2018版高中化学第一单元从实验走进化学实验1-3污水处理--电浮选凝聚法练习新人教版选修 27页

第一单元实验1-3污水处理——电浮选凝聚法一、选择题1.电浮选凝聚法处理酸性污水的工作原理如图所示．下列说法不正确的是（　　）A．铁电极的电极反应式为：Fe-2e-═Fe2+B．通人空气的石墨电极的电极反应式为O2+2CO2+4e-═2CO32-C．若左池石墨电极产生44.8L（标准状况）气体，则消耗氧气0.5molD．为增强污水的导电能力，可向污水中加入适量工业用食盐答案：C解析：解答：A．通入氧气的电极上得电子发生还原反应，所以通入氧气的电极为正极，则铁作阳极，阳极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe-2e-═Fe2+，故A正确；B．通入空气的电极为正极，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为O2+2CO2+4e-═2CO32-，故B正确；C．石墨电极上析出的气体为氢气，生成44.8L氢气转移电子的物质的量=×2=4mol，根据转移电子相等得，消耗氧气的物质的量==1mol，故C错误；D．水是弱电解质，其导电能力较小，为了增强溶液的导电能力而加入强电解质，故D正确；分析：本题综合考查原电池和电解池知识，为高考常见题型和高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，难度不大，注意把握电极方程式的书写，为解答该题的关键。2.电浮选凝聚法处理污水的原理如图所示．电解过程生成的胶体能使污水中的悬浮物凝聚成团而除去，电解时阳极也会产生少量气体．下列说法正确的是（　　）A．可以用铝片或铜片代替铁片B．阳极产生的气体可能是O2C．电解过程中H+向阳极移动\nD．若污水导电能力较弱，可加入足量硫酸答案：B解析：解答：A．铜作阳极上生成铜离子，铜离子和氢氧根离子生成氢氧化铜沉淀而不能生成胶体，所以不能吸附悬浮物，故A错误；B．阳极上氢氧根离子放电生成氧气，故B正确；C．电解过程中，H+向阴极移动，故C错误；D．保持污水的pH在5.0～6.0之间能产生胶体，强酸性条件下不能产生胶体，故D错误。分析：本题以电浮选凝聚法为载体考查了电解池原理，根据胶体的吸附性、产生胶体溶液的酸碱性结合离子移动方向来分析解答，易错选项是D，为了加强溶液的导电性，可以加入食盐。3.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，某研究小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置如图所示，下列说法正确的是（　　）A．装置A中碳棒为阴极B．装置B中通入空气的电极反应是O2+2H2O+4e-═4OH-C．污水中加入适量的硫酸钠，既可增强溶液的导电性，又可增强凝聚净化的效果D．标准状况下，若A装置中产生44.8L气体，则理论上B装置中要消耗CH411.2L答案：C解析：解答：A装置为电解池，B装置为原电池装置，原电池工作时，通入甲烷的一级为负极，发生氧化反应，负极电极反应是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，通入氧气的一极为正极，发生还原反应，正极反应为O2+2CO2+4e-=2CO32-，电解池中Fe为阳极，发生Fe-2e-=Fe2+，阴极的电极反应为：2H++2e-=H2↑，二价铁离子具有还原性，能被氧气氧化到正三价，4Fe2++10H2O+O2=4Fe（OH）3↓+8H+．A．电解池中Al片为阴极，碳棒、铁片和污水构成原电池，碳棒正极，故A错误；B．电池是以熔融碳酸盐为电解质，B中通入空气的电极是正极，反应式为：O2+2CO2+4e-=2CO32-，故B错误；C．通过电解生成Fe（OH）3\n胶体可吸附污染物而沉积下来，加入硫酸钠能使导电能力增强，加快生成Fe（OH）3胶体速率，提高污水的处理效果，故C正确；D．A装置中阴极的电极反应为：2H++2e-=H2↑，阴极产生了44.8L（标准状况）即2mol的气体产生，但是碳棒为正极，正极上还可以以生成氧气，所以参加反应的甲烷大于11.2L，故D错误；故选C。分析：本题考查了燃料电池的工作原理和原电池和电解池串联的综合知识，难度较大．注意把握电解池和原电池的工作原理，把握电极方程式的书写，为解答该题的关键。4.电浮选凝聚法处理酸性污水的工作原理如图．下列说法正确的是（　　）A．为增强污水的导电能力，可向污水中加入适量工业用食盐B．通入甲烷气体的电极反应式为：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2OC．若左池石墨电极产生22.4L气体，则消耗0.25 mol甲烷D．铁电极的电极反应式为：Fe-3e-=Fe3+答案：A解析：解答：A．加入的使导电能力增强的电解质必须是可溶于水的、显中性的盐，可用食盐，故A正确；B．