電解原理及其應用

針對性測試題

一、選擇題：

1.如下圖所示，銅片和鋅片用導線連接后插入番茄里，

鋅片是（   ）。

A.陽極    B.正極    C.陰極      D.負極

2.下列敘述中不正確的是（   ）。

A.電解池的陽極上發生氧化反應，陰極上發生還原反應

B.原電池跟電解池連接后，電子從電池負極流向電解池陽極

C.電鍍時，電鍍池里的陽極材料發生氧化作用

D.電解飽和食鹽水時，陰極得到氫氧化鈉溶液和氫氣

3.電解硫酸銅溶液時，若要求達到以下幾點：⑴陽極質量減少，⑵陰極質量增加，⑶電解液中[Cu^2＋]不變，則可選用的電極是（    ）。

A.純銅作陽極，含鋅、銀的銅合金作陰極

B.含鋅、銀的銅合金作陽極，純銅作陰極

C.用純鐵作陽極，用純銅作陰極

D.用石墨作陽極，用惰性電極作陰極

4.下列敘述能說明金屬甲比金屬乙活潑的實際事實是（   ）。

A.同價態的陽離子，甲的氧化性比乙強

B.將甲、乙作電極與稀硫酸酸溶液組成原電池，甲是負極

C.在氧化還原反應中，甲原子失去的電子比乙原子失去的電子多

D.常溫下，甲能和 NaOH溶液反應，而乙不能

5.在25ºC時，將兩根鉑電極插入一定量的硫酸鈉飽和溶液中進行電解，當電路中有a mol電子轉移時，溶液中析出mg Na₂SO₄ ·10 H₂ O晶體。若溫度不變，在剩余溶液中溶質的質量分數為（   ）。

A. ×100%                          B.  ×100%

C.  ×100%                       D.  ×100%

6.常溫時，將500 ml P^H=5的Cu SO₄ 溶液用石墨電極電解一段時間，測得溶液的P^H變為2，若使溶液的濃度、P^H與電解前相同，可采用的方法（   ）。

A.向溶液中加入0.245g Cu (OH)₂

B.向溶液中加0.31g CuSO₄

C.向溶液中加0.0025 mol H₂ SO₄并加熱

D.向溶液中加0.2g CuO

7.按A圖裝置進行實驗，若圖B的X軸表示

流入電極的電子的量，則Y軸不可能表示的情況

是（   ）。

A.[Ag^＋]         B.[NO₃]   

C.溶液的PH    D.銀棒的質量

8.溶液中含有兩種溶液質—氯化鈉和硫酸，他們的物質的量之比為3：1。用石墨做電極電解該溶液時，根據反應產物可明顯分為三個階段，則下列敘述不正確的是                                                           （   ）。

A.陰極只析出氫氣         B.陽極先析出氯氣后析出氧氣

C.電解最后階段為電解水 

D.電解過程中溶液的PH不斷增大，最后PH為7

9.甲、乙兩個電解池均為 Pt 電極，且互相串聯，甲池盛有AgNO₃溶液，乙池中盛有一定量的某鹽溶液，通電一段時間后，測得甲池中電極質量增加 2.16g，乙池中電極上析出 0.24g 金屬，則乙池中溶質可能是（   ）。

A.CuSO₄          B.MgSO₄            C.Al (NO₃)₃            D.Na₂SO₄

10.用惰性電極電解M (NO₃ )_x 的水溶液，當陰極上增重 a 克時，在陽極上同時產生b L氧氣（標準狀況），從而可知M的相對原子質量為（    ）。

A.22.4ax/b      B.11.2 ax/b       C.5.6 ax/b        D.2.5 ax/b

二、填空題：

11.氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程示意圖如下：

依照圖示，完成下列填空：

⑴ 在電解過程中，與電源正極相聯的電極上所發生反應的化學方程式為___________與電源負極相連的電極附近，溶液PH值__________（選填：不變，升高或下降）。

