高中化学 专题五 电化学问题研究 5.2 电解与电镀同步训练 苏教版选修6-苏教版高二选修6化学试题

专题五电化学问题研究 5.2 电解与电镀
1.下列说法中正确的是( )
①电解是把电能转变成化学能②电解是把化学能转变为电能③电解质溶液的导电是化学变化,金属的导电是物理变化④不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理可以实现⑤任何溶液被电解时必然会导致氧化还原反应的发生
A.①②③④
B.②③⑤
C.③④
D.①③④⑤
解析:电解质溶液导电时,溶液中的阴阳离子分别向阳极和阴极移动,在两个电极上得失电子,发生氧化还原反应,所以电解质溶液的导电过程就是电解过程,此时电源提供电能,把不能自发进行的氧化还原反应转变成现实。

金属的导电只是自由电子的定向移动,不存在电子得失,没有新物质产生,是一种物理过程。

答案:D
2.下列关于铜电极的叙述正确的是( )
A.铜锌原电池中铜电极上发生氧化反应
B.电解饱和食盐水制烧碱时,用铜作阳极
C.电解法精炼铜时,粗铜连接电源的正极
D.电镀铜和精炼铜时,均用纯铜作阴极
解析:铜锌原电池中铜电极为正极,发生还原反应;电解饱和食盐水时,阳极不能为铜(铜能被氧化);电解法精炼铜时,粗铜作阳极被氧化,纯铜作阴极,故C正确;电镀铜时,铜作阳极被氧化而进入溶液中。

答案:C
3.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,外圈呈浅红色。

则下列说法错误的是( )
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:a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆,内圆为白色、外圈呈浅红色,说明a极产生了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b极附近的pH增大。

答案:D
4.(2013北京理综)用石墨电极电解CuCl2溶液(见下图)。

下列分析正确的是( )
A.a端是直流电源的负极
B.通电使CuCl2发生电离
C.阳极上发生的反应:Cu2++2e-Cu
D.通电一段时间后,在阴极附近观察到黄绿色气体
解析:阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动,可知a为负极、b为正极,A选项正确;阳极发生失电子的反应生成Cl2、阴极发生得电子的反应生成Cu,C、D选项错误;电解质的电离与是否通电无关,B选项错误。

答案:A
5.如图为电解饱和食盐水的简易装置,下列有关说法正确的是( )
A.电解一段时间后,往蛋壳中的溶液中滴加几滴酚酞,溶液呈红色
B.蛋壳表面缠绕铁丝发生氧化反应
C.铁丝表面生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
D.蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触
解析:由题意,碳棒与电源正极相连,作阳极,发生氧化反应,即2Cl--2e-Cl2↑,铁丝与电源负极相连,作阴极,发生还原反应,即2H++2e-H2↑,周围溶液即蛋壳外的溶液c(OH-)增大,碱性增强,滴加酚酞应该变红,故A、B错误;碳棒周围生成的Cl2能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,C错误;蛋壳的作用相当于隔膜,阻止氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触,D正确。

答案:D
6.Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下图所示,电解总反应为2Cu+H2O Cu2O+H2↑。

下列说法正确的是( )
A.石墨电极上产生氢气
B.铜电极发生还原反应
C.铜电极接直流电源的负极
D.当有0.1 mol电子转移时,有0.1 mol Cu2O生成
解析:从反应中得知Cu在通电时失电子在阳极放电,发生氧化反应,另一电极(石墨)作阴极,发生还原反应,2H2O+2e-H2↑+2OH-,相应的Cu Cu2O,转移0.1 mol电子生成0.05 mol Cu2O,故B、C、D 项错。

答案:A
7.如下图所示,下列叙述正确的是( )
A.Y为阴极,发生还原反应
B.X为正极,发生氧化反应
C.Y与滤纸接触处有氧气生成
D.X与滤纸接触处变红
解析:根据图示的装置可以得出左侧的装置为原电池,右侧的装置为电解池。

