学年人教版选修4第4章电化学基础第3节电解池第2课时作业.docx

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学年人教版选修4第4章电化学基础第3节电解池第2课时作业

第3节电解池第2课时作业

1、关于下列装置的说法正确的是（）

①　　　　　　　　　　　　　②

A.装置①中盐桥内的K+移向CuSO4溶液

B.装置①将电能转变为化学能

C.若装置②用于铁棒镀铜，则N极为铁棒

D.若装置②用于电解精炼铜，溶液中的Cu2+浓度保持不变

2、中国第二化工设计院提出，用间接电化学法对大气污染物NO进行无害化处理，其原理示意如图（质子膜允许H+和H2O通过），下列相关判断正确的是（）

A.电极I为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2

B.电解池中质子从电极I向电极Ⅱ作定向移动

C.吸收塔中的反应为2NO+2S2O32-+H2O=N2+4HSO3-

D.每处理1molNO电解池质量减少16g

3、利用如图所示装置（电极均为惰性电极）可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2，下列说法正确的是（　　）

A.a为直流电源的负极

B.阴极的电极反应式为：

2HSO3-＋2H2O＋2e-=S2O42-＋2OH-

C.阳极的电极反应式为：

SO2＋2H2O-2e-=SO42-＋4H+

D.电解时，H＋由阴极室通过阳离子交换膜到阳极室

4、三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO

可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。

下列叙述正确的是（　　）

A．通电后中间隔室的SO

向正极迁移，正极区溶液pH增大

B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品

C．负极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，负极区溶液pH降低

D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成

5、下列有关图示实验的说法正确的是（）

A.①装置中阴极处产生的气体能够使湿润的KI-淀粉试纸变蓝

B.②装置中待镀铁制品应与直流电源正极相连

C.③装置中电子由b极流向a极

D.④装置中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应

6、连二亚硫酸钠（Na2S2O4）俗称保险粉，还原性比Naso3更强，工业上广泛用于纺织品漂白及作脱氧剂等。

工业上可用惰性电极电解NaHSO3溶液得到连二亚硫酸钠（Na2S2O4），如下图所示。

下列说法不正确的是

A.得到连二亚硫酸钠产品电极反应式为2HSO3－+2e－=S2O42－+2OH－

B.a为阳极

C.连二亚硫酸钠产品在阴极得到

D.若不加隔膜，则得不到连二亚硫酸钠

7、用惰性电极电解如下物质可制得对应金属的是（）

A.电解熔融AlCl3获取金属铝

B.电解MgCl2溶液获取金属镁

C.电解CuCl2溶液获取金属铜

D.电解饱和食盐水来获取金属钠

8、关于下列各装置图的叙述不正确的是（）

①②③④

A.用装置①精炼铜，a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液

B.装置②盐桥中KCl的Cl-移向乙烧杯

C.装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护

D.装置④可以验证温度对化学平衡的影响

9、截至到2013年12月末，中国光伏发电新增装机容量达到10.66GW，光伏发电累计装机容量达到17.16GW。

下列左图为光伏并网发电装置，右图为电解尿素[CO（NH2）2]的碱性溶液制氢的装置示意图（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。

下列叙述中正确的是（　　）

A.左图中N型半导体为正极，P型半导体为负极

B.右图溶液中电子流向为从B极流出，从A极流入

C.X2为氧气

D.工作时，A极的电极反应式为CO（NH2）2+8OH--6e-=CO32-+N2↑+6H2O

10、电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如下图所示，其中阴极和阳极均为惰性气体电极。

测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1：

2，以下说法正确的是（　　）

A.a极与电源的负极相连

B.产物丁为硫酸溶液

C.离子交换膜d为阴离子交换膜（允许阴离子通过）

D.b电极反立式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑

11、利用上图装置，可完成很多电化学实验。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．若X为锌棒，开关K置于A处，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阴极的阳极保护法

