2019-2020年高中化学 第4章 电化学基础 第3节 电解池（第1课时）电解原理习题 新人教版选修4.doc

2019-2020年高中化学 第4章 电化学基础 第3节 电解池（第1课时）电解原理习题 新人教版选修4一、选择题1下列叙述正确的是()电解池是将化学能转变成电能的装置原电池是将电能转变成化学能的装置金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化电解池两个电极材料可以相同A B C D解析：电解质溶液导电发生了氧化还原反应，是化学变化；金属导电仅是电子的定向移动，是物理变化。电解池的两极只要能导电即可。答案：B2如图所示的装置能够组成电解池的是()解析：电解池要有外接电源，形成闭合回路。答案：D3(xx杭州高二检测)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()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。答案：C4如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是()A逸出气体的体积，a电极的小于b电极的B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体Ca电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色Da电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色解析：a、b电极分别为电解池的阴极和阳极，其电极反应分别是4H4e=2H2和4OH4e=O22H2O；即a极气体体积比b极大。a极和b极溶液分别显碱性和酸性，故可以看到a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色。答案：D5(xx运城高二检测)如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈蓝色。下列说法中不正确的是()Ax是正极，y是负极Ba极产生氢气，b极生成I2Ca极和Pt电极都有气泡产生DU形管中溶液的碱性增强解析：淀粉遇碘变蓝b极生I2，即确定b极发生反应2I2e=I2，则b极是阳极，x是负极，y是正极，a极H放电，发生反应2H2e=H2，产生氢气，U形管中总反应式为2KI2H2O2KOHH2I2，溶液的碱性增强，故A错误，B、D正确；石墨为阴极，铂为阳极，电极反应分别是Cu22e=Cu,4OH4e=2H2OO2，C正确。答案：A6现用Pt电极电解1 L浓度均为0.1 mol/L的HCl、CuSO4的混合溶液，装置如图，下列说法正确的是()A电解开始时阴极有H2放出B电解开始时阳极上发生：Cu22e=CuC当电路中通过电子的量超过0.1 mol时，此时阴极放电的离子发生了变化D整个电解过程中，SO不参与电极反应解析：依据放电顺序阴极先放电的是Cu2，故阴极开始析出的是Cu，阳极先放电的是Cl，故阳极开始产生的是Cl2，答案A、B错；由阴极反应Cu22e=Cu，n(Cu2)0.1 mol，当电路中通过电子的量达到0.2 mol时，此时Cu2消耗完毕，阴极放电离子变为H。所以C错；阳极先是Cl放电，当Cl消耗完毕。此时H2O电离产生的OH开始在阳极放电，SO不参与电极反应。答案：D7某小组为研究电化学原理，设计下图装置，下列叙述不正确的是()Aa和b不连接时，铁片上会有金属铜析出Ba和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu22e=CuC无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色Da和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2向铜电极移动解析：a和b不连接时，铁片与Cu2直接发生置换反应，有金属铜析出，A项正确。a和b用导线连接时该装置形成原电池，铜片作正极，铁片作负极失去电子形成Fe2，因此无论a和b是否连接。铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色，所以B、C项正确。若a和b分别连接直流电源正、负极，a作阳极，铜片失去电子生成Cu2，Cu2向铁电极移动。答案：D8(xx济宁模拟)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：本题考查电解原理，意在考查考生对电化学基础知识融会贯通及正确复述、再现、辨认的能力。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。答案：A9(xx河南洛阳统考)CuI是一种不溶于水的白色固体，它可由反应：2Cu24I=2CuII2而得到。现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞试液和淀粉溶液。电解开始不久阴极区溶液呈红色，而阳极区溶液呈蓝色，对这个现象的正确解释是()阴极：2H2e=H2使c(OH)c(H)阳极：2Cu4I4e=2CuII2，I2遇淀粉变蓝阳极：Cu2e=Cu2，Cu2显蓝色阳极：2I2e=I2，I2遇淀粉变蓝A BC D解析：通电后，溶液中的H、K移向阴极，而H的氧化性强于K，所以H得电子被还原，破坏了水的电离平衡，使c(OH)c(H)，酚酞试液变红；I和OH移向阳极，而失电子能力CuIOH，故Cu失电子产生Cu2。又据信息，Cu2与I能反应产生I2，I2遇淀粉变蓝。答案：A10用Pt电极电解各含有0.1 mol的Cu2和X3的溶液，阴极析出固体物质的质量m(g)与溶液中通过电子的物质的量n(mol)的关系见右图所示。则离子的氧化能力由大到小排列正确的是()ACu2X3H BHX3Cu2CX3HCu2 DCu2HX3解析：有些学生没认真分析，就将X3与Fe3联系起来，选择C答案。