选修4:2019-2020学年电解原理的应用(答案)第二课第四章第三节

电解原理在2类中的应用

课后巩固和提高

地基加固

1。一个同学设计了如图所示的装置来探索氯碱工业的原理。以下说法是正确的

( )

石墨电极与DC电源的负极连接

B .用湿淀粉基试纸检查铜电极附近的气体，试纸变成蓝色

氢氧化钠在石墨电极附近生成，钠离子迁移到石墨电极

铜电极的反应式为2h++2e-H2

分析如果铜电极连接到DC电源的阳极，则铜为阳极，电极反应式为铜-2e-Cu2+，不符合氯碱工业的原理，所以石墨电极连接到DC电源的阳极，A项有误；阴极(铜电极)的反应为2H+2e-H2↓，阳极(c电极)的反应为2cl-2e-Cl2↓，所以用湿淀粉KI试纸检查石墨电极附近的气体，试纸变蓝，出现Cl2+2KI 2KCl+I2，所以b项错误，d项正确；铜电极附近的氢离子还原生成羟基-，钠离子迁移到铜电极，所以碳项是错误的。

回答D

2。在下面的描述中，不符合实际生产的是()

电解熔融氧化铝生产金属铝，使用铁作为阳极

B .通过电解精炼粗铜，使用纯铜作为阴极

C .电解饱和盐水制烧碱，使用镀镍碳钢网作为阴极

D .镀锌零件，锌作为阳极

分析和电解熔融氧化铝以制备金属铝，并使用碳作为阳极。如果铁被用作阳极，铁会失去电子并消耗掉，所以A是错的。b、c和d符合实际生产，正确无误。

回答A

3。一个学生想制造一种家用环保型消毒剂发生器，它用石墨作为电极电解饱和氯化钠溶液。通电时，为了完全吸收Cl2，制备杀菌能力强的消毒剂，设计了如图所示的装置，正确判断电源电极名称和消毒剂主要成分为()

A为正极，B为负极；氯化钠和氯化钠

B.a是负电极，B是正电极；氯化钠和氯化钠

交流是阳极，交流是阴极；氯化氢和氯化钠

D.a是阴极，B是阳极；氯化氢和氯化钠

回答B

4。为了使反应2 HCl+2 AgCl+H2↓进行，一个同学设计了以下四个方案，你认为是可行的()

为了使反应2 HCl+2 AgCl+H2进行，需要通过电解装置来实现。b是原电池装置(Fe是原电池的负极，Ag是原电池的正极)，其总反应为Fe+2hc lfecl 2+H2 ↓;d既不是原电池，也不是电解池；是一种电解池装置，但银与电源的负极相连，不会溶解。其实质是电解氯化氢(2hc H2+Cl2)；c是一种电解池装置，其中与电源正极相连的银失去电子(银-电子-银+)，生成的银+立即与溶液中的氯结合生成氯化银沉淀，而溶液中的氢+在阴极上获得电子生成H2(2H+2e-H2↓)，总反应为2氯化氢+2氯化银+H2↓。

回答C

5。在两种装置中，在开始工作之前，液体体积为200毫升，电解质溶液的浓度为0.5摩尔升-1。工作一段时间后，测量0.2摩尔电子通过。如果溶液体积的变化被忽略，下列陈述是正确的()

a .生成气体的体积①=②

B.①阴极质量增加，②阳极质量减少

C .电极反应式:①中间阳极:4oh-4e-2h2o+O2

②中、负极:2h++2e-H2

溶液的酸碱度变化:①降低，②增加

分析①发生电解反应，阳极反应为2H2O-4E-4H ++ O2 ↓(或4OH-4E-2H2O+2O 2↓)，阴极反应为2Cu 2 ++ 4E-2Cu；(2)发生电化反应，其中负电极反应是Zn-2e-Zn2+，正电极反应是2H+2e-H2↓。两个电池中硫酸铜和硫酸的量为0.1摩尔，当通过0.2摩尔电子时，两种物质完全反应，即生成0.05摩尔O2②，生成0.1摩尔H2②。因此，只有D是正确的。

