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资源详情
高中化学
苏教版(2019)
选择性必修1
专题1 化学反应与能量
第二单元 化学能与电能的转化
课时小练5 电解池的工作原理及应用(含答案)2025-2026学年高中化学苏教版选择性必修1
文档属性
名称
课时小练5 电解池的工作原理及应用(含答案)2025-2026学年高中化学苏教版选择性必修1
格式
docx
文件大小
726.8KB
资源类型
教案
版本资源
苏教版(2019)
科目
化学
更新时间
2025-11-23 16:07:54
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文档简介
课时小练5 电解池的工作原理及应用
夯实基础
1 [苏州中学检测]实验室电解饱和食盐水,下列说法正确的是( )
A. 可以用铁作阳极
B. 阳极产生的气体可以使湿润的石蕊试纸变白
C. 阴极发生氧化反应
D. 在阳极区域溶液中滴加酚酞,溶液会变红
2 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. 电解时以精铜作阳极
B. 电解时阳极发生还原反应
C. 精铜连接电源负极,其电极反应是Cu-2e-===Cu2+
D. 电解后,电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
3 [苏州中学检测]电解原理具有广泛的应用。下列关于图示四个装置的叙述不正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A. 装置甲可以在铁钉上镀铜
B. 若装置乙可以电解精炼铜,则X电极为纯铜
C. 装置丙的a端产生氯气
D. 装置丁可以观察到白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变为红褐色
4 [南通、徐州等十校联考]用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验,则表中各项所列对应关系均正确的是( )
选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论
A 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后,a管中呈红色
B 负极 AgNO3溶液 a管中电极反应式是4OH--4e-===O2↑+2H2O
C 正极 CuCl2溶液 a管中有气体逸出
D 负极 NaOH溶液 溶液pH降低
5 [南通阶段练习]氯气是一种重要的工业原料,在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新工艺方案,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 电解时,电流经电极A、电解质溶液流向电极B
B. 电极B与外接电源的正极相连
C. 电极A发生还原反应:O2+4e-+4H+===2H2O
D. 当有2 mol电子转移时,两室溶液中H+数目理论上相差4NA
6 [南通期末]以苯甲醛为有机原料,在溴化钠溶液中采用间接电氧化反应可制备苯甲酸,其阳极区反应过程如图所示。下列说法错误的是( )
A. Br2与H2O反应,每生成1 mol HBrO转移1 mol e-
B. 苯甲醛与HBrO反应的离子方程式为HBrO+―→+H++Br-
C. 制备苯甲酸的过程中,c(Br-)保持不变
D. 含少量NaBr的苯甲酸粗品可用重结晶法提纯
7 [南通海安期末]氨气(NH3)是一种重要的含氮化合物,目前主要由N2和H2在高温高压和铁触媒催化作用下合成(哈伯-博施法)。H2主要来自煤炭的催化重整。揭示合成氨反应的机理,实现温和条件下制取氨气,一直是化学工作者孜孜以求的目标。用纳米Fe2O3作催化剂,常压下电化学合成氨的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 镍合金连接外接电源的负极
B. K+从镍合金向Pt片运动
C. 镍合金上电极反应式为N2-6e-+6H2O===2NH3+6OH-
D. 反应中,每生成9.6 g O2同时得到8.96 L NH3
8 [苏州中学期末]下列电化学实验装置能达到实验目的的是( )
A B
C D
A. 电解精炼铜
B. 验证电解饱和NaCl溶液的产物
C. 在铁制品上镀铜
D. 构成原电池
提升素养
9 [苏州星海实验中学月考]可以用电解NaB(OH)4溶液的方法制备H3BO3,其工作原理如图。
下列说法错误的是( )
A. M室发生的电极反应式:2H2O-4e-===O2↑+4H+
B. b膜为阴离子交换膜
C. N室中a%和b%的大小关系为b%
D. 理论上每生成1 mol产品,阴极室可生成11.2 L 气体(标准状况下)
