2019-2020年高中化学第4章电化学基础第3节电解池课后素养演练新人教版选修.doc

2019-2020年高中化学第4章电化学基础第3节电解池课后素养演练新人教版选修1如图所示的装置能够组成电解池的是(D)解析：电解池要有外接电源，形成闭合回路。2用石墨作电极，电解1 mol/L下列物质的溶液，溶液的pH保持不变的是(C)AHCl BNaOHCNa2SO4 DNaCl解析：由阴、阳离子的放电顺序知，电解HCl溶液实质是电解HCl，使pH增大，电解NaOH、Na2SO4溶液的实质是电解水；电解质溶液的浓度增大，故NaOH溶液pH增大，但Na2SO4溶液的pH不变，电解NaCl生成NaOH，使溶液pH增大。3如图X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色色斑向d端扩散。下列判断正确的是(A)A滤纸上c点附近会变红色BCu电极质量减小，Pt电极质量增大C烧杯中溶液的pH增大D烧杯中SO向Cu电极定向移动解析：由图可知，该装置为电解装置，由通电后Y中央的紫红色色斑向d端扩散知，d为阳极(MnO向阳极移动)，b为电源的正极，a为电源的负极。Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，c点H放电，则OH浓度增大，所以滤纸上c点附近会变红色，故A项正确；Cu电极上Cu2得到电子生成Cu，Pt电极上OH失去电子，故Cu电极质量增大，Pt电极质量不变，B项错误；Pt电极上OH失去电子，故烧杯中溶液的pH减小，C项错误；Cu电极为阴极，Pt电极为阳极，烧杯中SO向Pt电极定向移动，D项错误。4如图，四种装置中所盛的溶液体积均为200 mL，浓度为0.6 molL1，工作一段时间后，测得导线上均通过了0.2 mol电子，此时溶液中的pH由大到小的顺序是(C)A BC D解析：若H放电，pH增大，若OH放电，pH减小。中Zn电极参与反应，电解质溶液pH基本不变。中阳极上H放电，溶液渐渐成碱性。正极上H放电，导线上通过0.2 mol电子时，溶液中减少了H的物质的量为0.2 mol，根据原溶液体积和浓度，H的物质的量减少为0.04 mol，浓度变为0.2 mol/L。中由于OH放电，当导线上通过0.2 mol电子时，溶液中OH减少0.2 mol，即H物质的量增加0.2 mol，溶液体积为0.2 L，浓度为1 mol/L。故pH大小顺序符合C项。5在水中加入等物质的量的Ag、Pb2、Na、SO、NO、Cl，该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量之比为(C)A35.5108 B16207C81 D10835.5解析：所得溶液为NaNO3的水溶液，通电后，水电离产生的OH、H在两极上反应，氧化产物为O2，还原产物为H2，其质量之比为32(22)81。6将两个铂电极插入500 mL CuSO4(aq)中进行电解，通电一段时间后，某一电极上增重0.064 g(设电解时无H2放出，且不考虑水解和溶液体积的变化)，此时溶液中氢离子的物质的量浓度约为(B)A1103 molL1 B4103 molL1C2103 molL1 D1107 molL1解析：由于最后溶液的H主要由电解CuSO4溶液产生，所以要计算c(H)，可依据电解的离子方程式2Cu22H2O2CuO24H进行解题。题中电极增重0.064 g必为阴极反应生成Cu所致，即n(Cu)0.064 g64 gmol10.001 0 mol，然后依据离子方程式中各物质之间的化学计量数之比，求出生成的c(H)。2Cu22H2O2CuO24H2 mol 4 mol0001 0 molc(H)0.50 Lc(H)4.0103 molL1。7用如图所示装置除去含CN、Cl废水中的CN时，控制溶液pH为910，阳极产生的ClO将CN氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是(D)A用石墨作阳极，铁作阴极B阳极的电极反应式：Cl2OH 2e=ClOH2OC阴极的电极反应式：2H2O2e=H22OHD除去CN的反应：2CN5ClO2H=N22CO25ClH2O解析：A阳极要产生ClO，则铁只能作阴极，不能作阳极，否则就是铁失电子，A正确；B阳极是Cl失电子产生ClO，电极反应式为 ：Cl2OH2e=ClOH2O，B正确；C阴极是H产生H2，碱性溶液，故阴极的电极反应式为：2H2O2e=H22OH，C正确；D溶液为碱性，方程式应为2CN5ClOH2O=N22CO25Cl2OH。选D。8某课外活动小组的同学用如图装置进行实验，C、D、E、F均为石墨电极，一段时间后在C电极表面有铜析出，试回答下列问题。