課時跟蹤檢測（七）電解原理的應(yīng)用一、單項(xiàng)選擇題1．下列描述中，不符合生產(chǎn)實(shí)際的是()A．電解法精煉銅，用粗銅作陽極B．電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極C．電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極D．在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極解析：選BA項(xiàng)，電解法精煉銅，粗銅為陽極，純銅為陰極，正確；B項(xiàng)，用鐵作陽極，陽極上鐵被氧化，應(yīng)使用惰性電極，錯誤；C項(xiàng)，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極，陰極材料不反應(yīng)，正確；D項(xiàng)，電鍍時，鍍層金屬作陽極，用鋅作陽極，電解液為含有鋅離子的電解質(zhì)溶液，正確。2．在鐵制品上鍍一層一定厚度的鋅層，以下方案設(shè)計正確的是()A．鋅作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有鋅離子B．鉑作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有鋅離子C．鐵作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有亞鐵離子D．鋅作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有亞鐵離子解析：選A電鍍時，通常鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，含有鍍層金屬陽離子的電解質(zhì)溶液作電鍍液。3．電解CuSO4溶液時，若要達(dá)到以下三點(diǎn)要求：①陽極質(zhì)量減少；②陰極質(zhì)量增加；③溶液中c(Cu2＋)不變?？蛇x用的電極是()A．純銅作陽極，含Zn、Ag的銅合金作陰極B．含Zn、Ag的銅合金作陽極，純銅作陰極C．用純鐵作陽極，用純銅作陰極D．用石墨作陽極，用惰性電極(Pt)作陰極解析：選AA項(xiàng)，陽極反應(yīng)Cu－2e－=Cu2＋，陰極反應(yīng)Cu2＋＋2e－=Cu，正確；B項(xiàng)，陽極反應(yīng)Zn－2e－=Zn2＋，Cu－2e－=Cu2＋，陰極反應(yīng)Cu2＋＋2e－=Cu，c(Cu2＋)發(fā)生變化，不正確；C項(xiàng)，陽極反應(yīng)Fe－2e－=Fe2＋，陰極反應(yīng)Cu2＋＋2e－=Cu，c(Cu2＋)發(fā)生變化，不正確；D項(xiàng)，陽極反應(yīng)4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，陰極反應(yīng)Cu2＋＋2e－=Cu，c(Cu2＋)發(fā)生變化，不正確。4．用電化學(xué)方法提取廢棄定影液中的銀，同時使處理后的溶液中不引入其他新的重金屬離子，下列方案正確的是()解析：選D要用電化學(xué)方法提取廢棄定影液中的銀，同時使處理后的溶液中不引入其他新的重金屬離子，則應(yīng)該用電解原理，因此陰極應(yīng)該是銀，陽極可以是惰性電極，例如碳棒，答案選D。5．用惰性電極電解飽和食鹽水，當(dāng)電源供給0.2mol電子時停止通電，若此溶液體積為2L，則所得電解液中氫氧根離子濃度為()A．1mol·L－1 B．0.2mol·L－1C．0.1mol·L－1 D．0.01mol·L－1解析：選C由2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑知，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移2mole－時生成2molNaOH，即n(NaOH)＝0.2mol，c(OH－)＝eq\f(0.2mol,2L)＝0.1mol·L－1。二、不定項(xiàng)選擇題6.右圖中X為電源，Y為浸透飽和食鹽水和酚酞溶液的濾紙，濾紙中央滴有一滴KMnO4溶液，通電后Y中央的紫紅色斑向d端擴(kuò)散。下列判斷正確的是()A．濾紙上c點(diǎn)附近會變紅色B．Cu電極質(zhì)量減小，Pt電極質(zhì)量增大C．Z中溶液的pH先減小，后增大D．Z溶液中的SOeq\o\al(2－,4)向Cu電極移動解析：選A由題紫紅色斑即MnOeq\o\al(－,4)向d端擴(kuò)散，陰離子向陽極移動，說明d端為陽極，即b為正極，a為負(fù)極，c為陰極。NaCl溶液中c點(diǎn)H＋放電，附近變紅色。Z中為電解CuSO4溶液，Pt為陽極，水中的OH－放電，2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，Cu為陰極，溶液中的Cu2＋得電子生成銅，總反應(yīng)為2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5())2Cu＋O2↑＋2H2SO4，陽極區(qū)生成H＋，則SOeq\o\al(2－,4)向Pt極移動，B、D項(xiàng)錯誤；隨著電解的進(jìn)行，Z溶液變?yōu)榱蛩幔匐娊鈩t變?yōu)殡娊馑?，硫酸濃度增大，C項(xiàng)錯誤。7.碘鹽的主要成分是KIO3和NaCl，KIO3在工業(yè)上可用電解法制取，以石墨和鐵為電極，電解KI溶液，化學(xué)方程式為KI＋H2O→KIO3＋H2↑(未配平)。下列有關(guān)說法中正確的是()A．電解時，石墨作陰極，鐵作陽極B．電解時，在陰極上產(chǎn)生KIO3C．電解前后電解質(zhì)溶液pH變大D．電解中，每轉(zhuǎn)移0.6mole－，理論上可得到0.1mol無水KIO3晶體解析：選D配平化學(xué)方程式為KI＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))KIO3＋3H2↑。