2020届一轮复习新课改省份专版三十一）化学能与电能（3）电解原理及应用（过基础）作业

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跟踪检测（三十一） 化学能与电能（3）——电解原理及应用（过基础）‎ ‎1．工业上电解饱和食盐水时，产生氢气的电极是(　　)‎ A．阳极　　　　　　　　　 B．阴极 C．正极 D．负极 解析：选B　电解饱和食盐水总反应：2NaCl＋2H2O电解,2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，阴极反应式：2H＋＋2e－===H2↑，阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，因此产生氢气的电极是阴极，故B正确。‎ ‎2.用石墨电极电解CuCl2 溶液的装置如图所示，下列关于该装置的分析正确的是(　　)‎ A．a电极表面析出红色固体 B．a电极表面产生无色气体 C．b电极上发生还原反应 D．b电极的质量保持不变 解析：选C　根据离子的移动方向可知a电极是阳极，氯离子放电生成氯气，A错误；氯气是黄绿色气体，B错误；b电极是阴极，铜离子得到电子，发生还原反应，C正确；b电极上析出铜，电极的质量增加，D错误。‎ ‎3．下列不是应用了电解池原理的是(　　)‎ A．电镀 B．工业制镁 C．牺牲阳极的阴极保护法 D．氯碱工业制Cl2等 解析：选C　电镀是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其他金属或合金的过程，故A不符合题意；工业用电解熔融MgCl2的方法制取金属镁，故B不符合题意；牺牲阳极的阴极保护法，是利用原电池原理使还原性较强的金属作为负极发生氧化反应而消耗，被保护的金属作为正极避免腐蚀，故C符合题意；氯碱工业通过电解饱和NaCl溶液来制Cl2等，故D不符合题意。‎ ‎4．用铂电极分别电解下列物质的溶液(足量)，阴极和阳极上同时都有气体产生，且溶液的pH下降的是(　　)‎ A．H2SO4 B．CuSO4‎ C．HCl D．KCl 解析：‎ 选A　用铂电极电解硫酸，相当于电解水，阴极和阳极上同时都有气体产生，硫酸浓度增大，溶液pH降低，A正确；用铂电极电解硫酸铜溶液，生成铜、氧气和硫酸，溶液pH降低，但阴极无气体产生，B错误；用铂电极电解HCl溶液，生成氢气、氯气，阴极和阳极上同时都有气体产生，但消耗HCl，则溶液pH升高，C错误；用铂电极电解氯化钾溶液，生成氢氧化钾和氢气、氯气，溶液pH升高，D错误。‎ ‎5．欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是(　　)‎ A．Ag和AgCl溶液 B．Ag和AgNO3溶液 C．Pt和Ag2CO3溶液 D．Pt和Ag2SO4溶液 解析：选B　在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极，镀层金属银作阳极，电镀液是含有银离子的可溶性的盐溶液硝酸银。‎ ‎6．下列叙述正确的是(　　)‎ A．电解精炼铜，粗铜中所含Ni、Fe、Zn等金属杂质，电解后以单质形式沉积槽底，形成阳极泥 B．电解精炼铜时，纯铜作为阳极，粗铜作为阴极 C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极 D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极 解析：选C　电解精炼铜时，粗铜作阳极，粗铜中所含Ni、Fe、Zn等金属杂质活泼性强的金属，先于Cu放电，变为金属离子进入溶液，活泼性比铜差的金属不放电，电解后以单质形式沉积槽底，形成阳极泥，故A错误；电解精炼铜时，阳极发生氧化反应、阴极发生还原反应，则纯铜作为阴极，粗铜作为阳极，故B错误；在镀件上电镀铜时镀件为阴极，阳极为镀层金属，所以可用金属铜作阳极，故C正确；电解稀硫酸制H2、O2时，若铜作阳极，则阳极铜放电，阳极生成的是铜离子，不会生成氧气，阳极应该为惰性电极，故D错误。‎ ‎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 解析：选C　电解熔融的Al2O3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NaCl才能制备钠，而电解饱和食盐水得到NaOH溶液，D错误。‎ ‎8.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 KI淀粉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：选D　设计本装置的目的是探究氯碱工业原理，也就是电解NaCl溶液，故Cu电极只能作阴极，连接电源的负极，A不正确；Cu电极周围得到的产物是H2，无法使湿润KI淀粉试纸变蓝色，B不正确；NaOH是Cu电极周围产物，Na＋向Cu电极迁移，C不正确；Cu电极发生的电极反应为 2H＋＋2e－===H2↑，D正确。‎ ‎9.用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一组是(　　)‎ 选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论 A 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色 B 正极 AgNO3溶液 b管中电极反应式是4OH－－4e－===O2↑＋2H2O C 负极 CuCl2溶液 b管中有气体逸出 D 负极 NaOH溶液 溶液pH降低 解析：选C　电解Na2SO4溶液时，阳极上是OH－发生失电子的氧化反应，即a管中OH－放电，酸性增强，酸遇酚酞不变色，即a管中呈无色，A错误；电解AgNO3溶液时，阴极上是Ag＋发生得电子的还原反应，即b管中电极反应是析出金属Ag的反应，B错误；电解CuCl2溶液时，阳极上是Cl－发生失电子的氧化反应，即b管中Cl－放电，产生Cl2，C正确；电解NaOH溶液时，阴极上是H＋放电，阳极上是OH－放电，实际上电解的是水，导致NaOH溶液的浓度增大，碱性增强，pH升高，D错误。