高中化学 第1章 第2节 第2课时 电解原理的应用应用创新演练课时跟踪训练 鲁科版选修4

【三维设计】2014高中化学第1章第2节第2课时电解原理的应用应用创新演练课时跟踪训练鲁科版选修4
[课时跟踪训练]
(时间45分钟满分60分)
一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)
1．下列关于铜电极的叙述，正确的是( ) A．铜锌原电池中铜为负极，发生氧化反应
B．用电解法精炼粗铜时，粗铜作阴极
C．在镀件上电镀铜时，可用精铜作阳极
D．电解稀H2SO4制H2、O2时，可用铜作阳极
解析：铜锌原电池铜为正极，精炼铜时，粗铜作阳极，电镀铜时，铜为阳极，电解H2SO4时，铜不能为阳极，否则其失电子溶解，得不到O2。

答案：C
2．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．Fe和AgNO3溶液
D．Pt和Ag2SO4溶液
解析：电镀槽中，要求镀件作阴极，可用镀层金属作阳极，电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液，A、D项中AgCl和Ag2SO4均为沉淀，只有B项符合要求。

答案：B
3．海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁，下列有关该电解过程的叙述中，正确的是( ) A．两个电极必须都用惰性电极
B．阳极可以用金属电极，阴极必须是惰性电极
C．电解熔融状态的氯化镁
D．电解氯化镁的水溶液
解析：电解MgCl2获取金属镁，也就是说镁离子需要得电子，如果在水溶液中，水电离的氢离子会优先得电子，因此只能在熔融状态下进行。

在阴极发生的是镁离子得到电子的反应，对电极材料没有要求，在阳极上发生失电子的反应，如果使用活性电极时会优先失电子，所以阳极必须用惰性电极。

答案：C
4．[双选题](2010·海南高考)利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是( ) A．电解时以精铜作阳极
B．电解时阴极发生还原反应
C．粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu===Cu2＋＋2e－
D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
解析：电解精炼铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，活泼性比铜弱的金属沉积在电解糟底部形成阳极泥。

答案：BD
5．电解硫酸铜溶液要达到如下三个要求：①阳极质量减小②阴极质量增加③电解过程中Cu2＋浓度不变
则可选用的电极是( ) A．石墨作阳极，铁作阴极
B．粗铜(含Fe、Ni、Zn)作阳极，纯铜作阴极
C．纯铜作阳极，铁作阴极
D．铁作阳极，纯铜作阴极
解析：本题中所述的电解过程实际就是电镀过程：阳极质量减少，必须用活性金属电极作阳极，则A选项不符合题意；由于Cu2＋的放电能力比H＋的大，阴极质量增加，但是要使Cu2＋浓度不变，则阳极必须用纯铜，所以选C。

答案：C
6．如图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是( )
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，失去的电子回到正极；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：
2Cl－－2e－===Cl2↑，可观察到碘化钾淀粉溶液变蓝，证明有Cl2生成；左电极为阴极，发生反应：
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，可观察到阴极区溶液变红，证明有NaOH生成，收集的
气体经点燃可证明为氢气。

答案：D
7．[双选题]三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH 调NiCl2溶液pH至7.5，加入适量硫酸钠后进行电解。

电解过程中产生的Cl2在弱
碱性条件下生成ClO－，把二价镍氧化为三价镍。

以下说法正确的是( )
A．可用铁作阳极材料
B．电解过程中阳极附近溶液的pH升高
C．阳极反应方程式为：2Cl－－2e－===Cl2↑
D．1 mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了 1 mol电子
解析：由题意知电极反应，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极：2H＋＋2e－===H2↑，
阴极溶液呈碱性，pH升高，故A、B错误；由Ni2＋―→Ni3＋，失去1 mol e－，外电
路中转移1 mol e－，即Cl－失去1 mol e－，H＋得到1 mol e－。

答案：CD
二、非选择题(本题包括4小题，共39分)
8．(8分)对某滴有酚酞的饱和NaCl溶液在如图装置中进行电解，回答下
列问题：
(1)C极现象为__________________，Fe极(含其周围的溶液)现象为
________________________________。

(2)若电解一段时间以后，将电源反接，C极电极反应式为________________，溶液
中可以观察到的现象是________________________，再向该溶液中通入O2，又会观
察到的现象是_______________________________________。

解析：(1)如图连接时，阳极为惰性电极，Cl－放电；阴极为H＋放电，打破了水的电离平衡，故阴极区OH－浓度增大，呈碱性。

(2)反接时，阳极为活泼电极，Fe溶解，与溶液中的OH－反应生成沉淀，通入O2
以后，发生反应
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。

答案：(1)有黄绿色气体生成
有无色气体生成且电极附近的溶液变红
(2)2H＋＋2e－===H2↑有白色沉淀生成
白色沉淀迅速变成灰绿色最后变成红褐色
9．(9分)图中的A 为直流电源，B 为渗透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C 为电 镀槽，接通电路后，发现B 上的c 点显红色。

