1、第4课时电解原理的应用题组一电解原理应用1如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法中不正确的是()A装置中出口处的物质是氯气，出口处的物质是氢气B该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过C装置中发生反应的离子方程式为Cl2HCl2H2D该装置将电能转化为化学能答案C解析由图看出处为电解池阳极产生氯气，处为电解池阴极产生氢气，A对；该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过，能防止氯气与碱反应，且在阴极区得到浓度较高的烧碱溶液，B对；电解饱和食盐水有烧碱生成且H2O应写化学式，C错；电解装置是将电能转化为化学能的装置，D对。考点电解原理的应用题点氯碱工业2利用如图所示装置可以
2、在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法正确的是()A通电后，Ag向阳极移动B银片与电源负极相连C该电解池的阴极反应可表示为Age=AgD当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初答案C解析铜牌上镀银，银片为阳极，Ag向阴极移动，阴极反应为Age=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均会溶解，铜牌不可能恢复如初。考点电解原理的应用题点电镀3利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是()A电解时以纯铜作阳极B电解时阴极发生氧化反应C粗铜连接电源负极，其电极反应式是Cu2e=Cu2D电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极
3、泥答案D解析电解精炼铜时，粗铜应作阳极，纯铜作阴极，故A错误；阳极与电池的正极相连，发生氧化反应，阴极与电池的负极相连，发生还原反应，故B错误；粗铜连接电源的正极，发生氧化反应，故C错误；金属的活动性顺序为ZnFeCuAgPt，因此Ag、Pt不会放电，以单质形式在阳极附近沉积下来，故D正确。考点电解原理的应用题点电解精炼铜4在冶金工业中，钠、镁、铝等金属常用电解法得到，其原因是()A都属于轻金属B都属于活泼金属C成本低廉D这些金属的化合物熔点较低答案B解析金属冶炼方法的选取主要依据是金属的活泼性强弱，不活泼的金属可以用热分解法制备，如加热氧化汞；比较活泼的金属用热还原法制备，如用焦炭炼铁；活泼
4、的金属离子很难被其他还原剂还原，只能用电解法制备。由于钠、镁、铝是活泼金属，所以只能用电解法。考点电解原理的应用题点电冶金5电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O，最后Cr3以Cr(OH)3形式除去。下列说法不正确的是()A阳极反应为Fe2e=Fe2B电解过程中溶液pH不会变化C过程中有Fe(OH)3沉淀生成D电路中每转移12 mol电子，最多有1 mol Cr2O被还原答案B解析电解时用铁作阳极，失去电子生成Fe2，Fe2将废水中的Cr2O还原为Cr3，A项正确；阴极反应式为2H2e=H2，溶液的pH
5、变大，B项错误；电解过程中H在阴极放电，Fe2还原Cr2O时也消耗H，使溶液的pH变大， Fe3转化为Fe(OH)3沉淀，C项正确；根据电极反应式：Fe2e=Fe2，可知每转移12 mol e生成6 mol Fe2，6 mol Fe2可还原1 mol Cr2O，D项正确。考点电解原理的应用题点电解法在处理废水中的应用6中学阶段介绍的应用电解法制备物质主要有三种：一是铝的工业制备，二是氯碱工业，三是金属钠的制备。下列关于这三种工业生产的描述中正确的是()A电解法制金属钠时，阳极反应式：Nae=NaB电解法生产铝时，需对铝土矿进行提纯，在提纯过程中应用了氧化铝或氢氧化铝的两性C在氯碱工业中，电解池
6、中的阴极产生的是H2，NaOH在阳极附近产生D氯碱工业和金属钠的冶炼都用到了NaCl，在电解时它们的阴极都是Cl失电子答案B解析A项，阴极反应式为Nae=Na，错误；B项，氧化铝和氢氧化铝具有两性，在分离提纯时可用NaOH溶液将其溶解，过滤除去难溶物，再将AlO转化成Al(OH)3，Al(OH)3热分解即得Al2O3，正确；C项，阴极产物为H2和NaOH，阳极产物为Cl2，错误；D项，阳极都是Cl失电子，错误。考点电解原理的应用题点电解原理应用的综合7氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。下列说法正确的是()A电解池的阴极反应式为2
