高中化学电解原理(提高)巩固练习新人教版选修4

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1、1电解原理电解原理【巩固练习巩固练习】 一、选择题 1用惰性电极电解下列溶液,电解一段时间后,阴极质量增加,电解液的 pH 下降的是( ) 。CuSO4 BaCl2 AgNO3 H2SO4A BC D2已知铜或银做电解池的阳极时能被氧化成金属离子,下图中四组装置分别通电一段时间后,溶液质量增加的是( )。A B C D 3关于铅蓄电池的说法正确的是( )A在放电时,正极发生的反应是 Pb(s)+SO42(aq)=PbSO4(s)+2eB在放电时,该电池的负极材料是铅板C在充电时,电池中硫酸的浓度不断变小D在充电时,阳极发生的反应是 PbSO4(s)+2e=Pb(s)+SO42(aq)4氢是一种

2、清洁的可再生能源。上海最新研发的“超越”3 号氢燃料电池轿车,每行驶 100km 仅耗氢 1kg 左右,同时消耗氧气约为(原子量:H1,O16)( )。A 100mol B 250mol C 500mol D 1000mol5如图所示是电解 CuCl2溶液装置,其中 c、d 为石墨电极,已知溶液中 Cl向 c 极移动,则下列有关判断正确的是( ) 。Aa 为负极,b 为正极Bc 为阳极,d 为阴极C电解过程中,d 极质量减小2D电解过程中,Cl浓度不变6关于电解 NaCl 水溶液,下列叙述正确的是( ) 。A电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠B若在阳极附近的溶液中滴入 KI 溶液,溶液呈棕

3、色C若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈无色D电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性7在水中加入等物质的量 Ag+,Pb2+,K+,SO42,Cl,NO3,再用惰性电极电解片刻,则氧化产物和还原产物 的质量之比为( ) 。A35.5108 B16207 C81 D35.518用惰性电极电解下列溶液,一段时间后,再加入一定质量的另一种物质(中括号内) ,溶液能与原来溶液完 全一样的是( ) 。ACuCl2 CuO BNaOH NaOH CNaCl HCl DNa2SO4 NaOH9如图所示,X、Y 分别是直流电源的两极,通电后发现 a 极板质量增加,b 极板处有无色、

4、无臭气体放出。符 合这一情况的是下表中的( ) 。a 极板b 极板X 电极Z 溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl210取一张用饱和 NaCl 溶液浸湿的 pH 试纸,两根铅笔芯作电极,接通直流电 源,一段时间后,发现 a 电极与试纸接触处出现一个双色同心圆,内圈为白色, 外圈为浅红色。则下列说法错误的是( ) 。Ab 电极是阴极Ba 电极与电源的正极相连接C电解过程中,水是氧化剂Db 电极附近溶液的 pH 变小11关于右图所示装置的判断,叙述正确的是( ) 。A左边的装置是电解池,右边的装置是原电池B该装置中铜为正极,锌为负极C当铜片的质量

5、变化为 12.8 g 时,a 极上消耗的 O2在标准状况下 的体积为 2.24 LD装置中电子的流向是:aCu经过 CuSO4溶液Znb12某电解池内盛有 Cu(NO3)2溶液,插入两根电极,接通直流电源后,欲达到如下要求:(1)阳极质量不变; (2)阴极质量增加;(3)电解液 pH 减小,则应选用的电极是( )A阴阳两极都用石墨 B铜作阳极铁作阴极C铁作阳极铜作阴极 D铂作阳极铜作阴极313常温时,将 500 mL pH=5 的 CuSO4 溶液用石墨电极电解一段时间,测得溶液的 pH 变为 2,若使溶液的浓度、 pH 与电解前相同,可采用的方法( ) 。 A向溶液中加入 0.245g Cu

6、(OH)2 B向溶液中加 0.31g CuSO4C向溶液中加 0.0025 mol H2SO4并加热 D向溶液中加 0.2g CuO二、非选择题 1从 H+、Cu2+、Ba2+、Na+、Cl、SO42 6 种离子中两两恰当地组成电解质,按下列要求进行电解,请填空:(1)以碳棒为电极,使电解质的质量减少,水量不变,进行电解,则采用的电解质是_。(2)以碳棒为电极,使电解质的质量不变,水量减少,进行电解,则采用的电解质是_。(3)以铂为电极,使电解质和水量都减少,进行电解,则采用的电解质是_。2工业上为了处理含有 Cr2O72的酸性工业废水,采用下面的处理方法:往工业废水中加入适量 NaCl,以

7、Fe 为电极进行电解,经过一段时间,有 Cr(OH)3和 Fe(OH)3沉淀生成,工业废水中铬的含量已低于排放标准。请回 答下列问题:(1)两极发生反应的电极反应式 阳极:_;阴极:_。(2)写出 Cr2O72变为 Cr3+的离子方程式:_。(3)工业废水由酸性变为碱性的原因是_。(4)_(填“能”或“不能” )改用石墨作电极,原因是_。3由于 Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室很难用亚铁盐与烧碱反应制得白色纯净的 Fe(OH)2沉淀,应用如图所示电解实验可制得白色的纯净的 Fe(OH)2沉淀,两电极的材 料分别为石墨和铁。(1)a 电极材料应为_,b 电极的电极反应式为_。(2)电解液 c

