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?4-3-2《電解原理的應(yīng)用》時(shí)練
雙基練習(xí)
1．(2011•東高考題)以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過(guò)程是該原電池的充電過(guò)程
B．因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時(shí)通過(guò)的電量與鋅的析出量無(wú)確定關(guān)系
C．電鍍時(shí)保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應(yīng)速率
D．鍍鋅層破損后對(duì)鐵制品失去保護(hù)作用
解析：電鍍時(shí)，通常把待鍍的金屬制品作陰極，把鍍層金屬作陽(yáng)極，用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液，因此在鐵制品上鍍鋅時(shí)，鐵作陰極，鋅作陽(yáng)極。由于鋅比鐵活潑，因此未通電前可以構(gòu)成原電池，但此時(shí)鋅作負(fù)極失去電子，鐵作正極，而電鍍時(shí)鋅仍然失電子，所以選項(xiàng)A不正確；在中需滿足得失電子守恒，因此電鍍時(shí)通過(guò)的電量與鋅的析出量有確定關(guān)系而與能量變化無(wú)關(guān)，B不正確；由于電鍍時(shí)保持電流恒定，因此導(dǎo)線中通過(guò)的電子速率是不變的，所以升高溫度不能改變電解反應(yīng)速率，C正確；鍍鋅層破損后，由于鋅比鐵活潑，所以即使發(fā)生電化學(xué)腐蝕也是鋅失去電子而保護(hù)了鐵，即選項(xiàng)D也不正確。
答案：C
2．(2011•新標(biāo)全國(guó)高考)鐵鎳蓄電池又稱(chēng)愛(ài)迪生電池，放電時(shí)的總反應(yīng)為：Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2下列有關(guān)該電池的說(shuō)法不正確的是(　　)
A．電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負(fù)極為Fe
B．電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2
C．電池充電過(guò)程中，陰極附近溶液的pH降低
D．電池充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O
解析：由放電時(shí)的反應(yīng)可以得出鐵做還原劑失去電子，Ni2O3做氧化劑得到電子，因此選項(xiàng)A、B均正確；充電可以看作是放電的逆過(guò)程，即陰極為原的負(fù)極，所以電池放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2，所以電池充電過(guò)程時(shí)陰極反應(yīng)為Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，因此電池充電過(guò)程中，陰極附近溶液的pH會(huì)升高，C不正確；同理分析選項(xiàng)D正確。
答案：C
3．下圖中能驗(yàn)證氯化鈉溶液(含酚酞)電解產(chǎn)物的裝置是(　　)
　A．　　　　　　　B.
　C．　　　　　　　D.
解析：與直流電的正極相連接的為陽(yáng)極，陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子回到正極；與直流電的負(fù)極相連接的為陰極，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，接受負(fù)極輸出的電子。據(jù)此判斷，D圖右電極為陽(yáng)極，發(fā)生反應(yīng)：2Cl－－2e－===Cl2↑，可觀察到碘化鉀淀粉溶液變藍(lán)，證明有Cl2生成；左電極為陰極，發(fā)生反應(yīng)：2H＋＋2e－===H2↑，可觀察到陰極區(qū)溶液變紅，證明有NaOH生成，收集的氣體經(jīng)點(diǎn)燃可證明氫氣。
答案：D
4．電解CuSO4和NaCl的混合溶液，開(kāi)始陰極和陽(yáng)極上分別析出的物質(zhì)是(　　)
A．H2和Cl2　　　　　　　B．Cu和Cl2
C．H2和O2 D．Cu和O2
