2018-2019学年高中化学专题1化学反应与能量变化第二单元化学能与电能的转化第3课时电解池的工作原理课后达标检测苏教版选修.doc

第3课时 电解池的工作原理课后达标检测基础巩固1下列说法正确的是()电解是把电能转变成化学能的过程电解是化学能转变成电能的过程电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现任何溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生ABC D解析：选D。从能量角度看，电解是把电能转变成化学能的过程，故对、错；电解质溶液的导电过程，必将伴随着两个电极上氧化还原反应的发生，同时生成新的物质，故、对；某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理供给电能也可以实现，故对。所以D选项符合题意。2有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是()A甲中负极反应式为2H2e=H2B乙中阳极反应式为Age=AgC丙中H向碳棒方向移动D丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体解析：选C。由图可知，甲、丙是原电池，甲中Zn为负极，电极反应为Zn2e= Zn2，A项错误；丙中Fe为负极，碳棒为正极，H向碳棒方向移动，C项正确；乙、丁为电解池，乙中Ag为阳极，自身失去电子，B项错误；丁中放电顺序为ICl，开始时阳极产生碘单质，阴极产生H2，D项错误。3为使反应Cu2H2O=Cu(OH)2H2能够发生，下列设计方案正确的是()A用铜片作负极，石墨电极作正极，氯化钠溶液为电解质溶液构成原电池B用铜片作电极，外接直流电源电解硫酸铜溶液C用铜片作阳极，铁片作阴极，电解硫酸钠溶液D用铜片作阴、阳电极，电解稀硫酸解析：选C。该反应为不能自发进行的氧化还原反应，必须设计为电解池才能发生。阳极为Cu放电，阴极为H放电，即用Cu作阳极，电解质溶液中为H2O放电，选项C符合要求。4如图所示，下列叙述正确的是()AY为阴极，发生还原反应BX为正极，发生氧化反应CY与滤纸接触处有氧气生成DX与滤纸接触处变红解析：选A。从题图中可以看出，左边的装置为原电池而右边的装置为电解池。根据原电池原理，较活泼的一极作原电池的负极，所以Zn为负极，Cu为正极。再根据电解原理，Y与Zn片相连为阴极，X与Cu片相连为阳极，Y极的电极反应式为2H2e=H2(还原反应)；X极的电极反应式为4OH4e=2H2OO2(氧化反应)。Y极上H放电，同时产生了OH，呈碱性，使酚酞溶液呈红色。5将含有KCl、CuBr2、Na2SO4三种物质的水溶液用铂电极进行电解，且电解时间足够长。有以下结论：溶液中几乎没有Br；电解质溶液为无色；最终溶液显碱性；K、Na和SO的浓度几乎没有变化。正确的是(设Cl2、Br2全部从溶液中逸出)()ABC D均正确解析：选A。溶液中存在的阴离子有Cl、Br、SO、OH，阳离子有K、Cu2、Na、H。因用Pt电极电解足够长的时间，阴离子首先放电的是Br，其次是Cl，最后是OH，SO在溶液中不放电，阳离子首先放电的是Cu2，其次是H。所以先电解CuBr2，阳极逸出Br2，阴极析出Cu。CuBr2消耗完后继续电解HCl(H来自于水中)。当Cl被消耗尽时，则继续电解水。由于水被消耗，c(K)、c(Na)和c(SO)会增大。6用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为13的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能发生的反应有()2Cu22H2O2Cu4HO2Cu22ClCuCl22Cl2HH2Cl22H2O2H2O2A BC D解析：选D。由题意知，溶液中CuSO4和NaCl的物质的量之比为13，得n(Cu2)n(Cl)13。根据离子的放电顺序，阳离子：Cu2HNa，阴离子：ClOHSO，知溶液电解过程可分为三个阶段：第一阶段电解CuCl2溶液：Cu22ClCuCl2，第二阶段电解NaCl溶液：2Cl2H2OH2Cl22OH，第三阶段电解水：2H2O2H2O2，故正确。7用惰性电极电解某溶液时，发现两极只有H2和O2生成，则电解一段时间后，下列有关该溶液(与电解前同温度)的说法中正确的有()该溶液的pH可能增大；该溶液的pH可能减小；该溶液的pH可能不变；该溶液的浓度可能增大；该溶液的浓度可能不变；该溶液的浓度可能减小A BC D全部解析：选C。用惰性电极电解稀NaOH水溶液，pH增大，电解稀H2SO4溶液，pH减小，电解稀Na2SO4水溶液，pH不变，NaOH、H2SO4、Na2SO4的浓度均增大。用惰性电极电解饱和Na2SO4水溶液，溶液的浓度不变。8在水中加等物质的量的Ag、Pb2、Na、SO、NO、Cl，该溶液放在用惰性电极作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量之比为()A35.5108 B16207C81 D10835.5解析：选C。溶液中的六种离子，有四种发生反应生成沉淀，AgCl=AgCl、Pb2SO=PbSO4，最后溶液就成了NaNO3溶液；而电解NaNO3溶液，实质上就是电解水，电解方程式为2H2O2H2O2。氧化产物和还原产物的质量之比为m(O2)m(H2)(1 mol32 gmol1)(2 mol2 gmol1)81，即C项正确。9用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入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()A0.1 mol B0.2 molC0.3 mol D0.4 mol解析：选D。由电解CuSO4溶液反应的化学方程式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，说明电解过程中阴极不仅有Cu生成，还有H2生成。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，共计0.4 mol e。