人教版 (2019)选择性必修1实验活动3 盐类水解的应用优秀第2课时2课时课后测评

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第二节 电解池


第2课时 电解原理的应用


课后篇素养形成


夯实基础轻松达标


1.某同学设计如图所示装置,探究氯碱工业原理,下列说法正确的是





( )


A.石墨电极与直流电源负极相连


B.用湿润淀粉KI试纸在铜电极附近检验气体,试纸变蓝色


C.氢氧化钠在石墨电极附近产生,Na+向石墨电极迁移


D.铜电极的反应式为2H++2e-H2↑


解析若Cu电极所连的是直流电源的正极,则Cu是阳极,电极反应式为Cu-2e-Cu2+,不符合氯碱工业原理,故石墨电极与直流电源正极相连,A项错误;阴极(Cu极)反应为2H++2e-H2↑,阳极(石墨极)反应为2Cl--2e-Cl2↑,故用湿润淀粉KI试纸在石墨电极附近检验气体,试纸变蓝,发生反应Cl2+2KI 2KCl+I2,故B项错误、D项正确;Cu电极附近H+减少生成OH-,Na+向Cu电极迁移,故C项错误。


答案D


2.关于电镀铜和电解精炼铜,下列说法中正确的是( )


A.都用粗铜作阳极、纯铜作阴极


B.电解液的成分都保持不变


C.阳极反应都只有Cu-2e-Cu2+


D.阴极反应都只有Cu2++2e-Cu


解析A项,电镀时镀件作阴极;B项,电解精炼铜时电解液成分改变;C项,电解精炼铜时,杂质若有比铜活泼的金属Zn等,则还会发生Zn-2e-Zn2+等反应。


答案D


3.某同学为了使反应2HCl+2Ag2AgCl+H2↑能进行,设计了下列四个方案,你认为可行的方案是( )





解析要使反应2HCl+2Ag2AgCl+H2↑能进行,需通过电解装置来实现。B是原电池装置(Fe作原电池的负极,Ag作原电池的正极),其总反应为Fe+2HClFeCl2+H2↑;D既不是原电池,也不是电解池;A是电解池装置,但Ag连接在电源的负极上,不会溶解,其实质是电解HCl(2HClH2↑+Cl2↑);C是电解池装置,与电源正极连接的Ag失去电子(Ag-e-Ag+),产生的Ag+立即与溶液中的Cl-结合生成AgCl沉淀,溶液中的H+在阴极上获得电子产生H2(2H++2e-H2↑),其总反应为2HCl+2Ag2AgCl+H2↑。


答案C





4.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作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,设计了如图的装置,则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )


A.a为正极,b为负极;消毒液主要成分为NaClO和NaCl


B.a为负极,b为正极;消毒液主要成分为NaClO和NaCl


C.a为阳极,b为阴极;消毒液主要成分为HClO和NaCl


D.a为阴极,b为阳极;消毒液主要成分为HClO和NaCl


解析制取消毒液的有关反应有2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,因阳极生成Cl2,阴极生成NaOH,为使二者充分反应,Cl2应在下端产生,从而推知电源b为正极,a为负极,消毒液的主要成分是NaClO和NaCl。


答案B


5.某同学欲在铜钥匙上镀锌,有关说法正确的是( )


A.用铜钥匙作阳极,石墨棒作阴极,CuSO4溶液做电解质溶液


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溶液作电镀液电解


D.在电镀过程中溶液中的Zn2+浓度减小,Cu2+浓度增大


解析锌为镀层金属,需作阳极,铜钥匙为镀件,需作阴极,含有镀层金属离子的溶液作电解液。


答案C


6.如图所示的A、B两个电解池中的电极均为金属铂,在A池中加入足量的0.05 ml·L-1的CuCl2溶液,在B池中加入足量的0.1 ml·L-1的AgNO3溶液,进行电解。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∶1B.1∶1∶2∶1


