2019-2020年高中化學 第4章 電化學基礎 第3節(jié) 電解池(第1課時)電解原理習題 新人教版選修4.doc
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2019-2020年高中化學 第4章 電化學基礎 第3節(jié) 電解池(第1課時)電解原理習題 新人教版選修4一、選擇題1下列敘述正確的是()電解池是將化學能轉變成電能的裝置原電池是將電能轉變成化學能的裝置金屬和石墨導電均為物理變化,電解質溶液導電是化學變化電解池兩個電極材料可以相同A B C D解析:電解質溶液導電發(fā)生了氧化還原反應,是化學變化;金屬導電僅是電子的定向移動,是物理變化。電解池的兩極只要能導電即可。答案:B2如圖所示的裝置能夠組成電解池的是()解析:電解池要有外接電源,形成閉合回路。答案:D3(xx杭州高二檢測)用石墨作電極,電解1 mol/L下列物質的溶液,溶液的pH保持不變的是()AHCl BNaOHCNa2SO4 DNaCl解析:由陰、陽離子的放電順序知,電解HCl溶液實質是電解HCl,使pH增大,電解NaOH、Na2SO4溶液的實質是電解水;電解質溶液的濃度增大,故NaOH溶液pH增大,但Na2SO4溶液的pH不變,電解NaCl生成NaOH,使溶液pH增大。答案:C4如圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列實驗現(xiàn)象中正確的是()A逸出氣體的體積,a電極的小于b電極的B一電極逸出無味氣體,另一電極逸出刺激性氣味氣體Ca電極附近呈紅色,b電極附近呈藍色Da電極附近呈藍色,b電極附近呈紅色解析:a、b電極分別為電解池的陰極和陽極,其電極反應分別是4H4e=2H2和4OH4e=O22H2O;即a極氣體體積比b極大。a極和b極溶液分別顯堿性和酸性,故可以看到a電極附近呈藍色,b電極附近呈紅色。答案:D5(xx運城高二檢測)如圖所示裝置中,a、b都是惰性電極,通電一段時間后,b極附近溶液呈藍色。下列說法中不正確的是()Ax是正極,y是負極Ba極產(chǎn)生氫氣,b極生成I2Ca極和Pt電極都有氣泡產(chǎn)生DU形管中溶液的堿性增強解析:淀粉遇碘變藍b極生I2,即確定b極發(fā)生反應2I2e=I2,則b極是陽極,x是負極,y是正極,a極H放電,發(fā)生反應2H2e=H2,產(chǎn)生氫氣,U形管中總反應式為2KI2H2O2KOHH2I2,溶液的堿性增強,故A錯誤,B、D正確;石墨為陰極,鉑為陽極,電極反應分別是Cu22e=Cu,4OH4e=2H2OO2,C正確。答案:A6現(xiàn)用Pt電極電解1 L濃度均為0.1 mol/L的HCl、CuSO4的混合溶液,裝置如圖,下列說法正確的是()A電解開始時陰極有H2放出B電解開始時陽極上發(fā)生:Cu22e=CuC當電路中通過電子的量超過0.1 mol時,此時陰極放電的離子發(fā)生了變化D整個電解過程中,SO不參與電極反應解析:依據(jù)放電順序陰極先放電的是Cu2,故陰極開始析出的是Cu,陽極先放電的是Cl,故陽極開始產(chǎn)生的是Cl2,答案A、B錯;由陰極反應Cu22e=Cu,n(Cu2)0.1 mol,當電路中通過電子的量達到0.2 mol時,此時Cu2消耗完畢,陰極放電離子變?yōu)镠。所以C錯;陽極先是Cl放電,當Cl消耗完畢。此時H2O電離產(chǎn)生的OH開始在陽極放電,SO不參與電極反應。答案:D7某小組為研究電化學原理,設計下圖裝置,下列敘述不正確的是()Aa和b不連接時,鐵片上會有金屬銅析出Ba和b用導線連接時,銅片上發(fā)生的反應為:Cu22e=CuC無論a和b是否連接,鐵片均會溶解,溶液均從藍色逐漸變成淺綠色Da和b分別連接直流電源正、負極,電壓足夠大時,Cu2向銅電極移動解析:a和b不連接時,鐵片與Cu2直接發(fā)生置換反應,有金屬銅析出,A項正確。a和b用導線連接時該裝置形成原電池,銅片作正極,鐵片作負極失去電子形成Fe2,因此無論a和b是否連接。鐵片均會溶解,溶液均從藍色逐漸變成淺綠色,所以B、C項正確。若a和b分別連接直流電源正、負極,a作陽極,銅片失去電子生成Cu2,Cu2向鐵電極移動。