解析：CuSO4和NaCl的混合溶液中，陽(yáng)離子有Cu2＋、H＋、Na＋，首先放電的是Cu2＋，陰離子有Cl－、OH－、SO2－4，其中Cl－放電能力最強(qiáng)，所以陰極析出Cu，陽(yáng)極析出Cl2。
答案：B
5．關(guān)于電解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溶液，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?br>解析：電解NaCl水溶液，陽(yáng)極生成Cl2，陰極生成NaOH和H2。Cl2可與KI反應(yīng)生成I2，溶于水呈棕色溶液。
答案：B
6．火法煉銅得到的粗銅中含多種雜質(zhì)(如鋅、金和銀等)，其性能遠(yuǎn)不能達(dá)到電氣工業(yè)的要求，工業(yè)上常用電解精煉法將粗銅提純。在電解精煉時(shí)(　　)
A．精煉時(shí)粗銅接電負(fù)極
B．精煉時(shí)純銅作陰極
C．雜質(zhì)都將以單質(zhì)形式沉積到池底
D．純銅片增重2.56 g，電路中通過(guò)電子為0.04 ol
解析：由金屬活動(dòng)順序Zn＞Cu＞Ag＞Au可知，首先鋅失去電子進(jìn)入溶液，而后是銅失去電子，由于雜質(zhì)Au、Ag很少，銅溶解時(shí)，二者以單質(zhì)形式沉積到池底。純銅增重2.56 g時(shí)，得到電子：[2.56 g/64 (g/ol)]×2＝0.08 ol，即電路中通過(guò)電子0.08 ol。D不正確。
答案：B
7．電解CuSO4溶液時(shí)，若要達(dá)到以下三個(gè)要求：①陽(yáng)極質(zhì)量減少；②陰極質(zhì)量增加；③電解液中c(Cu2＋)不變，則可選用的電極是(　　)
A．純銅作陽(yáng)極，含Zn、Ag的Cu合金作陰極
B．含Zn、Ag的Cu合金作陽(yáng)極，純銅作陰極
C．用純鐵作陽(yáng)極，純銅作陰極
D．用石墨作陽(yáng)極，用惰性電極(Pt)作陰極
解析：根據(jù)題目中的三個(gè)要求，很顯然是電鍍銅原理，只要選擇純銅作陽(yáng)極，就可使陽(yáng)極質(zhì)量減少，陰極質(zhì)量增加，電解液中c(Cu2＋)不變。故選A。
答案：A
8．鎳鎘可充電電池，電極材料是Cd和NiOOH，是KOH，放電時(shí)的電極反應(yīng)式：Cd＋2OH－－2e－===Cd(OH)2，2NiOOH＋2H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－。下列說(shuō)法不正確的是(　　)
A．電池的總反應(yīng)式：Cd＋2NiOOH＋2H2O??2Ni(OH)2＋Cd(OH)2
B．電池充電時(shí)，鎘元素被還原
C．電池放電時(shí)，電池負(fù)極周?chē)�溶液的pH不斷增大
D．電池充電時(shí)，電池的負(fù)極和電的正極連接xkb1.co
解析：將放電時(shí)的兩個(gè)電極反應(yīng)相加得到電池的總反應(yīng)：Cd＋2NiOOH＋2H2O????放電充電2Ni(OH)2＋Cd(OH)2，A正確；充電時(shí)，Cd由＋2價(jià)變?yōu)?價(jià)，被還原，B正確；放電時(shí)負(fù)極要消耗OH－，因此pH應(yīng)變小，C錯(cuò)誤；充電時(shí)，電池的負(fù)極應(yīng)與電的負(fù)極相連，D錯(cuò)誤。
答案：CD
9．按下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若乙中橫坐標(biāo)x表示流入電極的電子的物質(zhì)的量，下列敘述中不正確的是(　　)

A．E表示生成銅的物質(zhì)的量
B．E表示總反應(yīng)中消耗水的物質(zhì)的量
C．F表示反應(yīng)生成氧氣的物質(zhì)的量
D．F表示生成硫酸的物質(zhì)的量
解析：甲裝置是電解CuSO4的實(shí)驗(yàn)裝置，其電解方程式為2CuSO4＋2H2O=====通電　2Cu↓＋O2↑＋2H2SO4，可得2CuSO4～2H2O～2Cu～O2～2H2SO4～4e－，結(jié)合圖乙可知選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
答案：D
10．(2010•安徽淮北一中期末)我國(guó)第五套人民幣中的一元硬幣材料為鋼芯鍍鎳，依據(jù)你所掌握的電鍍?cè)�理，你認(rèn)為硬幣制作時(shí)，鋼芯應(yīng)該做(　　)
