2019年高中化学第四章第三节第1课时电解原理练习（含解析）新人教版选修4.docx

第1课时电解原理选题表知识点基础过关能力提升电解池的工作原理及电极判断2,311放电顺序和电极产物判断6,7,812电解规律及应用1,413综合应用5,9,1014基础过关(20分钟)1.用惰性电极电解足量的Cu(NO3)2溶液,下列说法中正确的是(C)A.阳极发生的电极反应为Cu2+2e-CuB.阴极发生的电极反应为4OH-4e-2H2O+O2C.若有6.4 g金属Cu析出,生成的O2一定为0.05 molD.电解完成后,加入一定量的Cu(OH)2,溶液可能恢复到原来的浓度解析:用惰性电极电解足量的Cu(NO3)2溶液,阳极OH-失电子发生氧化反应,电极反应式为4OH-4e-2H2O+O2,A错误;阴极为Cu2+得电子发生还原反应,电极反应式为Cu2+2e-Cu,B错误;根据阴极上发生的电极反应:Cu2+2e-Cu,有6.4 g金属Cu析出,即消耗Cu2+的物质的量为0.1 mol,则转移电子0.2 mol,所以生成的O2一定为0.05 mol,C正确;用惰性电极电解足量的Cu(NO3)2溶液,因Cu(NO3)2足量,减少的为CuO,所以应加入一定量的CuO,溶液可能恢复到原来的浓度,D错误。2.某同学按如图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是(C)A.石墨是电解池的负极,Cu是电解池的正极B.电解过程中,铜电极上自身没什么变化C.电解一定时间后,石墨电极上有铜析出D.整个电解过程中,石墨电极上发生的反应为2H+2e-H2解析:Cu接电源的正极,作阳极,石墨接电源负极,作阴极,A错误;Cu是活泼电极,直接放电:Cu-2e-Cu2+,电极本身逐渐溶解,B错误;电解刚开始时,溶液中无Cu2+,H+在阴极放电,但随着电解的进行,阳极产生的Cu2+越来越多,因得电子能力Cu2+H+,故在阴极放电的离子逐渐由H+转变为Cu2+,D错误,C正确。3.(2018河南镇平一中月考)电解硫酸铜溶液要达到如下三个要求:阳极质量减小,阴极质量增加,电解过程中Cu2+浓度不变。则可选用的电极是(C)A.石墨作阳极,铁作阴极B.粗铜(含Fe、Ni、Zn)作阳极,纯铜作阴极C.纯铜作阳极,铁作阴极D.铁作阳极,纯铜作阴极解析:阳极质量减小,则阳极一定是活性电极;阴极质量增加,则溶液中必须含有能在阴极放电的金属阳离子;电解过程中Cu2+浓度不变,因此相当于是镀铜,所以阳极是铜,电解质是硫酸铜,故选C。4.(2018北京市朝阳区期末)用石墨作电极,电解盛放在U形管中的饱和NaCl溶液(滴有酚酞溶液),如图。下列叙述正确的是(D)A.通电后,NaCl发生电离B.通电一段时间后,阳极附近溶液先变红C.当阳极生成0.1 mol气体时,整个电路中转移了0.1 mol e-D.电解饱和食盐水的总反应式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2解析:NaCl为强电解质,无论是否通电,在溶液中都发生电离,A错误;阳极生成氯气,阴极生成NaOH,则阴极附近溶液先变红,B错误;阳极发生氧化反应,电极反应式为2Cl-2e-Cl2,生成0.1 mol氯气时,转移电子为0.2 mol,C错误;电解饱和食盐水,阳极生成氯气,阴极生成氢气和氢氧化钠,总方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,D正确。5.有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是(C)A.甲中负极反应式为2H+2e-H2B.乙中阳极反应式为Ag+e-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:甲为原电池,Zn易失电子作负极,负极反应式为Zn-2e-Zn2+,A错误;乙为电解池,Ag作阳极失电子发生氧化反应,电极反应式为Ag-e-Ag+,B错误;丙为原电池,Fe易失电子作负极、C作正极,电解质溶液中阳离子向正极移动,所以丙中H+向碳棒方向移动,C正确;丁为电解池,Pt为阳极、Fe为阴极,阳极上碘离子失电子发生氧化反应,所以丁中电解开始时阳极析出紫黑色固体,D错误。6.