B．若X为铜棒，开关K置于A处，装置中发生的总反应为2NaCl＋2H2O

2NaOH＋Cl2↑＋H2↑

C．若X为碳棒，开关K置于B处，在铁棒附近滴入硫氰化钾溶液可看到溶液变红色

D．若X为碳棒，开关K置于B处，向食盐水中滴入酚酞溶液可看到碳棒附近先变红

12、过硫酸铵[（NH4）2S2O8]是一种重要的氧化剂、漂白剂。

工业上用粗硫酸铵（杂质主要为含铁化合物）生产过硫酸铵，其工艺流程如图所示。

回答下列问题：

（1）0.1mol·L－1（NH4）2SO4溶液中，各离子的浓度由大到小的顺序为_______________。

（2）“调pH”控制溶液的pH＝10，室温下该溶液中c（NH

）∶c（NH3·H2O）＝______________________。

[已知：

K（NH3·H2O）＝1.7×10－5]

（3）“氧化”时有中间产物Fe6（OH）12SO4生成，该物质中n[Fe（Ⅱ）]∶n[Fe（Ⅲ）]＝________；该物质进一步被空气氧化成FeOOH的化学方程式为________________________。

[注：

Fe（Ⅱ）表示二价铁，Fe（Ⅲ）表示三价铁]

（4）“电解”时，硫酸铵溶液的浓度为400g·L－1，其物质的量浓度是________mol·L－1。

（计算结果保留两位小数）

（5）“电解”装置如图所示。

①阳极的电极反应式是________________；电解过程中阴极室溶液的pH________（填“变大”“变小”或“不变”）。

②电解所得溶液A经降温结晶分离出（NH4）2S2O8后，往剩余溶液中加入适量的硫酸铵和________（填化学式）后便可继续用作阳极室的电解液。

13、金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。

（1）由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是__________。

a．Fe2O3　　　　　b．NaCl　　　　　c．Cu2S　　　　　d．Al2O3

（2）辉铜矿（Cu2S）可发生反应2Cu2S+2H2SO4+5O2=4CuSO4+2H2O，当1molO2发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为___mol。

向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是____。

（3）右图为电解精炼银的示意图，_____（填a或b）极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为____________。

（4）为处理银器表面的黑斑（Ag2S），将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，Ag2S转化为Ag，食盐水的作用为_____________________________。

14、从下表的阴、阳离子中选出适当的离子组成三种电解质（每种离子只能选用一次），用惰性电极对每种电解质溶液进行电解。

回答下列问题：

阳离子

H+、Na+、Ag+

阴离子

Cl-、SO42-、NO3-

（1）若阴极放出氢气，阳极放出氧气，且电解后溶液的pH变小，则所选用的电解质的化学式是___________，阴极的电极反应式为___________。

（2）若阴极析出金属，阳极放出氧气，则所选用的电解质的化学式是___________，阳极的电极反应式为_______________________________________________________________。

（3）用如图所示装置电解第三种电解质M的饱和溶液，写出该电解池中发生反应的总化学方程式：

____________________________。

15、如下图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。

将电源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。

试完成以下问题:

（1）电源

极的名称是________。

（2）甲装置中电解反应的总化学方程式是____________。

（3）如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是________。

（4）欲用丙装置给铜镀银，G应该是________（填“铜”或“银”），电镀液的主要成分是________（填化学式）。

（5）装置丁中的现象是________，说明________。

16、电解原理在化学工业中有广泛应用。

（1）利用下图装置电解制备NaOH，两电极区电解液分别为NaOH和NaCl溶液。

①B极区电解液为____________溶液（填化学式），A极要连接电源的_________（填“正”或“负”）极。

②阳极电极反应式为__________________________________________，电解过程中Na+向____________电极迁移（填“A”或“B”）。

③电解总反应的离子方程式是________________________________________________。

（2）利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。

①若X为碳电极，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________处。

（填“A”、“B”或“C”）

②若X为锌电极，开关K置于A处，该电化学防护法称为______________________。

参考答案

1、【答案】A

【解析】解：

A．Zn比铜活泼为负极，Cu为正极，K+移向CuSO4溶液，故A正确；B．原电池是将化学能转化为电能，故B错误；C．用装置②用于铁棒镀铜，则N极为铜棒，故C错误；D．电解精炼铜时溶液中的Cu2+浓度减小，故D错误；故选A。

