电解原理的应用练习题及答案解析.docx
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电解原理的应用练习题及答案解析
4-3-2《电解原理的应用》课时练
•双基练习
1.(2011•东高考题)以KCI和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀
锌,下列说法正确的是()
A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池,电镀过程是该原电池的充电过程
B.因部分电能转化为热能,电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C.电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率
D.镀锌层破损后对铁制品失去保护作用
解析:
电镀时,通常把待镀的金属制品作阴极,把镀层金属作阳极,用含有镀层金属离子的溶液作电镀液,因此在铁制品上镀锌时,铁作阴极,锌作阳极。
由于锌比铁活泼,因此未通电前可以构成原电池,但此时锌作
负极失去电子,铁作正极,而电镀时锌仍然失电子,所以选项A不正确;
在氧化还原反应中需满足得失电子守恒,因此电镀时通过的电量与锌的析出量有确定关系而与能量变化无关,B不正确;由于电镀时保持电流恒定,因此导线中通过的电子速率是不变的,所以升高温度不能改变电解反应速率,C正确;镀锌层破损后,由于锌比铁活泼,所以即使发生电化学腐蚀也是锌失去电子而保护了铁,即选项D也不正确。
答案:
C
2.(2011新课标全国高考)铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反
应为:
Fe+Ni2O3+3H2O===Fe(OH)2+2Ni(0H)2下列有关该电池的说法不
正确的是()
A.电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3、负极为Fe
B.电池放电时,负极反应为Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2
C.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低
D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH2e-===Ni2O3+3出0
解析:
由放电时的反应可以得出铁做还原剂失去电子,Ni2O3做氧化剂
得到电子,因此选项A、B均正确;充电可以看作是放电的逆过程,即阴极为原来的负极,所以电池放电时,负极反应为Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2,所以电池充电过程时阴极反应为Fe(OH)2+2e-===Fe+2OH
-,因此电池充电过程中,阴极附近溶液的pH会升高,C不正确;同理分析选项D正确。
答案:
C
3.下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是()
B.
D.
A.
C.
解析:
与直流电源的正极相连接的为阳极,阳极上发生氧化反应,失去电子回到正极;与直流电源的负极相连接的为阴极,阴极上发生还原反应,接受负极输出的电子。
据此判断,D图右电极为阳极,发生反应:
2CI
--2e-===Cl21,可观察到碘化钾淀粉溶液变蓝,证明有CI2生成;左电
极为阴极,发生反应:
2H++2e-===H2t,可观察到阴极区溶液变红,证
明有NaOH生成,收集的气体经点燃可证明氢气。
答案:
D
4.电解CuS04和NaCI的混合溶液,开始阴极和阳极上分别析出的物
质是()
C.H2和02D.Cu和02
解析:
CuS04和NaCI的混合溶液中,阳离子有Cu2+、H+、Na+,首
先放电的是Cu2+,阴离子有CI-、0H-、S02-,其中CI-放电能力最强,
所以阴极析出Cu,阳极析出CI2。
答案:
B
5.关于电解NaCI水溶液,下列叙述正确的是()
A.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠
B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色
C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈无色
D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性
解析:
电解NaCI水溶液,阳极生成CI2,阴极生成NaOH和H2。
CJ可与KI反应生成12,溶于水呈棕色溶液。
答案:
B
6.火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金和银等),其性能远不
能达到电气工业的要求,工业上常用电解精炼法将粗铜提纯。
在电解精炼
时()
A.精炼时粗铜接电源负极
B.精炼时纯铜作阴极
C.杂质都将以单质形式沉积到池底
D.纯铜片增重2.56g,电路中通过电子为0・04mol
解析:
由金属活动顺序Zn>Cu>Ag>Au可知,首先锌失去电子进入溶液,而后是铜失去电子,由于杂质Au、Ag很少,铜溶解时,二者以单质形式沉积到池底。
纯铜增重2・56g时,得到电子:
[2.56g/64(g/mol)]x2
=0.08mol,即电路中通过电子0.08mo。
D不正确。
答案:
B
7.电解CuSO4溶液时,若要达到以下三个要求:
①阳极质量减少;②阴极质量增加;③电解液中acu2+)不变,则可选用的电极是()
A.纯铜作阳极,含Zn、Ag的Cu合金作阴极
B.含Zn、Ag的Cu合金作阳极,纯铜作阴极
C.用纯铁作阳极,纯铜作阴极
D.用石墨作阳极,用惰性电极(Pt)作阴极