鐵是活潑電極不能作陽極，A項(xiàng)錯誤；陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，B項(xiàng)錯誤；反應(yīng)后沒有酸或堿生成，溶液的pH不變，C項(xiàng)錯誤；KI→KIO3發(fā)生氧化反應(yīng)，轉(zhuǎn)移6e－，為陽極反應(yīng)，D項(xiàng)正確。8．如圖所示，某工廠采用電解法處理含鉻(Cr2Oeq\o\al(2－,7))酸性廢水，其中，耐酸電解槽以鐵板作陰、陽極，電解后，溶液中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)全部變?yōu)镃r3＋，下列說法不正確的是()A．M與電源的負(fù)極相連B．出液口排出的溶液中還含有Fe3＋C．N極電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑D．陰極區(qū)附近溶液pH降低解析：選ADA項(xiàng)，電解含鉻(Cr2Oeq\o\al(2－,7))酸性廢水，溶液中的H＋在陰極放電產(chǎn)生H2，所以N與電源的負(fù)極相連，作陰極，M與電源的正極連接，作陽極，錯誤；B項(xiàng)，陽極Fe失去電子變?yōu)镕e2＋，然后與溶液中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)發(fā)生反應(yīng)變?yōu)镕e3＋，Cr2Oeq\o\al(2－,7)則被還原變?yōu)镃r3＋，所以出液口排出的溶液中含有Cr3＋、Fe3＋，正確；C項(xiàng)，在N極，溶液中的H＋得到電子變?yōu)镠2，電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，正確；D項(xiàng)，在陰極區(qū)，由于H＋得到電子變?yōu)镠2，附近溶液的酸性減弱，溶液pH升高，錯誤。三、非選擇題9.電解原理在化學(xué)工業(yè)中被廣泛應(yīng)用。右圖表示一個電解池，裝有電解質(zhì)溶液a；X、Y是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連。請回答以下問題：(1)若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞溶液，則①電解池中X極上的電極反應(yīng)為________________________________________，在X極附近觀察到的現(xiàn)象是____________________________________________。②Y極上的電極反應(yīng)為________________________________________________，檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是__________________________________________________________________________________________________________________。(2)若用電解法精煉銅，電解質(zhì)溶液a選用CuSO4溶液，則：①X極的材料是__________，電極反應(yīng)為___________________________________。②Y極的材料是__________，電極反應(yīng)為____________________________________________________________________。(說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出)解析：(1)用惰性電極電解飽和食鹽水時，陽極反應(yīng)：2Cl－－2e－=Cl2↑；陰極反應(yīng)：2H＋＋2e－=H2↑。與電源正極相連的極為陽極，所以X極為陰極，Y極為陽極。X極在反應(yīng)過程中消耗了H2O電離出的H＋，溶液呈堿性，加入酚酞溶液變成紅色；Y極產(chǎn)生Cl2，能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兂伤{(lán)色。(2)電解精煉銅時，用含雜質(zhì)的銅作陽極，精銅作陰極。反應(yīng)過程中陽極上銅以及比銅活潑的金屬失去電子，成為離子進(jìn)入溶液，活潑性比銅弱的金屬形成陽極泥；在陰極只有Cu2＋能得到電子成為單質(zhì)，其他較活潑金屬對應(yīng)的離子不能得到電子。根據(jù)題圖，X為陰極，Y為陽極。所以X極的材料是精銅，電極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－=Cu；Y極的材料是粗銅，電極反應(yīng)：Cu－2e－=Cu2＋。答案：(1)①2H＋＋2e－=H2↑放出氣體，溶液變紅②2Cl－－2e－=Cl2↑把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y極附近，試紙變?yōu)樗{(lán)色(2)①精銅Cu2＋＋2e－=Cu②粗銅Cu－2e－=Cu2＋10．如下圖裝置所示，C、D、E、F都是惰性電極，甲、乙中溶液的體積和濃度都相同(假設(shè)通電前后溶液體積不變)，A、B為外接直流電源的兩極。將直流電源接通后，F(xiàn)極附近呈紅色。請回答：(1)B極是電源的________。(2)若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質(zhì)生成時，對應(yīng)單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為________。(3)現(xiàn)用丙裝置給銅件鍍銀，則H應(yīng)該是____________(填“鍍層金屬”或“鍍件”)，電鍍液是________溶液。