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1、最新化学精品教学资料课时训练3电解的原理一、单项选择题1.能用电解原理说明的问题是()。电解是把电能转变成化学能电解是化学能转变成电能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,必须导致氧化还原反应的发生A.B.C.D.解析: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能实现,故对。所以D选项符合题意。答案:D2.如图所示,在一U形管中装入含有紫色石蕊的Na2SO4溶液,
2、通直流电,一段时间后U形管内会形成一个倒立的三色“彩虹”,从左到右颜色的顺序是()。A.蓝、紫、红B.红、蓝、紫C.红、紫、蓝D.紫、红、蓝解析:用惰性电极电解Na2SO4溶液,实际上是电解水,其两极反应式为:阴极:4H+4e-2H2阳极:4OH-4e-2H2O+O2故阴极区域富集OH-,溶液呈碱性,使溶液变蓝色;阳极区域富集H+,溶液呈酸性,使溶液变红色。答案:C3.用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后,欲使电解液恢复到起始状态,应向溶液中加入适量的()。A.CuSO4B.H2OC.CuOD.CuSO45H2O解析:用石墨作电极电解CuSO4溶液的电解方程式是2CuSO4+2H2O
3、2H2SO4+2Cu+O2,故选项C正确。答案:C4.用石墨作电极,电解1 molL-1下列物质的溶液,溶液的pH保持不变的是()。A.HClB.NaOHC.Na2SO4D.NaCl解析:电解时溶液pH的变化是很有规律的。如果一极在电解时放出氢气(肯定是阴极),该极区pH升高,如果一极放出氧气(肯定是阳极),则该极区pH降低,如果两极同时放氧气和氢气实质是电解水,溶液浓度增大,由浓度的变化考虑整体溶液的pH变化。即:“有氢生成碱,有氧生成酸;都有浓度大,都无浓度小”(“浓度大”“浓度小”是指溶质的浓度)。答案:C5.下列关于电解池中形成的闭合回路的叙述中,正确的是()。A.电解池中的闭合回路仅
4、是由电子的定向运动形成的B.金属导线中,电子从电源的负极流向电解池的阳极,从电解池的阴极流向电源的正极C.在电解质溶液中,阴离子向阴极运动,阳离子向阳极运动D.相同时间内,阳离子在阴极上得到的电子与阴离子在阳极上失去的电子数相等解析:电解池中的闭合回路是由两部分组成的:在金属导线和电极中是由电子的定向运动来搬运电荷的,电解质中是靠阴、阳离子的定向运动来导电的。电子从电源的负极出发,流向电解池的阴极,在该电极上阳离子获得电子发生还原反应;与此同时,阴离子在阳极上失去电子发生氧化反应,失去的电子再从电解池的阳极流向电源的正极,从而在两部分导体中形成闭合回路。在电解质溶液或熔融电解质中,阴离子向阳极
5、运动,阳离子向阴极运动,根据电子的得失守恒,相同时间内,阳离子在阴极上得到的电子数与阴离子在阳极上失去的电子数相等。答案:D6.用下图甲所示装置进行实验,若图乙中横坐标x表示流入电极的电子的物质的量。下列叙述不正确的是()。A.E表示反应生成Cu的物质的量B.E表示反应消耗H2O的物质的量C.F表示反应生成H2SO4的物质的量D.F表示反应生成O2的物质的量解析:此题的考查点为电解池反应,在该电解池中,阴极:Cu2+2e-Cu,阳极:4OH-4e-2H2O+O2,总反应式:2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2,从乙中所给的图像看每转移4 mol e-,E从02,F从01,显然A、B
6、、D正确,C中要表示生成H2SO4的物质的量也应为E。答案:C7.如图中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极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的是()。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CuCl2解析:用活泼电极或惰性电极电解相同的溶液时现象可能不同。通电后a极板增重,表明溶液中金属阳离子在a极板上放电,发生还原反应析出了金属单质,因此可确定a极板是电解池的阴极,与它相连接的直流电源的x极是负极。选项C中x极为正极,故C不正确。A中电解液为CuSO4溶液,阴极a板上析出Cu而增重,阳极b板上由于OH-放电
7、而放出无色无臭的O2,故A正确。B中电解液为NaOH溶液,通电后阴极a板上应放出H2,a极板不会增重,故B不正确。D中电解液为CuCl2溶液,阴极a板上因析出Cu而增重,但阳极b板上因Cl-放电,放出黄绿色有刺激性气味的Cl2,故D不正确。答案:A二、双项选择题8.用惰性电极实现电解,下列说法正确的是()。A.电解稀硫酸溶液,实质上是电解水,但溶液pH减小B.电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH-,故溶液pH减小C.电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为12D.电解氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为11解析:电解稀硫酸,实质上是电解水,硫酸的物质的量不变,但溶液体
