2018-2019学年高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第2节 电能转化为化学能——电解 第1课时 电解的原理作业2 鲁科版选修4.doc

第1课时 电解的原理知能演练轻松闯关学生用书单独成册基础温故1下列叙述中正确的是()电解池是既能将化学能转变成电能又能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不能自发进行的氧化还原反应，通过电解有可能实现AB只有C只有 D只有解析：选B。电解池是只能将电能转化为化学能的装置，错；金属和石墨导电是自由电子在电场作用下定向移动，电解质溶液导电时两极上均有离子放电，是化学变化，对；电解可强制氧化还原反应发生，对。2某同学为了使反应2HCl2Ag=2AgClH2能进行，设计了如图所示的四个实验，你认为可行的方案是()解析：选C。根据金属的活动性顺序，Ag不能置换盐酸中的氢，因此要实现2Ag2HCl=2AgClH2，应用电解法，在上述反应中，Ag失电子发生氧化反应，故Ag做阳极，与电源的正极相连，结合四个装置，其可行的方案是C。3如图所示为某学生设计的一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用硫酸钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写“嫦娥奔月”，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是()A铅笔端做阴极，铂片端发生还原反应B铅笔端有少量钠生成C硫酸钠溶液不可以用硝酸钾溶液代替D铂片端发生电极反应：4OH4e=2H2OO2解析：选D。根据图示知，铅笔端为阴极，铂片端为阳极，发生氧化反应。在硫酸钠溶液中存在电离反应式：Na2SO4=2NaSO，H2OHOH，在阳极(铂片端)，失电子能力：OHSO，电极反应式：4OH4e=2H2OO2；阴极(铅笔端)，得电子能力：HNa，电极反应式：4H4e=2H2，铅笔端OH浓度增大，呈碱性，使含酚酞的滤纸变红色。此反应实质是电解水，硫酸钠溶液可以用硝酸钠、硝酸钾溶液代替。4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()2Cu22H2O2Cu4HO2Cu22ClCuCl22Cl2H2O2OHH2Cl22H2O2H2O2A BC D解析：选C。阴极阳离子的放电先后顺序为Cu2、H，阳极阴离子放电的先后顺序为Cl、OH，通电时首先发生的反应为Cu22ClCuCl2，Cu2全部还原后，Cl还有剩余，此时阴极放电的离子是H2O电离产生的H，因此反应为2Cl2H2O2OHH2Cl2，当Cl全部氧化后，溶液中的溶质为Na2SO4、NaOH，继续通电实质是电解水：2H2O2H2O2，故正确选项为C。5惰性电极电解下列物质的溶液，电解一段时间，阴极质量增加，电解液的pH下降的是()ACuSO4 BNaClCNaOH DH2SO4解析：选A。根据电解规律和题干信息，电解的是不活泼金属的含氧酸盐溶液，故A正确。6.如图用石墨电极电解CuCl2溶液。下列分析正确的是()Aa端是直流电源的负极B通电使CuCl2发生电离C阳极上发生的反应：Cu22e=CuD通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体解析：选A。A.铜离子应移向阴极，则a为负极。B.CuCl2发生电离是在水分子的作用下完成的，并非通电才能发生。C.反应Cu22e=Cu应在阴极上发生，阳极上发生的反应应为2Cl2e=Cl2。D.通电一段时间后，应在阳极附近观察到黄绿色气体。7用指定材料做电极来电解一定物质的量浓度的甲一段时间后，然后加入物质乙能使溶液复原。则合适的组合是()阴极阳极溶液甲物质乙APt Pt NaOH NaOH固体BPt Pt H2SO4 H2OCC Pt NaCl 盐酸DFe Cu CuSO4 Cu(OH)2解析：选B。电解NaOH、H2SO4溶液，都是电解水，所以加水就可复原，A项错误、B项正确；电解NaCl溶液后应通入氯化氢气体使之复原，如果加盐酸，会使NaCl溶液的物质的量浓度减小，C项错误；D项，阳极反应为Cu2e=Cu2，阴极反应为Cu22e=Cu，电解质溶液没有变化，不用加任何物质。8某同学按如图所示的装置进行电解实验。下列说法不正确的是()A电解过程中，铜电极上有O2产生B电解初期，反应方程式为CuH2SO4CuSO4H2C电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D整个电解过程中，H的浓度先减小后不变解析：选A。金属铜做阳极，阳极发生反应为Cu2e=Cu2，电解初期阴极溶液中的H放电：2H2e=H2，溶液中的H减小，总反应方程式为CuH2SO4CuSO4H2，随着反应进行，溶液中Cu2数目增多，此时阴极上溶液中的Cu2得电子：Cu22e=Cu，此时，该装置为电镀铜，溶液中的H保持不变。9KIO3可用电解的方法制得，原理是以石墨为阳极，以不锈钢为阴极，在一定温度和碱性条件下电解KI溶液。总反应方程式为KI3H2OKIO33H2，则阳极的电极反应式为_；阴极的电极反应式为_，附近pH_(填“增大”、“减小”或“不变”)。如果把上述电解质溶液换成酸性溶液，则阳极的电极反应为_。答案：I6OH6e=IO3H2O2H2e=H2增大I3H2O6e=IO6H10用碳棒做电极，在Na、Cu2、Cl、SO等离子中选出适当离子组成电解质，电解其溶液，写出符合条件的一种电解质的化学式：(1)当阴极放出H2，阳极放出O2时，电解质是_。(2)当阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质是_。