2020-2021學(xué)年化學(xué)蘇教版選修4課時(shí)分層作業(yè)5　電解池的工作原理及應(yīng)用 含解析

1、祝學(xué)子學(xué)業(yè)有成，取得好成績(jī)課時(shí)分層作業(yè)（五)電解池的工作原理及應(yīng)用（建議用時(shí)：45分鐘)1下列敘述中錯(cuò)誤的是(）a電解池是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置b原電池跟電解池連接后，電子從原電池負(fù)極流向電解池陽(yáng)極c電解時(shí)，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)d電解時(shí),陽(yáng)離子移向陰極b電解池中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,a正確；原電池跟電解池連接后，電子從原電池負(fù)極流向電解池陰極，因此b錯(cuò)誤；電解時(shí)，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，c正確;電解池中陽(yáng)離子移向陰極,d正確。2如圖所示是電解cucl2溶液的裝置，其中a、b為直流電源的兩極，c、d為石墨電極。則以下有關(guān)此電解池的判斷正確的是(）aa為負(fù)極，b為正極ba為陽(yáng)極，b為陰極c電解過程中,d電極質(zhì)量

2、增加d電解過程中，氯離子濃度保持不變c依據(jù)電流的方向可知，a為正極，b為負(fù)極,c為陽(yáng)極，d為陰極。d極上的電極反應(yīng)：cu22e=cu,c極上的電極反應(yīng)：2cl2e=cl2，溶液中的cl濃度減小。3如圖為直流電源電解稀na2so4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是(）a逸出氣體的體積，a電極的小于b電極的b一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體ca電極附近呈紅色，b電極附近呈藍(lán)色da電極附近呈藍(lán)色，b電極附近呈紅色da、b電極分別為電解池的陰極和陽(yáng)極，其電極反應(yīng)分別是4h4e=2h2和4oh4e=o22h2o，即a電極逸出氣體體積比b電極

3、大.a電極和b電極溶液分別顯堿性和酸性，故可以看到a電極附近呈藍(lán)色，b電極附近呈紅色.4在鐵制品上鍍上一定厚度的鋅層，以下電鍍方案中正確的是 （）a鋅作陽(yáng)極，鍍件作陰極，溶液中含fe2b鋅作陰極，鍍件作陽(yáng)極，溶液中含zn2c鋅作陰極，鍍件作陽(yáng)極，溶液中含fe3d鋅作陽(yáng)極,鍍件作陰極，溶液中含zn2d在電鍍池中，鍍件作陰極，鍍層金屬作陽(yáng)極，含鍍層金屬陽(yáng)離子的溶液作電解質(zhì)溶液。5為使反應(yīng)cu2h2o=cu（oh）2h2能夠發(fā)生,下列設(shè)計(jì)方案正確的是(）a用銅片作負(fù)極,石墨電極作正極，氯化鈉溶液為電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池b用銅片作電極，外接直流電源電解硫酸銅溶液c用銅片作陽(yáng)極，鐵片作陰極,電解硫酸鈉溶液

4、d用銅片作陰、陽(yáng)電極，電解稀硫酸c該反應(yīng)為不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，必須設(shè)計(jì)為電解池才能發(fā)生.陽(yáng)極為cu放電，陰極為h放電，即用cu作陽(yáng)極，電解質(zhì)溶液中為h2o放電，選項(xiàng)c符合要求。6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、淀粉溶液和石蕊試液浸透的濾紙上，經(jīng)過一段時(shí)間后，兩極附近濾紙的顏色分別是（）abcd陽(yáng)極藍(lán)白紅藍(lán)陰極白藍(lán)藍(lán)藍(lán)d陽(yáng)極上i放電生成i2，使淀粉變藍(lán)，陰極上h放電后，使溶液中的c(h）c（oh）,呈堿性,使石蕊顯藍(lán)色,故d正確。7如圖裝置分別通電一段時(shí)間后，溶液的質(zhì)量增加的是(）da項(xiàng)實(shí)質(zhì)是電解水，2h2o2h2o2，溶液質(zhì)量減少；b項(xiàng)電

5、解cucl2，cucl2cucl2，溶液質(zhì)量減少；c項(xiàng)，陽(yáng)極是活性電極cu,電極反應(yīng)cu2e=cu2；陰極反應(yīng)：cu22e=cu溶液質(zhì)量無變化；d項(xiàng)陽(yáng)極是活性電極ag，電極反應(yīng)2ag2e=2ag,陰極反應(yīng)cu22e=cu,總反應(yīng)2agcu(no3)22agno3cu，溶液質(zhì)量增大。8有關(guān)甲、乙、丙、丁四個(gè)圖示的敘述正確的是（)甲乙丙丁a甲中負(fù)極反應(yīng)式為2h2e=h2b乙中陽(yáng)極反應(yīng)式為age=agc丙中h向碳棒方向移動(dòng)d丁中電解開始時(shí)陽(yáng)極產(chǎn)生黃綠色氣體c由圖知，甲、丙為原電池，甲中zn為負(fù)極,負(fù)極反應(yīng)式為zn2e=zn2,a錯(cuò)；丙中fe為負(fù)極，c為正極，h向正極移動(dòng)，c對(duì)；乙、丁為電解池,乙中a