C.2∶1∶1∶1D.2∶1∶2∶1


解析由电解原理可知:a、c为阴极,b、d为阳极。a极上析出Cu,b极上析出Cl2,c极上析出Ag,d极上析出O2。由电子守恒可得出:2e-~Cu~Cl2~2Ag~12O2,所以a、b、c、d四个电极上所析出物质的物质的量之比为2∶2∶4∶1。


答案A


7.两个装置中,液体体积均为200 mL,开始工作前电解质溶液的浓度均为0.5 ml·L-1,工作一段时间后,测得有0.2 ml电子通过,若忽略溶液体积的变化,下列叙述正确的是( )





A.产生气体体积①=②


B.①中阴极质量增加,②中正极质量减小


C.①中阳极反应式为4OH--4e-2H2O+O2↑,②中负极反应式为2H++2e-H2↑


D.溶液的pH变化:①减小,②增大


解析①为电解池,阳极反应为2H2O-4e-4H++O2↑(或4OH--4e-2H2O+2O2↑),阴极反应为2Cu2++4e-2Cu;②为原电池,负极反应为Zn-2e-Zn2+,正极反应为2H++2e-H2↑。两个装置中的CuSO4和H2SO4的物质的量都是0.1 ml,当通过0.2 ml电子时两种物质正好完全反应,①生成0.05 ml O2,②生成0.1 ml H2,由此可知只有D正确。


答案D


8.Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下,电解总反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑。下列说法正确的是( )





A.石墨电极上产生氢气


B.铜电极发生还原反应


C.铜电极接直流电源的负极


D.当有0.1 ml电子转移时,有0.1 ml Cu2O生成


解析石墨作阴极,电极反应为2H2O+2e-2OH-+H2↑,A选项正确;由电解总反应可知,Cu参加了反应,所以Cu作电解池的阳极,发生氧化反应,B选项错误;阳极与电源的正极相连,C选项错误;阳极反应为2Cu+2OH--2e-Cu2O+H2O,当有0.1 ml 电子转移时,有0.05 ml Cu2O生成,D选项错误。


答案A





9.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。


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溶液,则:


(1)电解池中X极上的电极反应式是 ,在X极附近观察到的现象是 。


(2)Y电极上的电极反应式是 ,检验该电极反应产物的方法是 。


解析由题意或图像可知,此池为电解池,X极为阴极,Y极为阳极。两电极为惰性电极,饱和NaCl溶液中存在Na+、Cl-、H+、OH-,在阴极上,H+放电能力强于Na+,故阴极上发生的电极反应为2H++2e-H2↑,因而导致X极附近有气体放出,溶液呈碱性,遇无色酚酞变为红色;在阳极上,Cl-放电能力强于OH-,故阳极上发生的电极反应为2Cl--2e-Cl2↑。


答案(1)2H++2e-H2↑ 有气体放出,溶液变红


(2)2Cl--2e-Cl2↑ 把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近,试纸变蓝


提升能力跨越等级


1.下列有关电化学装置的示意图中正确的是( )





解析选项A,Zn应为原电池负极,Cu为原电池正极;选项B,盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换;选项C,粗铜应连接电源正极,纯铜应接在电源的负极;选项D,电解饱和NaCl溶液,Cl-在阳极放电产生Cl2,溶液中的H+在阴极获得电子而产生H2。


答案D


2.(双选)(2020江苏南通高二调研)常温下用石墨作电极,电解100 mL 0.1 ml·L-1的Cu(NO3)2和0.1 ml·L-1的AgNO3组成的混合溶液,当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12 L时,假设溶液体积不变,下列说法正确的是( )


A.阴极增重1.4 gB.所得溶液pH1


解析阴极可以放电的离子依次为0.01 ml Ag+、0.01 ml Cu2+,阳极可以放电的阴离子只有OH-;当阳极生成1.12 L O2时,电路中通过电子:n(e-)=0.05 ml×4=0.2 ml,此时Ag+、Cu2+已全部析出,阴极增重:0.01 ml×108 g·ml-1+0.01 ml×64 g·ml-1=1.72 g;溶液中生成的c(H+)=0.3 ml·L-1,故溶液pH