根据原电池的构成规律:Zn为负极,Cu为正极。

由图示连接情况可知X为阳极发生氧化反应,Y为阴极发生还原反应,电极反应分别为4OH--4e-O2↑+2H2O,4H++4e-2H2↑。

因为在Y电极附近H+的浓度减小,c(OH-)>c(H+),显碱性,所以附近变红色。

所以只有A选项正确。

答案:A
8.(2013重庆理综节选)化学在环境保护中有着十分重要的作用。

电化学降解N的原理如图所示。

(1)电源正极为(填“A”或“B”),阴极反应式为。

(2)若电解过程中转移了2 mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)为
g。

解析:(1)图中N在Ag Pt电极附近转化成N2,说明N在该极得电子,则Ag Pt电极作阴极,B为负极,A为正极。

阴极反应式为2N+6H2O+10e-N2↑+12OH-。

(2)阳极反应为4OH--4e-O2↑+2H2O,当转移2 mol电子时,左侧生成16 g O2,同时有2 mol H+向右侧移动,所以左侧溶液质量减少了16 g+2 g=18 g;右侧生成5.6 g N2,同时质量又增加了2 mol H+,所以右侧溶液质量减少了3.6 g,两侧质量变化差为18 g-3.6 g=14.4 g。

答案:(1)A 2N+6H2O+10e-N2↑+12OH-
(2)14.4
9.食盐是日常生活的必需品,也是重要的化工原料。

粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、S
等杂质离子,实验室提纯NaCl的流程如下:
现提供的试剂有:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇、四氯化碳。

(1)欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、S,选出a所代表的试剂,按滴加顺序依次为
(只填化学式)。

(2)电解饱和食盐水的装置如图所示,若收集的H2为2 L,则同样条件下收集的Cl2(填
“>”“=”或“<”)2 L,原因是。

解析:(1)要除去S,只能选BaCl2溶液,若选用Ba(NO3)2,会引入新的离子N,选用NaOH溶液除去Mg2+和Fe3+,选用Na2CO3溶液除去Ca2+及过量的Ba2+,此处不能选用K2CO3溶液,否则会引入新的离子K+,再用HCl除去过量的C及OH-。

Na2CO3溶液不能加在BaCl2溶液前,否则会引入Ba2+。

(2)2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,在阳极区内产生的Cl2能与生成的NaOH反应生成NaCl、NaClO和H2O,使得部分的Cl2被消耗,所以同样条件下收集到的Cl2小于2 L。

答案:(1)BaCl2、NaOH、Na2CO3(或NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH)
(2)< 电解生成的氯气与电解生成的NaOH发生了反应
10.由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。

用如图所示电解实验可制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀,两电极的材料分别为石墨和铁。

电解制Fe(OH)2装置
(1)a电极材料应为,电极反应式为。

(2)电解液c可以是(填编号)。

A.纯水
B.NaCl溶液
C.NaOH溶液
D.CuCl2溶液
(3)d为苯,其作用为,
在加入苯之前对c应作的简单处理是。

(4)为了在较短时间内看到白色沉淀,可采取的措施是(填编号)。

A.改用稀硫酸作电解液
B.适当增大电源的电压
C.适当减小两电极间距离
D.适当降低电解液的温度
(5)若c为Na2SO4溶液,当电解一段时间看到白色Fe(OH)2沉淀后,再反接电源电解,除了电极上看到气泡外,混合物中另一明显现象为。

解析:制备Fe(OH)2,关键是防止Fe(OH)2被空气中的O2氧化成Fe(OH)3,故在实验过程中应尽量避免Fe(OH)2接触到O2。

首先,Fe2+的溶液要新制。

就本题来看,Fe2+来源于用金属铁作电解池的阳极,Fe-2e-Fe2+。

电解质的溶液需提供出OH-,以便生成Fe(OH)2。

NaCl溶液作电解质溶液,其中的H+在阴极获得电子放出H2,破坏水的电离平衡,使溶液呈碱性,符合题目要求。

但电解CuCl2溶液时,Cu2+在阴极获得电子变为Cu单质。

答案:(1)Fe Fe-2e-Fe2+
(2)BC
(3)隔绝空气,防止氧化加热煮沸一段时间,赶出其中的空气
(4)BC
(5)白色沉淀变为灰绿色,最后变为红褐色。