苏教版高中化学选择性必修1化学反应原理课后专题练习1 化学反应与能量变化 第2单元 第4课时 电解池的工作原理及应用(二).docVIP

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第4课时电解池的工作原理及应用(二)

课后训练巩固提升

基础巩固

1.下面是电解饱和食盐水的装置,通电一段时间后下列说法不正确的是()。

A.阴极附近溶液的pH增大

B.阳极产生的气体可用湿润的淀粉碘化钾试纸检验

C.若阳极最终收集到气体4.48L,则反应中转移电子的物质的量为0.4mol

D.完全电解后充分混合U形管中物质,所得溶液会含有NaClO

答案:C

2.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是(已知:氧化性Fe2+Ni2+Cu2+)()。

A.阳极发生还原反应,其电极反应式为Ni2++2e-Ni

B.电解过程中,阳极减少的质量与阴极增加的质量相等

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只有Cu和Pt

答案:D

解析:根据电解原理可知,与电源正极相连的电极是阳极,阳极上失电子,发生氧化反应,A项错误。因氧化性Ni2+Fe2+Zn2+,故阴极反应为Ni2++2e-Ni,可见,阳极减少的质量是溶解的Zn、Fe、Ni的质量,而阴极增加的质量只是析出的Ni的质量,两者的质量是不相等的,B项错误。电解后,溶液中除留下Fe2+、Zn2+外,还有Ni2+,C项错误。阳极反应有Zn-2e-Zn2+,Fe-2e-Fe2+,Ni-2e-Ni2+,Pt为惰性金属,不放电,而Cu要在金属Ni全部转化为Ni2+后才能放电,故Cu和Pt一起落下,形成阳极泥,D项正确。

3.用如图所示装置(熔融CaF2-CaO作电解质)获得金属钙,并用钙还原TiO2制备金属钛。下列说法正确的是 ()。

A.电解过程中,Ca2+向阳极移动

B.阳极的电极反应为C+2O2--4e-CO2↑

C.在制备金属钛前后,整套装置中CaO的总量减小

D.若用铅蓄电池作该装置的供电电源,“+”接线柱连接的是Pb电极

答案:B

解析:根据电解原理,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,A项错误;根据装置示意图,阳极上石墨失去电子转化成CO2,电极反应为C+2O2--4e-CO2↑,B项正确;阴极的电极反应为Ca2++2e-Ca,然后用Ca还原TiO2,反应的化学方程式为2Ca+TiO2Ti+2CaO,因此整套装置中CaO的总量不变,C项错误;铅蓄电池中Pb作负极,PbO2作正极,因此“+”接线柱连接的是PbO2电极,D项错误。

4.某地海水中主要离子的含量如下表所示,现利用“电渗析法”进行淡化,技术原理如图所示(两端为惰性电极,阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过)。下列有关说法错误的是()。

离子

Na+

K+

Ca2+

Mg2+

含量

9360

83

200

1100

离子

Cl-

SO

HCO

—

含量

16000

1200

118

—

A.甲室的电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑

B.乙室和丁室中部分离子的浓度增大,淡水的出口为b

C.淡化过程中易在戊室形成水垢

D.通过甲室阳膜的离子的物质的量为2mol时,戊室收集到22.4L(标准状况下)气体

答案:D

解析:甲室的电极与电源正极相连,作阳极,阴离子发生氧化反应,电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑,A项正确;阴(阳)离子交换膜只允许阴(阳)离子通过,电解时,丙室中阴离子移向乙室,阳离子移向丁室,所以乙室和丁室中部分离子的浓度增大,丙室中物质主要是水,淡水的出口应为b,B项正确;开始电解时,阳极上(甲室电极)Cl-放电生成Cl2,阴极(戊室电极)上水得电子生成H2,同时生成OH-,生成的OH-和HCO3-反应生成CO32-,Ca2+转化为CaCO3沉淀,所以电解一段时间后戊室形成水垢,C项正确;通过甲室阳膜的阳离子有Na+、K+、Ca2+、Mg

5.铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:

注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

(1)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是。?

(2)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液,原理如图所示。阳极的电极反应式为,阴极产生的物质A的化学式为。?

答案:(1)石墨电极被阳极上产生的O2氧化

(2)4CO32-+2H2O-4e-4HCO3-

解析:(1)电解Al2O3时阳极有O2生成,高温下O2会氧化石墨。(2)阳极为H2O失去电子生成O2,水电离的OH-放电之后,留下H+,可以与CO32-反应生成HCO3-

能力提升

1.用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH4

A.阳极室溶液由