课时精练25 电解原理的应用-2022-2023学年高二化学精讲精练（人教选择性必修1）（原卷版）

课时精练25电解原理的应用1．工业上电解食盐水的阴极区产物是(　　)A．氯气B．氢气和氯气C．氢气和氢氧化钠D．氯气和氢氧化钠2．关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是(　　)A．都用粗铜作阳极、纯铜作阴极B．电解液的成分都保持不变C．阳极反应都只有Cu-2e-=Cu2+D．阴极反应都只有Cu2++2e-=Cu3．下列图示中关于铜电极的连接或描述错误的是(　　)4．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是(　　)A．若在阴极附近的溶液中滴入石蕊试液，溶液呈无色B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性5．粗铜中含有锌、铁、金、银等杂质，通过电解法将其精炼，下列说法不正确的是()A．粗铜与电源的正极相连发生氧化反应：Cu-2e－=Cu2+B．精铜作为阴极材料，不参与电极反应，电解过程中逐渐变粗C．用CuSO4作电解质溶液，电解过程中CuSO4溶液浓度略减小D．锌、铁、金、银等杂质沉积在阳极周围，成为阳极泥6．下列描述中，不符合实际生产的是(　　)A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极7．下列能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置(电极都是惰性材料)是(　　) 8．某同学想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置。下列对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是(　　)A．a为正极，b为负极；NaClO和NaClB．a为负极，b为正极；NaClO和NaClC．a为阳极，b为阴极；HClO和NaClD．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl9．中学阶段介绍的应用电解法制备的金属主要有钠、镁、铝。下列关于这三种金属工业制备方法的说法正确的是(　　)A．电解法制金属钠的阳极反应式：Na++e-=NaB．工业上电解氯化铝生产铝，阴极反应式：Al3++3e-=AlC．工业上电解氯化镁溶液生产镁，阳极反应式：2Cl--2e-=Cl2↑D．金属钠的冶炼和氯碱工业都用到了NaCl，在电解时它们的阳极都是Cl-失电子10．利用如图所示装置可以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式为Ag++e-=AgD．当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初11．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，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-=NiB．电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等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金属只有Cu和Pt12．如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05mol·L－1的CuCl2溶液，B池中加入0.1mol·L－1的AgNO3溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是(　　)A．2∶2∶4∶1　　B．1∶1∶2∶1C．2∶1∶1∶1D．2∶1∶2∶113．将含有0.4molCu(NO3)2和0.4molKCl的水溶液1L，用惰性电极电解一段时间后，在一电极上析出19.2gCu；此时，在另一电极上放出气体的体积在标准状况下为(不考虑产生的气体在水中的溶解)(　　)A．3.36LB．5.6LC．6.72LD．13.44L14．某大学科研团队，在光电催化体系中，利用双极膜处理烟气中的SO2，工作原理如下图所示，O2在电极上生成一种具有强氧化性的羟基自由基()，下列有关说法错误的是()A．该装置把电能和光能转化成化学能B．阳极电极反应式：SO2-2e-+4OH-=SO42-+2H2OC．该装置处理标准状况下5.6LSO2时，有0.25molH+透过膜aD．该装置中总反应方程式：2SO2+O2+2H2O2H2SO415．基于甲烷蒸汽重整工业制氢面临着大量的“碳排放”，我国科技工作者发明了一种电化学分解甲烷的方法，从而实现了碳和水的零排放方式生产氢气。电化学反应机理如下图所示。下列判断正确的是() A．上述电化学装置中电解质可使用水溶液B．阳极反应：CH4-4e-+2O2-=CO2+2H2C．既是阴极的生成物，也是阴极的反应物D．理论上阳极生成1.5mol气体，电路中转移8mol电子16．电解尿素[CO(NH2)2]是一种能耗很低的制氢方法，其工作原理如图所示，下列说法错误的是()A．b极材料可以用铁棒B．b电极上发生失去电子的反应C．a极的电极反应式为：CO(NH2)2+8OH--6e-→CO32-+N2↑+6H2OD．总反应的离子方程式为：CO(NH2)2+2OH-N2↑+3H2↑+CO32-17．如图所示为相互串联的甲、乙两个电解池，请回答下列问题：(1)甲池为用电解原理精炼铜的装置，A极材料是　　　，电极反应式为　　　　　　，B极材料是　　　　　，电解质溶液为　　　　　　。 (2)乙池中滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后，Fe极附近呈　　　　色，电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)反应中甲池的阴极增重12.8g，则乙池中阳极放出的气体在标准状况下的体积为　　　　　　 。此时乙池剩余溶液为400mL，则电解后得到的溶液中c(OH-)为　　　　　　。 (4)若将乙中的石墨电极改为银电极，NaCl溶液改为AgNO3溶液，则乙池为　　　　　　装置，电解一段时间后，溶液的浓度　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)，现象是　　　　　　　　　　　　　。 18．某研究性学习小组将下列装置按图连接，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。回答下列问题：(1)电源A极是　　　　　　　。 (2)甲装置中电解反应的总化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积之比是　　　　　　　　　　。 (4)欲用丙装置给铜镀银，G应该是　　　(填“铜”或“银”)，电镀液的主要成分是　　　　　(填化学式) (5)装置丁中的现象是　　　　　　　　　　　　　。 19．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_______________________。(2)以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_______________。(3)若想在铁上镀铝，则铁应该作极。①若用AlCl3水溶液作电解液，(“能”或“不能”)实现铁上镀铝？为什么。②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。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________________________，阳极电极反应式为。 1．(2022•广东选择性考试)以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中()A．阴极发生的反应为M-2e-=Mg2+B．阴极上Al被氧化C．在电解槽底部产生含Cu的阳极泥D．阳极和阴极的质量变化相等2．采用电渗析法从含NH4NO3的废水中获得化工产品的装置如图所示(不考虑氨水、硝酸挥发)阳膜、阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过。下列说法不正确的是(　　)A．电子从b极流入C(2)极，经交换膜流向a极B．Ⅰ、Ⅲ室最终获得的产品分别为浓硝酸、浓氨水C．C(1)极的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑D．若100mL氨水浓度净增2mol·L-1，则转移0.2mol电子3．(2020年1月浙江选考)在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如下，下列说法不正确的是()离子交换膜A．电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气B．离子交换膜为阳离子交换膜C．饱和NaCl从a处进，NaOH溶液从d处出D．OH-迁移的数量等于导线上通过电子的数量4．(2021年广东选择性考试)】钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是() A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大B．生成1molCo，Ⅰ室溶液质量理论上减少16gC．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变D．电解总反应：为2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+5．利用如图所示装置可以除去尾气中的H2S，其中电化学膜的主要材料是碳和熔融的碳酸盐。下列说法错误的是()A．经过处理所得的净化气可以直接排放B．a电极为阴极，发生还原反应C．b电极通入N2的目的是将生成的S2从电极表面及时带出D．由净化气中CO2含量明显增加可知，尾气处理过程中电化学膜有损耗，需定期更换6．如图是利用水银为阴极电解食盐水制备苛性钠的原理示意图。已知在水银电极上钠离子比氢离子容易放电。下列说法不正确的是() A．丁电极是负极，电解液中pH增大B．气体甲是氯气，气体乙是氢气C．电子迁移路径：碳棒→丙电极，丁电板→水银D．该方法获取的苛性钠纯度高，但存在汞蒸气污染7．电解原理在化学工业中有广泛的应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：①电解池中X极上的电极反应式为_______，在X极附近观察到的现象是_______。②Y电极上的电极反应式为_________________，检验该电极反应产物的方法是_______。(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：①X电极的材料是_______，电极反应式为_________________。②溶液中的c(Cu2＋)与电解前相比_______(填“变大”、“变小”或“不变”)(3)如利用该装置实现铁上镀锌，电极Y上发生的反应为_________________，电解池盛放的电镀液可以是_________________。(4)若Y极为铜锌合金，X极为纯铜，且电解质溶液中含有足量的Cu2+，通电一段时间后，若阳极恰好完全溶解，此时阴极质量增加7.68g，溶液质量增加0.03g，则合金中Cu、Zn的物质的量之比为______。8．氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础的基本化学工业，回答下列问题：(1)工业电解饱和NaCl溶液的化学方程式为_______。(2)氯碱工业中采取膜技术，若阳离子交换膜损伤会造成阳极能检测到O2，产生O2的电极反应式为_______。下列生产措施有利于提高Cl2产量、降低阳极O2含量的是_______。a．定期检查并更换阳离子交换膜b．向阳极区加入适量盐酸c．使用Cl-浓度高的精制饱和食盐水为原料d．停产一段时间后，继续生产 (3)氯碱工业是高耗能产业，按下图将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上，且相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)①图中装置I和装置II中属于原电池的是_______(选填装置编号)②X的化学式为_______；Y在装置II中发生的电极反应为_______。③图中氢氧化钠质量分数大小关系为a%_______b%。(选填“>”、“=”或“＜”)9．按照要求回答下列问题。(1)用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。①图中b极要连接电源的________(填“正”或“负”)极。②SO32放电的电极反应式为________________________________。(2)用零价铁(Fe)去除酸性水体中的硝酸盐(NO3-)已成为环境修复研究的热点之一。Fe还原水体中的NO3-的反应原理如图1所示。①作负极的物质是________。 ②正极的电极反应式是________________________________。(3)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如图2所示。①Pt电极上发生的是________反应(填“氧化”或“还原”)。②写出NiO电极的电极反应式：___________________________________。