⑵ 工業食鹽含Ca^2＋ 、Mg^2＋等雜質，精制過程發生反應的離子方程式為________________                   。

⑶如果粗鹽中SO₄^2－ 含量較高，必須添加鋇試劑除去SO₄^2－，該鋇試劑可以是__________。

A.Ba (OH)₂            B.Ba (NO₃ )₂                    C.BaCl₂

⑷ 為有效除去Ca^2＋ 、Mg^2＋ 、 SO₄^2－，加入試劑的合理順序為_______（選填A、B、C，多填扣分）。

A.先加NaOH，后加 Na₂CO₃，再加鋇試劑。

B.先加NaOH，后加鋇試劑，再加Na₂CO₃。

C.先加鋇試劑，后加NaOH，再加Na₂CO₃。

⑸ 脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過______冷卻、_______（填寫操作名稱）除去NaCl。

⑹ 在隔膜法電解食鹽水時，電解槽分隔為陽極區和陰極區，防止Cl₂與 NaOH反應；采用無隔膜電解冷的食鹽水時，Cl₂與 NaOH充分接觸，產物僅是NaClO和H₂，相應的化學方程式為___________________                                   。

12.由于Fe (OH)₂極易被氧化，所以實驗室很難用亞鐵鹽溶液與

燒堿反應制得白色純凈的Fe (OH)₂沉淀，應用下圖電解實驗可以制得白色的純凈的Fe (OH)₂沉淀。兩電極材料分別為

石墨和鐵。

⑴ a電極材料應為____，電極反應式為________________。

⑵ 電解液C可以是__________。

A.純凈水    B.NaCl溶液     C.NaOH溶液     D.CuCl₂溶液

⑶ d為苯，其作用是______________，在加入苯之前對C應作何簡單處理_____________                           

⑷ 為了在較短時間內看到白色沉淀，可采取的措施是________。

A.改用稀硫酸作電解液         B.適當增大電源的電壓。

C.適當減小兩電極間距離       D.適當降低電解液的溫度。

⑸ 若C中用Na₂SO₄溶液，當電解一段時間看到白色Fe (OH)₂沉淀后，再反接電源電解，除了電極上看到氣泡外，混合物中另一明顯現象為_____________________。

三、計算

13.電解26.8%的食鹽水1500g，若食鹽的利用率為87.3%，求： (1)在27℃和1.11×10⁵大氣壓下可制得H₂多少升？(2)這些氫氣和氯氣全部化合成氯化氫，溶于水制成功31%的鹽酸，其質量為多少g？(3)電解液中氫氧化鈉的質量分數濃度為多少？

第四單元   答案

第一節  電解原理（一）

一、自我探究

1. 在水溶液中或熔化狀態下，化合物。

2.在水分子的作用下，熔融，自由移動的離子。

3.無規則，定向，電解。

4.電池：①、③、⑤

電解池：⑥、⑦

⑴ 兩個相互聯接（或互相接觸）活潑性不同的兩極；與兩極接觸的電解液；負；正。

⑵ 外電源，兩導電電極，與兩接觸的電解液；陽，陰。

（3）化學能，電能，化學能；氧化—還原反應。

3.依據電解，原電池原理，在燒杯中Zn逐漸溶解，C棒上有氣體析出。

右燒杯中，右邊C棒上有Cu析出，左邊有氣體析出。

負極：Zn-2e =Zn ^2＋                      陽：   2Cl^－ —2e =Cl₂↑

正極：2 H^＋ +2e =H₂↑            陰： Cu ^2＋   +2e =Cu

總：Zn +2 H^＋    =Zn ^2＋   + H₂↑   總：Cu ^2＋  +2Cl^－   =Cu + Cl₂↑

[評價]

1.B  2.B   3.B   4.D

第一節  電解原理（二）

一、自我探究

1.⑴ 負，陰，還原，陽，失，氧化。⑵惰性，失去，活潑性。

2.陽，電鍍，不變。

3.銅化學性質較不活潑，不易被氧化腐蝕，銅又光亮、美麗。加快金屬的腐蝕。

[評價]

1.C  2.AC  3.A   4.CD  5.B

6.（1）Cu²⁺ + 2H₂O Cu(OH)₂  + H⁺   

（2）電解時，溶質CuCl₂減少，溶液濃度減少，導致P^H值升高。

（3）P^H值先降低，然后趨于穩定、P^H值。     

（4）“實驗派”觀點正確。電解產生的Cl₂溶于水并與水反應生成兩種酸，會使PH值降低，Cl₂飽和后，P^H值不再變化。

第二節  氯堿工業

一、自我探究

1. 

