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以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是(  )
A、电能全部转化为化学能B、粗铜接电源负极,发生氧化反应C、溶液中Cu2+向阳极移动D、利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
分析:电解精炼铜时,粗铜作阳极,该电极上Zn、Fe、Ni、Cu失电子,精铜作阴极,该极上是铜离子得电子,阳极上铜以及比铜活泼的金属会溶解,而没有铜活泼的金属会从阳极掉落下,形成阳极泥.
解答:解:A、电解池中,电能不会全部转化为化学能,还会伴随热能等形式的能的产生,故A错误;
B、电解精炼铜时,粗铜作阳极,接电源正极,发生氧化反应,故B错误;
C、溶液中Cu2+向阴极移动,在阴极上发生还原反应,故C错误;
D、在阳极上,没有铜活泼的金属Ag、Pt、Au等金属会从阳极掉落下,形成阳极泥,利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属,故D正确.
故选D.
点评:本题以电解精炼铜为例考查学生电解池的工作原理,注意知识的归纳和整理以及应用是关键,难度不大.
练习册系列答案
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(1)原电池反应通常是放热反应,下列化学反应在理论上可设计成原电池是
D
D
,理由是
该反应既是放热反应,又是自发的氧化还原反应
该反应既是放热反应,又是自发的氧化还原反应

A.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H>O
B.C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H>O
C.CaC2(s)+2H2O (g)=Ca(OH)2(l)+C2H2(g)△H<O
D.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H<O
(2)以KOH溶液为电解质溶液,依据(1)所选反应设计一个原电池,其负极反应式为
CH4+10OH--8e=CO32-+7H2O
CH4+10OH--8e=CO32-+7H2O

以H2SO4溶液为电解质溶液,将(1)中D选项的CH4改为C6H12O6,其负极反应式为
C6H12O6-24e+6H2O=6CO2+24H+
C6H12O6-24e+6H2O=6CO2+24H+

(3)电解原理在化工上有着广泛的应用,现将你设计的原电池通过导线与右图中的电解池相连,其中a为电解质溶液,X和Y为两块电极板,则:
①若X和Y均为惰性电极,a为饱和的NaCl溶液,则检验Y电极产物的方法是
将湿润的淀粉KI试纸靠近Y极支管口处,试纸变蓝,说明有氯气生成
将湿润的淀粉KI试纸靠近Y极支管口处,试纸变蓝,说明有氯气生成

②若X和Y分别为石墨和铁,a仍为饱和的NaCl溶液,则阳极反应式为
Fe-2e=Fe 2+
Fe-2e=Fe 2+

③若X和Y均为惰性电极,a为CuSO4溶液,电解一段时间后,向所得溶液中加入0.1mol的Cu(OH)2,恰好使溶液恢复电解前的浓度和PH,则电解过程中阳极产生的气体体积(标况下)为
2.24L
2.24L
(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
C
C

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)以硫酸溶液为电解质溶液,依据所选反应设计一个原电池,其正极的电极反应式为
O2+4H++4e-=2H2O
O2+4H++4e-=2H2O

(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下图中电解池相连,其中,a为电解液,X和Y是两块电极板,则:
①若X和Y均为惰性电极,a为CuSO4溶液,则阳极的电极反应式为
4OH--4e-=H2O+O2
4OH--4e-=H2O+O2
,电解时的化学反应方程式为
2CuSO4+2H2O
 通电 
.
 
2Cu+O2↑+2H2SO4
2CuSO4+2H2O
 通电 
.
 
2Cu+O2↑+2H2SO4

若一段时间后,测得某一极增重25.6g,要将此时的溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH,则需要向所得溶液中加入的物质为
CuO
CuO
,其物质的量为
0.4mol
0.4mol

②若X、Y依次为铜和铁,a仍为CuSO4溶液,且反应过程中未生成Fe3+,则Y极的电极反应式为
Fe-2e-=Fe2+
Fe-2e-=Fe2+

③若用此装置电解精炼铜,应选用
粗铜
粗铜
做阳极,电解过程中CuSO4的浓度将
减小
减小
(填“增大”、“减小”或“不变”).
④若用此装置在铁制品上镀铜,应选用铁制品做
阴极
阴极
,电镀液的浓度将
不变
不变
(填“增大”、“减小”或“不变”).

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