7、H2O2e=H22OHB通入空气的电极为负极C电解池中产生2 mol Cl2时，理论上燃料电池中消耗0.5 mol O2Da、b、c的大小关系为abc答案A解析题给电解池的阴极反应式为2H2O2e=H22OH，阳极反应式为2Cl2e=Cl2，A项正确；题给燃料电池为氢氧燃料电池，通入空气的电极为正极，B项错误；由整个电路中得失电子守恒可知，电解池中产生2 mol Cl2，理论上转移4 mol e，则燃料电池中消耗1 mol O2，C项错误；题给燃料电池的负极反应式为2H24e4OH=4H2O，正极反应式为O24e2H2O=4OH，所以a、b、c的大小关系为cab，D项错误。考点电解原理的应用题
8、点电解原理应用的综合题组二电解的有关计算8在标准状况下，用铂电极电解硫酸铜溶液，当阴极产生12.8 g铜时，阳极放出的气体是()A1.12 L H2 B1.12 L O2C2.24 L H2 D2.24 L O2答案D解析CuSO4溶液中有Cu2、H及SO、OH四种离子，得电子能力Cu2H，失电子能力OHSO，阴极反应为2Cu24e=2Cu，阳极反应为4OH4e=2H2OO2，总反应为2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2。n(Cu)12.8 g64 gmol10.2 mol，n(O2)0.1 mol，在标准状况下体积为2.24 L，D正确。考点电解的有关计算题点电解产物的相关计算9用含少
9、量银和锌的粗铜作阳极，纯铜片作阴极，CuSO4溶液作电解液，电解一段时间后，阳极质量减少了x g，则()A电解液质量增加x gB阴极质量增加x gC阴极质量增加b g，bxD阴极质量增加b g，bM(Cu)，且还有一部分Ag要落入阳极泥，所以阳极溶解的金属的质量大于阴极析出铜的质量，即bx，所以B、C项错误，D项正确；若阴极析出铜的质量为b g，阳极落入阳极泥的Ag的质量为m g，则电解质溶液增加的质量为(xmb) g，A项错误。考点电解的有关计算题点电解产物的相关计算10用石墨电极电解CuSO4溶液一段时间后，向所得溶液中加入0.2 mol Cu(OH)2后，恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则
10、电解过程中转移电子的物质的量为()A0.4 mol B0.5 molC0.6 mol D0.8 mol答案D解析将Cu(OH)2改写为CuOH2O，根据CuOH2O知，阳极上OH放电生成O2，阴极上Cu2和H放电生成Cu和H2，根据氧原子守恒得n(O2)nCu(OH)20.2 mol，则转移电子的物质的量为0.2 mol40.8 mol，故D正确。考点电解的有关计算题点电解质溶液复原的相关计算11用石墨作电极电解1 000 mL硝酸钾和硝酸铜的混合溶液，当通电一段时间后，两极都收集到112 mL气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为1 000 mL，则电解后溶液的pH为()A4 B3 C2
11、D1答案C解析阳极产生氧气0.005 mol，阴极产生氢气0.005 mol。由2H2O2H2O2可知，阴极产生0.005 mol氢气时，阳极产生氧气0.002 5 mol；由2Cu22H2O2Cu4HO2可知，产生n(H)(0.005 mol0.002 5 mol)40.01 mol，c(H)0.01 molL1，pH2。考点电解的有关计算题点电解质混合溶液的相关计算12(2018山西大学附属中学高二诊断)500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)6 molL1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到11.2 L气体(标准状况)，假定电解后溶液的体积仍为5
12、00 mL，下列说法正确的是()A原混合溶液中c(K)为2 molL1B上述电解过程中共转移8 mol电子C电解得到的Cu的物质的量为0.5 molD电解后溶液中c(H)为4 molL1答案C解析根据题意，阳极反应式为4OH4e=2H2OO2，阴极反应式为Cu22e=Cu、2H2e=H2；两极均生成11.2 L气体(标准状况)，说明氧气和氢气均是0.5 mol，根据阴、阳两极上转移电子数相同可得：2n(Cu)2n(H2)4n(O2)，则n(Cu)(0.5 mol40.5 mol2)0.5 mol，Cu2浓度是1 molL1；溶液中c(K)2c(Cu2)c(NO)，则c(K)4 molL1，故A