答案:D8(xx濟寧模擬)如圖X為電源,Y為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙,濾紙中央滴有一滴KMnO4溶液,通電后Y中央的紫紅色色斑向d端擴散。下列判斷正確的是()A濾紙上c點附近會變紅色BCu電極質量減小,Pt電極質量增大C燒杯中溶液的pH增大D燒杯中SO向Cu電極定向移動解析:本題考查電解原理,意在考查考生對電化學基礎知識融會貫通及正確復述、再現(xiàn)、辨認的能力。由圖可知,該裝置為電解裝置,由通電后Y中央的紫紅色色斑向d端擴散知,d為陽極(MnO向陽極移動),b為電源的正極,a為電源的負極。Y為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙,c點H放電,則OH濃度增大,所以濾紙上c點附近會變紅色,故A項正確;Cu電極上Cu2得到電子生成Cu,Pt電極上OH失去電子,故Cu電極質量增大,Pt電極質量不變,B項錯誤;Pt電極上OH失去電子,故燒杯中溶液的pH減小,C項錯誤;Cu電極為陰極,Pt電極為陽極,燒杯中SO向Pt電極定向移動,D項錯誤。答案:A9(xx河南洛陽統(tǒng)考)CuI是一種不溶于水的白色固體,它可由反應:2Cu24I=2CuII2而得到?,F(xiàn)以石墨為陰極,以Cu為陽極電解KI溶液,通電前向電解液中加入少量酚酞試液和淀粉溶液。電解開始不久陰極區(qū)溶液呈紅色,而陽極區(qū)溶液呈藍色,對這個現(xiàn)象的正確解釋是()陰極:2H2e=H2使c(OH)c(H)陽極:2Cu4I4e=2CuII2,I2遇淀粉變藍陽極:Cu2e=Cu2,Cu2顯藍色陽極:2I2e=I2,I2遇淀粉變藍A BC D解析:通電后,溶液中的H、K移向陰極,而H的氧化性強于K,所以H得電子被還原,破壞了水的電離平衡,使c(OH)c(H),酚酞試液變紅;I和OH移向陽極,而失電子能力CuIOH,故Cu失電子產(chǎn)生Cu2。又據(jù)信息,Cu2與I能反應產(chǎn)生I2,I2遇淀粉變藍。答案:A10用Pt電極電解各含有0.1 mol的Cu2和X3的溶液,陰極析出固體物質的質量m(g)與溶液中通過電子的物質的量n(mol)的關系見右圖所示。則離子的氧化能力由大到小排列正確的是()ACu2X3H BHX3Cu2CX3HCu2 DCu2HX3解析:有些學生沒認真分析,就將X3與Fe3聯(lián)系起來,選擇C答案。這其實是簡單記憶陽離子放電順序導致思維定勢造成的結果。本題的解題信息在圖像中:一通電就有固體析出,且通過0.2 mol電子后,再沒有固體析出了,說明是Cu2放電的結果。X3不放電,故答案應為D。答案:D二、非選擇題11從NO、SO、H、Cu2、Ba2、Ag、Cl等離子中選出適當?shù)碾x子組成電解質,采用惰性電極對其溶液進行電解。(1)兩極分別放出H2和O2時,電解質的化學式可能是_。(2)若陰極析出金屬,陽極放出O2,電解質的化學式可能是_。(3)兩極分別放出氣體,且體積比為11,電解質的化學式可能是_。解析:(1)組為電解水型,即陽極OH放電,陰極H放電;(2)組陽極OH放電,陰極排在H后的金屬陽離子放電;(3)組氣體體積比為11,不是電解水型,經(jīng)分析可得相應答案。答案:(1)H2SO4、HNO3、Ba(NO3)2(2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4(3)HCl、BaCl212(xx南昌高二月考)如圖X是直流電源。Y槽中c、d為石墨棒,Z槽中e、f是質量相同的銅棒。接通電路后,發(fā)現(xiàn)d附近顯紅色。(1)電源上b為_極(用“正”、“負”、“陰”或“陽”填空)。Z槽中e為極_(用“正”、“負”、“陰”或“陽”填空)。連接Y、Z槽線路中,電子流動的方向是d_e(用“”或“”填空)。(2)寫出c極上反應的電極反應式: _。寫出Y槽中總反應的化學方程式: _。寫出Z槽中e極上反應的電極反應式: _。