2018年高中化學(xué) 專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第二單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 4 電解原理的應(yīng)用同步練習(xí) 蘇教版選修4.doc
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第二單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 4 電解原理的應(yīng)用 (答題時(shí)間:20分鐘) 一、選擇題 1.在冶金工業(yè)上,常用電解法得到Na、Mg、Al等金屬,其原因主要是() A.這些金屬的化合物熔點(diǎn)低 B.它們都是輕金屬 C.它們的性質(zhì)很活潑 D.此方法成本低 2.下列可被工業(yè)上采用的冶金方法是() A.電解熔融的氯化鋁制鋁 B.電解熔融的氯化鎂制鎂 C.電解氯化鈉溶液制鈉 D.高溫下用H2還原氧化鎂制鎂 3.下列有關(guān)電解精煉銅的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是() A.粗銅做陰極 B.電解一段時(shí)間后,溶液中會(huì)存在鋅、鐵等不活潑的金屬陽(yáng)離子 C.陽(yáng)極泥中含有金、銀等貴重金屬 D.電解質(zhì)溶液可以選用硫酸銅溶液 4.電解法精煉含有Fe、Zn、Ag等雜質(zhì)的粗銅。下列敘述正確的是() A.電解時(shí)以硫酸銅溶液作電解液,精銅作陽(yáng)極 B.粗銅與電源負(fù)極相連,發(fā)生氧化反應(yīng) C.陰極上發(fā)生的反應(yīng)是Cu2+ + 2e-=Cu D.電解后Fe、Zn、Ag等雜質(zhì)會(huì)沉積在電解槽底部形成陽(yáng)極泥 5.某學(xué)生設(shè)計(jì)了一個(gè)“黑筆寫紅字”的趣味實(shí)驗(yàn)。濾紙先用氯化鈉、無(wú)色酚酞的混合液浸濕,然后平鋪在一塊鉑片上,接通電源后,用鉛筆在濾紙上寫字,會(huì)出現(xiàn)紅色字跡。據(jù)此,下列敘述正確的是() A.鉛筆端作陽(yáng)極,發(fā)生還原反應(yīng) B.鉑片端作陰極,發(fā)生氧化反應(yīng) C.鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生 D.a點(diǎn)是負(fù)極,b點(diǎn)是正極 6.如圖是在待鍍鐵制品上鍍銅的實(shí)驗(yàn)裝置,則下列說(shuō)法正確的是() A.電源a極為負(fù)極 B.Ⅰ極上銅放電而逐漸消耗 C.Ⅱ極上發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe-2e-=Fe2+ D.Ⅱ極上Cu2+放電而使溶液中Cu2+濃度逐漸變小 7.關(guān)于惰性電極電解NaCl水溶液,下列敘述正確的是() A.電解時(shí)在陽(yáng)極得到氯氣,在陰極得到金屬鈉 B.若在陽(yáng)極附近的溶液中滴入KI試液,溶液呈棕色 C.若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液,溶液呈無(wú)色 D.電解一段時(shí)間后,將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中,充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行? 二、填空題 8.(1)用惰性電極電解飽和NaCl溶液,請(qǐng)寫出: ①陽(yáng)極的電極反應(yīng)為:; 總反應(yīng)離子方程式:。 ②要使電解后的溶液恢復(fù)到和原溶液一樣,則應(yīng)加入一定量的。 (2)用電解法精煉粗銅,電解液選用CuSO4溶液。請(qǐng)回答: ①陽(yáng)極的電極材料是,電極反應(yīng)式是; ②陰極電極的材料是,電極反應(yīng)式是。(雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出) 9.粗銅中常含有鋅、鎳、銀、金等雜質(zhì),工業(yè)上常用電解的方法精煉粗銅。 (1)電解時(shí)__________作陽(yáng)極,電極反應(yīng)式為________________;_____________作陰極,電極反應(yīng)式為_________________________。 (2)電解前CuSO4溶液的濃度為1 molL-1,電解時(shí)如有0.5 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,則此時(shí)電解液中CuSO4的濃度為_______________,陰極得到的純銅質(zhì)量為_______________。陽(yáng)極泥的主要成分是______________。 10.電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。下圖表示一個(gè)電解池,裝有電解液a;X、Y是兩塊電極板,通過(guò)導(dǎo)線與直流電源相連。 請(qǐng)回答以下問(wèn)題: (1)若X、Y都是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,實(shí)驗(yàn)開始時(shí),同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液,則 ①電解池中X極上的電極反應(yīng)式為。 在X極附近觀察到的現(xiàn)象是。 ②Y電極上的電極反應(yīng)式為, 檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是。 (2)如要用電解方法精煉粗銅,電解液a選用CuSO4溶液,則 ①X電極的材料是,電極反應(yīng)式是。 ②Y電極的材料是,電極反應(yīng)式是。 (說(shuō)明:雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出) (3)工業(yè)品氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸雜質(zhì),可用離子交換膜法電解提純。 電解槽內(nèi)裝有陽(yáng)離子交換膜(只允許陽(yáng)離子通過(guò)),其工作原理如圖所示。 ①該電解槽的陽(yáng)極反應(yīng)式是____________________________。 ②通電開始后,陰極附近溶液pH會(huì)增大,請(qǐng)簡(jiǎn)述原因 ③除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從溶液出口_________________(填寫“A”或“B”)導(dǎo)出 一、選擇題 1.C 解析:某些活潑金屬或某些活潑非金屬因從化合物中還原或氧化制取很難,故采用電解法。例如: 2NaCl2Na+Cl2↑ MgCl2Mg+Cl2↑ 2Al2O34Al+3O2↑ 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 2KHF22KF+H2↑+F2↑ 2.B 解析:氯化鋁是共價(jià)化合物,熔融狀態(tài)下以分子狀態(tài)存在,其中缺少自由移動(dòng)的離子,故不能用電解熔融氯化鋁的方法制鋁。A不正確。Na+、Mg2+、Al3+在水溶液中電解時(shí),電子被H+得到,因而電解比氫活潑的金屬陽(yáng)離子的水溶液是得不到金屬單質(zhì)的。C不正確。比Al活潑的金屬很難用一般的還原劑(如H2、CO、C等)把它們從化合物中還原出來(lái)。況且,MgO熔點(diǎn)很高。工業(yè)上制取鎂是采用電解熔融MgCl2的方法。D不正確,所以答案選B。 3.A 解析:電解精煉銅時(shí)粗銅必須作陽(yáng)極,精銅作陰極,硫酸銅作電解質(zhì)溶液。A不正確,D正確。粗銅中含有比銅活潑的金屬,電解時(shí)先失去電子,B正確。同時(shí)粗銅中也含有比銅不活潑的金、銀等貴重金屬,在電解時(shí)不會(huì)失去電子,故而形成陽(yáng)極泥。答案是A。 4.C解析:A.不正確,電解時(shí)以硫酸銅溶液作電解液,粗銅作陽(yáng)極,精銅作陰極; B.不正確,粗銅與電源正極相連,發(fā)生氧化反應(yīng),Cu- 2e-=Cu2+; C.正確,陰極上發(fā)生的反應(yīng)是Cu2+ + 2e-=Cu; D.不正確,電解后Ag等雜質(zhì)會(huì)沉積在電解槽底部形成陽(yáng)極泥,F(xiàn)e、Zn先溶解,留在溶液中。 