8、积减少,浓度增大,故溶液pH减小,A正确;电解稀NaOH溶液,阳极消耗OH-,阴极消耗H+,实质也是电解水,NaOH溶液浓度增大,故溶液的pH增大,B不正确。电解Na2SO4溶液时,阳极反应为4OH-4e-2H2O+O2,阴极反应为2H+2e-H2,由于两电极通过的电量相等,故析出H2与O2的物质的量之比为21,C不正确。电解CuCl2溶液时,阴极反应为Cu2+2e-Cu,阳极反应为2Cl-2e-Cl2,两极通过电量相等时,Cu和Cl2的物质的量之比为11,D正确。答案:AD9.某溶液中只含有两种溶质NaCl与H2SO4,它们物质的量之比为31。用石墨作电极电解该混合溶液时,根据电极产物,可明
9、显分为三个阶段。下列叙述不正确的是()。A.阴极自始至终只析出H2B.阳极先析出Cl2,后析出O2C.电解最后阶段相当于电解HCl溶液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(H+)n(S)=3321,三个阶段分别相当于电解HClNaClH2O。开始电解产生H2和Cl2,生成的OH-中和硫酸,溶液的酸性减弱至中性,然后继续产生H2和Cl2,同时产生OH-,最后是电解水,因而最后溶液pH7。答案:CD10.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。下列实验现象正确的是()。A.逸出气体的体积:a电极的大于b电
10、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C.a电极附近呈红色,b电极附近呈蓝色D.a电极附近呈蓝色,b电极附近呈红色解析:Na2SO42Na+S,H2OH+OH-,S和OH-移向b电极,Na+和H+移向a电极,在b电极上:4OH-4e-2H2O+O2,在a电极上:2H+2e-H2,所以产生的气体体积a电极的大于b电极的;两种气体均为无色无味的气体;由于a电极上H+放电,所以a电极附近的OH-H+,滴加石蕊溶液a电极附近变蓝色,同理,b电极附近变红色。答案:AD三、非选择题11.从N、S、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
11、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:题中提供的电解质离子是七种,其实还包括OH-,即八种。这些离子放电的顺序是阳极:Cl-OH-(N、S)阴极:Ag+Cu2+H+Ba2+(1)两极分别放出H2和O2,即H+和OH-放电,实质是电解H2O,水中的溶质应是起导电作用而又不改变H+和OH-放电的顺序,它可以是HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2、Ba(OH)2中的任意一种,但不是BaSO4。(2)阴极析出金属,即Ag+或Cu2+放电;阳极放出O2
12、,即OH-放电。水中的溶质可以是AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4中的任意一种。(3)两极都生成气体,且气体体积比为11,则放电的离子应是Cl-和H+。水中的溶质可以是HCl、BaC12中的任意一种。答案:(1)HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2、Ba(OH)2中的任意一种(2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4中的任意一种(3)HCl、BaCl2中的任意一种12.由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室很难用亚铁盐溶液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以制得白色纯净的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,电极反应
13、式为。(2)电解液c可以是(填编号)。A.纯水B.NaCl溶液C.NaOH溶液D.CuCl2溶液(3)d为一苯层,其作用为,在加入苯之前对c应作何简单处理?。(4)若c是Na2SO4溶液,当电解一段时间看到白色Fe(OH)2沉淀后,再反接电源电解,除了电极上看到气泡外,混合物中另一明显现象是。解析:Fe(OH)2是借助反应Fe2+2OH-Fe(OH)2生成的。(1)只有以Fe作为阳极,才能通过电极反应Fe-2e-Fe2+提供Fe2+,故a电极材料应该是Fe。(2)OH-应该由电解质溶液提供或通过电解生成,C选项中的NaOH溶液符合要求;A、B选项中,a极发生反应:Fe-2e-Fe2+,b极发生反应:2H+2e-H2,溶液中OH-增大,符合题意。(3)为了防止Fe(OH)2被O2氧化,除了利用电解产生的H2将液面上方的O2赶走,还应该预先加热电解质溶液除去其中溶解的O2,并滴入合适的试剂使电解质溶液与空气隔绝。(4)反接电源时,电解方程式是2H2O2H2+O2,生成的O2会将Fe(OH)2氧化,其现象是白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。答案:(1)FeFe-2e-Fe2+(2)ABC(3)隔绝空气,防止生成的Fe(OH)2被氧化加热c,以除去溶解的O2(4)白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色