2、【答案】C

【解析】A.电极I为阴极，阴极上是HSO3－获得电子生成S2O42－，酸性条件下还生成水，电极反应式为：

2HSO3－+2H＋+2e－=S2O42－+2H2O，故A错误；B.电解池中质子从电极Ⅱ向电极I作定向移动，故B错误；C.吸收池中S2O42－与NO反应生成N2与HSO3－，反应离子方程式为：

吸收塔中的反应为2NO+2S2O32-+H2O=N2+4HSO3-，故C正确；D、电解池中发生的反应：

4HSO3-=2H2O+O2＋2S2O42－，结合吸收塔中的反应：

2NO+2S2O32-+H2O=N2+4HSO3-，得关系式：

2NO~O2~4H＋,每处理1molNO电解池质量减少16gO2和2gH＋，共18g，故D错误；故选C。

3、【答案】C

【解析】解：

A、二氧化硫被氧化为硫酸根，所以二氧化硫所在的区为阳极区，阳极与电源正极a相连，故A错误；B、阴极的电极反应式为：

2HSO3-+2H++2e-═S2O42-+2H2O，故B错误；C、阳极的电极反应式为：

SO2+2H2O-2e-═SO42-+4H+，故C正确；D、阳离子交换膜只允许阳离子通过，电解时，阳离子移向阴极，所以H+由阳极室通过阳离子交换膜到阴极室，故D错误；故选C。

4、【答案】B

【解析】A项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，由于生成H＋，正极区溶液中阳离子增多，故中间隔室的SO

向正极迁移，正极区溶液的pH减小。

B项负极区发生的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴离子增多，中间隔室的Na＋向负极迁移，故负极区产生NaOH，正极区产生H2SO4。

C项由B项分析可知，负极区产生OH－，负极区溶液的pH升高。

D项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，当电路中通过1mol电子的电量时，生成0.25molO2。

5、【答案】D

【解析】解：

A、①为电解氯化铜溶液，电极反应为：

阳极：

2Cl--2e-=Cl2，阴极：

Cu2++2e-=Cu，阳极处能产生使湿润淀粉KI试纸变蓝的气体Cl2，错误；B、②为电镀池，电镀时，镀层金属做阳极与电源正极相连，镀件做阴极与电源负极相连，错误；C、③为燃料电池，通氢气（a）的一极为负极，通氧气（b）的一极为正极，原电池中电子从负极（a）沿导线流向正极（a），错误；D、④为电解饱和食盐水装置，离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应，正确。

6、【答案】B

7、【答案】C

【解析】解：

电解熔融的氧化铝才能够制备金属铝，A错误；电解熔融的MgCl2获取金属镁，B错误；电解CuCl2溶液，阴极得到铜，C正确；电解熔融的氯化钠才能制备钠，而电解饱和食盐水只能得到氢氧化钠溶液，D错误；正确答案选C。

8、【答案】B

【解析】A.装置①根据电流方向知a为阳极，b为阴极，用此装置精炼铜时，a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液，故A正确；B.装置②盐桥中KCl的Cl-移向负极，即移向甲烧杯，故B错误；C.装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连做阴极，获得保护故C正确；D.装置④可以验证温度对化学平衡的影响，2NO2（g）=N2O4（（g）△H<0,所以改变温度。

平衡发生移动，由颜色变化可以判定化学平衡移动了，故D正确。

本题答案：

B。

9、【答案】D

【解析】解：

本题考查电解原理。

A项，左图为光伏并网发电装置，右图为电解尿素[CO（NH2）2]的碱性溶液制氢的装置，该装置工作时，氮元素化合价由-3价变为0价，H元素化合价由+1价变为0价，则氮元素被氧化，氢元素被还原，所以生成氮气的电极A是阳极，生成氢气的电极B是阴极，则左图中N型半导体为负极，P型半导体为正极，故A错误；B项，电解时，电子的流向为：