10 [南通如皋期中]运用电化学原理分离纯化乙二醛并回收硝酸的装置示意图(电极均为惰性电极)如下。下列说法正确的是( )
A. X极与电源的正极相连
B. NO在Y极上得电子
C. m为阳离子交换膜,n为阴离子交换膜
D. 分离纯化结束后,A室溶液呈碱性
11 [扬州期末]利用电解技术回收利用废气中的CO2和SO2,原理示意图如图所示,下列说法正确的是( )
A. 装置a中NaHCO3溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2
B. 装置b中左侧为电解池的阴极区
C. 装置b中右侧每消耗2.24 L CO2,电子转移的数目是0.2×6.02×1023
D. 装置b中的总反应为SO+CO2+H2OHCOOH+SO
12 [苏州震泽中学阶段练习]用 Na2SO3溶液吸收尾气中的 SO2,将所得混合液进行电解循环再生,从而实现循环脱硫,其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示。下列说法错误的是( )
A. X为直流电源负极
B. 图中两处硫酸的质量分数b>a
C. 该过程中的产品主要为H2SO4和H2
D. 阳极区pH增大
13 [苏州昆山开发区中学阶段检测]利用双极膜电解Na2SO4制备NaOH,捕集烟气中CO2,制备NaHCO3,原理如图所示。
已知:双极膜为复合膜,可在直流电的作用下,将膜间的H2O解离,提供H+和OH-。下列说法正确的是( )
A. 阴极反应式:2H2O-2e-===H2↑+2OH-
B. Ⅰ为阴离子交换膜,Ⅱ为阳离子交换膜
C. 电路中转移2 mol电子时,整套装置将制得4 mol NaOH
D. 电路中转移1 mol电子时,离子交换膜Ⅱ与双极膜之间的隔室能生成1 mol H2SO4
14 [连云港灌云一中期中]电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. a极反应式为N2+6H2O-10e-===2NO+12H+
B. 电解一段时间,a、b两电极区的pH均减小
C. 电解过程中H+从b极通过质子交换膜转移至a极
D. 相同时间内,a、b两极消耗N2的物质的量之比为5∶3
课时小练5 电解池的工作原理及应用
1. B
2. D 电解法精炼铜时,粗铜作阳极,与电源的正极相连,A错误;电解时阴极发生还原反应,阳极发生氧化反应,B错误;电解法精炼铜时,精铜作阴极,与电源的负极相连,其电极反应式为Cu2++2e-===Cu,C错误;Cu比Ag、Pt活泼,Ag、Pt在阳极比Cu难失去电子,因此不能溶解进入溶液,最终以阳极泥的形式沉淀出来,D正确。
3. D
4. C 电解Na2SO4溶液时,阳极上是OH-发生失电子的氧化反应,即a管中OH-放电,酸性增强,酚酞遇酸不变色,即a管中呈无色,A错误;电解AgNO3溶液时,阴极上是Ag+得电子发生还原反应,即a管中电极反应是析出金属Ag的反应,B错误;电解CuCl2溶液时,阳极上是Cl-失电子发生氧化反应,即a管中Cl-放电产生Cl2,C正确;电解NaOH溶液时,阴极上是H+放电,阳极上是OH-放电,实际上电解的是水,导致NaOH溶液的浓度增大,碱性增强,pH升高,D错误。
5. B 根据电极B生成Cl2,B为电解池的阳极,电极A为阴极,电流经电极B、电解质溶液流向电极A,A错误;B为电解池的阳极,与外接电源正极相连,B正确;A为阴极,Fe3+在阴极得到电子发生还原反应生成Fe2+,电极反应式为Fe3++e-===Fe2+,C错误;电解池工作时,A极区溶液中发生的反应为4Fe2++O2+4H+===2H2O+4Fe3+,反应中消耗4 mol H+,转移电子的物质的量为4 mol,则转移2 mol电子时,2 mol H+通过质子交换膜由阳极室流向阴极室,则阴极室H+的物质的量没有发生变化,阳极室H+的物质的量减少2 mol,所以两室溶液中H+数目差2NA,D错误。
6. C 阳极区发生的反应有2Br--2e-===Br2、Br2+H2O H++Br-+HBrO,根据Br2~e-~HBrO,每生成1 mol HBrO,理论上电路中转移1 mol电子,A正确;苯甲醛与HBrO反应的离子方程式为HBrO+―→+H++Br-,B正确;反应中存在2Br-~Br2~HBrO~苯甲醛,消耗2个Br-的同时,也可以产生2个Br-,但反应消耗水,因此c(Br-)会增大,C错误;粗苯甲酸中混有可溶性杂质,先在较高温度下溶于水制成浓溶液,再降低温度,让苯甲酸结晶析出,即通过重结晶法提纯,D正确。
7. A 由图可知,Pt电极上OH-失去电子发生氧化反应生成O2:4OH--4e-===O2↑+2H2O,则Pt为阳极,镍合金为阴极,连接外接电源的负极,N2在阴极表面得到电子,A正确、C错误;电解池中阳离子向阴极移动,故K+从Pt片向镍合金运动,B错误;没有指明是在标准状况下,不能确定生成的氨气的体积,D错误。