A．正極 B．負(fù)極
C．陽(yáng)極 D．陰極
解析：電鍍池中待鍍金屬應(yīng)做陰極。
答案：D
能力提升
11．將濃度均為2 ol/L的AgNO3與Cu(NO3)2溶液各0.5 L混合，以銅為電極進(jìn)行電解，一段時(shí)間后陰極上有1.6 g銅析出。
(1)直流電已輸出__________ol電子。
(2)溶液中c(Cu2＋)為_(kāi)_________ol/L。
解析：(1)陰極有Cu析出時(shí)，Ag＋已完全放電，所以直流電已輸出電子：2 ol/L×0.5 L＋1.6 g64 g•ol－1×2＝1.05 ol。
(2)因用銅作電極，當(dāng)Ag＋、Cu2＋在陰極析出時(shí)，而在陽(yáng)極銅亦同時(shí)溶解成為Cu2＋，最終使Cu2＋增加；而Cu2＋的增加與析出的Ag相對(duì)應(yīng)，故此時(shí)Cu2＋總量為12×2 ol/L×0.5 L＋2 ol/L×0.5 L＝1.5 ol，
c(Cu2＋)＝1.5 ol0.5 L×2＝1.5 ol/L。
答案：(1)1.05　(2)1.5
12．(2010•北京海淀區(qū)期末)如下圖所示的裝置，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。接通電后，向乙中滴入酚酞溶液，在F極附近顯紅色。試回答下列問(wèn)題：

(1)A是外加電的__________極，B是__________極。
(2)甲是__________池，甲中總和反應(yīng)式是： _____________。
(3)收集乙裝置中產(chǎn)生的氣體，則陰極和陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體在相同狀態(tài)下體積比為_(kāi)_________。
(4)欲用丙裝置給銅鍍銀，銅件是__________(填G和H)極，電鍍液是__________溶液。
(5)裝置丁是什么裝置，可以觀察到______________________，原因是__________________________________________。
答案：(1)正極　負(fù)極
(2)電解池　2CuSO4＋2H2O=====通電2Cu＋O2↑＋2H2SO4
(3)1∶1　(4)H　AgNO3
(5)電泳　Y極附近顏色變深；X附近顏色變淺，說(shuō)明氫氧化鐵膠粒帶正電荷
13．請(qǐng)用如圖所示儀器裝置設(shè)計(jì)一個(gè)包括：電解飽和食鹽水并測(cè)定電解時(shí)產(chǎn)生的氫氣的體積和檢驗(yàn)氯氣的氧化性的實(shí)驗(yàn)裝置。

(1)所選儀器連接時(shí)，各接口的順序是(填各接口的代號(hào)字母)：A接__________、__________接__________；B接__________、__________接__________。
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，裝置中的石墨電極接電的__________極，所發(fā)生的反應(yīng)為_(kāi)___________________________；鐵電極接電的__________極，所發(fā)生的反應(yīng)為_(kāi)________________；此電解總反應(yīng)方程式為_(kāi)_____________________________。
(3)實(shí)驗(yàn)測(cè)得產(chǎn)生的氫氣體積(已折算標(biāo)準(zhǔn)狀況)為5.60 L，電解后溶液的體積恰好為50.0 L，則溶液的pH為_(kāi)_________。
解析：(1)原題U形管反應(yīng)器中的兩個(gè)電極未限定哪個(gè)是陽(yáng)極或陰極，可任意選用。而反應(yīng)器兩邊連接哪些儀器及其連接順序，取決于A、B為哪種電極以及電極產(chǎn)物和實(shí)驗(yàn)要求。
設(shè)A上電極為鐵質(zhì)陰極、B上電極為石墨陽(yáng)極，則反應(yīng)器兩邊所選用的各儀器接口連接順序?yàn)椋篈接貯氣瓶的G端，把水?dāng)D入量筒，用量筒測(cè)量出的水量，以測(cè)定產(chǎn)生的H2體積。B接洗氣瓶的D端，生成的Cl2氧化洗氣瓶里的淀粉KI溶液，以證明其氧化性，多余的Cl2通入燒杯里的C導(dǎo)管，借助氫氧化鈉吸收Cl2，防止污染大氣。
