为2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH。(2)要用该装置在铁上镀铜,a选用CuSO4溶液,则铜和电源的正极相连,发生氧化反应,电极反应是Cu-2e-Cu2+,铁和电源的负极相连,发生还原反应,电极反应是Cu2++2e-Cu。①X电极的材料是铁,电极反应是Cu2++2e-Cu。②Y电极的材料是铜,电极反应是Cu-2e-Cu2+。答案:(1)①2H++2e-H2↑(或2H2O+2e-H2↑+2OH-)　②2Cl--2e-Cl2↑③2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH(2)①铁　Cu2++2e-Cu　②铜　Cu-2e-Cu2+能力题组5.(2021·河北东光月考)如图为电解装置示意图。下列电解目的不能实现的是(　D　)选项电极材料电解质溶液电解目的Aa为碳棒,b为碳棒饱和食盐水制取Cl2、NaOH和H2Ba为银,b为铁AgNO3溶液铁上镀银Ca为粗铜,b为纯铜CuSO4溶液电解精炼铜Da为铜,b为碳棒KNO3稀溶液制取少量O2和H2注:表中的粗铜含有锌、铁、镍、金、铂等杂质。解析:由图可知,该装置为电解池,且a端接电源正极,为电解池的阳极,b为阴极,阳极失电子,阴极得电子。以碳棒为电极,电解氯化钠溶液,氯离子在阳极放电生成氯气,氢离子在阴极放电生成氢气和NaOH,故A不符合题意;镀银时,Fe为镀件,Ag为镀层金属,镀件作阴极被保护,则阳极为银,阴极为铁,电解质溶液为AgNO3溶液,故B不符合题意;电解精炼粗铜时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,电解质溶液为可溶性的铜盐溶液,故C不符合题意;铜作阳极,碳棒作阴极,则铜失电子生成Cu2+,得不到氧气,故D符合题意。6.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是(已知:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+)(　C　)A.阳极发生还原反应,其电极反应为Ni2++2e-NiB.电解后,溶液中存在的阳离子只有Fe2+和Zn2+C.电解过程中,阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Pt解析:阳极发生氧化反应,其电极反应为Ni-2e-Ni2+,Fe-2e-Fe2+,Zn-2e-Zn2+,故A错误;电解后,溶液中存在的阳离子有H+、Fe2+、Zn2+、Ni2+,故B错误;电解过程中阳极失电子的有Fe、Zn、Ni,阴极析出的是镍,依据得失电子守恒,阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等,故C正确;粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,作阳极,铜和铂不失电子沉降在电解池底部形成阳极泥,故D错误。7.(2021·河北张家口月考)现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽。用氯碱工业中的离子交换膜技术原理,可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。下列说法中不正确的是(　 C  )A.b是阳离子交换膜,允许Na+通过B.从A口出来的是H2SO4溶液C.阴极反应为4OH--4e-2H2O+O2↑D.Na2SO4溶液从F口加入解析:电解饱和Na2SO4溶液时,阳极是OH-放电生成氧气,阴极是H+放电生成氢气,即B为氧气,C为氢气,由于装置中放置了离子交换膜,在两极分别生成NaOH和H2SO4,需在阳极一侧放置阴离子交换膜,只允许通过阴离子,在阴极一侧放置阳离子交换膜,只允许通过阳离子。阴极生成氢气和OH-,在阴极一侧放置阳离子交换膜,只允许通过阳离子,生成NaOH,故A正确;氢氧根离子在阳极放电产生的气体是氧气,同时生成氢离子,则阳极附近生成硫酸,则从A口出来的是H2SO4溶液,故B正确;阴极H+放电生成氢气,电极反应为2H++2e-H2↑,故C不正确;NaOH在阴极附近生成,硫酸在阳极附近生成,则Na2SO4溶液从F口加入,故D正确。8.(2021·吉林长春月考)三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池,其电解法制备过程如下:用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5,加入适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO-,把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是(　C　)A.可用铁作阳极材料B.电解过程中阳极附近溶液的pH升高C.阳极反应为2Cl--2e-Cl2↑D.制备1 mol Ni2O3时,外电路中通过了1 mol电子解析:电解过程中产生的氯气是氯离子失电子发生氧化反应得到的,铁作阳极时铁失电子发生氧化反应,阳极没有Cl2生成,不能把二价镍氧化为三价镍,A项错误;阳极反应为2Cl--2e-Cl2↑,Cl2在弱碱性条件下生成ClO-,故电解过程中阳极附近溶液的pH降低,B项错误,C项正确;由Ni2+-e-Ni3+可知,1 mol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过了1 mol电子,则制备1 mol Ni2O3时,有2 mol二价镍转化为三价镍,外电路中通过了2 mol电子,D项错误。9.(2022·山东薛城期中)合理开发利用能源具有重要意义。回答下列问题。(1)电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量,其工作原理如图所示,NH3被氧化为常见无毒物质。①电极b的名称是　　　　              　　,电子的流动方向为　　　　　　　　　　　　　　。 ②电极a的电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③电池工作时,理论上反应消耗NH3与O2的物质的量之比为　　　　。 (2)氯碱工业以电解饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。如图是离子交换膜法电解饱和食盐水的示意图,图中的离子交换膜只允许阳离子通过。①电解饱和食盐水的离子方程式为                                                                                　。 ②饱和食盐水从图中　　      (填“a”“b”“c”或“d”,下同)位置补充,氢氧化钠溶液从图中　　位置流出。 ③离子交换膜的作用为                                                                                                                                                            　。 解析:(1)①电极b通入氧气,氧气得电子发生还原反应,电极b是正极,电极a是负极,电子由负极经导线流入正极,则电子的流动方向为由电极a经导线流向电极b。②电极a上NH3失电子被氧化为常见无毒物质氮气,电极a的电极反应为2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O。③电池工作时,NH3中的N元素化合价由-3升高为0,O2中的O元素化合价由0降低为-2,根据得失电子守恒,理论上反应消耗NH3与O2的物质的量之比为4∶3。(2)①电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气、氯气,反应的离子方程式是2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-。②阳极氯离子失电子生成氯气,所以饱和食盐水从图中a位置补充,阴极发生反应2H2O+2e-H2↑+2OH-,所以氢氧化钠溶液从图中d位置流出。③阳离子交换膜只允许阳离子通过,离子交换膜的作用为阻止OH-进入阳极室与Cl2发生副反应2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O,并阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。答案:(1)①正极　由电极a经导线流向电极b②2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O③4∶3(2)①2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-②a　d③阻止OH-进入阳极室,与Cl2发生副反应2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O,并阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