2 H^＋ +2e ==H₂↑    2Cl^－  + 2 H₂O = = =Cl₂↑+ H₂↑+ 2 OH^－

無色，無色變成紅色，氣泡，陽極極板上產生的氣體用濕潤的淀粉，碘化鉀試紙檢驗，陽極產生的氣體，收集點燃聽到噗的響聲。

評價：

1.（1）先加BaCl₂ 溶液足量。     Ba ²⁺  + SO₄ ^2-   =BaSO₄  ↓

再加Na₂CO₃ 溶液足量。  Ba ²⁺   + CO₃ ^2-   =BaCO₃↓

Ca ²⁺  + CO₃ ^2-  =CaCO₃↓     Mg ²⁺  + CO₃ ^2- =MgCO₃↓

再加NaOH 溶液足量。   Mg ²⁺  +2 OH^－ =Mg(OH)₂↓

（2）過濾。

（3）加適量鹽酸。    CO₃ ^2-  +2 H^＋  =CO₂↑+ H₂O

                    H^＋  + OH^－  =H₂O

2.(1) H₂O(含少NaOH)  (2) 精制飽和NaCl溶液     (3)   淡鹽水   (4) Cl₂ 

(5)         H₂   (6) NaOH溶液             3.B

第二節  電解飽和食鹽水

一、自我探究

CaCO₃ ===CaO + CO₂↑             2 NaCl + 2 H₂O ===H₂↑ + Cl₂↑ 2NaOH

CaO + H₂O ==Ca(OH) ₂                 Ca(OH)₂(石灰乳)+2 Cl₂ =Ca(ClO)₂+CaCl₂ +2 H₂O

  （2）制聚氯乙烯

CaO + 3C ==CaC₂ + CO↑               H₂ + Cl₂ ===2HCl

（3）制取乙酸乙酯

應用(2)所制得HC CH和HCl

CH₃COOH  + CH₃CH₂OH        CH₃COOCH₂CH₃ + H₂O

2.⑴不可以，此裝置中，鐵釘只起導電作用，如果交換，鐵會放電。逐漸溶解，不再電解食鹽水，制取不出NaOH、Cl₂ 。

⑵、可以。接通電源，哪一極析出銅，哪極為負極，則另一極為正極。

[評價]

1.D  2.A  3.D  4.D  5.D

6.（1）ClO₂ 具有強氧化性，是高效消毒劑，且不會與有機物發生氯代，是一種較理想的飲用水消毒劑。。

（2）2NaClO₃ +  4HCl=Cl₂↑+2ClO₂↑+2NaCl+2H₂O

（3）2NaClO₂+Cl₂ =2ClO₂+2NaCl    此法的優點是ClO₂的收率高、質量好，無Cl₂雜質。

(4) 2.63

針對性測試題

一、選擇題：

1.D  2.B  3.A   4.B  5.D  6.D  7.D   8.D   9.A   10.C

二、11.（1）2Clˉ- 2e =Cl₂↑  升高  （2）Ca ^2＋ +CO₃ ^2— =  CaCO₃↓

（6）NaCl +H₂O  ===  NaClO + H₂ ↑或 2 NaCl + 2 H₂O= =H₂↑ + Cl₂↑+ 2NaOH

Cl₂ +  2NaOH  ====NaCl + NaClO + H₂O

12.⑴鐵，Fe-2e =Fe ^2＋

⑵B、C  ⑶隔絕空氣，防止Fe(OH)₂    被氧化，加熱。

⑷、B、C   ⑸ Fe(OH)₂   變成灰綠色，最后變成紅褐色。

13.(1)67.1L    (2)706.5g    (3)18.74%