6、g作陽(yáng)極,本身失電子，b錯(cuò);丁中放電順序：icl，開始產(chǎn)生i2，d錯(cuò)。9工業(yè)品氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸根雜質(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），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)后得氫氧化鉀溶液，液體從出口_(填寫“a或“b”)導(dǎo)出。解析：（1）陽(yáng)極是左池，氫氧根放電；(2）h2o電離出的h放電，同時(shí)生成oh，oh濃度增大;(3)k經(jīng)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入右池,右池中h2o電離出的h放電,剩下oh；除去雜質(zhì)后得到的氫氧化鉀溶液從b口導(dǎo)出。答案：（1)4oh4e=o22h

7、2o（2)h2o電離出的h放電，同時(shí)生成oh，oh濃度增大(3)b10如圖所示中的a為直流電源，b為浸透飽和氯化鈉溶液和酚酞試液的濾紙，c為電鍍槽，接通電路后,發(fā)現(xiàn)b上的c點(diǎn)顯紅色，請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝海?)電源a上的a為_極。(2)濾紙b上發(fā)生的總化學(xué)反應(yīng)方程式為_.（3）欲在電鍍槽中實(shí)現(xiàn)在鐵上鍍鋅，接通k，使c、d兩點(diǎn)短路,則電極e上發(fā)生的反應(yīng)為_，電極f上發(fā)生的反應(yīng)為_，槽中盛放的電鍍液可以是_溶液或_溶液(只要求填兩種電解質(zhì)溶液)。解析：根據(jù)c點(diǎn)酚酞變紅，則該極的反應(yīng)為2h2e=h2，即該極為陰極，與電源的負(fù)極相連，所以a是正極。（2)濾紙b上發(fā)生的總反應(yīng)方程式為2nacl2h2oh2cl

8、22naoh.(3)c、d兩點(diǎn)短路后，e為陽(yáng)極，反應(yīng)為zn2e=zn2。陰極上鍍鋅，則陰極反應(yīng)為zn22e=zn。電解液用含鍍層離子的電解質(zhì)，所以可用znso4溶液或zn（no3）2溶液等。答案:(1）正（2)2nacl2h2oh2cl22naoh(3）zn2e=zn2zn22e=znznso4zn(no3)211(雙選)用酸性氫氧燃料電池電解苦鹵水（含cl、br、na、mg2)的裝置如圖所示（a、b為石墨電極）。下列說法中，正確的是(）a電池工作時(shí)正極反應(yīng)式為o22h2o4e=4ohb電解時(shí)，a電極周圍首先放電的是br而不是cl，說明當(dāng)其他條件相同時(shí)前者的還原性強(qiáng)于后者c電解時(shí)，電子流動(dòng)路徑

9、是負(fù)極外電路陰極溶液陽(yáng)極正極d忽略能量損耗,當(dāng)電池中消耗0。02 g h2時(shí)，b極周圍會(huì)產(chǎn)生0。02 g h2bd因?yàn)樗嵝詺溲跞剂想姵?，故其正極反應(yīng)為o24h4e=2h2o，a錯(cuò)誤；可利用離子放電順序來判斷離子的還原性強(qiáng)弱,b正確；電子只在導(dǎo)線和電極中流動(dòng)，c錯(cuò)誤；據(jù)電子守恒，知d正確。12下列敘述中正確的是（)圖一圖二acu2o是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計(jì)的制取cu2o的電解池示意圖如圖一所示,石墨電極上產(chǎn)生氫氣，銅電極發(fā)生氧化反應(yīng)b圖一中當(dāng)有0。1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.1 mol cu2o生成c圖二裝置中發(fā)生反應(yīng)：cu2fe3=cu22fe2，x極是負(fù)極,y極材料可以是銅d如

