化学第二节 电解池课后作业题

这是一份化学第二节 电解池课后作业题，共15页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。
4.2.2电解池的应用同步练习-人教版高中化学选择性必修1
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．如图是利用水银为阴极电解食盐水制备苛性钠的原理示意图。已知在水银电极上钠离子比氢离子容易放电。下列说法不正确的是

A．丁电极是负极，电解液中pH增大
B．气体甲是氯气，气体乙是氢气
C．电子迁移路径：碳棒→丙电极，丁电板→水银
D．该方法获取的苛性钠纯度高，但存在汞蒸气污染
2．现在污水治理越来越引起人们重视。可以通过膜电池除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚( )同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法不正确的是

A．A极的电极反应式为+e-=Cl-+
B．当乙中铜电极质量减少6.4g，甲中A极区增加的H+的个数为0.1NA
C．膜电池不适合在较高温度环境下工作
D．反应过程中乙中电解质溶液c(Cu2+)不变
3．粗银的精炼工艺原理如图，下列叙述错误的是

A．y极电极材料为粗银
B．x极主要电极反应式为
C．装置乙将化学能转化为电能
D．n极电极反应式为
4．下列有关工业生产的叙述中正确的是
A．电解氯化钠溶液可得到金属钠
B．光照氯气和氢气的混合物生产盐酸
C．接触法制备硫酸，需沸腾炉、接触室、吸收塔主要设备
D．将Cl2通入澄清石灰水中制漂白粉
5．设NA表示阿伏伽德罗常数的值，下列说法错误的有
①17.6 g丙烷中所含的共价键数为4 NA
②常温下，21 g C3H6和C4H8的混合物中含有的碳原子数为1.5 NA
③电解硫酸铜溶液，往电解后的溶液中加入氧化铜一定可以使溶液恢复到原来的状态
④2g D216O中含有的质子数、中子数、电子数均为NA
⑤1.0L、pH= 13的NaOH溶液中，OH-离子数目一定为0.1 NA
⑥将100mL、0.1mol/L的FeCl3溶液滴入沸水中可制得Fe(OH)3胶粒0.01 NA
A．2项 B．3项 C．4项 D．5项
6．下列实验装置能达到实验目的的是


A．测定盐酸与氢氧化钠反应的焓变
B．构成铜锌原电池


C．精炼铜
D．铁片镀银
A．A B．B C．C D．D
7．利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是

A．装置①：制取氨气 B．装置②：精炼铜
C．装置③：吸收NH3 D．装置④：比较金属铁、铜的活泼性
8．下列说法正确的是
A．工业上通常以食盐为原料制备纯碱、烧碱和氯气等
B．工业上用二氧化硅在高温下与焦炭反应可直接得到高纯度的硅
C．工业制硫酸时，在接触室被氧化为，则在吸收塔用水吸收得到浓硫酸
D．工业上用焦炭直接还原氧化铁冶炼金属铁
9．以纳米二氧化钛膜为工作电极，常温常压电解CO2，可制得低密度聚乙烯(LDPE)，该反应过程的机理如图所示下列说法正确的是（    ）

A．过程Ⅰ~Ⅲ中碳元素均发生还原反应
B．﹕CH2这个8电子微粒中既包含极性共价键又包含非极性共价键
C．工业上生产7×103kg的LDPE，理论上需要CO2的体积是1.12×107L
D．CO2最终转化为LDPE的电极反应式是2nCO2-12e-+12nH+=+4nH2O
10．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的镍。(已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+) 下列叙述中正确的是
A．电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt
B．电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等
C．电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe2+和Zn2+
D．阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2+ + 2e- = Ni

二、填空题
11．在大烧杯中加入电镀液(含的溶液)。用银片做阳极，待镀的铁制品(即镀件)做阴极。接通直流电源几分钟后，就可看到镀件的表面镀上了一层银。请分析电镀过程中的移动与放电情况，以及电镀液浓度是否发生变化，并写出电极反应式 。
12．自然资源是自然界赋予或前人留下的，可直接或间接用于满足人类需要的所有有形之物与无形之物。自然资源为人类提供生存、发展和享受的物质与空间。
(1)下列自然资源的开发利用只涉及物理变化的是___________。
A．石油裂化 B．煤的干馏 C．海水晒盐 D．粮食酿酒
(2)写出NaCl的电子式 。
(3)氯碱工业的原理为电解饱和食盐水,请写出该化学方程式 。
(4)下列物质既是电解质又能导电的是__________。
A．胆矾晶体 B．熔融的氯化钠 C．食盐水 D．石墨
(5)将氯气持续通入紫色石蕊试液中，溶液颜色依次为紫色-红色-无色。导致溶液变为无色的微粒是___。
A．H+ B．Cl- C．Cl2 D．HClO
(6)“84消毒液”(主要成分为NaClO) 不能与“洁厕灵”(含盐酸)混用，否则会发生反应：NaClO+2HCl=NaCl+Cl2↑+H2O，产生有毒的氯气。该反应中__________。
A．NaClO作还原剂 B．Cl2既是氧化产物又是还原产物
C．HCl作氧化剂 D．H2O是还原产物
13．为了避免对海洋氮循环系统产生影响，含氮废水需经处理后排放。如图是用间接氧化法去除工业废水中氨态氮()的示意图。

