高中化学必修2 电解池 配套讲义及课后练习(含参考答案)

电解池(一)金题精讲题一：使用氯化钠作原料可以得到多种产品。

（1）氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示。

①溶液A的溶质是_______________________。

②电解饱和食盐水的离子方程式是_________________________________________。

③电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3。

用化学平衡移动原理解释盐酸的作用__________________________________________________________________。

④用惰性电极电解100 mL 0.1 mol·L 1 NaCl 溶液，若阴阳两极均得到112 mL气体(标准状况)，则所得溶液的物质的量浓度是_____________(忽略反应前后溶液体积的变化及气体的损失)。

（2）某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置。

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（3）实验室中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。

某同学利用上图装置，只更换一个电极，通过电解法制取较纯净的Fe(OH)2沉淀，且较长时间不变色。

该同学换上的电极材料是____(用元素符号表示)，总的反应式是_____________。

题二：金属冶炼与处理常涉及氧化还原反应。

（1）由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是__________。

a. Fe2O3b. NaClc. Cu2Sd. Al2O3（2）辉铜矿（Cu2S）可以发生反应：2Cu2S + 2H2SO4 + 5O2 = 4CuSO4 + 2H2O，该反应的还原剂是________。

当1 mol O2发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为________mol。

向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是_________。

（3）下图为电解冶炼银的示意图，____（填“a”或“b”）极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体产生，则生成该气体的电极反应式为_____________________。

题三：工业上可用电解NO制备NH4NO3，其工作原理如下图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是_________，说明理由：_____________________。

自招初探题四：用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液，通过控制电压电解得以再生。

某同学使用石墨电极，在不同电压（x）下电解pH=1的0.1 mol/L的FeCl2溶液，研究废液再生机理。

记录如下（a、b、c代表电压数值）：（1）用KSCN检验出Fe的现象是________________。

（2）I中，Fe3+产生的原因可能是Cl- 在阳极放电，生成的Cl2将Fe2+氧化。

写出有关反应：___________________________________。

（3）由II推测，Fe3+ 产生的原因还可能是Fe2+ 在阳极放电，原因是Fe2+ 具有____性。

（4）II中虽未检验出Cl2，但Cl- 在阳极是否放电仍需进一步验证。

电解pH=1的NaCl溶液做对照实验，记录如下：①NaCl的浓度是_________mol/L。

②IV中检测Cl2的实验方法_______________________。

③与II对比，得出的结论（写出两点）：____________________________________。

电解池(一)金题精讲题一：（1）①NaOH ②2Cl - + 2H 2O 电解 H 2↑ + Cl 2↑ + 2OH -③Cl 2与水反应：Cl 2+H 2O H ++Cl - +HClO ，增大c (H +)使平衡逆向移动，减少Cl 2在水中的溶解，有利于Cl 2的逸出 ④0.1 mol/L （只含NaOH ）（2）B （3）Fe Fe + 2H 2O 电解 Fe(OH)2 + H 2↑题二： （1）bd （2）Cu 2S 或硫化亚铜 4 H 2（3）a 3NO - + e - + 2H + = NO 2↑ + H 2O题三： NH 3 根据电子守恒，阳极得到的3NO -的量大于阴极得到的4NH +的量，所以需充入NH 3（或从阴阳极电极反应式说明也可）自招初探题四：（1）溶液变红 （2）2Cl - - 2e - =Cl 2↑ Cl 2 + 2Fe 2+ =2Cl - + 2Fe 3+ （3）还原（4）①0.2 ②取少量阳极附近的溶液，滴在淀粉KI 试纸上，试纸变蓝③通过控制电压，证实了产生Fe 3+ 的两种原因都成立；通过控制电压，验证了Fe 2+ 先于Cl - 放电电解池（二）金题精讲题一：下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00％的NaOH 溶液、足量的CuSO 4溶液和100 g 10.00％的K 2SO 4溶液。

电极均为石墨电极。

（1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K 2SO 4溶液浓度为10.47％，乙中c 电极质量增加。

据此回答问题：①电源的N 端为_______极；②电极b 上发生的电极反应为________________________；③计算电极b 上生成的气体在标准状况下的体积为______；④电极c 的质量变化是______g ；⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：甲溶液_________________________________________；乙溶液_________________________________________；丙溶液_________________________________________。