13、错误；根据阳极反应，产生11.2 L O2(标准状况)时转移2 mol电子，故B错误；根据以上分析可知C正确；根据电极反应式，阳极消耗2 mol OH，阴极消耗1 mol H，故电解后溶液中c(H)2 molL1，故D错误。考点电解的有关计算题点电解计算的相关综合13工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。(1)该电解槽的阳极反应式是 。(2)通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因 。(3)除去杂质后得氢氧化钾溶液，液体从出口 (填写“A”或“B”)导出。答案(1)4OH4e=O22H2O(
14、2)H2O电离出的H放电，同时生成OH，OH浓度增大(3)B解析(1)阳极是左池，氢氧根放电。(2)H2O电离出的H放电，同时生成OH，OH浓度增大。(3)K经阳离子交换膜进入右池，右池中H2O电离出的H放电，剩下OH；除去杂质后得氢氧化钾溶液从B口导出。考点电解原理的应用题点氯碱工业14电解的应用比较广泛。根据下列电解的应用，回答问题：(1)如图1为电解精炼银的示意图， (填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为 。图1(2)利用如图2装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为 (填化学式)溶液，阳极电
15、极反应式为 ，电解过程中Li向 (填“A”或“B”)电极迁移。图2(3)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的 极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为 。若改用氯化铝水溶液作电解液，则阴极产物为 。答案(1)aNO2He=NO2H2O(或NO4H3e=NO2H2O、2NOO2=2NO2)(2)LiOH2Cl2e=Cl2B(3)负4Al2Cl3e=Al7AlClH2解析(1)电解精炼银与电解精炼铜原理相似。电解精炼银装置中，含有杂质的粗银作阳极，电解池的阳极与电源
16、的正极相连，则该装置中a极为含有杂质的粗银。该电解池的b极为阴极，阴极上有红棕色气体生成，可知NO被还原为NO2，电极反应式为NO2He=NO2H2O。(2)根据电解装置图，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，B区产生H2，电极反应式为2H2e=H2，剩余OH与Li结合生成LiOH，所以B极区电解液为LiOH溶液，B电极为阴极，则A电极为阳极，阳极区电解液为LiCl溶液，电极反应式为2Cl2e=Cl2，电解过程中Li向B电极迁移。(3)在钢制品上电镀铝，故钢制品作阴极，与电源负极相连。由于电镀过程中“不产生其他阳离子且有机阳离子不参与电极反应”，Al元素在熔融盐中以Al2Cl和AlCl
17、形式存在，则电镀过程中阴极电极反应式为4Al2Cl3e=Al7AlCl。若电解液改为氯化铝水溶液，水溶液中得电子能力Al3H，故阴极上的电极反应式为2H2e=H2。考点电解原理的应用题点电解原理应用的综合15常温下用惰性电极电解200 mL 氯化钠、硫酸铜的混合溶液，所得气体的体积随时间变化如下图所示，根据图中信息回答下列问题。(气体体积已换算成标准状况下的体积，且忽略气体在水中的溶解和溶液体积的变化)(1)曲线 (填“”或“”)表示阳极产生气体的变化。(2)氯化钠的物质的量浓度为 ，硫酸铜的物质的量浓度为 。(3)t2时所得溶液的pH为 。答案(1)(2)0.1 molL10.1 molL1
18、(3)1解析(1)阴极上Cu2首先放电,故开始时,阴极上无气体生成，故表示阳极产生气体的变化。(2)0t1时间内阳极发生的反应为2Cl2e=Cl2，n(Cl2)0.01 mol，n(NaCl)n(Cl)2n(Cl2)0.02 mol，c(NaCl)0.1 molL1；阴极上依次发生反应Cu22e=Cu、2H2e=H2，阳极上依次发生反应2Cl2e=Cl2、4OH4e=O22H2O，由图可知V(H2)0.672 L，V(Cl2)0.224 L，V(O2)0.448 L，由得失电子守恒可知2c(Cu2)0.2 L224，解得c(Cu2)0.1 molL1。(3)由4OHO24H可得：n(H)40.02 mol，则溶液中的c(H)0.1 molL1，pH1。考点电解的有关计算题点电解计算的相关综合