甲烷的一极为原电池的负极，发生氧化反应，电极方程式为CH4+4CO32--8e-═5CO2+2H2O，故B错误；C．由于气体存在的条件未知，则不一定为标准状况下，不能确定生成气体的物质的量，则不能确定甲烷的物质的量，故C错误；D．铁连接原电池的正极，为电解池的阳极，被氧化，发生Fe-2e-=Fe2+，故D错误．分析：本题综合考查原电池和电解池知识，为高考常见题型和高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，难度不大，注意把握电极方程式的书写，为解答该题的关键。5.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，右图是电解污水的实验装置示意图，实验用污水中主要含有可被吸附的悬浮物（不导电）．下列有关推断明显不合理的是（　　）\nA．阴极的电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-B．通电过程中烧杯内产生可以吸附悬浮物的Fe（OH）3C．通电过程中会产生气泡，把悬浮物带到水面形成浮渣弃去D．如果实验用污水导电性不良，可加入少量Na2SO4固体以增强导电性答案：A解析：解答：A、阴极发生还原反应，应为：2H++2e-=H2↑，故A错误；B、Fe作为阳极，电解时生成Fe2+，Fe2+再被氧化生成Fe3+，Fe3+水解生成Fe（OH）3，Fe（OH）3具有吸附性，可将污染物吸附而沉淀下来，故B正确；C、阴极上H+离子放电生成氢气，产生H2气泡，气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，故C正确；D、Na2SO4固体不参与电极反应，对电解产物没有影响，加入少量Na2SO4固体，溶液离子浓度增大，溶液导电性增强，故D正确．分析：本题考查电解原理及其应用，本题注意阳极材料为铁，为活性电极，易被氧化，本题难度不大，注意基础知识的积累。6.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe（OH）3沉淀．Fe（OH）3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用．模拟处理装置如图所示，下列说法错误的是（　　）A．X电极是负极，电极反应式为：CH4-8e-+4CO32-═5CO2+2H2OB．铁是阳极，失去电子生成Fe2+C．工作时熔融盐中的碳酸根移向Y电极D．污水中存在反应：4Fe2++10H2O+O2═4Fe（OH）3↓+8H+答案：C\n解析：解答：A．X电极是负极，电极反应式为：CH4-8e-+4CO32-═5CO2+2H2O，故A正确；B．电解池中Fe为阳极，发生Fe-2e-=Fe2+，故B正确；C．工作时熔融盐中的碳酸根移向负极移动，即X电极，故C错误；D．二价铁离子具有还原性，能被氧气氧化到正三价，而水呈酸性，方程式为：4Fe2++10H2O+O2=4Fe（OH）3↓+8H+，故D正确分析：本题考查了燃料电池的工作原理和原电池和电解池串联的综合知识，难度较大．注意把握电解池和原电池的工作原理，把握电极方程式的书写，为解答该题的关键7.关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是(　　)A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色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答案：B解析：解答：电解NaCl溶液时，其化学方程式为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑阳极上产生Cl2，在阳极附近滴入KI溶液，溶液呈棕色，B正确；阴极上产生H2，在阴极附近滴入酚酞，溶液呈红色，最终溶液呈碱性，C、D两项均不正确。分析：本题考查电解原理和电极反应产物的判断，题目难度不大，熟练掌握电解原理是解题的关键。8.用石墨电极电解含有相同物质的量的Na2SO4和CuSO4的溶液。一段时间后，溶液颜色变浅。此时若要使溶液中的Na2SO4和CuSO4都恢复到电解前的浓度，应向电解后的溶液中加入适量的(　　)A．Na2SO4和CuSO4B．CuOC．Na2O和CuOD．H2O和CuSO4答案：B解析：解答：电解此溶液的本质是：2Cu2＋＋2H2O===2Cu↓＋4H＋＋O2↑，所以要使电解液复原，应加CuO。分析：本题考查电解原理的应用、电解质溶液的浓度恢复方法，题目难度不大，熟练掌握电解原理和电解质溶液的变化是解题的关键。\n9.某学习小组做电浮选凝聚法净化污水的实验时，同学们发表了如下看法，其中错误的是（）A.两个电极都可选用Fe片B.电源电极接反时仍能产生一定净水效果C.反应中产生的H2会将Fe3+还原成Fe2+D.