电解原理及其应用

电解原理及其应用

针对性测试题

 

一、选择题：

1．如下图所示，铜片和锌片用导线连接后插入番茄里，

锌片是（   ）。

A．阳极    B．正极    C．阴极      D．负极

2．下列叙述中不正确的是（   ）。

A．电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应

B．原电池跟电解池连接后，电子从电池负极流向电解池阳极

C．电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化作用

D．电解饱和食盐水时，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气

3．电解硫酸铜溶液时，若要求达到以下几点：⑴阳极质量减少，⑵阴极质量增加，⑶电解液中[Cu^2＋]不变，则可选用的电极是（    ）。

A．纯铜作阳极，含锌、银的铜合金作阴极

B．含锌、银的铜合金作阳极，纯铜作阴极

C．用纯铁作阳极，用纯铜作阴极

D．用石墨作阳极，用惰性电极作阴极

4．下列叙述能说明金属甲比金属乙活泼的实际事实是（   ）。

A．同价态的阳离子，甲的氧化性比乙强

B．将甲、乙作电极与稀硫酸酸溶液组成原电池，甲是负极

C．在氧化还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多

D．常温下，甲能和 NaOH溶液反应，而乙不能

5．在25ºC时，将两根铂电极插入一定量的硫酸钠饱和溶液中进行电解，当电路中有a mol电子转移时，溶液中析出mg Na₂SO₄ ·10 H₂ O晶体。若温度不变，在剩余溶液中溶质的质量分数为（   ）。

A． ×100%                          B．  ×100%

C．  ×100%                       D．  ×100%

6．常温时，将500 ml P^H=5的Cu SO₄ 溶液用石墨电极电解一段时间，测得溶液的P^H变为2，若使溶液的浓度、P^H与电解前相同，可采用的方法（   ）。

A．向溶液中加入0.245g Cu (OH)₂

B．向溶液中加0.31g CuSO₄

C．向溶液中加0.0025 mol H₂ SO₄并加热

D．向溶液中加0.2g CuO

 

7．按A图装置进行实验，若图B的X轴表示

流入电极的电子的量，则Y轴不可能表示的情况

是（   ）。

A．[Ag^＋]         B．[NO₃]   

C．溶液的PH    D．银棒的质量

 

 

8．溶液中含有两种溶液质—氯化钠和硫酸，他们的物质的量之比为3：1。用石墨做电极电解该溶液时，根据反应产物可明显分为三个阶段，则下列叙述不正确的是                                                           （   ）。

A．阴极只析出氢气         B．阳极先析出氯气后析出氧气

C．电解最后阶段为电解水 

D．电解过程中溶液的PH不断增大，最后PH为7

9．甲、乙两个电解池均为 Pt 电极，且互相串联，甲池盛有AgNO₃溶液，乙池中盛有一定量的某盐溶液，通电一段时间后，测得甲池中电极质量增加 2.16g，乙池中电极上析出 0.24g 金属，则乙池中溶质可能是（   ）。

A．CuSO₄          B．MgSO₄            C．Al (NO₃)₃            D．Na₂SO₄

10．用惰性电极电解M (NO₃ )_x 的水溶液，当阴极上增重 a 克时，在阳极上同时产生b L氧气（标准状况），从而可知M的相对原子质量为（    ）。

A．22.4ax/b      B．11.2 ax/b       C．5.6 ax/b        D．2.5 ax/b

 

二、填空题：

11．氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：

 

依照图示，完成下列填空：

⑴ 在电解过程中，与电源正极相联的电极上所发生反应的化学方程式为___________与电源负极相连的电极附近，溶液PH值__________（选填：不变，升高或下降）。

⑵ 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________________                   。

⑶如果粗盐中SO₄^2－ 含量较高，必须添加钡试剂除去SO₄^2－，该钡试剂可以是__________。

A．Ba (OH)₂            B．Ba (NO₃ )₂                    C．BaCl₂

⑷ 为有效除去Ca^2＋ 、Mg^2＋ 、 SO₄^2－，加入试剂的合理顺序为_______（选填A、B、C，多填扣分）。

A．先加NaOH，后加 Na₂CO₃，再加钡试剂。

B．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na₂CO₃。

C．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na₂CO₃。

⑸ 脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过______冷却、_______（填写操作名称）除去NaCl。