这其实是简单记忆阳离子放电顺序导致思维定势造成的结果。本题的解题信息在图像中：一通电就有固体析出，且通过0.2 mol电子后，再没有固体析出了，说明是Cu2放电的结果。X3不放电，故答案应为D。答案：D二、非选择题11从NO、SO、H、Cu2、Ba2、Ag、Cl等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。(1)两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是_。(2)若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式可能是_。(3)两极分别放出气体，且体积比为11，电解质的化学式可能是_。解析：(1)组为电解水型，即阳极OH放电，阴极H放电；(2)组阳极OH放电，阴极排在H后的金属阳离子放电；(3)组气体体积比为11，不是电解水型，经分析可得相应答案。答案：(1)H2SO4、HNO3、Ba(NO3)2(2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4(3)HCl、BaCl212(xx南昌高二月考)如图X是直流电源。Y槽中c、d为石墨棒，Z槽中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d附近显红色。(1)电源上b为_极(用“正”、“负”、“阴”或“阳”填空)。Z槽中e为极_(用“正”、“负”、“阴”或“阳”填空)。连接Y、Z槽线路中，电子流动的方向是d_e(用“”或“”填空)。(2)写出c极上反应的电极反应式： _。写出Y槽中总反应的化学方程式： _。写出Z槽中e极上反应的电极反应式： _。解析：d极附近显红色，说明d为阴极，电极反应式为2H2e=H2，c为阳极，电极反应式为2Cl2e=Cl2，Y槽电解NaCl溶液的总反应方程式为2NaCl2H2O2NaOHCl2H2；直流电源中a为正极，b为负极，Z槽中f为阴极，e为阳极，电极反应式为Cu2e=Cu2，电子流动方向由ed。答案：(1)负阳(2)2Cl2e=Cl22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2Cu2e=Cu213如下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加，据此回答问题：电源的N端为_极；电极b上发生的电极反应为：_；列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积：_；电极c的质量变化是_g；电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化？简述其原因：甲溶液_；乙溶液_；丙溶液_。(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行？为什么？解析：(1)乙中c电极质量增加，则c处发生的反应为Cu22e=Cu，即c为阴极，由此可推出b为阳极，a为阴极，M为负极，N为正极。丙中为K2SO4溶液，相当于电解水，设电解的水的质量为x，由电解前后溶质质量相等有：100 g10.00%(100 gx)10.47%，得x4.5 g，故为0.25 mol，整个反应中转移0.5 mol电子，而整个电路是串联的，故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的。甲中相当于电解H2O，阳极b处为阴离子OH放电，即4OH4e=2H2OO2。转移0.5 mol电子。则生成O2的物质的量为0.5 mol40.125 mol，标准状况下的体积为0.125 mol22.4 Lmol12.8 L。Cu22e=Cu，转移0.5 mol电子，则生成m(Cu)64 gmol116 g。甲中相当于电解水，故NaOH的浓度增大，pH变大；乙中阴极为Cu2放电，阳极为OH放电，所以H增多，故pH减小；丙中为电解水，对于K2SO4而言，其pH几乎不变。(2)铜全部析出后，可以继续电解水。答案：(1)正4OH4e=2H2OO2水减少的质量为：100 g(1)4.5 g，生成O2 的体积为：22.4 Lmol12.8 L16碱性增大，因为电解后，水量减少，溶液中NaOH浓度增大酸性增大，因为阳极上OH生成O2，溶液中H浓度增加酸碱性大小没有变化，因为K2SO4是强酸强碱盐，浓度增加不影响溶液的酸碱性(2)能继续进行，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应。14某温度下，取一定质量的硫酸铜溶液，用石墨作电极进行电解，当阳极产生标准状况下气体1.12 L时，CuSO4恰好被完全电解，得到密度为1.2 gcm3的溶液200 mL。求：(1)阴极的电极反应式为_。总反应的离子方程式为_。(2)电解后所得溶液的pH为_。(3)电解前所取CuSO4溶液的质量为_g。(4)若要使电解后所得溶液恢复至电解前的原状态，需要加入何种物质(只要求写出一种)，其化学式为_，加入物质的质量为_g。解析：(2)由n(O2)0.05 mol可知通过的电子n(e)0.2 mol，产生的n(H)0.2 mol，原CuSO4的物质的量为n(CuSO4)0.1 mol，电解消耗的H2O为0.1 mol即1.8 g。c(H)1 molL1，pH0。(3)电解后的溶液质量为240 g，溶液减少的质量为0.1 mol CuO的质量，所以原CuSO4溶液的质量是240 g8 g248 g。(4)电解产物是0.1 mol Cu和0.05 mol O2，加入0.1 mol CuO或0.1 mol CuCO3均可使溶液恢复到原状态。答案：(1)Cu22e=Cu2Cu22H2O2CuO24H(2)0(3)248(4)CuO8(或CuCO312.4)