(1)结合电极反应式简述间接氧化法去除氨态氮的原理： 。
(2)若生成和的物质的量之比为3：1，则处理后废酸性氨氮废水的将 (填“增大”“不变”或“减小”)，请简述原因： 。
14．(1)今有2H2+O2=2H2O反应，在酸性溶液中构成燃料电池，负极通入的气体是 ；负极电极反应式为： ，正极通入的气体是 ，正极电极反应式为： 。
(2)用惰性电极电解NaCl溶液，则阳极电极反应式为 ，总的反应式为 。
15．回答下列问题：
(1)在下列物质中，可以导电的是 （填序号，下同），是电解质的有 。
①干燥的氯化钠晶体  ②干燥的氢氧化钠固体  ③蔗糖晶体  ④酒精  ⑤溶液  ⑥氢氧化钠溶液  ⑦稀盐酸  ⑧溶液
(2)向盛有⑧的烧杯中逐滴加入⑤，当溶液中的恰好完全沉淀时，发生反应的离子方程式为 。
(3)工业上利用电解①的饱和溶液可制备、和，发生反应的化学方程式为 。
(4)某无色透明溶液中可能含有下列离子中的一种或几种：。现进行如下实验：
①取少量溶液用红色石蕊试纸检验，试纸变蓝。
②另取少量溶液逐滴滴加盐酸至过量，有气体放出，再加入溶液，没有沉淀生成。
③另取少量溶液用足量硝酸酸化后，加入溶液有白色沉淀生成。
根据上述实验推断：原溶液中肯定有 ，肯定没有 。
16．元素单质及其化合物有广泛用途，请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题：
（1）按原子序数递增的顺序（稀有气体除外），以下说法正确的是 。
a．原子半径和离子半径均减小
b．金属性减弱，非金属性增强
c．氧化物对应的水化物碱性减弱，酸性增强
d．单质的熔点降低
（2）原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为 ，氧化性最弱的简单阳离子是 。
（3）已知：
化合物
MgO
Al2O3
MgCl2
AlCl3
类型
离子化合物
离子化合物
离子化合物
共价化合物
熔点/℃
2800
2050
714
191
工业制镁时，电解MgCl2而不电解MgO的原因是 ；
制铝时，电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是 。
（4）晶体硅（熔点1410 ℃）是良好的半导体材料，SiCl4（熔点-70 ℃）。由粗硅制纯硅过程如下：

SiCl4属于 晶体。在上述由SiCl4制纯硅的反应中，测得每生成1.12 kg纯硅需吸收a kJ热量，写出该反应的热化学方程式： 。
（5）P2O5是非氧化性干燥剂，下列气体不能用浓硫酸干燥，可用P2O5干燥的是 。
a．NH3 b．HI c．SO2 d．CO2
17．海水是巨大的化学资源宝库，利用海水可以直接或间接获取很多物质。
利用1：氯碱工业
(1)从海水中提取粗盐的方法是 。
(2)图1是氯碱工业中电解饱和氯化钠溶液的示意图，饱和氯化钠溶液从a口进入，NaOH溶液从 (填b或d)口导出。阳离子交换膜的作用是 。
(3)图2是电解氯化钠溶液的微观示意图。X为电源的 极，水合钠离子、水合氯离子吸引水分子的氢原子朝向不同的原因 。

利用2：提镁工业
(4)从海水中提取镁的流程图如下，按示例所示补全缺少的流程： 。

18．如图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。接通电源后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题：

(1)A是外加电源的 极，B是 极。
(2)甲是 池，甲中总的反应式是： 。
(3)收集乙装置中产生的气体，则阴极和阳极产生的气体在相同状态下体积比为： 。
(4)欲用丙装置给铜镀银，铜件是 (填G或H)极，电镀液是 溶液。
(5)装置丁中可以观察到 ，原因是 。
19．回答下列问题
(1)氢碘酸也可以用“电解法”制备，装置如图所示。其中双极膜(BPM)是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH-；AB为离子交换膜。

①B膜最佳应选择 。
②阳极的电极反应式是 。
③少量的I－因浓度差通过BPM膜，若撤去A膜，其缺点是 。
(2)利用电化学高级氧化技术可以在电解槽中持续产生·OH，使处理含苯酚(C6H5OH)废水更加高效，装置如下图所示。已知a极主要发生的反应是O2生成H2O2，然后在电解液中产生·OH并迅速与苯酚反应。