當(dāng)乙中溶液的c(OH－)＝0.1mol·L－1時(此時乙溶液體積為500mL)，丙中鍍件上析出銀的質(zhì)量為________，甲中溶液的pH________(填“變大”“變小”或“不變”)。(4)若將C電極換為鐵，其他裝置都不變，則甲中發(fā)生總反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________________________。解析：(1)乙池為電解飽和食鹽水裝置，F(xiàn)極附近變紅色，說明F極為陰極。(2)C、D、E、F的電極產(chǎn)物分別為O2、Cu、Cl2、H2，若通過1mol電子，其物質(zhì)的量之比為eq\f(1,4)∶eq\f(1,2)∶eq\f(1,2)∶eq\f(1,2)＝1∶2∶2∶2。(3)根據(jù)電鍍原理，陰極材料應(yīng)為鍍件，電鍍液應(yīng)為硝酸銀溶液，當(dāng)乙中溶液的c(OH－)＝0.1mol·L－1時(乙溶液體積為500mL)，電子轉(zhuǎn)移為0.05mol，根據(jù)電子守恒，可知丙中鍍件上析出銀的物質(zhì)的量也為0.05mol，質(zhì)量為5.4g，甲池電解產(chǎn)物為Cu、O2、H2SO4，溶液的pH減小。答案：(1)負(fù)極(2)1∶2∶2∶2(3)鍍件硝酸銀5．4g變小(4)Fe＋Cu2＋eq\o(=,\s\up7(通電))Fe2＋＋Cu一、單項(xiàng)選擇題1．將一直流電源的正、負(fù)極(電極材料為Pt)，用玻璃片分別壓在一張用食鹽水、碘化鉀、淀粉溶液和石蕊溶液浸透的濾紙上，經(jīng)過一段時間后，兩極附近濾紙的顏色分別是()選項(xiàng)ABCD陽極藍(lán)白紅藍(lán)陰極白藍(lán)藍(lán)藍(lán)解析：選D題中所述裝置是電解食鹽水，陽極反應(yīng)：2Cl－－2e－=Cl2↑，Cl2使?jié)駶櫟腒I淀粉溶液變藍(lán)色；陰極反應(yīng)：2H＋＋2e－=H2↑，陰極附近溶液呈堿性，使石蕊溶液變藍(lán)色。2．金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，則下列敘述中正確的是(已知：氧化性Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋)()A．陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：Ni2＋＋2e－=NiB．電解過程中，陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等C．電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2＋和Zn2＋D．電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt解析：選D電解時陰極發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯誤；電解過程中，陽極Zn、Fe、Ni依次失去電子生成陽離子進(jìn)入溶液，Cu、Pt不如Ni活潑不被氧化，沉入槽底成為陽極泥，陰極只析出Ni，B項(xiàng)錯誤，D項(xiàng)正確；電解后溶液中仍有少量的Ni2＋，C項(xiàng)錯誤。3．下圖是工業(yè)電解飽和食鹽水的裝置示意圖，下列說法中不正確的是()A．裝置出口①處的物質(zhì)是氯氣B．出口②處的物質(zhì)是氫氣，該離子交換膜只能讓陽離子通過C．裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Cl－＋2H＋eq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5())Cl2↑＋H2↑D．該裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能解析：選C出口①處是電解池的陽極區(qū)，溶液中的氯離子失電子生成氯氣，A項(xiàng)正確；出口②處是電解池的陰極區(qū)，溶液中的氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，離子交換膜是陽離子交換膜，只允許陽離子通過，B項(xiàng)正確；電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉和氫氣、氯氣，離子方程式為2Cl－＋2H2O通電,Cl2↑＋H2↑＋2OH－，C項(xiàng)錯誤；該裝置是電解裝置，是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，D項(xiàng)正確。4.某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和NaCl溶液。通電時，為使Cl2被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計了如圖的裝置，則對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是()A．a(chǎn)為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaClB．a(chǎn)為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaClC．a(chǎn)為陽極，b為陰極；HClO和NaClD．a(chǎn)為陰極，b為陽極；HClO和NaCl解析：選B電解氯化鈉溶液時，陽極反應(yīng)是氯離子失電子生成氯氣，陰極反應(yīng)是氫離子得電子生成氫氣，為使Cl2被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，應(yīng)讓氯氣在下端產(chǎn)生，即a為負(fù)極，b為正極，氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉和次氯酸鈉。5.如圖所示的電解池中，a、b、c、d都是石墨電極，通電一段時間后，a、b、c、d各電極上生成物物質(zhì)的量之比是()A．