2021学年第二单元 化学能与电能的转化第三课时课后作业题

专题1第二单元第三课时电解池的工作原理及应用同步练习—2021-2022学年高一化学上学期苏教版（2019）选择性必修一

一、单选题（共16题）

1．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是（    ）

A．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应为

B．酸性氢氧燃料电池的正极电极反应为

C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应为

D．钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负极被氧化：

2．下列说法正确的是（    ）

A．空气中含量最多的气体是氧气 B．电解水时与电源正极相连的试管中产生的气体具有助燃性

C．防止铁制品生锈必须同时隔绝氧气和水 D．一氧化碳和二氧化碳组成元素相同，化学性质相同

3．下列说法中正确的是（    ）

A．只有金属单质灼烧时火焰才有颜色     B．Na2SO4与NaOH灼烧时火焰颜色相同

C．焰色反应(试验)均应透过蓝色钴玻璃观察  D．电解饱和食盐水制取钠

4．下列图示实验不能达成相应目的的是（    ）

A．图1：实验室制取氨气         B．图2：推断S、C、Si的非金属性

C．图3：用苯萃取碘水中的碘单质  D．图4：制备并能较长时间不变色

5．镍氢电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镍镉电池。镍氢电池的总反应式是H2＋NiOOH Ni(OH)2.根据此反应式判断，下列叙述正确的是（    ）

A．电池放电时，电池负极周围溶液的碱性增强    B．电池放电时，镍元素被氧化

C．电池充电时，氢元素被氧化   D．电池放电时，通入氢气的一极是负极或者氢气是负极反应物

6．下列说法不正确的是（    ）

A．电解质溶液导电发生物理变化

B．电解精炼铜时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料

C．石墨做电极电解后的CuSO4溶液可用复原，则电解时转移电子数为

D．工业上常用电解的方法制备Mg和Al

7．利用太阳能电池在碱性介质中电解氨气获得高纯度氢气，装置如图所示。双极膜中水电离出和，并在电源作用下能向两极迁移。下列说法错误的是（    ）

A．a极为阳极               B．双极膜中向b极迁移

C．电流由a极经导线流向b极  D．阳极反应式为

8．近期，我国科技工作者设计了一种电催化装置(如图所示)，实现了低电压电解产氢和硫元素的回收利用。下列说法正确的是（    ）

A．通电后负极区溶液的pH减小       B．交换膜b为阴离子交换膜

C．阳极区的电极反应为   D．电路中转移时，中间隔离室离子数增加

9．游泳池水质普遍存在尿素超标现象，一种电化学除游泳池中尿素的实验装置如下图所示(样品溶液成分见图示)，其中钌钛常用作析氯电极，不参与电解。已知：，下列说法正确的是（    ）

A．电解过程中不锈钢电极会缓慢发生腐蚀  B．电解过程中钌钛电极上发生反应为

C．电解过程中不锈钢电极附近pH降低   D．电解过程中每逸出22.4LN2，电路中至少通过6mol电子

10．金属铬常用于提升特种合金的性能。工业上以铬铁矿(主要成份为FeO·Cr2O3，含有少量Al2O3)为原料制备金属铬的流程如图。下列说法不正确的是（    ）

A．①中需持续吹入空气作氧化剂 B．②中需加入少量稀硫酸

C．③中发生的不是铝热反应 D．溶液A为橙色

11．相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如下图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法正确的是（    ）

A．b电极的电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-

B．c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜

C．电池放电过程中，Cu(2)电极上的电极反应为Cu-2e-=Cu2+

D．a电极为阳极

12．氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行如图所示的实验(图中所用电极均为惰性电极)，下列叙述正确的是（    ）

A．a电极是负极，OH-移向正极         B．b电极的电极反应为：O2＋2H2O＋4e-=4OH-

C．燃料电池中电解质溶液的pH保持不变  D．d电极有气体放出

13．下列说法正确的是（    ）

A．摩尔是用来衡量微观粒子多少的一种物理量

B．标况下的体积取决于分子间的距离

C．常温常压下4.8g含有的氧原子的物质的量为0.3mol

D．若气体摩尔体积为，则所处条件为标准状况

14．如图所示，a、b、c均为石墨电极，d为碳钢电极，通电进行电解。假设在电解过程中产生的气体全部逸出，下列说法正确的是（    ）

A．甲、乙两烧杯中溶液的pH均保持不变

B．当电解一段时间后，将甲、乙两溶液混合，一定会产生蓝色沉淀

C．当b极增重3.2g时，d极产生的气体为2.24L(标况)

D．如果把a换成铜电极，电解一段时间后甲中的溶液浓度不变

15．下列说法中正确的是（    ）

A．在潮湿环境下，合金都易发生电化学腐蚀

B．汽车尾气中的氮氧化物是汽油不完全燃烧造成的

C．工业制玻璃和炼铁都要加石灰，用来除去杂质二氧化硅

D．通过电解熔融氧化铝的方法，可以制备金属铝

16．有机电合成是用电化学的方法进行有机合成的技术。下图是在KI-CH3OK-CH3OH体系中，以石墨为电极电解2-丁酮制备中间体3-碘-2-丁酮的原理图。下列说法错误的是（    ）