5.D解析:本題考查的是電解飽和食鹽水實(shí)驗(yàn),電解實(shí)驗(yàn)中陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),生成氯氣,陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣,由電極反應(yīng)式可知,在陰極生成氫氧化鈉,出現(xiàn)紅色字跡,所以鉛筆作陰極,a為電源負(fù)極。故選D。 6.B解析:電鍍時(shí),鍍件作陰極,則b為負(fù)極,鍍層金屬作陽(yáng)極,a為正極,故A項(xiàng)錯(cuò);C項(xiàng)中,Cu2++2e-=Cu,故C項(xiàng)錯(cuò);D項(xiàng)中CuSO4溶液的濃度不變,也是錯(cuò)誤的,答案選B。 7.B解析:A.電解時(shí)不會(huì)有單質(zhì)鈉生成,陰極得到是氫氣,故錯(cuò);電解NaCl水溶液后溶液呈堿性,即酚酞試液,溶液呈紅色,故C、D項(xiàng)錯(cuò)。故選B。 二、填空題 8.(1)①2Cl--2e-=Cl2↑;2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑② HCl (2)①粗銅,Cu–2e-=Cu2+②精銅,Cu2++2e-=Cu 解析:(1)用惰性電極電解飽和食鹽水陽(yáng)極反應(yīng)式為2Cl--2e-= Cl2↑,陰極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,總反應(yīng)式為2Cl- +2H2O 2OH- + H2↑ + Cl2↑。 (2)粗銅電解精煉時(shí)粗銅作陽(yáng)極,純銅作陰極,硫酸銅溶液作電解液。粗銅中比銅活潑的金屬失電子溶解,比銅不活潑的金屬形成陽(yáng)極泥沉積到電解槽底部。陽(yáng)極反應(yīng)為Cu-2e-=Cu2+等,陰極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu。 9.(1)粗銅 Cu-2e-=Cu2+,Zn-2e-=Zn2+純銅Cu2++2e-=Cu (2)1 molL-1 16 g 銀、金 解析:本題考查精煉銅的有關(guān)知識(shí)。注意:在精煉銅的過(guò)程中,理論上電解液濃度保持不變。 10.(1)①2H+ + 2e -= H2↑放出氣體,溶液變紅。 ②2Cl -- 2e -= Cl2 ↑ 把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近,試紙變藍(lán)色。 (2)①純銅 Cu2+ + 2e -= Cu ②粗銅 Cu - 2e -= Cu2+ (3)①4OH--4e-=O2↑+2H2O,②2H+ + 2e -= H2↑使H+濃度減?、跙 解析:(1)①X和電源的負(fù)極相連,作陰極,溶液中的氫離子放電生成氫氣,電極反應(yīng)式是2H+ + 2e -= H2↑。隨著氫離子的不斷放電,陰極周圍水的電離平衡被破壞,所以陰極周圍溶液顯堿性,溶液變成紅色。 ②Y電極和電源的正極相連,作陽(yáng)極,溶液中的氯離子放電生成氯氣,電極反應(yīng)式是2Cl--2e-=Cl2↑。由于氯氣具有強(qiáng)氧化性,能把碘化鉀氧化生成單質(zhì)碘,據(jù)此可以檢驗(yàn),即把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近,試紙變藍(lán)色。 (2)粗銅精煉時(shí),粗銅作陽(yáng)極,純銅作陰極,硫酸銅作電解質(zhì)溶液,所以X是純銅,電極反應(yīng)式是Cu2+ + 2e -= Cu。Y電極是粗銅,電極反應(yīng)式是Cu-2e-=Cu2+。 (3)①陽(yáng)極是溶液中的OH-離子放電生成氧氣,電極反應(yīng)式是4OH--4e-=O2↑+2H2O。 ②陰極氫離子放電失去氫氣,電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑。隨著氫離子的不斷放電,陰極周圍水的電離平衡被破壞,使H+濃度減小,OH-濃度增大,溶液顯堿性。 ③由于陽(yáng)離子交換膜只能允許陽(yáng)離子通過(guò),而OH-在陰極生成。根據(jù)裝置圖可知,B電極是陰極,所以除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從溶液出口B導(dǎo)出。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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