①b极连接电源的 极(填“正”或“负”)。
②a极的电极反应式为 。
③除电极反应外，电解液中主要发生的反应方程式有 。
20．近年来，酸雨污染较为严重，防治酸雨成了迫在眉睫的问题。
(1)有人提出了一种利用氯碱工业产品处理含二氧化硫废气的方法，流程如下：
(Ⅰ)将含SO2的废气通入电解饱和食盐水后所得到的溶液中，得NaHSO3溶液。
(Ⅱ)将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸。
(Ⅲ)将盐酸加入NaHSO3溶液中，反应所得到的SO2气体回收，生成的NaCl循环利用。
①写出步骤(Ⅰ)反应的化学方程式： 。
②写出步骤(Ⅱ)中电解饱和食盐水的化学方程式： 。
③写出步骤(Ⅲ)反应的离子方程式： 。
(2)还有学者提出利用Fe2＋、Fe3＋等离子的催化作用，常温下将SO2氧化成SO42—而实现SO2的回收利用。某研究性学习小组据此设计了如下方案，在实验室条件下测定转化器中SO2氧化成SO42—的转化率。

①该小组采用下图装置在实验室测定模拟烟气中SO2的体积分数，X溶液可以是 。(填写字母)

A．碘的淀粉溶液      B．酸性高锰酸钾溶液     C．氢氧化钠溶液      D．氯化钡溶液
②若上述实验是在标准状况下进行的，欲测定转化器中SO2氧化成SO42—的转化率，已知气体流速，还需测定的数据有 、 。

三、实验题
21．二氧化氯(ClO2)是一种高效、安全的消毒剂，常温下是一种黄绿色气体，11℃时液化成红棕色液体，易溶于水但不与水反应。工业上著名的开斯汀法制备二氧化氯的部分流程图如图1。某研究小组用图2装置模拟ClO2发生器中的反应来制备ClO2(夹持装置已略去)

(1)写出NaClO3与盐酸反应的化学方程式 。
(2)冰水浴的作用是 。
(3)NaOH溶液中发生的主要反应的离子方程式为 。
(4)将ClO2通入到KI溶液中，再向其中加入适量CCl4，振荡、静置，观察到 ，证明ClO2具有氧化性。
(5)ClO2常用作自来水消毒剂，碘量法可以检测水中ClO2的浓度，步骤如下：
①取1L水样，加入足量的碘化钾，再用氢氧化钠溶液调至中性，并加入淀粉溶液，溶液变蓝(已知ClO2全部转化为NaClO2)；
②用1×10-3mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定，消耗Na2S2O3溶液10.00mL(已知：2S2O+I2=S4O+2I-)；确定操作②达到滴定终点的现象是 ；经计算，水样中ClO2的浓度是 mg·L-1。
(6)一定温度和电压下，电解精制食盐水可制得NaClO3和H2.已知3Cl2+6OH-=ClO+5Cl-+3H2O，电解时应选用 交换膜(填“阳离子”或“阴离子”)，阴极电极反应式为 。
22．氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱，以及生产ClO2 和氯的含氧酸盐（NaClO、NaClO3）等系列化工产品。  
（1）写出氯碱工业中电解饱和食盐水的离子方程式： ；某学习小组为了测定电解后所得溶液NaOH的浓度，设计了如下实验操作步骤：
①取电解后的溶液10.00mL，加水稀释至100mL；
②量取20.00mL于洁净的锥形瓶，滴加2～3滴酚酞试剂；
③用浓度为0.1010mo/L的标准HCl滴定至终点并记录滴定管的读数为25.00mL
请回答有关问题
①步骤①可能用到的仪器除移液管外，还有
②滴定终点的现象是 ，此溶液中c(Na+) c(Cl-)(填“＜”、“＞”或“＝”)
③下列操作可能导致所得浓度偏大的是
a. 锥形瓶用待测溶液润洗              b.碱式滴定管用待测液润洗
c. 滴定管滴定前有气泡，滴定后无气泡  d. 滴定终点俯视读数
④该实验设计存在的明显不足的是
（2）已知：H2SO3的Ka1＝1.54×10–2，Ka2＝1.02×10–7；HClO的Ka＝2.95×10–8
①室温下，0.1 mol·L–1 NaClO溶液的pH 0.1 mol·L–1 Na2SO3溶液的pH。（填“大于”、“小于”或“等于”）
②写出一种可以证明NaHSO3溶液中HSO3–的电离程度大于HSO3–水解程度的方法：
（3）二氧化氯（ClO2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂，实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2（亚氯酸钠）为原料，通过以下过程制备ClO2：