⑹ 在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl₂与 NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl₂与 NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H₂，相应的化学方程式为___________________                                   。

 

12．由于Fe (OH)₂极易被氧化，所以实验室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，应用下图电解实验可以制得白色的纯净的Fe (OH)₂沉淀。两电极材料分别为

石墨和铁。

⑴ a电极材料应为____，电极反应式为________________。

⑵ 电解液C可以是__________。

A．纯净水    B．NaCl溶液     C．NaOH溶液     D．CuCl₂溶液

⑶ d为苯，其作用是______________，在加入苯之前对C应作何简单处理_____________                           

⑷ 为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是________。

A．改用稀硫酸作电解液         B．适当增大电源的电压。

C．适当减小两电极间距离       D．适当降低电解液的温度。

⑸ 若C中用Na₂SO₄溶液，当电解一段时间看到白色Fe (OH)₂沉淀后，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，混合物中另一明显现象为_____________________。

 

三、计算

13．电解26.8%的食盐水1500g，若食盐的利用率为87.3%，求： (1)在27℃和1.11×10⁵大气压下可制得H₂多少升？(2)这些氢气和氯气全部化合成氯化氢，溶于水制成功31%的盐酸，其质量为多少g？(3)电解液中氢氧化钠的质量分数浓度为多少？

第四单元   电解原理及其应用答案

第一节  电解原理（一）

 

一、自我探究

1． 在水溶液中或熔化状态下，化合物。

2．在水分子的作用下，熔融，自由移动的离子。

3．无规则，定向，电解。

4．电池：①、③、⑤

电解池：⑥、⑦

⑴ 两个相互联接（或互相接触）活泼性不同的两极；与两极接触的电解液；负；正。

⑵ 外电源，两导电电极，与两接触的电解液；阳，阴。

（3）化学能，电能，化学能；氧化—还原反应。

3．依据电解，原电池原理，在烧杯中Zn逐渐溶解，C棒上有气体析出。

右烧杯中，右边C棒上有Cu析出，左边有气体析出。

负极：Zn-2e = Zn ^2＋                      阳：   2Cl^－ —2e = Cl₂↑

正极：2 H^＋ +2e = H₂↑            阴： Cu ^2＋   +2e = Cu

总：Zn +2 H^＋    = Zn ^2＋   + H₂↑   总：Cu ^2＋  +2Cl^－   = Cu + Cl₂↑

[评价]

1．B  2．B   3．B   4．D

 

第一节  电解原理（二）

 

一、自我探究

 

1．⑴ 负，阴，还原，阳，失，氧化。⑵惰性，失去，活泼性。

2．阳，电镀，不变。

3．铜化学性质较不活泼，不易被氧化腐蚀，铜又光亮、美丽。加快金属的腐蚀。

[评价]

1．C  2．AC  3．A   4．CD  5．B

6．（1）Cu²⁺ + 2H₂O Cu(OH)₂  + H⁺   

（2）电解时，溶质CuCl₂减少，溶液浓度减少，导致P^H值升高。

（3）P^H值先降低，然后趋于稳定、P^H值。     

（4）“实验派”观点正确。电解产生的Cl₂溶于水并与水反应生成两种酸，会使PH值降低，Cl₂饱和后，P^H值不再变化。

第二节  氯碱工业

 