‎ ‎10．用电解法制取KIO3的方法是以石墨和铁为电极电解KI溶液，电解反应方程式为KI＋3H2OKIO3＋3H2↑。下列说法中正确的是(　　)‎ A．电解时石墨作阴极 B．电解时阳极上产生H2‎ C．电解过程中阴极溶液pH升高 D．阴极电极反应式：I－－6e－＋3H2O===IO＋6H＋‎ 解析：选C　电解时，铁作阴极，石墨作阳极，若铁作阳极，则铁放电，A错误；阳极发生氧化反应，I－失电子被氧化，电极反应为I－－6e－＋3H2O===IO＋6H＋，B、D两项错误；阴极水放电，2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，溶液的pH升高，C项正确。‎ ‎11．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在下图中，下列有关分析完全正确的是(　　)‎ 选项 A B C D a电极 阳极 阴极 阳极 阴极 d电极 正极 正极 负极 负极 Q离子 阳离子 阳离子 阴离子 阴离子 解析：选B　电子从电源的负极流出，故a是阴极，d是正极，溶液中阳离子Q移向阴极a。‎ ‎12.现用Pt电极电解1 L浓度均为0.1 mol·L－1的HCl、CuSO4的混合溶液，装置如图，下列说法正确的是(　　)‎ A．电解开始时阴极有H2放出 B．电解开始时阳极上发生：Cu2＋＋2e－===Cu C．当电路中通过电子的量超过0.1 mol时，此时阴极放电的离子发生了变化 D．整个电解过程中，SO不参与电极反应 解析：选D　依据放电顺序阴极先放电的是Cu2＋，故阴极开始析出的是Cu，阳极先放电的是Cl－，故阳极开始产生的是Cl2，故A、B错误；由阴极反应Cu2＋＋2e－===Cu，n(Cu2＋)＝0.1 mol，当电路中通过电子的量达到0.2 mol时，此时Cu2＋消耗完毕，阴极放电离子变为H＋，故C错误；阳极先是Cl－放电，当Cl－消耗完毕，此时H2O电离产生的OH－开始在阳极放电，SO不参与电极反应，故D正确。‎ ‎13.用如图所示装置(熔融CaF2CaO作电解质)获得金属钙，并用钙还原TiO2制备金属钛。下列说法正确的是(　　)‎ A．电解过程中，Ca2＋向阳极移动 B．阳极的电极反应式为C＋2O2－－4e－===CO2↑‎ C．在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少 D．若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“＋”接线柱是Pb电极 解析：选B　电子从外接电源负极流出，经导线到阴极，吸引溶液中的阳离子，即阳离子向阴极移动，选项A错误。阳极有CO2生成，熔融CaF2CaO作电解质，则阳极反应式为C＋2O2－－4e－===CO2↑，B选项正确。2Ca＋TiO2===Ti＋2CaO，在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量增加，C选项错误。铅蓄电池PbO2是正极，Pb为负极，若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“＋”接线柱是PbO2电极，D选项错误。‎ ‎14.用石墨电极完成下列电解实验，实验现象：a处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化；d处试纸变蓝。下列对实验现象的解释或推测不合理的是(　　)‎ A．a为电解池的阴极 B．b处有氯气生成，且与水反应生成了盐酸和次氯酸 C．c处发生了反应：Fe－3e－===Fe3＋‎ D．d处：2H＋＋2e－===H2↑‎ 解析：选C　a处试纸变蓝，为阴极，生成OH－，氢离子放电，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，A正确；b处变红，局部褪色，是因为氯离子放电产生氯气，氯气溶于水发生反应Cl2＋H2O===HCl＋HClO，HCl的酸性使溶液变红，HClO的漂白性使局部褪色，B正确；铁丝c处为阳极，发生反应：Fe－2e－===Fe2＋，C错误；d处试纸变蓝，为阴极，生成OH－，氢离子放电，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，D正确。‎ ‎15.取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圆呈浅红色。下列说法错误的是(　　)‎ A．b电极是阴极 B．a电极与电源的正极相连接 C．电解过程中，水是氧化剂 D．b电极附近溶液的pH变小 解析：选D　a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圆呈浅红色，说明a极附近产生了Cl2，所以a极与电源的正极相连，即a为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，b为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，所以水作氧化剂，b极附近溶液的pH增大。‎ ‎16．如图电解装置可将雾霾中的NO、SO2分别转化为NH和SO。下列关于该装置的说法错误的是(　　)‎ A．SO2通入阳极，该电极上发生氧化反应 B．物质A为硫酸 C．阴极的电极反应为NO－5e－＋6H＋===NH＋H2O D．(NH4)2SO4可作为肥料 解析：选C　电解装罝可将雾霾中的NO、SO2分别转化为NH和SO，SO2被氧化生成SO，故通入二氧化硫的一极为阳极，A项正确；电解方程式为5SO2＋2NO＋8H2O(NH4)2SO4＋4H2SO4，物质A为硫酸，B项正确；阴极为NO被还原为NH，其电极反应式为NO＋5e－＋6H＋===NH＋H2O，C项错误；(NH4)2SO4可作为氮肥，D项正确。‎ ‎17.