电解时发生反应的化学方程式为 ，溶液X的溶质主要是
23．实验小组探究不同浓度溶液的电解反应。分别用石墨电极电解溶液和溶液，记录实验现象如下表。
实验装置
实验编号及试剂
实验现象

①溶液(蓝色)
阳极：产生有刺激性气味的气体
阴极：电极上有红色固体析出
②溶液(绿色)
阳极：产生有刺激性气味的气体
阴极：电极上有少量红色固体和白色固体析出，同时电极附近液体变为黑色
(1)经检验，阳极产生的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。①中电解反应的化学方程式为 。
Ⅰ．探究②中产生白色固体的原因。
查阅资料：
i．阴极附近的白色固体为；
ii．在水溶液中单独存在时不稳定，容易发生反应：。
结合资料分析CuCl产生的路径有如下两种可能：
(2)路径1：阴极发生电极反应分两步：
i．
ⅱ．，同时伴随反应，生成白色沉淀。
(3)路径2：阴极发生电极反应，而后发生反应a： (写出离子方程式)，生成白色沉淀。同学们通过实验证明反应a可以发生，其实验操作和现象是 。
Ⅱ．探究②中阴极区液体中黑色物质的成分。
进一步查阅资料，提出以下猜想。
猜想1．生成氢氧化铜，进而转化为极细小的氧化铜；
猜想2．生成铜的速率快，形成黑色纳米铜；
猜想3．发生反应(棕黑色)。
(4)若猜想1成立，则阴极一定还存在的电极反应是 。
取2mL黑色液体于试管中，分别加入不同试剂，记录实验现象如下表。
实验编号
③
④
⑤
加入试剂
4mL浓
4mL浓HCl

实验现象
溶液变澄清，呈绿色，试管口有浅红棕色气体生成
黑色液体颜色变深
溶液变澄清，呈绿色，同时出现少量白色沉淀
(5)甲同学根据实验③产生的现象得出结论：黑色液体中一定有纳米铜。乙同学认为甲同学的结论不合理，他做出判断的依据是 。
(6)由上述实验可得到的关于黑色物质成分的结论是 。







参考答案：
1．A
2．A
3．A
4．C
5．B
6．B
7．D
8．A
9．A
10．A
11．往阴极移动，到电子还原生成金属银；阳极反应为Ag-e-=Ag+，阴极反应为Ag++e-=Ag，溶液中Ag+浓度不变，电镀液浓度不变
12．(1)C
(2)  
(3)通直流电2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(4)B
(5)D
(6)B

13．(1)阳极反应：2Cl--2e-=Cl2，产生的氯气氧化废水中的释放出N2。
(2) 减小 电路中通过相同电量时，若生成和的物质的量之比为3：1，则阳极产生的H+比阴极消耗的H+多。

14． H2 H2 − 2e－ = 2H+ O2 O2 + 4e－ +4H+ = 2H2O 2Cl－ − 2e－= Cl2 ↑ 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
15．(1) ⑤⑥⑦⑧ ①②
(2)
(3)
(4)

16． b 氩 Na＋（或钠离子） MgO的熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本 AlCl3是共价化合物，熔融态难导电 分子 SiCl4（g）＋2H2（g）Si（s）＋4HCl（g） ΔH＝＋0.025a kJ·mol－1 b
17． 蒸发结晶或晒盐 d 阻止OH−移向阳极，提高NaOH的产量和纯度 正 钠离子带正电易吸引水中的氧原子，氯离子带负电易吸引水中的氢原子 Mg(OH)2(第一空CaO、NaOH也可以)
18．(1) 正 负
(2) 电解 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4
(3)1:1
(4) H AgNO3
(5) 电泳现象 Y极附近颜色变，X极附近颜色变浅，说明氢氧化铁胶体带正电荷

19．(1) Na＋交换膜 2H2O－4e-=O2↑＋4H＋ I-会在阳极失电子得到碘单质，沉积在阳极表面，损伤阳极板
(2) 正 O2＋2e-＋2H＋=H2O2 C6H6O＋28·OH=6CO2↑＋17H2O

20． SO2＋NaOH=NaHSO3 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ ＋H＋=SO2↑＋H2O A、B 实验时间 加入盐酸酸化的BaCl2溶液后生成沉淀的质量
21．(1)2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
(2)使ClO2冷凝为液体，收集ClO2
(3)2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O
(4)下层液体呈紫红色
(5) 溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色 0.675
(6) 阴离子 2H2O+2e-=H2↑+2OH-

22． 2Cl- +2H2O2OH- +H2↑+Cl2↑ 100mL容量瓶、玻璃棒、胶头滴管 滴加最后一滴溶液，锥形瓶溶液由红色变为无色，并30s保持不变 > ac 未进行平行实验 大于 测得溶液pH