(1)A为电源的_负_极；(2)E的电极反应式为：_2H2e=H2_；(3)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为_2122_；(4)在常温下，现用丙装置给铁镀铜，则H电极材料应该是_铜_，当丙中铁表面析出铜的质量为3.2 g时，乙中溶液的c(OH)为_0.1_molL1_(假设溶液体积为1 L，且饱和食盐水足量)；(5)已知甲中硫酸铜溶液足量，在电解一段时间后向甲中加入适量_CuO或CuCO3固体_可以使溶液恢复到原来的浓度。解析：(1)由已知C电极表面有铜析出，则C电极发生的电极反应为：Cu22e=Cu，则C为阴极，从而得知：A为负极，B为正极，D、F均为阳极，E为阴极。(2)由(1)可得知E为阴极，又知乙装置中的溶液为饱和食盐水，溶液中存在Na、Cl、H和OH，由放电顺序可知E的电极反应为：2H2e=H2。(3)由前面分析可知D为阳极，则其电极反应式为：4OH4e=O22H2O；F为阳极，其电极反应式为：2Cl2e=Cl2，装置为三个电解池串联，因此各个电极上得失电子数目与线路中转移电子数均相同。假设线路中转移了2 mol电子，则由以上电极反应式可知C、D、E、F电极上分别会产生1 mol铜、0.5 mol氧气、1 mol氢气、1 mol氯气，其物质的量之比为：2122。(4)H电极与电源的正极相连，则H为电镀池的阳极，其电极材料应为镀层金属，即为铜；3.2 g铜的物质的量为0.05 mol，又知丙中铁表面发生的反应为：Cu22e=Cu，则得到0.05 mol铜需0.1 mol电子，又知E的电极反应为：2H2e=H2，得到的电子也为0.1 mol，可得以下关系：2H2e2 OH，0.1 mol0.1 mol所以反应后乙中溶液c(OH)0.1 molL1。(5)由题可知甲中的电池反应为2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2。则应加入适量的CuO或CuCO3固体。 素 能 拓 展 1用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移的电子的物质的量为(D)A0.1 mol B0.2 molC0.3 mol D0.4 mol解析：由电解CuSO4溶液的化学方程式2CuSO42H2O2CuO22H2SO4知，电解过程中只析出Cu和放出O2，故电解后加入CuO就可以复原。但本题提示加入0.1 mol Cu(OH)2可以复原，说明电解过程中不仅有CuSO4被电解，还有H2O被电解。0.1 mol Cu(OH)2相当于0.1 mol CuO和0.1 mol H2O，由电子守恒0.1 mol CuO0.1 mol Cu0.2 mol e，0.1 mol H2O0.1 mol H20.2 mol e，即共计0.4 mol e。2关于下列四个装置图的说法，正确的是(D)A装置中阴极处产生的气体能够使湿润的淀粉KI试纸变蓝B装置中待镀铁制品应与电源正极相连C装置中电子由b极流向a极D装置中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应解析：A项，电极反应式分别为阳极：2Cl2e=Cl2，阴极：Cu22e=Cu，阳极产生的Cl2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝；B项，电镀装置中待镀铁制品(镀件)应与电源负极相连接；C项，氢氧燃料电池工作时，负极上通入的H2失电子，电子由a极流向b极；D项，氯碱工业中阳极产生Cl2，阴极附近溶液中生成NaOH，为防止Cl2与NaOH发生反应Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，工业上常采用离子交换膜法电解装置。3按图所示实验，若x轴表示流入阴极的电子的物质的量，则y轴可表示(D)c(Ag)c(NO)a棒的质量b棒的质量溶液的pHA BC D解析：本题考查电镀知识，阳极：Age=Ag，b棒质量减小；阴极：Age=Ag，a棒质量增大，电解质溶液浓度不变，故选D。4某同学组装了如图所示的电化学装置，电极为Al，其他均为Cu，则(A)A电流方向：电极电极B电极发生还原反应C电极逐渐溶解D电极的电极反应：Cu22e=Cu解析：首先应根据图示判断左边两池通过盐桥构成原电池，产生电流对右边硫酸铜溶液进行电解(相当于精炼铜)。电极为负极，电极为正极，所以电流方向：电极电极(电流方向与电子流动方向相反)，A正确。电极上铝失电子发生氧化反应，B错。电极上有铜析出，C错。