人教版选修4 第4章第3节 电解池(第2课时) 作业

第2课时电解原理的应用

基础过关(20分钟)

1.关于镀铜和电解精炼铜,下列说法中正确的是( D )

A.都用粗铜作阳极、纯铜作阴极

B.电解液的成分都保持不变

C.阳极反应都只有Cu-2e-Cu2+

D.阴极反应都只有Cu2++2e-Cu

解析:镀铜时,纯铜作阳极,镀件作阴极,而电解精炼铜时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,A错误;电解精炼铜时,阳极上是金属锌、铁、镍先于铜失电子,但是电镀池中,阳极上始终是金属铜失电子,所以电镀池中,电解质溶液浓度不变,但是,电解精炼铜的装置中,电解质溶液中铜离子浓度减小,B错误;电镀池中,阳极上金属铜失电子,但是电解精炼铜时,阳极上是金属锌、铁、镍先于铜失电子,C错误;镀铜和电解精炼铜装置中,阴极反应都只有Cu2++2e-Cu,D正确。2.观察下列几个装置示意图,有关叙述正确的是( B )

A.装置①工业上可用于生产金属钠,电解过程中石墨电极产生金属

B.装置②中阳极产生的气体可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝

C.装置③中的离子交换膜允许阳离子、阴离子和小分子水通过

D.装置④的待镀铁制品应与电源正极相连

解析:装置①中阴极上金属离子放电生成单质,即金属单质在铁电极上生成,A错误;装置②中氯离子在阳极失电子,生成氯气,氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,B正确;装置③中应是阳离子交换膜,所以只允许阳离子通过,而不允许阴离子氢氧根离子通过,C错误;装置④中,电镀池中,镀层作电解池阳极,待镀金属作阴极,则待镀铁制品应与电源负极相连,D错误。

3.下列关于铜电极的叙述不正确的是( D )

A.铜锌原电池中铜是正极

B.用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极

C.在镀件上电镀铜时,用金属铜作阳极

D.电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极

解析:A项,锌比铜活泼,所以铜锌原电池中铜是正极,正确;B项,用电解法精炼铜时粗铜作阳极,发生氧化反应,纯铜作阴极,发生还原反应得到单质铜,正确;C项,电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极,所以在镀件上镀铜时可用铜作阳极,正确;D项,电解稀硫酸制H2、O2时,若铜作阳极,则在阳极放电的是活性电极Cu,不是氢氧根离子,所以得不到氧气,错误。

4.金属镍有广泛的用途,粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍(已知:氧化性Fe2+

A.阳极发生还原反应,电极反应式只有:Ni2++2e-Ni

B.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等

C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+

D.电解后,电解槽底部的阳极泥中含有Cu和Pt

解析:阳极发生氧化反应,其电极反应式:Ni-2e-Ni2+,Fe-2e-Fe2+;Zn-2e-Zn2+,A 错误;电解过程中阳极失电子的有Fe、Zn、Ni,粗镍中的Cu、Pt沉积在电解池底部;阴极Ni析出的是Ni;依据电子守恒,阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等,B错误;电解后,溶液中存在的金属阳离子有Fe2+、Zn2+、Ni2+;C错误;粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质作阳极,铜和铂活动性较镍弱,不失电子沉降电解池底部形成阳极泥,电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt,D正确。

5.若要在铜片上镀银时,下列叙述错误的是( C )

①将铜片接在电源的正极②将银片接在电源的正极③在铜片上发生的反应

是:Ag++e-Ag ④在银片上发生的反应是:4OH--4e-O2↑+2H2O ⑤可用硫酸溶液作电解质溶液⑥可用硝酸银溶液作电解质溶液

A.①③⑥

B.②③⑥

C.①④⑤

D.②③④⑥

解析:在铜片上镀银时,应该将单质银作为阳极,铜片作为阴极,用硝酸银溶液作为电解液。所以①将铜片接在电源的正极是错误的,铜片应该连接电源负极。④在银片上发生的反应是Ag-e-Ag+。⑤可用硫酸溶液作电解质溶液,是错误的,应该用硝酸银溶液,故C正确。

6.下列描述中,不符合生产实际的是( A )

A.电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极

B.电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极

C.电解饱和食盐水制烧碱,用涂镍碳钢网作阴极

D.在镀件上电镀锌,用锌作阳极

解析:电解Al2O3时,Fe作阴极,石墨作阳极,若铁作阳极,Fe放电生成Fe2+。

7.按如图装置实验,若x轴表示流入阴极的电子的物质的量,则y轴可表示( D )

①c(Ag+) ②c(N) ③a棒的质量④b棒的质量⑤溶液的pH

A.①③

B.③④

C.①②④

D.①②⑤

解析:该装置为电镀池,电解质溶液不变,故选D。

8.如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(H2NCONH2)的化学能直接转化为电能,并生成环境友好物质的装置,同时利用此装置的电能在铁上镀铜,下列说法中正确的是( C )

A.乙装置中溶液颜色会变浅

B.铁电极应与Y相连接

C.M电极反应式:H2NCONH2+H2O-6e-CO2↑+N2↑+6H+

D.当N电极消耗0.25 mol气体时,铜电极质量减少16 g

解析:乙装置为电镀装置,电镀液的浓度不变,因此溶液颜色不变,A项错误;电镀时,待镀金属作阴极,与电源负极相连,而N电极上O2转化为H2O,发生还原反应,N电极为正极,B项错误;根据N电极反应式:O2+4H++4e-2H2O、铜电极反应式:Cu-2e-Cu2+,由各电极上转

移电子数相等,可得关系式:O2～2Cu,则N电极消耗0.25 mol O2时,铜电极质量减少0.25 mol×2×64 g·mol-1=32 g,D项错误。

9.制备二氧化锰的装置如图,阳极以硫酸锰和硫酸混合液为电解液,阴极以稀硫酸为电解液,电解装置中大箭头表示溶液中阳离子移动的方向。下列说法正确的是( C )

A.N是电源的负极

B.右侧气孔逸出的气体可能为副产物H2

C.石墨电极的电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O MnO2+4H+

D.电解过程中阳离子交换膜左侧硫酸浓度基本不变,右侧减小

解析:阳离子向阴极移动,说明左侧为阴极,则M为电源负极,N为电源正极,A项错误;右侧为阳极,逸出的气体可能是溶液中的氢氧根离子放电生成的氧气,B项错误;石墨电极为阳极,锰离子失去电子生成二氧化锰,C项正确;电解过程中阳离子向左侧移动,左侧溶液中H+放电生成H2,硫酸浓度不变,右侧MnSO4电解生成MnO2和H2SO4,硫酸浓度增加,D项错误。10.对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。

(1)以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应

为。

取少量废电解液,加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是

。

(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因

是。

(3)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是。

a.电能全部转化为化学能

b.粗铜接电源正极,发生氧化反应

c.溶液中Cu2+向阳极移动