第17讲：电解池及其应用_试卷库

第17讲：电解池及其应用

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一、单选题（共18小题）

1、

如下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①处的物质是氢气，出口②处的物质是氯气 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：2Cl^－＋2H₂O

H₂↑＋Cl₂↑＋2OH^－ D . 该装置是将电能转化为化学能

2、下列化学工业原理对应不正确的是（　　）


化工	氯碱工业	高炉炼铁	铜的精炼	生产漂白粉
原理	2NaCl+2H₂O 2NaOH+Cl₂↑+ H₂↑	3CO+Fe₂O₃ 2Fe+3CO₂	阴极： Cu²⁺+2e^﹣═Cu	2NaOH+Cl₂═NaCl+NaClO+H₂O
	A	B	C	D

A . A B . B C . C D . D

3、以硫酸铜溶液作电解液，对含有杂质Fe、Zn、Ag的粗铜进行电解精炼．下列叙述正确的是（　　）

①粗铜与直流电源负极相连

②阴极发生的反应为Cu²⁺+2e^﹣=Cu

③电路中每通过3.01×10²³个电子，得到的精铜质量为16g

④杂质Ag以Ag₂SO₄的形式沉入电解槽形成“阳极泥”

A . ②③ B . ②④ C . ③④ D . ①③

4、氯碱工业制备的碱为（　　）

A . NaOH B . Na₂CO₃ C . Ca（OH）₂ D . NaHCO₃

5、下列叙述中正确的是（）

A . 电解饱和食盐水可以得到金属钠 B . 电解法精炼粗铜，粗铜作阳极 C . 在铁制品上镀上一定厚度的锌层，可用锌做阴极，铁制品做阳极 D . 用惰性电极电解Na₂SO₄溶液，一段时间后再加入硫酸，能使溶液恢复到电解前的状态

6、图为铁在稀硫酸中被腐蚀时的不同情况，其中腐蚀速率由慢到快的顺序是（）

A . ①②③⑤⑥④ B . ⑤②①⑥③④ C . ⑤②③⑥①④ D . ④③⑥②①⑤

7、研究金属桥墩腐蚀及防护是跨海建桥的重要课题．下列有关判断中正确的是（）

A . 用装置①模拟研究时未见a上有气泡，说明铁没有被腐蚀 B . ②中桥墩与外加电源正极连接能确保桥墩不被腐蚀 C . ③中采用了牺牲阳极的阴极保护法保护桥墩 D . ①②③中海水均是实现化学能与电能相互转化的电解质

8、用惰性电极电解足量的NaCl溶液一段时间后，欲使溶液恰好恢复至电解前情况，可加入的物质是（）

A . NaCl B . H₂O C . 盐酸 D . HCl

9、关于下列装置说法正确的是（）

A . 装置①中，一段时间后左边烧杯SO₄^2-浓度增大 B . 装置②中滴入酚酞，a极附近变红 C . 用装置③炼铜时，c极为粗铜 D . 装置④中发生吸氧腐蚀

10、在原电池和电解池的电极上所发生的反应，属于氧化反应的是（）

A . 原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应 B . 原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应 C . 原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应 D . 原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应

11、某兴趣小组设计了如图所示原电池装置（盐桥中吸附有饱和K₂SO₄溶液）。下列说法正确的是（）

A . 该原电池的正极反应是Cu²^＋＋2e^－＝Cu B . 甲烧杯中溶液的血红色逐渐变浅 C . 盐桥中的SO₄²^－流向甲烧杯 D . 若将甲烧杯中的溶液换成稀硝酸，电流表指针反向偏转

12、用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使电解液复原的组合是(　　)

	X	Y	Z	W
A	C	Fe	NaCl	H₂O
B	Pt	Cu	CuSO₄	CuSO₄溶液
C	C	C	H₂SO₄	H₂O
D	Ag	Fe	AgNO₃	AgNO₃晶体

A . A B . B C . C D . D

13、用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如下图甲。电解过程中的实验数据如下图乙，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。则下列说法错误的是（）

A . 电解过程中，a电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生 B . b电极上发生反应的方程式为：4OH^－－4e^－=2H₂O＋O₂↑ C . 曲线O～P段表示O₂的体积变化 D . 从开始到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为12 g/mol

14、用电渗析法由NaH₂PO₂制备H₃PO₂的工作原理如图所示，下列说法正确的是（）

A . 电源a极为负极，所连石墨电极上的反应为2H⁺+2e^-=H₂↑ B . 氢氧化钠溶液所在的极室中pH减小 C . H⁺由左向右穿过阳膜1，H₂PO₂^-由右向左穿过阴膜 D . 当导线中转移0.4mole^-时，两石墨电极上产生气体体积之和为标准状况下4.48L

15、新型锂-空气电池具有能量密度高的优点，可以用作新能源汽车的电源，其结构如图所示，其中固体电解质只允许Li⁺通过。下列说法正确的是（）

A . Li⁺穿过固体电解质向正极移动而得到LiOH溶液 B . 放电时，当外电路中有1mole^－转移时，水性电解液离子总数增加N_A C . 应用该电池电镀铜，阴极质量增加64g，理论上将消耗11.2LO₂ D . 放电时，负极反应式：Li－e^－＋OH^－＝LiOH