8. A 粗铜的精炼装置中,粗铜作阳极,接电源正极,精铜作阴极,接电源负极,A正确;碳棒电极作阳极,阳极上Cl-发生氧化反应生成Cl2,Cl2氧化I-生成I2,使淀粉溶液变蓝,铁棒电极作阴极,阴极上H+发生还原反应生成H2,用向下排空气法收集,电流方向错误,B错误;在铁制品上镀铜,则待镀铁制品作阴极,连接电源负极,Cu作阳极,连接电源正极,C错误;Fe与Fe3+能发生氧化还原反应生成Fe2+,要构成原电池,左边烧杯中应该是FeCl2溶液,右边烧杯中应该是FeCl3溶液,D错误。
电解原理的应用
电镀:镀层金属与直流电源的正极相连,作阳极,待镀的金属制品与直流电源的负极相连,作阴极,含有镀层金属离子的电解质溶液。
电解精炼铜:粗铜与直流电源的正极相连,作阳极,纯铜与直流电源的负极相连,作阴极,含有Cu2+的电解质溶液。
阳极(粗铜放电):Zn-2e-===Zn2+、Fe-2e-===Fe2+、Ni-2e-===Ni2+、Cu-2e-===Cu2+等
阴极:Cu2++2e-===Cu
9. C M室中石墨电极为阳极,电解时阳极上水失电子生成O2和H+,电极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+,A正确;原料室中的B(OH) 通过b膜进入产品室,M室中H+通入a膜进入产品室,则b膜为阴离子交换膜,B正确;N室中石墨为阴极,电解时阴极上水得电子生成H2和OH-,原料室中的Na+通过c膜进入N室,使阴极区溶液中c(NaOH)增大,所以N室:a%<b%,C错误;理论上每生成1 mol 产品,M、N室电极反应式分别为2H2O-4e-===O2↑+4H+、2H2O+2e-===H2↑+2OH-,M室生成1 mol H+时N室生成0.5 mol H2,阴极生成的气体体积在标准状况下是11.2 L,D正确。
10. C 设计该装置的目的是分离纯化乙二醛并回收硝酸,需要将B室中的NO移动到C室,阴离子应该向阳极移动,则n为阴离子交换膜,Y为阳极,H2O在阳极失电子生成O2;X为阴极,与电源的负极相连,水中的H+放电生成氢气同时产生OH-,B中的H+向A室移动与OH-中和,A室溶液呈中性,m为阳离子交换膜,C正确。
11. D NaHCO3溶液能和SO2反应,但不能和CO2反应,不能吸收CO2,A错误;电解池中,左侧电极上SO失电子生成SO,S元素化合价升高,发生氧化反应,则左侧为阳极区,B错误;阳极反应式为SO-2e-+H2O===SO+2H+,阴极反应式为CO2+2e-+2H+===HCOOH,未说明标准状况,无法通过气体体积计算电子转移数目,C错误;在得失电子相等的条件下将阴阳电极反应式相加即得总反应式,D正确。
12. D Pt(Ⅰ)上H+得电子发生还原反应生成氢气,Pt(Ⅰ)是阴极;Pt(Ⅱ)上SO失电子发生氧化反应生成SO,Pt(Ⅱ)是阳极,Pt(Ⅰ)是阴极,X与阴极连接,X为直流电源负极,A正确;Pt(Ⅱ)是阳极,阳极反应为SO-2e-+H2O===SO+2H+、HSO-2e-+H2O===SO+3H+,所以图中两处硫酸的质量分数b>a,B正确;阳极生成硫酸、阴极生成氢气,该过程中的产品主要为H2SO4和H2,C正确;阳极反应为SO-2e-+H2O===SO+2H+、HSO-2e-+H2O===SO+3H+,阳极区pH减小,D错误。
13. C 与电源负极相连的电极为阴极,电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,A错误;Ⅰ为阳离子交换膜,Ⅱ为阴离子交换膜,B错误;电路中转移2 mol电子时,2 mol Na+通过离子交换膜Ⅰ在阴极附近得到2 mol NaOH,同理,在双极膜和阳离子交换膜之间得到2 mol NaOH,共得到4 mol NaOH,C正确;电路中转移1 mol电子时,双极膜处1 mol H+向左移动,离子交换膜Ⅱ与双极膜之间的隔室能生成0.5 mol H2SO4,D错误。
14. A b极反应式为N2+6e-+8H+===2NH,每通过6 mol e-时,从a极区向b极区转移6 mol H+,而b极上消耗8 mol H+,故b极区溶液中c(H+)减小,pH增大,B、C错误;a极:N2~10e-、b极:N2~6e-,由得失电子守恒知,相同时间内,a、b两极消耗N2的物质的量之比为3∶5,D错误。
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同课章节目录
专题1 化学反应与能量
第一单元 化学反应的热效应
第二单元 化学能与电能的转化
第三单元 金属的腐蚀与防护
专题2 化学反应速率与化学平衡
第一单元 化学反应速率
第二单元 化学反应的方向与限度
第三单元 化学平衡的移动
专题3 水溶液中的离子反应
第一单元 弱电解质的电离平衡
第二单元 溶液的酸碱性
第三单元 盐类的水解
第四单元 沉淀溶解平衡
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