回答D

6。氧化亚铜是一种半导体材料。基于绿色化学理念制备Cu2O的电解池示意图如下。总电解反应为2Cu+H2O 2+H2↓。以下说法是正确的()

氢是在石墨电极上产生的

铜电极发生还原反应

C .铜电极连接到DC电源的负极

当有0.1摩尔电子转移时，形成0.1摩尔Cu2O

分析石墨为阴极，溶液中的H2O反应在阴极上，电极反应为2h2o+2e-2oh-+H2↓，选项A正确；从总电解反应来看，铜参与了反应，所以铜作为电解槽的阳极，发生了氧化反应，选项B是错误的；阳极连接到电源的正极，C选项错误；阳极反应是2cu+2oh-2e-Cu2O+H2O，当有0.1摩尔电子转移时，形成0.05摩尔Cu2O，d选项是错误的。

回答A

7。图为一个简单的电解饱和盐水的装置，下列说法正确()

a .电解一段时间后，将几滴酚酞滴入蛋壳的溶液中，蛋壳是红色的

氧化反应发生在缠绕在蛋壳表面的铁丝上

C .铁丝表面产生的气体会使湿淀粉碘化钾试纸变蓝

蛋壳可以防止产生的氯与氢和氢氧化钠溶液接触

分析碳棒在蛋壳里，溶液中的氯离子在这个电极上被氧化成Cl2，所以溶液不会是红色的，所以A项是错的；以缠绕在蛋壳表面的铁丝为阴极，H+在阴极发生还原反应，得到氢气，B错了；铁丝表面产生的气体是氢气，不会把湿淀粉碘化钾试纸变成蓝色，C项是错的；蛋壳在本实验中的作用是防止氯气与氢气和氢氧化钠溶液接触，D项是正确的。

回答D

[/h/在100毫升H2SO4和硫酸铜的混合溶液中，石墨作为电解电极，在两个电极上收集2.24升气体(标准条件)，因此原始混合溶液中Cu2+的量浓度为()

A.1 mol L-1 B.2 mol L-1

C.3 mol L-1 D.4 mol L-1

根据电子得与失的守恒，Cu2+仍有0.2摩尔的电子得到，所以Cu2+的量为0.1摩尔，Cu2+的浓度为= 1摩尔·升-1。

回答A

9。电解原理广泛应用于化学工业。该图示出了包含电解质a的电解池；x和y是两个电极板，通过导线与DC电源相连。请回答以下问题。

如果X和Y是惰性电极，A是饱和氯化钠溶液，在实验开始时，几滴酚酞溶液同时滴到两边，然后:

(1)电解槽中x极上的电极反应公式是，在x极附近观察到的现象是。

(2)Y电极上的电极反应公式为，电极反应产物的测试方法为。

分析从问题的含义或图像可以看出，这个电解槽是一个电解槽，以X为阴极，Y为阳极。电极为惰性电极，饱和氯化钠溶液中有钠离子、氯离子、氢离子和羟基离子。在阴极上，H+的放电容量大于Na+的放电容量，因此阴极上的电极反应为2H+2e-H2↓，导致X极附近气体发射，溶液呈碱性，溶液颜色由无色变为红色。在阳极上，氯的放电容量大于氢的放电容量，所以阳极上的电极反应为2cl-2e-Cl2↓。

回答(1)2H++2e-H2放出气体，溶液变成红色

(2)2cl-2e-Cl2↓将湿淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变成蓝色

10。如图所示，a是DC电源，b是用饱和氯化钠溶液和酚酞溶液浸泡过的滤纸，c是电镀槽。连接电路后，发现b上的c点是红色的。请填写空:

电源a的a是极点。

(2)滤纸b上的总反应方程式为。

(3)如果要在电镀槽中实现铁的镀锌，打开K点，使C点和D点短路，电极E上的反应和电极F上的反应将是槽中的电镀液可以或(只需要两种电解液)。

[/h/(2)滤纸b上的总反应方程式为2nac+2h2o 2↓+Cl2↓+2naoh。(3)C和D短路后，E为阳极，与Zn-2e-Zn2+反应。阴极上镀锌，阴极反应是Zn2++2e-Zn。含有电镀离子的电解液用作电解液，因此可以使用硫酸锌溶液或硝酸锌溶液。

回答(1)是

(2)2 NaCl+2 h2oh 2 ↓+ Cl2 ↓+ 2 NaOH

(3)Zn-2e-Zn2+Zn2 ++ 2e-znso 4溶液Zn(NO3)2溶液

能力提高

11。电浮混凝法是工业上采用的一种污水处理方法，如图所示为电解污水实验装置示意图，用于实验污水

主要含有可吸附的悬浮物(不导电)。下列推论显然是不合理的:()

阴极的电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-

能吸附悬浮物的Fe(OH)3在带电过程中在烧杯中产生

C .通电时会产生气泡，将悬浮固体带到水面形成浮渣并将其丢弃

D .如果实验污水的电导率很低，可以加入少量的Na2SO4固体来提高电导率

在a项中，被阴极H2O电离的H+得到电子，电极反应式为2H2O+2e-2OH-+H2↓。

回答A

12。如图所示，两个电解池a和b中的电极由铂制成。在a槽中加入足够的0.05mol·l-1氯化铜溶液，在b槽中加入足够的0.1mol·l-1硝酸银溶液进行电解。在电极a、b、c和d上沉淀的物质的量之比为()

A.2∶2∶4∶1 B.1∶1∶2∶1

C.2∶1∶1∶1 D.2∶1∶2∶1

根据电解原理，a和c是阴极，b和d是阳极。铜、硼沉淀在阳极上，Cl2、C沉淀在阴极上，银沉淀在阴极上，O2沉淀在阴极上。根据电子守恒定律，可以得到2e-~Cu~Cl2~2Ag~O2，因此在电极A、B、C和D上沉淀的物质的质量比为2∶2∶4∶1。

回答A

13。电解原理广泛应用于化学工业。

(1)如图所示，其中a是电解质溶液，x和y是两个电极板。如果x和y是惰性电极，a是硫酸铜溶液，电解过程中的化学方程式是:通电一段时间后，向烧杯中的电解质溶液中加入0.2摩尔CuO粉末，电解质溶液刚好恢复到电解前的浓度和酸碱度，因此电解过程中转移的电子量为。如果x和y分别是铁和铜，a仍然是硫酸铜溶液，则y电极的电极反应式为。

(2)众所周知，价为+2的铁化合物通常具有很强的还原性，容易被氧化。在实验室条件下，亚铁盐溶液与烧碱反应很难制得白色纯的氢氧化铁沉淀，但电解法可以制得纯的氢氧化铁沉淀。制备装置如图所示，其中甲、乙电极的材料分别为铁和石墨。

(1)电极a上的反应公式为。

②最好选择电解液d(填入数字)。

a .纯水B .硫酸铜溶液

C .氢氧化钠溶液D.H2SO4溶液

③液体c为(填入数字)。

四氯化碳

苯乙醇

分析(1)用惰性电极电解硫酸铜溶液的化学方程式为2cu 4+2h2o 2 Cu+O2↓+2h2so 4；通电一段时间后，向烧杯中的电解质溶液中加入0.2摩尔的CuO粉末，电解质溶液刚刚恢复到电解前的浓度和酸碱度，表明在电解过程中刚刚产生0.2摩尔的铜和0.1摩尔的O2，因此转移的电子量为0.4摩尔。当X和Y分别为铁和铜时，Y电极的电极反应式为铜-2e-Cu2+。

(2)本分项主要考察在无氧环境下制备Fe(OH)2沉淀，因此液体C应为密度低于水且不与水混溶的物质，因此选择C。

回答(1)2cus 4+2h2o 2 Cu+O2 ↓+ 2h2so 4 0.4mol Cu-2e-Cu2+

(2)①Fe-2e- Fe2+ ②C ③C