(3)当阴极放出H2，阳极放出Cl2时，电解质是_。(4)通过电子的物质的量、阴极析出的金属的物质的量、阳极放出的气体的物质的量之比为421时，电解质的化学式是_。解析：(1)实质为电解水型。(2)中为不活泼金属离子与OH放电。(3)为H与Cl放电。(4)电子的物质的量、阴极析出的金属的物质的量、阳极放出的气体的物质的量之比为421，则可推断金属离子为2价，阳极生成1 mol气体会失去4 mol电子。答案：(1)Na2SO4(2)CuSO4(3)NaCl(4)CuSO4能力提升11如图为实验室电解Na2SO4溶液装置，下列叙述错误的是()A阴极：2H2e=H2(还原反应)阳极：4OH4e=2H2OO2(氧化反应)B电解一段时间后，阴极区显碱性，阳极区显酸性C电解过程中，Na、H向阴极定向移动，进入阴极区；SO、OH向阳极定向移动，进入阳极区D电解后，撤掉阴离子交换膜充分混合，Na2SO4溶液的浓度比电解前增大解析：选C。通电时，阴极H得电子被还原，阳极OH失电子被氧化，A正确；由于H在阴极上放电，阴极区OH增大，OH在阳极上放电，阳极区H增大，B正确；由于是阴离子交换膜，所以Na、H不能通过，C错误；从两电极反应看，该电解反应相当于电解水，最终Na2SO4溶液浓度增大，D正确。12某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为31。用石墨做电极电解该混合溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是()A阴极自始至终只放出H2B阳极先放出Cl2，后放出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：选D。由题意知，n(H)n(Cl)23，在阴极放电的是H，在阳极放电的是Cl、OH，Cl先放电OH后放电，因此反应开始在两极放电的是H、Cl，相当于电解盐酸。由H2SO4电离出的H放完电后，在两极放电的是由水电离出的H和剩余的Cl，相当于电解NaCl溶液。Cl放完电后，在两极放电的是由水电离出的H和OH，相当于电解水。故A、B、C均正确。溶液pH的变化是不断增大，但最后溶质是NaOH和Na2SO4，pH不会为7。13电解84.75 mL 16%的NaOH溶液(1.18 gcm3)，用石墨做电极经过一段时间后溶液浓度为19.5%, 这是因为()A溶质增加了3.5 gB放出22.4 L H2和11.2 L O2CNaOH比水消耗少D消耗18 g水解析：选D。由电解规律知，电解NaOH溶液的实质是水被电解，则A、C错误；由于没指明条件无法计算气体的体积，B错误。14用石墨做电极电解3 molL1 KCl和0.5 molL1Al2(SO4)3的等体积混合溶液时，下列图像合理的是()解析：选A。根据离子的放电顺序可知，在电解过程中，溶液中的阴离子有Cl、OH、SO，在阳极Cl先放电，生成氯气，然后是OH放电生成氧气；在阴极是H放电生成氢气。2KCl2H2O2KOHH2Cl2，Al2(SO4)36KOH=2Al(OH)33K2SO4，从两种溶液的浓度看，电解生成的氢氧化钾刚好把溶液中的硫酸铝沉淀完全，因为生成的氯气有少部分会溶解在溶液中，所以pH小于7。15某实验小组的同学采用如图所示装置来进行有关化学实验，请回答下列问题。(1)若U形管中盛有硫酸钠溶液，X、Y电极分别为石墨和铁棒，电解过程中出现的现象是_。U形管中加入的少量植物油作用是_。(2)电解一段时间后，某同学将电源反接，此时出现的现象是_。有关的化学方程式为_。解析：铁做阳极时，铁失电子发生氧化反应，生成亚铁离子：Fe2e=Fe2，阴极发生还原反应：2H2e=H2。阳极生成的亚铁离子向阴极扩散，而阴极产生的氢氧根离子向阳极扩散，二者在U形管中间相遇结合成氢氧化亚铁白色沉淀。氢氧化亚铁极易被空气中的氧气氧化，故U形管中加入少量植物油以隔绝空气。当反接电源时，为电解水，X、Y极分别生成氧气和氢气，氧气将氢氧化亚铁氧化为氢氧化铁。答案：(1)X极有气泡冒出，Y极附近溶液渐变浅绿色，U形管下部中间位置出现白色沉淀隔绝空气(防止白色沉淀被氧化变质)(2)X、Y两极都有气泡冒出，且白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色2H2O2H2O2，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)316如图所示，溶液体积均为200 mL，若电解5 min时铜电极质量增加2.16 g，溶液体积均不变，试回答：(1)电源电极X名称为_。(2)pH变化：B池_，C池_。(填“增大”、“减小”或“不变”)(3)通电5 min时，B中共收集224 mL气体(标准状况)，则通电前硫酸铜溶液的物质的量浓度为_。(4)写出A池中发生反应的化学方程式：_。解析：(1)铜电极上析出银，是阴极，则X电极为负极。n(Ag)0.02 mol。(2)B池是用惰性电极电解CuSO4溶液：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，所以pH减小，C池中银电极溶解，Age=Ag，AgNO3溶液浓度不变，pH不变。(3)B池中阳极反应为4OH4e=O22H2O，通电5 min时转移电子0.02 mol，由电子守恒得n(O2)0.005 mol，小于0.01 mol，据此可知B池中阴极上反应为Cu22e=Cu,2H2e=H2，则n(H2)n(O2)0.01 mol0.005 mol0.005 mol，根据电子守恒列式2n(Cu2)0.0052 mol0.02 mol，解得n(Cu2)0.005 mol，则CuSO40.025 molL1。答案：(1)负极(2)减小不变(3)0.025 molL1(4)2KCl2H2O2KOHCl2H2