电浮选凝聚法用于工业污水处理时要注意通风，防止爆炸答案：C解析：解答：电解池中阴极受到保护，主要起导电作用，可选Fe片；电极接反时，Al作阳极失去电子生成Al3＋，再生成Al（OH）3，也有一定净水作用；在水溶液中，H2不能将Fe3＋还原成Fe2＋；阴极产生H2，易燃易爆，要注意通风，故选C。分析：本题考查电解池的电极的判断和电极反应产物的分析，题目难度中等，熟练掌握电解反应是解题的关键。10.用石墨作电极，电解1mol/L下列物质的溶液，溶液的pH保持不变的是(　　)A．HCl　　　　　B．NaOHC．Na2SO4D．NaCl答案：C解析：解答：选项A，电解1mol/LHCl溶液，阴极2H＋＋2e－===H2↑，阳极2Cl－－2e－===Cl2↑，H＋得电子，c(H＋)浓度降低，pH增大。选项B，电解1mol/LNaOH溶液，阴极4H＋＋4e－===2H2↑，阳极4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，实质上电解水，NaOH浓缩，溶液的pH增大。选项C，电解1mol/LNa2SO4溶液，阴极4H＋＋4e－===2H2↑，阳极4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，实质上电解水，溶液的pH保持不变。选项D，电解1mol/LNaCl溶液，阴极2H＋＋2e－===H2↑，阳极2Cl－－2e－===Cl2↑，破坏了水的电离平衡，c(OH－)增大，pH增大。分析：本题考查电解原理和溶液pH的计算，题目难度中等，熟练掌握电解原理的应用是解题的关键。11.用石墨作电极电解1mol/LCuSO4溶液，当c(Cu2＋)为0.5mol/L时，停止电解，向剩余溶液中加入下列何种物质可使电解质溶液恢复至原来状态(　　)A．CuSO4　　　　B．CuOC．Cu(OH)2D．CuSO4·5H2O答案：B解析：解答：电解过程中的反应为：\n阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu总反应为：2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑由以上反应可知，电解使2molCuSO4和2molH2O变成了2molH2SO4，同时析出铜，放出O2，溶液中每生成2molCu则放出1molO2，故需补充CuO。分析：本题考查电解原理的应用、电解质溶液的浓度恢复方法，题目难度不大，熟练掌握电解原理和电解质溶液的变化是解题的关键。12.下列描述中，不符合生产实际的是(　　)A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁做阳极B．电解法精炼粗铜，用纯铜做阴极C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网做阴极D．在镀件上电镀锌，用锌做阳极答案：A解析：解答：电解冶炼金属铝时，若铁做阳极，则铁将失电子而溶解，不符合生产实际。分析：本题考查电解原理和电极判断，题目难度不大，熟练掌握电解原理的应用是解题的关键。13.下列有关用惰性电极电解AgNO3溶液的说法不正确的是(　　)A．电解过程中阴极质量不断增大B．电解过程中阳极附近的pH不断降低C．电解一段时间后，向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况D．电解过程中，溶液中电子由阴极迁向阳极答案：D解析：解答：电解过程中Ag在阴极析出，故阴极质量不断增大，A正确；电解过程中阳极附近的OH－不断放电生成氧气，使pH不断降低，B正确；电解一段时间后，溶液产生HNO3，故向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况，C正确；电解过程中，溶液中没有电子移动，D错；答案为D。分析：本题考查电解原理的应用，题目难度不大，熟练掌握电解过程中的电极反应和产物是解题的关键。14.Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图所示，电解总反应为：2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法正确的是(　　)\nA．石墨电极上产生氢气B．铜电极发生还原反应C．铜电极接直流电源的负极D．当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成答案：A解析：解答：绿色化学倡导无污染过程，本题结合电化学中电解原理涉及这一理念。从反应中得知Cu在通电时失电子在阳极放电，发生氧化反应，另一电极(石墨)做阴极，发生还原反应：2H＋＋2e－===H2↑，相应的CuCuO2，转移0.1mol电子生成0.05molCu2O，故B、C、D项错。分析：本题考查利用电解原理制取氧化亚铜的电解池设计，题目难度不大，熟练掌握电解原理是解题的关键。15.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＋Fe>Ni>Cu>Pt，阴极的放电顺序为：Zn2＋