一、自我探究

1． 

电解

性  Na ^＋   、Clˉ 、H^＋   、OH^－     2Cl^－ —2e = Cl₂↑ 

2 H^＋ +2e == H₂↑    2Cl^－  + 2 H₂O = = = Cl₂↑+ H₂↑+ 2 OH^－

无色，无色变成红色，气泡，阳极极板上产生的气体用湿润的淀粉，碘化钾试纸检验，阳极产生的气体，收集点燃听到噗的响声。

评价：

1．（1）先加BaCl₂ 溶液足量。     Ba ²⁺  + SO₄ ^2-   = BaSO₄  ↓

再加Na₂CO₃ 溶液足量。  Ba ²⁺   + CO₃ ^2-   = BaCO₃↓

Ca ²⁺  + CO₃ ^2-  = CaCO₃↓     Mg ²⁺  + CO₃ ^2- = MgCO₃↓

再加NaOH 溶液足量。   Mg ²⁺  +2 OH^－ = Mg(OH)₂↓

（2）过滤。

（3）加适量盐酸。    CO₃ ^2-  +2 H^＋  = CO₂↑+ H₂O

                    H^＋  + OH^－  = H₂O

2．(1) H₂O(含少NaOH)  (2) 精制饱和NaCl溶液     (3)   淡盐水   (4) Cl₂ 

(5)         H₂   (6) NaOH溶液             3．B

第二节  电解饱和食盐水

一、自我探究

电解

高温

1．（1）制取漂白粉

CaCO₃ === CaO + CO₂↑             2 NaCl + 2 H₂O === H₂↑ + Cl₂↑ 2NaOH

CaO + H₂O == Ca(OH) ₂                 Ca(OH)₂(石灰乳)+2 Cl₂ = Ca(ClO)₂+CaCl₂ +2 H₂O

  （2）制聚氯乙烯

点燃

高温

应用(1)所制得的CaO 、H₂ 和Cl₂

CaO + 3C == CaC₂ + CO↑               H₂ + Cl₂ === 2HCl

催化剂

催化剂

CaC₂ + 2H₂O     HC CH↑ + Ca(OH) ₂    HC CH + HCl     HC CHCl

催化剂

n

nH₂C CHCl        （CH₂—CHCl）     

（3）制取乙酸乙酯

应用(2)所制得HC CH和HCl

催化剂

催化剂

HC CH  + H₂O         CH₃CHO    CH₃CHO  + H₂          CH₃CH₂OH

浓硫酸

催化剂

2CH₃CHO   + O₂        2CH₃COOH

CH₃COOH  + CH₃CH₂OH        CH₃COOCH₂CH₃ + H₂O

2．⑴不可以，此装置中，铁钉只起导电作用，如果交换，铁会放电。逐渐溶解，不再电解食盐水，制取不出NaOH、Cl₂ 。

⑵、可以。接通电源，哪一极析出铜，哪极为负极，则另一极为正极。

[评价]

1．D  2．A  3．D  4．D  5．D

6．（1）ClO₂ 具有强氧化性，是高效消毒剂，且不会与有机物发生氯代，是一种较理想的饮用水消毒剂。。

（2）2NaClO₃ +  4HCl=Cl₂↑+2ClO₂↑+2NaCl+2H₂O

（3）2NaClO₂+Cl₂ =2ClO₂+2NaCl    此法的优点是ClO₂的收率高、质量好，无Cl₂杂质。

(4) 2.63

针对性测试题

一、选择题：

1．D  2．B  3．A   4．B  5．D  6．D  7．D   8．D   9．A   10．C

二、11．（1）2Clˉ- 2e = Cl₂↑  升高  （2）Ca ^2＋ +CO₃ ^2— =  CaCO₃↓

电解

电解

Mg ^2＋  + 2 OH^－   =  Mg(OH)₂↓   （3）A、C  （4）B、C（5）蒸发  过滤

（6）NaCl +H₂O  ===  NaClO + H₂ ↑或 2 NaCl + 2 H₂O= = H₂↑ + Cl₂↑+ 2NaOH

Cl₂ +  2NaOH  ==== NaCl + NaClO + H₂O

12．⑴铁，Fe-2e = Fe ^2＋

⑵B、C  ⑶隔绝空气，防止Fe(OH)₂    被氧化，加热。

⑷、B、C   ⑸ Fe(OH)₂   变成灰绿色，最后变成红褐色。

13．(1)67.1L    (2)706.5g    (3)18.74%

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