8、 可以是( ) 。A纯水 BNaCl 溶液 CNaOH 溶液 DCuCl2溶液(3)d 为苯,其作用为_,在加入苯之前,对 c 溶液应如何简单处理 _。(4)为了在较短时间内看到白色沉淀,可采取的措施是( ) 。A改用稀硫酸作电解液 B适当增大电源的电压C适当减小两电极间的距离 D适当降低电解液的浓度【答案与解析答案与解析】 一、选择题 1B 【解析】阴极质量增加,说明溶液中含有不活泼金属的阳离子;电解液的 pH 下降,说明在阳极上是 OH离子放 电,而金属离子相应的阴离子应是含氧酸的酸根,故本题的答案应为不活泼金属的含氧酸盐,选 B。2D 【解析】A 项,电解稀 H2SO4溶液,相当于电解

9、H2O,故溶液质量减少;B 项,直接电解电解质本身,溶液质量减小;C 项,Cu 作阳极,Cu 在阳极放电生成 Cu2+,阴极处 Cu2+放电生成 Cu,溶液质量不变;D 项,Ag 作阳极,Ag 溶解生成 Ag+,阴极 Cu2+放电生成 Cu,但溶液中消耗 1mol Cu2+时,生成了 2mol Ag+,故溶液质量增加。43B 【解析】A 项中电池放电时正极应发生还原反应,电极反应为:PbO24HSO422e=PbSO42H2O;C 项中电池充电时硫酸的浓度应不断增大;D 项中电池充电阳极应发生氧化反应。4B【解析】氢燃料电池的总反应式为 2H2O22H2O,根据化学方程式可求得 n(O2)=2

10、50mol。5B 【解析】电解质溶液中 Cl向 c 极移动,说明电解质溶液中电流的方向由 c 指向 d,则电源内部电流方向由 b 指向 a,因此 b 为电源负极,a 为电源正极(电源内部电流由负极到正极) ,c、d 分别为阳极和阴极;电解过程 中 Cu2+在阴极(d 极)放电析出,d 极质量增加,Cl在阳极(c 极)放电而消耗。6B 【解析】用惰性电极电解 NaCl 水溶液时,阴极是 H2O 电解出 H+放电产生 H2,从而阴极随之产生了大量的 OH, 加酚酞,阴极呈红色,故 A 项、C 项错;阳极是 Cl放电产生 Cl2,因此,在阳极处加入 KI 溶液,会有 I2产生, 溶液呈棕色,故 B

11、项对;由于 Cl2在水中的溶解度小,大部分逸出,因此,电解一段时间后,充分搅拌,溶液 中仍有一定量的 NaOH,溶液显碱性,故 D 项错。7C 【解析】加入的离子两者之间可反应的有:Ag与 Cl-,Pb2与 SO42,故溶液中剩余的离子为 K和 NO3-,故用惰性电极电解时,是电解水,即,所以氧化产物与还原产物的质量比为 81。8C 【解析】C 中阳极:2Cl2eCl2,阴极:2H+2eH2,损失的是 HCl,因此需要补充适量的 HCl。9A 【解析】由 a 极板质量增加,知溶液中阳离子在 a 极板析出。则 a 为阴极,X 为负极;B 中 a 极板不析出金属, B 错;C 中 X 为正极,C

12、错;又由 b 极板有无色、无臭气体放出,D 错。10D 【解析】本题考查了电化学基础知识。由 a 极内圈为白色,外圈呈现浅红色说明 a 极生成的氯气与水反应生成 具有漂白性的 HClO,则 a 极为阳极,与电源的正极相连,b 极为阴极,发生还原反应,消耗氢离子,所以 pH 变 大。在此反应中水为氧化剂。11C 【解析】根据图中所给的信息,我们可以判断出左边是氢氧燃料电池,右边是电解池,所以 A 项错;根据入口 中所标的氧气和氢气的位置,可以知道 a 作正极,b 作负极;并且 Zn 和 b 相连,所以是阴极,而 Cu 是阳极, 故 B 项错误;Cu 片上的电极反应式为:Cu2eCu2+,当铜片的

13、质量变化为 12.8 g 时,电路中转移电子的物质的量为:2 112.8g(e )2 (Cu)20.4mol64g molnn 。a 极上的电极反应式为:O2+4e+2H2O4OH,因5为各个电极转移电子的物质的量相等,所以 a 极上消耗 V (O2)=22.4 Lmol1n (O2)=22.4 Lmol1 0.4mol 4=2.24 L,故 C 项正确;装置中电子的流向为:bZnCuSO4溶液Cua,所以 D 项错误。12AD【解析】根据题目要求:阳极选择惰性电极、溶液中有不活泼金属的阳离子,电解实质是放氧生酸。13D二、非选择题 1 (1)HCl、CuCl2 (2)Na2SO4、H2SO4

14、 (3)NaCl、BaCl2、CuSO4 【解析】 (1)以碳棒为电极,使电解质的质量减少,水量不变,则采用的电解质是无氧酸、不活泼金属的无氧 酸盐。(2)以碳棒为电极,使电解质的质量不变,水量减少,进行电解,则采用的电解质是含氧酸、活泼金属的 含氧酸盐。(3)以铂为电极,使电解质和水量都减少,进行电解,则采用的电解质是活泼金属的无氧酸盐、不活泼金 属的含氧酸盐。2 (1)Fe2eFe2+ 2H+2eH2(2)Cr2O72+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O(3)H+不断放电,Cr2O72与 Fe2+反应中消耗 H+,打破了水的电离平衡,使溶液中 c (OH)c (H+) (4)不能 用石墨作电极,阳极产生 Cl2或 O2,得不到 Fe2+,缺少还原剂,不能使 Cr2O72转化为 Cr3+, 再转化为 Cr(OH)3沉淀而除去3 (1)Fe 2H+2eH2 (2)B、C (3)隔绝空气,防止生成的 Fe(OH)2被氧化成 Fe(OH)3 加热 c,除 去溶解的 O2 (4)B、C

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