解析:
根据题目中的三个要求,很显然是电镀铜原理,只要选择纯铜
作阳极,就可使阳极质量减少,阴极质量增加,电解液中c(Cu2+)不变。
故
选A。
答案:
A
8.镍镉可充电电池,电极材料是Cd和NiOOH,电解质是KOH,放电时的电极反应式:
Cd+2OH--2e-===Cd(OH)2,2NiOOH+2H2O+2e
-===2Ni(OH)2+2OH-。
下列说法不正确的是()
B.电池充电时,镉元素被还原
C.电池放电时,电池负极周围溶液的pH不断增大
D.电池充电时,电池的负极和电源的正极连接
解析:
将放电时的两个电极反应相加得到电池的总反应:
Cd+2NiOOH
放电
+2出0
2Ni(OH)2+Cd(0H)2,A正确;充电时,Cd由+2价变为
充电
0价,被还原,B正确;放电时负极要消耗0H-,因此pH应变小,C错
误;充电时,电池的负极应与电源的负极相连,D错误。
答案:
CD
9.按下图装置进行实验,若乙中横坐标x表示流入电极的电子的物质
的量,下列叙述中不正确的是()
A.E表示生成铜的物质的量
B.E表示总反应中消耗水的物质的量
C.F表示反应生成氧气的物质的量
D.F表示生成硫酸的物质的量
解析:
甲装置是电解CuS04的实验装置,其电解方程式为2CuS04+2出0=通电=2CuJ+02f+2H2SO4,可得2CuSO4〜2出0〜2Cu〜O2
2H2SO4〜4e-,结合图乙可知选项D错误。
答案:
D
10.(2010安徽淮北一中期末)我国第五套人民币中的一元硬币材料为
钢芯镀镍,依据你所掌握的电镀原理,你认为硬币制作时,钢芯应该做
A.正极B.负极
C.阳极D.阴极
解析:
电镀池中待镀金属应做阴极。
答案:
D
•能力提升
11.将浓度均为2mol/L的AgNO3与Cu(NO3)2溶液各0・5L混合,以
铜为电极进行电解,一段时间后阴极上有1.6g铜析出。
解成为Cu2+,最终使Cu2+增加;而Cu2+的增加与析出的Ag相对应,故
1
此时Cu2+总量为2X2mol/LX0.5L+2mol/LX0.5L=1.5mol,
21・5mol
c(Cu+)=(151X2=1.5mol/Lo
答案:
(1)1.05
(2)1.5
试回答下列问题:
(3)收集乙装置中产生的气体,则阴极和阳极产生的气体在相同状态下
体积比为
答案:
(1)正极负极
(2)电解池2CuS04+2出0=通电=2Cu+O2f+2H2SO4
(3)1:
1(4)HAgN03
(5)电泳Y极附近颜色变深;X附近颜色变浅,说明氢氧化铁胶粒带正电荷
13.请用如图所示仪器装置设计一个包括:
电解饱和食盐水并测定电
解时产生的氢气的体积和检验氯气的氧化性的实验装置。
(1)所选仪器连接时,各接口的顺序是(填各接口的代号字母):
A接
。
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(3)实验测得产生的氢气体积(已折算标准状况)为5.60mL,电解后溶液
的体积恰好为50.0mL,则溶液的pH为
解析:
(1)原题U形管反应器中的两个电极未限定哪个是阳极或阴极,
可任意选用。
而反应器两边连接哪些仪器及其连接顺序,取决于A、B为
哪种电极以及电极产物和实验要求。
设A上电极为铁质阴极、B上电极为石墨阳极,则反应器两边所选用
的各仪器接口连接顺序为:
A接贮气瓶的G端,把水挤入量筒,用量筒测
管,借助氢氧化钠吸收Cl2,防止污染大气。
为防止电极被腐蚀,实验中一般选用石墨作阳极。
阴极发生的是水电离出的H+被还原,2H++2e-===H2f,从而破坏水的电离平衡,在阴极区域
里形成氢氧化钠,显碱性,阴极通常使用铁电极。
电解的总反应方程式为
2NaCI+2出0=电解=2NaOH+叮+C/。
⑶已知电解产生H25.6mL,相当于22040L/moI=。
皿。
25mo,
2NaCI+2H2O===2NaOH+出f+CI2f
2moI1moI
0.00025moI。
x=2X0.00025moI=0.0005mo。
0.0005moI2
c(OH-)=005L=10-moI/L,pH=12。
答案:
(1)A接G、F接H;B接D、E接C
⑵正极,2CI"—2e—===Cl2f负极2H++2e—===出f;2NaCI+
2出0=电解=2NaOH+甘+C/
(3)pH=12新课标第一网
14.电解原理在化学工业中有广泛的应用。
如上图表示一个电解池,
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NaCI溶液,实验开始时,同时在
两边各滴入几滴酚酞试液,则:
的现象是
(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CUS04溶液,则:
或“不变”)。
(3)如利用该装置实现铁上镀锌,电极X上发生的反应为
,_电解池盛放的电镀液可以
(只要求填两种电解质溶液)。
解析:
(1)①X与电源负极相连为阴极,发生还原反应:
2H++2e-
===H2f,X极产物为H2和NaOH,所以现象为:
有气体产生,溶液变红;
Cl2。
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⑵①电解精炼铜时,纯铜作阴极,电极反应为Cu2++2e-===Cu。
②粗铜作阳极,电极反应为Cu—2e-===Cu2+。
液中c(Cu2+)减小。
ZnSO4等。
答案:
(1)①2H++2e-===H2f放出气体,溶液变红
②2Cl--2e-===Cl2f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-===Cu②粗铜Cu—2e-===Cu2+③变小
(3)Zn2++2e-===ZnZnCl?
ZnSO4(答案不唯一,合理即可)
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