高中化学 第1章第2节电解 第2课时 电解原理的应用作业1 鲁科版选修4

第2课时电解原理的应用[基础达标]1．用石墨电极电解CuCl2溶液(如图所示)。

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－===CuD．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体解析：选A。

A.铜离子应移向阴极，则a为负极。

B.CuCl2发生电离是在水分子的作用下完成的，并非通电才能发生。

C.反应Cu2＋＋2e－===Cu应在阴极上发生，阳极上发生的反应应为2Cl－－2e－===Cl2↑。

D.通电一段时间后，应在阳极附近观察到黄绿色气体。

2．已知铜或银做电解池的阳极时，能被氧化为金属离子。

下图中装置分别通电一段时间后，溶液质量增加的是( )解析：选D。

A、B项中石墨做电极材料，溶液质量只会减小；C项中进入溶液的铜与从溶液中析出的铜的质量相等；D项中2 mol Ag失电子进入溶液，1 mol Cu从溶液中析出，溶液质量增加，故正确。

3．用石墨做电极电解CuSO4溶液。

通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的( )A．CuSO4B．H2OC．CuO D．CuSO4·5H2O解析：选C。

用石墨做电极电解CuSO4溶液的电解方程式是2CuSO4＋2H2O通电,2H2SO4＋2Cu＋O2↑，根据缺什么补什么的原则，要想使电解液恢复原状，应加入CuO，C项正确。

4．如图所示的装置，通电一段时间后，测得甲池中某电极质量增加2.16 g，乙池中某电极上析出0.64 g某金属，下列说法正确的是( )A．甲池是b极上析出金属银，乙池是c极上析出某金属B．甲池是a极上析出金属银，乙池是d极上析出某金属C．某盐溶液可能是CuSO4溶液D．某盐溶液可能是Mg(NO3)2溶液解析：选C。

甲池a极是阴极，析出金属银，乙池c极是阴极，析出某金属。

某盐溶液如果是Mg(NO3)2溶液，不可能析出金属，由关系式2Ag＋～2e－～Cu2＋可知，某盐为可溶性铜盐。

5．如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b电极附近溶液呈红色。

下列说法正确的是( )A．X是负极，Y是正极B．Pt是阴极，Cu是阳极C．CuSO4溶液的酸性增强D．CuSO4溶液的酸碱性不变解析：选C。

b电极附近呈红色，溶液显碱性，b极是阴极，Y是负极，X是正极，则Pt 是阳极，电解CuSO4溶液时，阳极OH－放电，阴极Cu2＋放电，溶液中有H2SO4生成，酸性增强。

6．电镀在工业上有着广泛的应用，可以镀锌、镀铜、镀金等。

如利用下图所示装置可以将铜牌摇身一变为银牌，即在铜牌表面电镀一层银。

下列有关说法中正确的是( )A．通电后，Ag＋向阳极移动B．银条与电源负极相连C．该电解池的阴极反应可表示为Ag＋＋e－===AgD．当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初解析：选C。

铜牌上镀银，银为阳极，Ag＋向阴极移动，阴极反应为Ag＋＋e－===Ag。

由于实验中镀层不可能非常均匀致密，所以将电源反接，阳极上Cu、Ag均能溶解，铜牌不可能恢复如初。

7．如图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无臭气体放出。

符合这一情况的是下表中的( )选项a极板b极板X电极Z溶液A 锌石墨负极CuSO4B 石墨石墨负极NaOHC 银铁正极AgNO3D 铜石墨负极CuCl2解析：选A。

由则a为阴极，X为负极；因B项中a极板不析出金属，C项中X为正极可知，B、C两项均错误；又由b极板有无色、无臭气体放出，可知D项错误。

8．如图所示，甲、乙为相互串联的两个电解池。

(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则a电极名称为________极，电极材料是________，电极反应式为________________，电解质溶液可以是________________________________________________________________________。

(2)乙池中铁极电极反应式为________________，若在乙池中滴入少量酚酞溶液，开始电解一段时间后，铁极附近呈________色。

(3)若乙电解池中的电解质溶液为等物质的量浓度的Cu(NO3)2和MgCl2溶液，分阶段写出乙池中电解反应的化学方程式：________________________________________________________________________。

解析：(1)在一条电路中串联两个电解池，往往对阴、阳极的判断容易受到干扰，在分析甲池时，把乙池视为一段导线，反之，分析乙池时，把甲池视为一段导线。

据此分析得出：a为阴极，b为阳极，Fe为阴极，石墨为阳极。

又根据工业上电解精炼铜的原理判断a电极材料应为纯铜，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，电解质溶液用含Cu2＋的溶液(如CuSO4溶液)。

(2)乙池中是用惰性电极电解NaCl溶液(阴极材料是否为活泼金属对电解无影响)，铁极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，由于水提供的H＋放电，铁极附近溶液中OH－越来越多，溶液由无色变为红色。