（2）如果电解过程中铜全部析出。

此时电解能否继续进行，为什么?_____________________________________________________________。

题二：人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如下图所示：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）。

自招初探题三： 下列对实验现象的解释或推测不合理的是（ ）A. a 、d 处：2H 2O + 2e - = H 2↑ + 2OH -B. b 处：2Cl -–2e - = Cl 2↑C. c 处发生了反应：Fe –2e - = Fe 2+D. 根据实验一的原理，实验二中m 处能析出装置电解池（二）金题精讲题一： （1）①正 ②4OH -－4e -= 2H 2O + O 2↑ ③2.8 L ④16⑤甲溶液：甲溶液中发生的总反应：2H 2O 2H 2↑+O 2↑，电解后溶液中的水减少，c (NaOH)增加，碱性增大；乙溶液：乙溶液中发生的总反应：2CuSO 4+2H 2O 2Cu+O 2↑+2H 2SO 4 电解后溶液产生H 2SO 4，溶质逐渐从CuSO 4变为H 2SO 4，所以电解后溶液酸性变强；丙溶液：酸碱性没有变化，因为K 2SO 4是强酸强碱盐，溶液中性，电解过程中，主要是电解水，电解前后溶液的酸碱性没有变化。

（2）能继续进行，因为CuSO 4溶液已转变为H 2SO 4溶液，反应也就变为水的电解反应。

题二：①B②2Cl -－2e -=Cl 2↑ CO(NH 2)2＋3Cl 2＋H 2O=N 2＋CO 2＋6HCl③不变 7.2自招初探题三：B电解池（一）课后练习题一： 氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱，以及生产ClO 2 和氯的含氧酸盐（NaClO 、NaClO 3）等系列化工产品。

（1）写出氯碱工业中电解饱和食盐水的离子方程式：______________________。

（2）①室温下，0.1 mol ·L –1 NaClO 溶液的pH ______0.1 mol ·L –1 Na 2SO 3溶液的pH 。

（填“大于”、“小于”或“等于”）已知：H 2SO 3的K a1=1.54×10–2，K a2=1.02×10–7；HClO 的K a =2.95×10–8。

②写出一种可以证明NaHSO 3溶液中3HSO -的电离程度大于3HSO -水解程度的方法：______________。

（3）常温下，饱和氯水中，存在反应Cl 2＋H 2O HCl ＋HClO 。

下列有关叙述正确的是_________（填字母）。

A ．饱和氯水中只存在HClO 的电离平衡B ．饱和氯水中：c (H ＋) = c (Cl –)＋c (ClO –)＋c (OH –)C ．往饱和氯水中加水，HClO 的电离程度减小D ．用氯气处理饮用水时，在夏季的杀菌效果比在冬季好（4）氯气含量检测仪中，原电池工作原理示意图如图：则Cl 2在Pt 电极放电的电极反应为____________。

（5）工业上用NaClO 3氧化酸性FeCl 2废液，通过控制条件，使Fe 3+水解产物聚合，形成可溶的多聚体，最终析出红棕色胶状沉淀Fe 2O 3·n H 2O 。

其中水解形成羟桥配离子的离子方程式为：2Fe 3+＋10H 2O [Fe(H 2O)4(OH)2Fe(H 2O)4]4+＋2H +。

欲使上述水解平衡正向移动，可采用的方法有________（填字母）。

A ．加水稀释B ．加热C ．加入盐酸D ．加入NaHCO 3题二： 氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH 溶液的工艺流程示意图如下所示，完成下列填空：题三： （1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上电极反应为______，与电源负极相连的电极附近，溶液pH______（选填“不变”、“升高”或“下降”）。

（2）工业食盐含Ca 2+、Mg 2+等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为______。

（3）如果粗盐中24SO -含量较高，必须添加钡试剂除去24SO -，该钡试剂可以是______。

a ．Ba(OH)2b ．Ba(NO 3)2c ．BaCl 2由黄铜矿（主要成分是CuFeS 2）炼制精铜的工艺流程示意图如下：（1）在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到l000℃左右，黄铜矿与空气反应生成Cu 和Fe 的低价硫化物，且部分Fe 的硫化物转变为低价氧化物。