请填空：
(1)电源A 中a 点为________极。

(2)滤纸B 上发生的总反应方程式为________________
________________________________________________________________________。

(3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K 点，使c 、d 两点短路，则电极e 上发生的反 应为__________________，电极f 上发生的反应为__________________________，槽 中盛放的电镀液可以是________或________(只要求填两种电解质溶液)。

解析：(1)根据c 点酚酞试液变红，则该极的反应为2H ＋＋2e －===H 2↑，即该极为阴 极，与电源的负极相连，所以a 点是正极。

(2)滤纸B 上发生的总反应方程式为：
2NaCl ＋2H 2O=====电解H 2↑＋Cl 2↑＋2NaOH 。

(3)c 、d 点短路后，e 为阳极，反应为Zn －2e －===Zn 2＋，阴极上镀锌，则阴极反应为 Zn 2＋＋2e －===Zn ，电解液应为含镀层离子的电解质溶液，所以可用ZnSO 4溶液或 ZnCl 2溶液等。

答案：(1)正
(2)2NaCl ＋2H 2O=====电解H 2↑＋Cl 2↑＋2NaOH
(3)Zn －2e －===Zn 2＋
Zn 2＋＋2e －===Zn
ZnSO 4溶液 ZnCl 2溶液
10．(10分)工业上为了处理含有Cr 2O 2－7的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工
业废水中加入适量NaCl ，以Fe 为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和
Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬的含量已低于排放标准。

请回答下列问题：
(1)两极发生反应的电极反应式：
阴极：________________；阳极________________。

(2)写出Cr 2O 2－7变为Cr 3＋
的离子方程式：______________________。

(3)工业废水由酸性变为碱性的原因是_____________________________。

(4)________(填“能”或“不能”)改用石墨电极，原因是_ ___________________。

解析：本题除Cr 的思路是：Cr 2O 2－
7――→还原剂 Cr 3＋――→OH － Cr(OH)3。

电解时阳极铁被氧 化而生成Fe 2＋，Fe 2＋作还原剂，将Cr 2O 2－7还原为Cr 3＋，本身被氧化为Fe 3＋
，该反 应式为：Cr 2O 2－7＋6Fe 2＋＋14H ＋===2Cr 3＋＋6Fe 3＋＋7H 2O ，反应中消耗了H ＋，另外 H ＋放电生成H 2，又会使溶液中OH －浓度增大，完成了工业废水从弱酸性到碱性的 转变，进而发生了如下反应：Cr 3＋＋3OH －===Cr(OH)3↓、Fe 3＋＋3OH
－ ===Fe(OH)3↓，即铬被除去。

答案：(1)2H ＋＋2e －===H 2↑ Fe －2e －===Fe 2＋
(2)Cr 2O 2－7＋6Fe 2＋＋14H ＋===2Cr 3＋＋6Fe 3＋＋7H 2O
(3)H ＋不断放电，Cr 2O 2－7与Fe 2＋反应中消耗H ＋，打破了水的电离平衡，使溶液中 c (OH －)＞c (H ＋)
(4)不能 因为用石墨作电极，阳极产生Cl 2或O 2，得不到Fe 2＋
，缺少还原剂，不能 使Cr 2O 2－7还原为Cr 3＋使之变为Cr(OH)3↓而除去
11．(12分)电解原理在化学工业中有广泛应用。

右图表示一个电解
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
几滴酚酞试液，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是________________，检验该电极反应产物的方法是 ________________________。

(2)如果用电解法精炼粗铜，电解液a 选用CuSO 4溶液，则：
①X 电极的材料是________，
电极反应式是________________。

②Y 电极的材料是________，
电极反应式是________________。

(说明：杂质发生的电极反应不必写出)
解析：(1)用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑。

与电源正极相连的为阳极，反之为阴极，所以X为阴
极，Y为阳极。

X极在反应过程中消耗了H2O电离出的H＋，溶液呈碱性，加入酚
酞试液变成红色，Y极产生Cl2，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变为蓝色。

(2)电解精炼粗铜时，用含杂质的Cu为阳极，纯Cu为阴极。

反应过程中，阳极上的Cu以及比Cu活泼的金属失去电子，成为离子，进入溶液，活泼性比Cu差的金属形成阳极泥；在阴极只有Cu2＋能得电子成为单质，其他较活泼的金属对应的离子不能得电子。

根据装置图，X为阴极，Y为阳极，所以，X电极的材料是纯铜，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu；Y电极的材料是粗铜，电极反应式为Cu－2e－===
Cu2＋。

答案：(1)①2H＋＋2e－===H2↑
有气泡冒出，溶液变红
②2Cl－－2e－===Cl2↑
把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色
(2)①纯铜Cu2＋＋2e－===Cu
②粗铜Cu－2e－===Cu2＋。