数智分层作业(三十二) 电解原理的应用
(分值：40分)
(选择题只有一个选项符合题目要求，每小题2分)
1．下列关于氯碱工业中电解NaCl饱和溶液的叙述正确的是( )
A．两极都可用铁作电极
B．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色
D．阳极生成的气体能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝
2．有关电镀铜的实验，下列说法正确的是( )
A．电镀铜时，电解质溶液的浓度不断减小
B．电镀过程中硫酸铜溶液中铜离子浓度不变
C．阳极材料一般选择石墨等惰性材料
D．电镀使用的电压越大，反应速率越大，效率越高
3．利用如图所示装置模拟电解在工业生产中的应用，下列说法正确的是( )
A．若要在铁片上镀铜，Z为FeSO4溶液
B．若要在铁片上镀铜，X、Y分别为纯铜和铁片
C．若Z是饱和NaCl溶液，电解一段时间后，Y电极析出少量的Na
D．若Z是饱和NaCl溶液，X电极首先发生的电极反应式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
4．实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒(a′、b′)作笔，在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字，a′端的字迹呈白色。下列结论正确的是( )
A．a为负极
B．b′端的字迹呈蓝色
C．电子流向：b→b′→a′→a
D．如果将a′、b′换成铜棒，与碳棒作电极时的现象相同
5．若要在铜片上镀银，则下列叙述中错误的是( )
①将铜片接在电源的正极上
②将银片接在电源的正极上
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2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
⑤可用CuSO4溶液作电解质溶液
⑥可用AgNO3溶液作电解质溶液
A．①③⑥ B．②③⑥
C．①④⑤ D．②③④⑥
6．(12分)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，思考回答下列问题：
(1)阳极发生_________________________________________________________反应，其电极反应式：_________________________________________________、
_____________________________________________________________________、
________________________________________________________________。(7分)
(2)电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加________(填“相等”或“不相等”)。(1分)
(3)电解后，溶液中存在的金属阳离子有________、Ni2+等。(2分)
(4)电解后，电解槽底部含有________(填元素符号)等金属。(2分)
(选择题有一个或两个选项符合题目要求，每小题4分)
7．普通电解精炼铜的方法所制备的铜中仍含杂质，利用如图的双膜(阴离子交换膜和过滤膜)电解装置可制备高纯度的铜。下列有关叙述错误的是( )
A．当电路中通过1 mol电子时，可生成32 g精铜
B．电极a为粗铜，电极b为精铜
C．甲膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区
D．乙膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区
8．二氧化碳的再利用是实现温室气体减排的重要途径之一。在稀硫酸中利用电催化可将CO2同时转化为多种燃料，其原理如图所示，下列说法错误的是( )
A．一段时间后，阴极区溶液质量会减少
B．离子交换膜为阳离子交换膜
C．Pt电极上的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
D．若阴极只生成0.15 mol CO和0.35 mol HCOOH，则电路中转移电子的物质的量为2 mol
9．(10分)电解的应用比较广泛。根据下列电解的应用，回答问题：
(1)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料，LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。利用如图所示的装置电解制备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，阳极的电极反应为____________________________________________________，电解过程中Li＋向惰性电极________(填“A”或“B”)迁移。(5分)