(3)电解多种电解质的混合溶液，分析电解反应的方法步骤为①分析电解质溶液中所有离子，分为阴、阳两组(包括水电离出的H＋和OH－)；②将阴、阳离子分别按放电先后顺序进行排列；③写出阴、阳两极上的反应式和电解的总反应式并据此判断反应现象或进行计算。

答案：(1)阴纯铜Cu2＋＋2e－===Cu 含Cu2＋的溶液(如CuSO4溶液) (2)2H＋＋2e－===H2↑红(3)第一阶段：CuCl2通电,Cu＋Cl2↑，第二阶段：2H2O通电,2H2↑＋O2↑[能力提升]9．某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3∶1。

用石墨做电极电解溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段。

下列叙述不正确的是( ) A．阴极只析出H2B．阳极先析出Cl2，后析出O2C．电解最后阶段为电解水D．溶液pH不断增大，最后为7解析：选D。

电解质溶液中，n(Na＋)∶n(Cl－)∶n(H＋)∶n(SO2－4)＝3∶3∶2∶1，开始电解产生H2和Cl2，同时生成OH－中和H2SO4，且生成OH－多，最后相当于电解水，因而pH＞7，阴极只生成H2。

三个阶段分别为电解HCl、NaCl、H2O。

10．CuI是一种不溶于水的白色固体，它可由反应2Cu2＋＋4I－===2CuI＋I2而得到。

现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。

电解开始不久阴极区溶液呈红色，而阳极区溶液呈蓝色，对这个现象的正确解释是( )①阴极：2H＋＋2e－===H2↑，使[OH－]＞[H＋]②阳极：2Cu－4e－＋4I－===2CuI＋I2，I2遇淀粉变蓝③阳极：Cu－2e－===Cu2＋，Cu2＋显蓝色④阳极：2I－－2e－===I2，碘遇淀粉变蓝A．①②B．①③C．①④D．③④解析：选A。

由于阳极材料是Cu，故电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，但是由于Cu2＋与I－之间发生氧化还原反应：2Cu2＋＋4I－===2CuI＋I2，阳极反应由上述两反应相加得2Cu－4e－＋4I－===2CuI＋I2，其蓝色是由淀粉遇I2所致，故A项符合题意。

11．根据金属活动性顺序表，Cu不能发生反应：Cu＋2H2O===Cu(OH)2＋H2↑。

但选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。

下列四组电极和电解液中，能实现Cu做阳极时，自身失电子，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑。

C 项，电解液H2SO4会与生成的Cu(OH)2中和，实际上不会生成Cu(OH)2；D项，H2O导电能力不强；B项，Na2SO4溶液起增强导电性作用，电解总反应式为Cu＋2H2O通电,Cu(OH)2＋H2↑。

12．某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨做电极电解饱和氯化钠溶液，通电时为使氯气被完全吸收，设计了如图所示的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )A．a为正极，b为负极；NaClO和NaClB．a为负极，b为正极；NaClO和NaClC．a为阳极，b为阴极；HClO和NaClD．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl解析：选B。

消毒液发生器的下端应接电源的正极，做阳极，发生氧化反应，产生的氯气在上升过程中与阴极产生的氢氧化钠反应生成NaClO和NaCl。

13．Ⅰ.(1)电镀时，镀件与电源的________极连接。

(2)化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉淀在镀件表面形成的镀层。

若用铜盐进行化学镀铜，应选用________(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。

Ⅱ.尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。

人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图。

(1)电源的负极为________(填“A”或“B”)。

(2)阳极室中发生的反应依次为________________________________________________________________________、____________________。

(3)电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将________________；若两极共收集到气体13.44 L(标准状况)，则除去的尿素为________g(忽略气体的溶解)。

解析：Ⅰ.(1)电镀时，镀层金属做电解池的阳极，镀件做电解池的阴极，与电源的负极相连。

(2)镀铜是将Cu2＋变成Cu，需要加入还原剂与之反应。

Ⅱ.(1)图示中产生氢气的电极为阴极，与阴极相连的电极为负极。

(2)根据图示信息，阳极上先产生氯气，氯气具有氧化性，尿素中的氮原子为－3价，具有还原性，两者相遇发生氧化还原反应。

(3)阴极室：2H ＋＋2e －===H 2↑。

阳极室产生的H ＋通过质子交换膜进入阴极室，从而使阴极室H ＋浓度保持不变。

pH 与电解前相比不变。

两极共收集到的气体n (气体)＝13.44 L 22.4 L ·mol－1＝0.6 mol 阳极 阴极5 mol 60 g0．6 mol m [CO(NH 2)2]m [CO(NH 2)2]＝60 g ×0.6 mol 5 mol＝7.2 g 。

答案：Ⅰ.(1)负 (2)还原剂Ⅱ.(1)B (2)2Cl －－2e －===Cl 2↑ CO(NH 2)2＋H 2O ＋3Cl 2===N 2＋CO 2＋6HCl (3)不变7.214．电解原理常应用于工业生产。

(1)火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金、银等)，其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。