解析:d極附近顯紅色,說明d為陰極,電極反應式為2H2e=H2,c為陽極,電極反應式為2Cl2e=Cl2,Y槽電解NaCl溶液的總反應方程式為2NaCl2H2O2NaOHCl2H2;直流電源中a為正極,b為負極,Z槽中f為陰極,e為陽極,電極反應式為Cu2e=Cu2,電子流動方向由ed。答案:(1)負陽(2)2Cl2e=Cl22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2Cu2e=Cu213如下圖所示裝置中,甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液,電極均為石墨電極。(1)接通電源,經(jīng)過一段時間后,測得丙中K2SO4濃度為10.47%,乙中c電極質量增加,據(jù)此回答問題:電源的N端為_極;電極b上發(fā)生的電極反應為:_;列式計算電極b上生成的氣體在標準狀態(tài)下的體積:_;電極c的質量變化是_g;電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化?簡述其原因:甲溶液_;乙溶液_;丙溶液_。(2)如果電解過程中銅全部析出,此時電解能否繼續(xù)進行?為什么?解析:(1)乙中c電極質量增加,則c處發(fā)生的反應為Cu22e=Cu,即c為陰極,由此可推出b為陽極,a為陰極,M為負極,N為正極。丙中為K2SO4溶液,相當于電解水,設電解的水的質量為x,由電解前后溶質質量相等有:100 g10.00%(100 gx)10.47%,得x4.5 g,故為0.25 mol,整個反應中轉移0.5 mol電子,而整個電路是串聯(lián)的,故每個燒杯中的電極上轉移電子數(shù)是相等的。甲中相當于電解H2O,陽極b處為陰離子OH放電,即4OH4e=2H2OO2。轉移0.5 mol電子。則生成O2的物質的量為0.5 mol40.125 mol,標準狀況下的體積為0.125 mol22.4 Lmol12.8 L。Cu22e=Cu,轉移0.5 mol電子,則生成m(Cu)64 gmol116 g。甲中相當于電解水,故NaOH的濃度增大,pH變大;乙中陰極為Cu2放電,陽極為OH放電,所以H增多,故pH減?。槐袨殡娊馑?,對于K2SO4而言,其pH幾乎不變。(2)銅全部析出后,可以繼續(xù)電解水。答案:(1)正4OH4e=2H2OO2水減少的質量為:100 g(1)4.5 g,生成O2 的體積為:22.4 Lmol12.8 L16堿性增大,因為電解后,水量減少,溶液中NaOH濃度增大酸性增大,因為陽極上OH生成O2,溶液中H濃度增加酸堿性大小沒有變化,因為K2SO4是強酸強堿鹽,濃度增加不影響溶液的酸堿性(2)能繼續(xù)進行,因為CuSO4溶液已轉變?yōu)镠2SO4溶液,反應也就變?yōu)樗碾娊夥磻?4某溫度下,取一定質量的硫酸銅溶液,用石墨作電極進行電解,當陽極產(chǎn)生標準狀況下氣體1.12 L時,CuSO4恰好被完全電解,得到密度為1.2 gcm3的溶液200 mL。求:(1)陰極的電極反應式為_。總反應的離子方程式為_。(2)電解后所得溶液的pH為_。(3)電解前所取CuSO4溶液的質量為_g。(4)若要使電解后所得溶液恢復至電解前的原狀態(tài),需要加入何種物質(只要求寫出一種),其化學式為_,加入物質的質量為_g。解析:(2)由n(O2)0.05 mol可知通過的電子n(e)0.2 mol,產(chǎn)生的n(H)0.2 mol,原CuSO4的物質的量為n(CuSO4)0.1 mol,電解消耗的H2O為0.1 mol即1.8 g。c(H)1 molL1,pH0。(3)電解后的溶液質量為240 g,溶液減少的質量為0.1 mol CuO的質量,所以原CuSO4溶液的質量是240 g8 g248 g。(4)電解產(chǎn)物是0.1 mol Cu和0.05 mol O2,加入0.1 mol CuO或0.1 mol CuCO3均可使溶液恢復到原狀態(tài)。答案:(1)Cu22e=Cu2Cu22H2O2CuO24H(2)0(3)248(4)CuO8(或CuCO312.4)- 配套講稿:
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