16、铝石墨双离子电池是一种全新低成本、高效电池。原理为：AlLi+C_x(PF₆) $\text{[math]}$ Al+xC+Li⁺+PF₆^-。电池结构如图所示。下列说法正确的是（）

A . 放电时，外电路中电子向铝锂电极移动 B . 放电时，正极反应为Cx(PF₆)+e^-=xC+PF₆^- C . 充电时，应将铝石墨电极与电源负极相连 D . 充电时，若电路中通过1 mol电子，阴极质量增加9 g

17、LED系列产品是一类新型节能产品。图甲是NaBH₄/H₂O₂燃料电池的装置示意图，图乙是LED发光二极管的装置示意图。下列叙述错误的是（）

A . 电池应选用阳离子交换膜，Na⁺向A极区移动 B . 电池A极区的电极反应式为：H₂O₂+2e^-=2OH^- C . 每有1molNaBH₄参加反应，转移电子数为4N_A D . 要使LED发光二极管正常发光，图乙中的导线a应与图甲中的B极相连

18、某研究小组设计如下装置处理pH为5-6的污水。下列说法正确的是（）

A . 阳极的电极反应式为：Fe-3e^-=Fe³⁺ B . 正极的电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^- C . 若阴极转移2mol电子，则负极消耗5.6LCH₄ D . 污水中最终会产生Fe(OH)₃ ，吸附污物而形成沉淀

二、填空题（共2小题）

1、钢铁工业是国家工业的支柱，每年钢铁生锈让国家损失大量资金，请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题．

在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀．装置示意图如下：

①A电极对应的金属是（写元素名称），B电极的电极反应式是；

②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为；

③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因．

2、判断如图装置的名称：B池为（填“原电池”或“电解池”）当C₂极析出224mL气体（标准状况）时：锌的质量（填“增加”或“减少”）．

三、综合题（共4小题）

1、海水是宝贵的资源宝库，目前氯碱工业、海水提镁、海水提溴为人类提供了大量工业原料．下图是海水综合利用的部分流程图，据图回答问题：

(1)由海水晒制的粗盐中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄²^﹣等离子，为除去这些离子，所加试剂及其先后顺序为（写化学式）．

(2)①目前较先进的电解制碱法是离子交换膜电解法，即用阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室，其作用是（写2条），电解饱和食盐水的化学反应方程式为．

②制取MgCl₂的过程中涉及反应：MgCl₂•6H₂O $\text{[math]}$ MgCl₂+6H₂O，该反应要在HCl气氛中进行，原因是．

(3)苦卤中通入Cl₂置换出Br₂ ，吹出后用SO₂吸收，写出用SO₂吸收发生的离子方程式，由此判断Cl₂、Br₂、SO₂的氧化性由强到弱的顺序为．

(4)也有工艺是在吹出Br₂后用碳酸钠溶液吸收，形成溴化钠和溴酸钠，同时有CO₂放出．该反应的离子方程式是；最后再用H₂SO₄处理得到Br₂ ，之后加入CCl₄进行Br₂的萃取，最终用方法得到单质Br₂ ．

2、

(1)事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是 ______。 (1)

A . C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H＞0 B . NaOH（aq）+HCl（aq）═NaCl（aq）+H₂O（l）△H＜0 C . 2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H＜0

(2)以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其负极的电极反应式为。

(3)电解原理在化学工业中有着广泛的应用．现将你设计的原电池通过导线与图中电解池相连，其中a为电解液，X和Y均为惰性电极，则：

①若a为CuSO₄溶液，则电解时的化学反应方程式为．通电一段时间后，向所得溶液中加入0.2molCuO粉末，恰好恢复电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为。

3、电解精炼铜的阳极泥中主要含Ag、Au等贵重金属。以下是从精炼铜的阳极泥中回收银、金的流程图：

(1)氯金酸(HAuCl₄)中的Au的化合价为

(2)铜阳极泥氧化时，采用“低温焙烧”而不采用“高温焙烧”的原因是

(3)“焙烧渣”在“①酸浸”时发生反应的离子方程式为

(4)“②浸金”反应中，H₂SO₄的作用为，该步骤的分离操作中，需要对所得的AgCl进行水洗。简述如何判断AgCl已经洗涤干净? .

(5)氯金酸(HAuCl₄)在pH为2~3的条件下被草酸还原为Au，同时放出二氧化碳气体，则该反应的化学方程式为

(6)甲醛还原法沉积银，通常是在搅拌下于室温及弱碱性条件下进行，甲醛被氧化为碳酸氢根离子，则该反应的离子方程式为电解法精炼银，用10A的电流电解30min，若电解效率(通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比)为80%，此时可得到银单质的质量为。(保留1位小数，法拉第常数96500C/mol)

4、如图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为2CH₃OH＋3O₂＋4KOH=2K₂CO₃＋6H₂O

请回答：

(1)甲池是池，通入O₂的电极作为极，电极反应式为。

(2)乙池是池，A电极名称为极，电极反应式为。乙池中的总反应离子方程式为，溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。

(3)当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O₂ mL(标准状况下)。