电极的电极反应：Cu2e=Cu2，D错。5Cu2O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2CuH2OCu2OH2。下列说法正确的是(A)A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0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成解析：石墨作阴极，阴极上是溶液中的H反应，电极反应为2H2e=H2，A选项正确；由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu2OH2e=Cu2OH2O，当有0.1 mol电子转移时，有0.05 mol Cu2O生成，D选项错误。6某溶液中含有溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为31。用石墨作电极电解溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是(D)A阴极只析出H2B阳极先析出Cl2，后析出O2C电解最后阶段为电解水D溶液pH不断增大，最后为7解析：电解质溶液中，n(Na)n(Cl)n(SO)331，开始电解产生H2和Cl2，同时生成OH中和H2SO4，且生成OH多，最后相当于电解水，因而pH7，阴极只生成H2。三个阶段分别为电解HCl、NaCl、H2O。7某兴趣小组设计如图实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表指针偏转。下列有关描述正确的是 (D)A断开K2，闭合K1时，铜电极为阳极B断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红C断开K1，闭合K2时，铜电极发生还原反应D断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极解析：由题意断开K2，闭合K1时，两极均有气泡生成，确定电源左侧为正极，右侧为负极，石墨为阳极，Cu为阴极，阳极的电极反应为2Cl2e=Cl2，不能使酚酞变红，故A、B选项都错；断开K1，闭合K2时，形成原电池，Cu为负极，发生氧化反应，H22e2OH=2H2O，石墨为正极，发生还原反应，Cl22e=2Cl，故C项错误，D项正确。8最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水具有工艺流程简单、电耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应，转化为乙醇和乙酸，总反应为2CH3CHOH2OCH3CH2OHCH3COOH。实验室中，以一定浓度的乙醛Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置示意图如图所示。(1)若以甲烷燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入_CH4_(填化学式)气体。(2)电解过程中，两极除分别生成乙酸和乙醇外，均产生无色气体。电极反应如下：阳极：4OH4eO22H2O；_CH3CHOH2O2e=CH3COOH2H。阴极：_2H2e=H2或2H2O2e=H22OH；CH3CHO2e2H2O=CH3CH2OH2OH。(3)电解过程中Na2SO4的物质的量_不变_(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)已知：乙醛、乙醇的沸点分别为20.8、78.4。从电解后阴极区的溶液中分离出乙醇粗品的方法是_蒸馏_。(5)在实际工艺处理中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3乙醛的含量为3 000mg/L的废水，可得到乙醇_1.9_kg(计算结果保留小数点后1位)。解析：(1)电解池的阴极与电源的负极相连，故b为负极，发生氧化反应，通入的气体应是CH4。(2)阳极发生氧化反应，故此处CH3CHO被氧化为CH3COOH，电极反应式为CH3CHOH2O2e=CH3COOH2H。阴极发生还原反应，产生气体应是H2O电离产生的H放电：2H2e=H2。(3)电解过程中，Na、SO均没有损耗，所以Na2SO4的物质的量不变。(4)用蒸馏的方法分离两种沸点相差较大且互溶的液体。(5)废水中CH3CHO的质量为3g/L1 000 L3 kg由关系式CH3CHOCH3CH2OH 44 463kg60% m，m1.9 kg