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：‎ ‎(1)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极上的电极反应式为_______________________________________。‎ 在X极附近观察到的现象是____________________________________________。‎ ‎②Y电极上的电极反应式为_____________________________________________，‎ 检验该电极反应产物的方法是_________________________________________。‎ ‎(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则 ‎①X电极的材料是__________，电极反应式为________________________________。‎ ‎②Y电极的材料是__________，电极反应式为________________________________。(说明：杂质发生的电极反应不必写出)‎ ‎(3)工业上可用电解法来处理含Cr2O的酸性废水。具体方法是首先通过电解制得还原剂，然后还原剂将Cr2O还原为Cr3＋，最终转化成Cr(OH)3沉淀而除去。如图为电解装置示意图(电极材料分别为铁和石墨)。‎ ‎①装置中b电极的材料是______ (填“铁”或“石墨”)。‎ ‎②上述处理过程中，Cr2O被还原成Cr3＋的离子方程式为__________________。‎ 解析：(1)①X电极与电源的负极相连，作阴极，溶液中的氢离子放电，因此电解池中X极上的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。氢离子放电破坏了水的电离平衡，X电极附近氢氧根的浓度大于氢离子，溶液显碱性，所以在X极附近观察到的现象是放出气体，溶液变红。②Y电极是阳极，溶液中的氯离子放电，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，氯气具有强氧化性，检验该电极反应产物的方法是把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。(2)①粗铜精炼时纯铜作阴极，粗铜作阳极，所以X电极的材料是纯铜，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。②Y电极的材料是粗铜，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋。‎ ‎(3)①Cr2O具有强氧化性，将Cr2O转化成Cr(OH)3沉淀需要还原剂，Fe作阳极，该电极上Fe失电子生成Fe2＋，Fe2＋具有还原性，能还原将Cr2O转化成Cr3＋，同时自身被氧化生成Fe3＋，所以a电极材料是石墨、b电极材料是Fe。②‎ 根据电荷守恒、原子守恒配平方程式为Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。‎ 答案：(1) ① 2H＋＋2e－===H2↑　放出气体，溶液变红　②2Cl－－2e－===Cl2↑　把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色　(2)①纯铜　Cu2＋＋2e－===Cu　②粗铜　Cu－2e－===Cu2＋　(3)①铁　②Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O ‎18．如图所示，E为蘸有Na2SO4溶液的滤纸，并滴上几滴酚酞。A、B分别为Pt片，压在滤纸两端，R、S为电源的电极。M、N是多微孔的Ni电极，在碱溶液中可以视为惰性电极。G为电流计，K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO4溶液，K断开，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生。‎ ‎(1)外电源的R极为________极。‎ ‎(2)A极附近的现象是______________，B极的电极反应式为___________________。‎ ‎(3)滤纸上的紫色点向________(填“A”或“B”)极移动。‎ ‎(4)当C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间，C、D中气体逐渐减少，主要因为________________________________________；C极的电极反应式为________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)电解KOH溶液，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阳极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，通过相同的电量，阴极上产生气体的体积是阳极上产生气体体积的2倍，通过题图可知M为阴极，N为阳极，根据电解原理，R为负极，S为正极。(2)A接电源的负极，B接电源的正极，A为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，因此A极附近的现象是变红，B极的电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。(3)根据电解原理，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，因此MnO移向B极，即滤纸上的紫色点向B极移动。(4)切断电源后，H2、O2与KOH溶液构成氢氧燃料电池，C为负极，电极反应式为H2＋2OH－－2e－===2H2O。‎ 答案：(1)负　(2)变红　4OH－－4e－===O2↑＋2H2O ‎(3)B　(4)H2、O2与KOH溶液构成氢氧燃料电池　H2＋2OH－－2e－===2H2O