A．石墨A为阳极                  B．物质D是氢气

C．反应①的方程式为：D．整个过程的总反应为：

二、综合题（共5题）

17．中科大研制出Ni-Mo-O纳米棒复合催化剂，利用其进行尿素电解，可实现富尿素废水的净化，同时低能耗制得H2。总反应为：CO(NH2)2 + H2O3H2↑ + N2↑ + CO2↑。

完成下列填空：

(1)上述反应涉及的元素中，质子数最多的原子其核外电子排布式是___________；写出同周期元素的原子半径大小关系____________(用元素符号表示)。

(2)上述反应物与产物中，属于电解质的是_____________(填化学式)；写出可以冷冻待移植器官的物质的电子式_______________。

(3)C与N的非金属性强弱顺序为____________(用元素符号表示)，用一个化学方程式进行证明________________。

(4)已知常压下，二氧化硅熔点为1723℃，而干冰在-78.5℃时就升华，解释二者性质差异大的原因___________________。

(5)电解富尿素废水时，氢气在____极产生。若转移0.3 mol电子，两极产生的气体共__________L(标准状况)。

18．电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，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CuCl2溶液，则Y电极上的电极反应式为_______；

（2）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，则电解池中X极上的电极反应式为_______；

（3）若X、Y都是惰性电极，a是AgNO3溶液，则X电极的电极反应式为_______；

（4）若X、Y都是惰性电极，a是H2SO4溶液，则电解后溶液的pH___(填“增大”“不变”或“减小”)

19．从砷化镓废料(主要成分为GaAs，含Fe2O3、SiO2和CaCO3等杂质)中回收镓和砷的工艺流程如下：

已知：镓(Ga)既能溶于酸也能溶于碱，与NaOH溶液反应生成NaGaO2和H2。

回答下列问题：

(1)“浆化”是将砷化镓废料转变成悬浊液的过程，其目的是____。

(2)砷化镓(GaAs)在“碱浸”时，砷转化为Na3AsO4进入溶液，该反应的化学方程式为____。

(3)“碱浸”的温度控制在70℃左右，温度不能过高的原因是___；“滤渣II”的成分为___(填化学式)。

(4)向浸出液中加H2SO4进行“中和”，调节pH使镓和硅共沉淀，不同pH时沉淀率如下表所示。根据表中数据可知，“中和”的pH应调节至____范围内，沉淀的效果最好。

(5)“旋流电解”时用惰性电极，则所得“尾液”的溶质主要是____(填化学式)，可进行循环利用，提高经济效益。

(6)若用240kg含镓3％的砷化镓废料回收镓，得到纯度为98％的镓7.20kg，则镓的回收率为___％(结果保留三位有效数字)。

20．已知：A、B、C、D、E五种物质间存在如下转化关系：A + B→C + D + E

（1）C溶液呈蓝色，D为红棕色气体，则该转化关系中涉及的离子方程式为____________________________________。

（2）若C为刺激性气味的气体且可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，D为中性干燥剂。

① C的结构式为_____________；C是______（填“极性”或“非极性”）分子。

② A + B→C + D + E的化学方程式为___________________________________。

③工业上合成C的反应条件为__________________________________________。

（3）若该转化关系中涉及的反应为氯碱工业的主要反应。

①以铁网和铂网作为电极，则铁网为____极，电极反应式为_______________。

②若反应后得到1L pH=13的E溶液，则两电极共产生气体_____L（标准状况下）。

（4）若C、D均为无色气体，且C可以使品红溶液褪色。

①工业上利用黄铁矿生成C的设备是______________。

②将2mol C和1mol O2充入2L密闭容器中，10min后达到平衡，此时C的转化率为75%。则10min内SO3的平均速率为______________________。

21．下图每一方框中的字母代表一种反应物或生成物：

物质A跟B反应生成物质E、F和G；物质C跟D反应生成气体I，I中含有植物生长必须的元素之一，请填写下列空白：

（1）物质H的分子式是___________，气体I的分子式是____________

（2）写出电解饱和食盐水的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目。

___________________________________________该反应中的还原剂是___________

（3）反应①的化学方程式是_________________________________________。

参考答案

1．A

2．B

3．B

4．A

5．D

6．A

7．C

8．C

9．B

10．C

11．C

12．B

13．C

14．D

15．D

16．D

17．1s22s22p4    C>N>O    H2O        N＞C    HNO3 + NaHCO3 =NaNO3 + H2O + CO2↑    CO2是分子晶体，熔化时需要克服分子间作用力，SiO2是原子晶体，熔化时需要克服的是共价键，所以两者之间的熔沸点差异很大    阴    5.6   

18．

（1）2Cl--2e-=Cl2↑

（2）2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=H2↑+OH-)

（3）Ag++e-=Ag

（4）减小

19．增大接触面积，提高碱浸效率(或“使碱浸更充分”等)    GaAs+4NaOH+4H2O2=NaGaO2+Na3AsO4+6H2O    温度过高易导致H2O2分解    Ga(OH)3、H2SiO3    5.0～6.0    H2SO4    98.0   

20．Cu + 4H+ + 2NO3-=Cu2++ 2NO2↑+ 2H2O        极性    Ca(OH)2 + 2NH4Cl  2NH3↑+ CaCl2 + 2H2O    500℃，20MPa~50MPa，催化剂    阴    2H++ 2e−= H2    2.24    沸腾炉    0.075mol·L−1·min−1   

21．HCl    NH3    NaCl        Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O