(2)根據(jù)電解飽和食鹽水陽(yáng)極所發(fā)生的反應(yīng)式：2Cl－－2e－===Cl2↑，為防止電極被腐蝕，實(shí)驗(yàn)中一般選用石墨作陽(yáng)極。陰極發(fā)生的是水電離出的H＋被還原，2H＋＋2e－===H2↑，從而破壞水的電離平衡，在陰極區(qū)域里形成氫氧化鈉，顯堿性，陰極通常使用鐵電極。電解的總反應(yīng)方程式為2NaCl＋2H2O=====電解　2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
(3)已知電解產(chǎn)生H25.6 L，相當(dāng)于0.005 6 L22.4 L/ol＝0.000 25 ol，
2NaCl＋2H2O===2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
　　　　　 　2 ol　 1 ol
　　　　　　 x　　　 0.000 25 ol。
x＝2×0.000 25 ol＝0.000 5 ol。
c(OH－)＝0.000 5 ol0.05 L＝10－2 ol/L，pH＝12。
答案：(1)A接G、F接H；B接D、E接C
(2)正極，2Cl－－2e－===Cl2↑　負(fù)極　2H＋＋2e－===H2↑；2NaCl＋2H2O=====電解　2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
(3)pH＝12

14．電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。如上圖表示一個(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(kāi)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電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________，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_(kāi)_________，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)式為_(kāi)____________。
②Y電極的材料是__________，電極反應(yīng)式為_(kāi)____________。
③溶液中的c(Cu2＋)與電解前相比__________(填“變大”、“變小”或“不變”)。
(3)如利用該裝置實(shí)現(xiàn)鐵上鍍鋅，電極X上發(fā)生的反應(yīng)為_(kāi)_______________________________________，電解池盛放的電鍍液可以是________或__________(只要求填兩種溶液)。
解析：(1)①X與電負(fù)極相連為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)：2H＋＋2e－===H2↑，X極產(chǎn)物為H2和NaOH，所以現(xiàn)象為：有氣體產(chǎn)生，溶液變紅；電解池中向陰極方向移動(dòng)的是陽(yáng)離子：Na＋、H＋。
②Y極為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：2Cl－－2e－===Cl2↑，檢驗(yàn)Cl2的方法是：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，證明生成Cl2。
(2)①電解精煉銅時(shí)，純銅作陰極，電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－===Cu。
②粗銅作陽(yáng)極，電極反應(yīng)為Cu－2e－===Cu2＋。
③電解過(guò)程有少量活潑金屬如Zn等在陽(yáng)極上失電子被氧化，所以溶液中c(Cu2＋)減小。
(3)鐵上鍍鋅，應(yīng)使鐵作陰極，鋅作陽(yáng)極，含Zn2＋的電解質(zhì)溶液作電鍍液，X極即陰極上的電極反應(yīng)式為：Zn2＋＋2e－===Zn，電鍍液可以是ZnCl2、ZnSO4等。
答案：(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�、诖帚~　Cu－2e－===Cu2＋　③變小　(3)Zn2＋＋2e－===Zn　ZnCl2　ZnSO4(答案不唯一，合理即可)


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