阳极（A极）→电源，电源→阴极（B极），故B错误；C项，阴极B上发生还原反应，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，所以X2为H2，故C错误；D项，A极为阳极，CO（NH2）2发生氧化反应生成N2，电极反应式为：

CO（NH2）2+8OH--6e-=CO32-+N2↑+6H2O，故D正确。

10、【答案】D

【解析】解：

A、惰性电极电解硫酸钠溶液，阴极生成氢气、阳极产生氧气，气体甲与气体乙的体积比约为1:

2，所以甲为氧气、乙为氢气，a是阳极，b是阴极。

a极与电源的正极相连，A错误；B、乙是氢气，氢离子放电，水的电离平衡被破坏，产生氢氧化钠，因此丁是氢氧化钠溶液，B错误；C、丁是氢氧化钠，离子交换膜d为阳离子交换膜，C错误；D、b电极是阴极，氢离子放电，电极反应式：

2H2O+2e-=H2↑+2OH-，D正确。

答案选D。

11、【答案】D

【解析】若X为锌棒，开关K置于A处，则构成电解池，铁作阴极，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为外加电流的阴极保护法，A项不正确；若X为铜棒，开关K置于A处，则构成电解池，铜作阳极，失去电子，发生反应Cu－2e－===Cu2＋，B项不正确；若X为碳棒，开关K置于B处，则构成原电池，铁作负极，失去电子生成亚铁离子，因此在铁棒附近滴入硫氰化钾溶液看不到溶液变红色，C项不正确；若X为碳棒，开关K置于B处，则构成原电池，铁作负极，碳棒作正极，正极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，因此向食盐水中滴入酚酞溶液可看到碳棒附近先变红，D项正确。

12、【答案】

（1）c（NH

）>c（SO

）>c（H＋）>c（OH－）

（2）0.17

（3）2∶1　Fe6（OH）12SO4＋O2＋2NH3·H2O===6FeOOH＋（NH4）2SO4＋4H2O[或Fe6（OH）12SO4＋O2===6FeOOH＋H2SO4＋2H2O]

（4）3.03

（5）①2SO

－2e－===S2O

　不变　②H2SO4

【解析】

13、【答案】

（1）bd

（2）4；氢气

（3）a；NO3－+3e－＋4H+＝NO↑+2H2O

（4）做电解质溶液，形成原电池

【解析】解：

（1）活泼金属采用电解法冶炼，钠、铝都是活泼金属，采用电解熔融态NaCl、Al2O3的方法冶炼，故选bd；

（2）在该反应中，Cu元素化合价由+1升高到+2，S元素由-2升高到+6，所以Cu2S做还原剂；氧化还原反应中得失电子数相等，所以当有1molO2参与反应时失去4mol电子，则还原剂所失电子的物质的量为4mol；硫酸铜是强酸弱碱盐，其溶液呈酸性，镁和酸反应生成氢气，故答案为：

4；氢气；

（3）电解精炼时，粗银做阳极，所以粗银是a极；b电极是阴极，发生还原反应，生成了红棕色气体是NO2，电极反应：

NO3-+e-+2H+=NO2↑+H2O，故答案为：

a；NO3-+e-+2H+=NO2↑+H2O；

（4）该装置构成原电池，氯化钠溶液作电解质溶液，促进溶液的导电能力，故答案为：

作电解质溶液，形成原电池。

14、【答案】

（1）H2SO4；2H++2e-=H2↑

（2）AgNO3；4OH--4e-=O2↑+2H2O（或2H2O--4e-=O2↑+4H+）

（3）NaCl+H2O

NaClO+H2↑

【解析】解：

本题考查用惰性电极电解电解质溶液的规律，电极反应式和电解总方程式的书写。

由于AgCl难溶于水、Ag2SO4微溶于水，Ag+只能与NO3-形成电解质溶液。

（1）阳离子放电顺序为Ag+

H+

Na+，阴离子的放电顺序为Cl-＞OH-＞含氧酸根。

若阴极放出H2，阳极放出O2，本质上电解水，电解质溶液不可能为AgNO3溶液、电解质溶液中不可能有Cl-，由于每种离子只能选用一次，电解质溶液可能为H2SO4、Na2SO4；电解后溶液的pH变小的电解质的化学式为H2SO4；阴极的电极反应式为2H++2e-=H2↑。