2∶2∶4∶1B．1∶1∶2∶1C．2∶4∶4∶1D．2∶1∶2∶1解析：選Aa為陰極，Cu2＋得電子生成Cu，b為陽極，Cl－失電子生成Cl2；c為陰極，Ag＋得電子生成Ag，d為陽極，OH－失電子生成O2。根據(jù)得失電子守恒，四種產(chǎn)物之間的關(guān)系為2Cu—2Cl2—4Ag—O2。二、不定項(xiàng)選擇題6．1L0.1mol·L－1AgNO3溶液在以Ag作陽極，F(xiàn)e作陰極的電解槽中電解，當(dāng)陰極增重2.16g時，下列判斷(設(shè)電解按理論進(jìn)行，溶液不蒸發(fā))正確的是()A．溶液的濃度變?yōu)?.08mol·L－1B．陽極上產(chǎn)生112mLO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)C．轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是1.204×1022個D．反應(yīng)中有0.01mol的Ag被氧化解析：選C由題意知，陰極反應(yīng)為Ag＋＋e－=Ag，陽極反應(yīng)：Ag－e－=Ag＋，由陰極增重2.16g知，n(Ag)＝n(e－)＝n(Ag＋)＝2.16g/108g·mol－1＝0.02mol。A項(xiàng)，此裝置是在鐵上鍍銀，AgNO3溶液濃度不變，錯誤；B項(xiàng)，由陽極反應(yīng)知，陽極上沒有O2生成，錯誤；C項(xiàng)，n(e－)＝0.02mol，N(e－)＝n(e－)×NA＝1.204×1022，正確；D項(xiàng)，反應(yīng)中被氧化的銀為0.02mol，錯誤。7．電解降解法可用于治理水體硝酸鹽污染，將NOeq\o\al(－,3)降解成N2的電解裝置如下圖所示。下列說法正確的是()A．電源的負(fù)極為bB．電解時H＋從膜右側(cè)遷移到膜左側(cè)C．Ag-Pt電極反應(yīng)為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑D．若轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1.204×1024，生成N25.6g解析：選ADA項(xiàng)，Ag-Pt作陰極，b連接電源負(fù)極，正確；C項(xiàng)，陰極得電子，錯誤；B項(xiàng)，陽離子向陰極移動，故質(zhì)子應(yīng)是由左側(cè)向右側(cè)遷移，錯誤；D項(xiàng)，根據(jù)N原子守恒可知2NOeq\o\al(－,3)～N2～10e－，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1.204×1024，即2mol電子生成N20.2mol，其N2的質(zhì)量為5.6g，正確。三、非選擇題8．某課外活動小組用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試回答下列問題：(1)若開始實(shí)驗(yàn)時開關(guān)K與a連接，則B極的電極反應(yīng)式為________________。(2)若開始實(shí)驗(yàn)時開關(guān)K與b連接，則下列說法正確的是________(填序號)。①溶液中Na＋向A極移動②從A極逸出的氣體能使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍(lán)③反應(yīng)一段時間后向電解液中加適量鹽酸可使其恢復(fù)到電解前的濃度(3)該小組運(yùn)用工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的原理，用如下圖所示裝置電解K2SO4溶液。①該電解槽的陽極反應(yīng)式為______________________，通過陰離子交換膜的離子數(shù)________(填“>”“<”或“＝”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。②圖中a、b、c、d分別表示有關(guān)溶液的pH，則a、b、c、d由小到大的順序?yàn)開_______。③電解一段時間后，B口與C口產(chǎn)生氣體的質(zhì)量比為________。解析：(1)開關(guān)K與a連接時，是原電池裝置，B極是陰極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋。(2)若K與b連接，是電解池裝置，且A是陽極、B是陰極；陽離子向陰極移動；陽極是Cl－失電子生成Cl2，它能使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍(lán)；陰極產(chǎn)生H2，故由陰、陽兩極逸出的氣體可知，要使電解液恢復(fù)到電解前的濃度需通入HCl氣體而非加入鹽酸。(3)①由圖示加入的物質(zhì)可知，陽極是OH－失e－，陰極是H＋得e－，據(jù)電荷守恒，則通過陽離子交換膜的K＋數(shù)大于通過陰離子交換膜的SOeq\o\al(2－,4)數(shù)。②電解后生成的硫酸和KOH溶液的濃度均比原來的大，則b<a，d>c，又因?yàn)閴A溶液的pH大于酸溶液的pH，則：b<a<c<d。③B口產(chǎn)生O2，C口產(chǎn)生H2，根據(jù)得失電子守恒知兩者物質(zhì)的量之比為1∶2，則質(zhì)量之比為8∶1。答案：(1)Fe－2e－=Fe2＋(2)②(3)①2H2O－4e－=O2↑＋4H＋(或4OH－－4e－=2H2O＋O2↑)<②b<a<c<d③8∶19.電解原理在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。(1)如右圖，其中a是電解液，X、Y是兩塊電極板。若X、Y是惰性電極，a是CuSO4溶液，則電解時的化學(xué)方程式為__________________________________________。通電一段時間后，向燒杯中的電