10从H、Cu2、Na、SO、Cl五种离子中选择并恰当地组成电解质，按下列要求进行电解：(1)以石墨为电极进行电解，使电解质质量减少，水质量不变，则可采用的电解质是_。(2)以石墨为电极进行电解，使电解质质量不变，水质量减少，则可采用的电解质是_。(3)以石墨为阳极，铁棒为阴极进行电解，使电解质和水的质量都减少，则可采用的电解质是_。(4)以石墨为电极进行电解，阴极析出金属，阳极放出O2时，则可采用的电解质是_。(5)以石墨为电极进行电解，两极分别放出气体，且体积比为11时，则可采用的电解质是_。解析：根据离子的放电顺序，阳离子：Cu2HNa，阴离子：ClOHSO。(1)以惰性电极电解时，电解质质量减少，水质量不变，只电解电解质，电解质可能为HCl、CuCl2。(2)以惰性电极电解时，电解质质量不变，水质量减少，只电解水，电解质可能为H2SO4、Na2SO4、NaHSO4。(3)石墨为阳极，铁棒为阴极，电极材料不参加反应，电解质和水的质量都减少，既电解电解质又电解水，电解质可能为CuSO4、NaCl。(4)以石墨为电极进行电解，若阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质中阳离子放电，水中氢氧根离子放电，电解质可能为CuSO4。(5)以石墨为电极进行电解，两极分别放出气体，且体积比为11时，这可能是氢离子在阴极放电，氯离子在阳极放电。答案：(1)HCl、CuCl2(2)H2SO4、Na2SO4、NaHSO4(3)CuSO4、NaCl(4)CuSO4(5)HCl、NaCl11如图所示，X和Y均为石墨电极：(1)若电解液为滴有酚酞的饱和食盐水，电解反应的离子方程式为_。电解过程中_(填“阴”或“阳”)极附近会出现红色。(2)若电解液为500 mL含A溶质的某蓝色溶液，电解一段时间，观察到X电极表面有红色固体物质生成，Y电极有无色气体生成。当溶液中原有溶质完全电解后，取出X电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6 g。电解后溶液的c(H)_。要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的_(填物质的化学式，假设电解前后溶液的体积不变)。请推测原溶液中所含的酸根离子可能是_。设计实验验证推测，写出实验的操作步骤、现象和结论：_。解析：(1)电解饱和食盐水，阳极Cl放电生成Cl2，阴极是水电离出的H放电生成H2，同时生成OH，阴极附近会出现红色。(2)蓝色溶液，说明是可溶性铜盐溶液，X极有红色固体物质生成，说明溶液中的Cu2放电，X极是阴极，Y极是阳极，有无色气体生成，说明是溶液中的OH放电，阴离子为含氧酸根离子SO或NO。生成铜0.025 mol，由电解反应的离子方程式2Cu22H2O2CuO24H可知，生成的H为0.05 mol，c(H)0.1 molL1。使其恢复至电解前的状态，可加入氧化铜或碳酸铜。答案：(1)2Cl2H2OCl2H22OH阴(2)0.1 molL1CuO(或CuCO3)SO(或NO)取少量待测液于试管中，滴加盐酸无明显现象，继续滴入氯化钡溶液，若有白色沉淀产生，则证明含有硫酸根离子(或取少量待测液于试管中，滴加浓硫酸，再加入铜粉，若有红棕色气体产生，则证明含有硝酸根离子)能力提升12如图X是直流电源。Y池中c、d为石墨棒，Z池中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，下同)。Z池中e为_极。连接Y、Z池线路中，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池中反应的化学方程式：_。写出Z池中e极上反应的电极反应式：_。答案：(1)负阳(2)2Cl2e=Cl22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2Cu2e=Cu213蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是NiO2Fe2H2OFe(OH)2Ni(OH)2。(1)若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是_(填字母)。ANiO2 BFeCFe(OH)2 DNi(OH)2(2)该电池放电时，正极附近溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)充电时该电池阳极的电极反应式为_。(4)用此蓄电池分别电解以下两种溶液，假如电路中转移了0.02 mol e，且电解池的电极均为惰性电极，试回答下列问题：电解M(NO3)x溶液时某一电极增加了a g M，则金属M的相对原子质量为_(用含a、x的表达式表示)。电解含有0.01 mol CuSO4和0.01 mol NaCl的混合溶液100 mL，阳极产生的气体在标准状况下的体积是_；将电解后的溶液加水稀释至1 L，此时溶液的c(H)_mol/L。解析：(1)根据原电池反应中元素化合价变化可知，被还原的物质为NiO2。(2)NiO2在正极反应，电极反应式为NiO22H2O2e=Ni(OH)22OH，由于有氢氧根离子生成，pH增大。(3)充电时，蓄电池的正极与外电源的正极相连，作阳极，发生氧化反应，电极反应式为Ni(OH)22e2OH=NiO22H2O。(4)由题意，电路中转移了0.02 mol e时，有a g M析出，其摩尔质量为50xa g/mol，其相对原子质量为50xa。电路中转移了0.02 mol e时，溶液中Cu2在阴极上恰好完全析出，在阳极上放电的离子有Cl和OH，生成的气体有氯气和氧气，根据电子守恒有2n(Cl2)4n(O2)0.02 mol，又n(Cl2)0.005 0 mol，则n(O2)0.002 5 mol，阳极产生的气体在标准状况下的体积为0.007 5 mol22.4 L/mol0.168 L；生成的氧气为0.002 5 mol时，消耗氢氧根离子0.01 mol，生成氢离子0.01 mol，最后1 L溶液中氢离子浓度为0.01 mol/L。答案：(1)A(2)增大(3)Ni(OH)22e2OH=NiO22H2O(4)50xa0.168 L0.01