（2）若阴极析出金属，阳极放出O2，所选电解质为不活泼金属的含氧酸盐，则所选电解质的化学式为AgNO3。

阳极为OH-放电，阳极电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O。

（3）由于每种离子只能选用一次，则第三种电解质溶液为NaCl溶液，在电解池中Fe为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；石墨为阳极，阳极电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，电解反应为2NaCl+2H2O

2NaOH+H2↑+Cl2↑，阳极生成的Cl2与阴极生成的NaOH发生反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，将两反应相加得电解池中发生反应的总化学方程式为NaCl+H2O

NaClO+H2↑。

15、【答案】

（1）正极

（2）2CuSO4＋2H2O

2Cu＋O2↑＋2H2SO4

（3）1:

1

（4）银；AgNO3

（5）Y极附近红褐色变深；氢氧化铁胶粒带正电荷

【解析】解：

（1）装置乙中是饱和NaCl溶液，通电后，在阳极周围溶液中的Cl－比OH－容易放电，则析出氯气，而在阴极周围溶液中H＋比Na＋容易放电，则析出氢气，使阴极周围溶液中OH－浓度增大而呈碱性，遇酚酞显红色，根据题目叙述在F极附近显红色，则F极为阴极，所以电源B极为负极，A极为正极；

（2）装置甲中是CuSO4溶液，溶液中的Cu2＋比H＋更容易在阴极放电而析出铜，溶液中的OH－比SO42－容易放电而析出氧气，所以电解反应的总化学方程式为2CuSO4＋2H2O

2Cu＋O2↑＋2H2SO4；

（3）装置乙中是饱和NaCl溶液，电解时在阳极析出氯气，在阴极析出氢气，根据电子转移守恒可得，这两种气体的体积约为1：

1；

（4）若用丙装置给铜上镀银，因G电极为阳极，所以G为金属银；电镀液的主要成分是AgNO3；

（5）装置丁中进行的是Fe（OH）3胶体的电泳实验，X极为阳极，Y极为阴极，通电后的现象是Y极附近红褐色变深，说明Fe（OH）3胶体微粒带正电荷，通电时移向电解池的阴极。

16、【答案】

（1）①NaOH；正；②2Cl--2e-=Cl2↑；B；③2Cl-+2H2O

Cl2↑+H2↑+2OH-

（2）①C；②牺牲阳极的阴极保护法（或：

牺牲阳极保护法）

【解析】解：

（1）电解制备NaOH，两电极区电解液分别为NaOH和NaCl溶液，由图可知，右侧生成氢气，则B中氢离子放电，可知B为阴极，在B中制备NaOH，B极区电解液为NaOH溶液；Na+由A经过阳离子交换膜向B移动；A中为NaCl溶液，氯离子放电生成氯气，则阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑。

①根据上述方向，B极区电解液为NaOH溶液，A极要连接电源的正极，故答案为：

NaOH；正；

②阳极电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，电解过程中Na+向B电极迁移，故答案为：

2Cl--2e-=Cl2↑；B；

③电解总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O

Cl2↑+H2↑+2OH-，故答案为：

2Cl-+2H2O

Cl2↑+H2↑+2OH-；

（2）①若X为碳棒，开关K应置于A处，构成原电池，Fe为负极，加速Fe的腐蚀；开关K应置于B处，构成电解池，Fe为阳极，加速铁的腐蚀；开关K应置于C处，构成电解池，Fe为阴极，被保护，减缓铁的腐蚀，故答案为：

C；

②若X为锌，开关K应置于A处，构成原电池，Zn为负极，Fe被保护，减缓铁的腐蚀，该方法为牺牲阳极的阴极保护法，故答案为：

牺牲阳极的阴极保护法。