10、圖二,鹽橋的作用是傳遞電荷以維持電荷平衡，fe3經(jīng)過鹽橋進(jìn)入左側(cè)燒杯中a根據(jù)電解總反應(yīng)：2cuh2o=cu2oh2可知金屬銅為陽(yáng)極材料，cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，石墨為陰極材料，陰極上h得電子生成氫氣，故a正確;2 mol cu失去2 mol電子生成1 mol cu2o,所以當(dāng)有0。1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0。05 mol cu2o生成，故b錯(cuò)誤；已知cu2fe3=cu22fe2，則該原電池中cu失電子作負(fù)極，即x為cu，若y為銅，會(huì)與fe3直接反應(yīng),故c錯(cuò)誤；原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，鹽橋的作用是傳遞電荷以維持電荷平衡,右側(cè)為正極，所以fe3在右側(cè)燒杯中不向左移動(dòng)，故d錯(cuò)誤。13將等物質(zhì)的量濃

11、度的cuso4和nacl等體積混合后,用石墨電極進(jìn)行電解，電解過程中，溶液ph隨時(shí)間t變化的曲線如圖，則下列說法正確的是（）a陽(yáng)極產(chǎn)物一定是cl2,陰極產(chǎn)物一定是cubbc段表示在陰極上是h放電產(chǎn)生了h2c整個(gè)過程中陽(yáng)極先產(chǎn)生cl2，后產(chǎn)生o2dcd段表示陽(yáng)極上oh放電破壞了水的電離平衡，產(chǎn)生了hc設(shè)cuso4和nacl各n mol,電解分3個(gè)階段：ab段：陽(yáng)極：n mol cl失n mol電子，陰極：n mol cu2得n mol電子,由于cu2水解使溶液呈酸性,cu2濃度逐漸減小，溶液ph逐漸增大；bc段:陽(yáng)極：n mol oh失n mol電子(來源于水的電離),陰極:n mol cu2再

12、得n mol電子，由于oh消耗，溶液中h濃度增大，溶液的ph迅速減??；cd段:陽(yáng)極：oh失去電子,陰極:h得到電子，開始電解水，溶液中h濃度逐漸增大，ph減小，選項(xiàng)a，電解開始時(shí)，陽(yáng)極先發(fā)生2cl2e=cl2，后發(fā)生4oh4e=2h2oo2,陰極反應(yīng)先發(fā)生cu22e=cu，后發(fā)生2h2e=h2，故a錯(cuò)誤；選項(xiàng)b,bc段陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)：4oh4e=2h2oo2，陰極cu2得到電子，生成銅單質(zhì)，故b錯(cuò)誤；選項(xiàng)c，陽(yáng)極先發(fā)生2cl2e=cl2,后發(fā)生4oh4e=2h2oo2，故c正確；選項(xiàng)d，cd段發(fā)生2h2e=h2、4oh4e=2h2oo2，即cd段電解的物質(zhì)是水，故d錯(cuò)誤。14如圖為電解裝置

13、,x、y為電極材料，a為電解質(zhì)溶液。(1)若a為含有酚酞的kcl溶液，x為fe，y為石墨，電解一段時(shí)間后:x電極附近可觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_,寫出y電極的電極反應(yīng)式_。（2)若要實(shí)現(xiàn)cuh2so4=cuso4h2，則y電極材料是_,寫出x電極的電極反應(yīng)式_.(3)若要利用該裝置在鐵制品表面鍍上一層銀，則a為_，反應(yīng)前兩電極的質(zhì)量相等，反應(yīng)后兩電極質(zhì)量相差2.16 g則該過程理論上通過電流表的電子數(shù)為_。(4)x、y均為惰性電極，a為naoh溶液,電解一段時(shí)間后，溶液的ph_(填“增大”“不變”或“減小),若要使溶液恢復(fù)原來的狀態(tài)，可往溶液中加入_。解析:（1）若a為含有酚酞的kcl溶液，x為fe，y為石墨，x電極上氫離子得到電子生成氫氣,電極附近溶液中氫氧根離子濃度增大，遇酚酞變紅色；y電極上氯離子失電子生成氯氣，電極反應(yīng)是2cl2e=cl2.（2）要實(shí)現(xiàn)cuh2so4=cuso4h2，需要利用電解原理，y電極應(yīng)是銅作陽(yáng)極，x電極上是氫離子得到電子生成氫氣，陰極電極反應(yīng)為2h2e=h2。（3）利用該裝置在鐵制品表面鍍上一層銀,應(yīng)使銀作陽(yáng)極y，鐵作陰極x,硝酸銀溶液作電解液進(jìn)行電解完成；反應(yīng)前兩電極的質(zhì)量相等，反應(yīng)后兩電極質(zhì)量相差2.16 g，依據(jù)電子守恒可知，陽(yáng)極質(zhì)量減小與陰極質(zhì)量增加的質(zhì)量相同，陰極析出銀的質(zhì)量陽(yáng)極溶解減小的銀的質(zhì)量1。08 g，析出銀的物質(zhì)的量0。01