(2)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、和组成的离子液体作为电解液时，可在钢制品上镀铝。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，阴极反应为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
若改用氯化铝水溶液作为电解液，则阴极产物为________________。(5分)
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D B B B C B AD
6．(1)氧化 Ni－2e－===Ni2+ Fe－2e－===Fe2+ Zn－2e－===Zn2+ (2)不相等 (3)Fe2+、Zn2+ (4)Cu、Pt
9．(1)LiOH 2Cl－－2e－===Cl2↑ B (2)负 H2
1．D [电解饱和食盐水：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。用铁作阳极，铁先放电，即电极反应式为Fe－2e－===Fe2+，得不到氯气，故A错误；阳极得到氯气，阴极得到氢气，不能得到金属钠，故B错误；阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，滴入酚酞溶液，溶液变红，故C错误；阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，氯气将碘离子氧化成碘单质，淀粉遇碘单质变蓝，故D正确。]
2．B [电镀铜时，铜会失电子转化为铜离子，铜离子在阴极得电子转化为铜单质，所以电镀过程中，电解质溶液的浓度可保持不变，A错误；根据A项分析可知，电镀过程硫酸铜溶液中铜离子浓度不变，B正确；阳极材料一般选取镀层金属材料，C错误；电压大，虽然反应速率大，但生成的镀层不均匀，D错误。]
3．B [若要在铁片上镀铜，应该使Fe片与电源负极连接作阴极，铜片与电源正极连接作阳极，Z为CuSO4溶液，A错误；若要在铁片上镀铜，则阳极X为纯铜，阴极Y为铁片，B正确；若Z是饱和NaCl溶液，由于离子的放电能力：H＋＞Na＋，所以电解时阴极Y上会产生H2，故电解一段时间后，Y电极不会析出金属Na，C错误；若Z是饱和NaCl溶液，由于离子放电顺序：Cl－＞OH－，阳极X电极首先是Cl－放电产生Cl2，故阳极X首先发生的电极反应式是2Cl－－2e－===Cl2↑，D错误。]
4．B [根据实验现象，a′端呈白色，即生成了氯气，即氯离子失去电子，a′端为阳极，即a为正极，A错误；b′端为阴极，水得到电子放电的同时，生成氢氧根离子，遇石蕊溶液变蓝，B正确；电子只在导线内移动，a为正极，b为负极，方向为a′→a，b→b′，C错误；如果换成铜棒，阳极上铜放电，现象与碳作电极时不相同，D错误。]
5．C [根据电镀原理，若在铜片上镀银，则铜作电解池的阴极，与电源负极相连，电解质溶液中的银离子得到电子发生还原反应生成银；银作电解池的阳极，与电源正极相连，银失电子发生氧化反应生成银离子；电解质溶液为硝酸银溶液。铜片应接在电源的负极上，故①错误；银片应接在电源的正极上，故②正确；铜片上发生的反应是Ag＋＋e－===Ag，故③正确；银片上发生的反应是Ag－e－===Ag＋，故④错误；用硫酸铜溶液作电解质溶液，阴极析出铜，故⑤错误；应用硝酸银溶液作电解质溶液，故⑥正确。]
6．(2)电解过程中阳极失电子的有Fe、Zn、Ni，阴极析出的是镍，依据得失电子守恒，阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等。(4)粗镍作阳极，Fe、Zn在电极上失去电子形成阳离子进入溶液中，但Cu和Pt沉到电解槽底部。
7．B [阴极反应：Cu2+＋2e－===Cu，电路中通过1 mol电子时，生成0.5 mol Cu，m＝n·M＝＝32 g，可生成32 g精铜，A正确；电极a为精铜，电极b为粗铜，B错误；甲膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区，C正确；乙膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区，D正确。]
8．AD [进入阴极区的二氧化碳和氢离子的总质量大于生成的CO、CH4、C2H4的总质量，阴极区溶液质量会增加，A错误；由电荷守恒可知，氢离子由左侧向右侧迁移，故离子交换膜为阳离子交换膜，B正确；Pt电极为阳极，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，C正确；二氧化碳生成CO和HCOOH时，碳元素均由＋4价降低为＋2价，阴极只生成0.15 mol CO和0.35 mol HCOOH，则电路中转移电子的物质的量为(0.15 mol＋0.35 mol)×2＝1 mol，D错误。]
9．(1)由题图可知，B极区生成H2，同时会生成LiOH，因此B极区电解液为LiOH溶液；惰性电极A为阳极，在阳极区LiCl溶液中的Cl－放电，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑；电解过程中Li＋(阳离子)向惰性电极B(阴极区)迁移。
(2)在钢制品上镀铝，钢制品为阴极，与电源的负极相连。由于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，Al元素在熔融盐中以和形式存在，故电镀过程中阴极反应为。若电解液改为氯化铝水溶液，水溶液中得电子能力：Al3+1/1