用石墨作电极电解AlCl3溶液时,如图所示的变化曲线合理的是(A)A.B.C.D.解析:电解AlCl3开始相当于电解HCl,阴极:2H+2e-H2;阳极:2Cl-2e-Cl2;Al3+和生成的OH-反应生成Al(OH)3沉淀,当Cl-反应完成后,电解完全后,相当于电解水,此时pH=7并不再变化,Al(OH)3达最大量也不再变化。7.如图,乙是甲电解池进行电解时某个量(纵坐标x)随时间变化的曲线(各电解池都用石墨作电极,不考虑电解过程中溶液浓度变化对电极反应的影响),则x表示(C)A.各电解池析出气体体积总数的变化B.各电解池阳极质量的增加C.各电解池阴极质量的增加D.各电极上放电的离子总数的变化解析:用排除法解答,电解NaCl溶液时,随着电解的进行x值始终为0,可排除A、D项;对于B项,三个电解池的阳极上都是阴离子放电,不可能有质量的增加,所以也不正确。故选C。8.电解某溶液时,某一电极上有一种刺激性气味的气体产生,下列有关此电解反应的说法不正确的是(D)A.产生这种气体的电极一定是阳极B.若另一极上也有气体产生一定是氢气C.产生刺激性气味的气体的电极反应是氧化反应D.不能判断是哪一极解析:阴极只可能产生氢气这一种气体,所以产生刺激性气味气体的电极一定是阳极,此气体是氧化反应产物。9.图中X为电源,Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液,通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是(A)A.滤纸上c点附近会变红色B.Cu电极质量减小,Pt电极质量增大C.Z中溶液的pH先减小,后增大D.溶液中的S向Cu电极定向移动解析:紫红色斑即Mn向d端扩散,根据阴离子向阳极移动的原理,可知d端为阳极,即b为正极,a为负极,c为阴极,NaCl溶液中H+放电,产生OH-,c点附近会变红色,A正确;电解硫酸铜溶液时,Pt为阳极,溶液中的OH-放电:4OH-4e-O2+2H2O,Cu为阴极,溶液中的Cu2+得电子,生成铜,总反应式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4,Pt电极附近生成H+,则S向Pt电极移动,B、D不正确;随着电解的进行,Z中溶液变为硫酸溶液,继续电解则为电解水,硫酸浓度增大,pH减小,C不正确。10.用石墨作电极电解1 L 0.1 molL-1的CuSO4溶液(假定电解前后溶液体积不变)。(1)电路中通过0.1 mol电子时,溶液的c(H+)为,欲恢复电解前状态应加入的质量是g。(2)当电路中通过0.3 mol电子时,欲恢复电解前状态,可加入下列的。a.Cu b.CuOc.Cu(OH)2d.Cu2(OH)2CO3(3)电路中通过0.4 mol电子时,欲恢复原状态,可加入,质量是。(4)用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液,实验装置如图甲。电解过程中的实验数据如图乙,横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量,纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。则下列说法不正确的是。A.电解过程中,a电极表面先有红色物质析出,后有气泡产生B.b电极上发生的反应方程式为4OH-4e-2H2O+O2C.曲线0P段表示O2的体积变化D.Q点时溶液中H+的物质的量为0.4 mol解析:(1)n(Cu2+)=0.1 mol,当电路中n(e-)0.2 mol时,只有CuSO4溶液被电解,由CuSO42e-2H+CuCuO,电路中通过0.1 mol电子时,生成H+为0.1 mol,c(H+)=0.1 molL-1,应加入CuO 0.05 mol,即4 g才能恢复原状态。(2)当通过0.3 mol e-时,有0.1 mol e-来自电解水,被电解的水为0.05 mol,需加入0.1 mol CuO与0.05 mol H2O,此时n(Cu)n(H)=11应加入Cu2(OH)2CO3。(3)通过0.4 mol电子时,有0.2 mol电子来自电解水,需加入0.1 mol CuO和0.1 mol H2O,n(Cu)n(H)=12 应加入0.1 mol Cu(OH)2,质量为9.8 g。(4)由电流方向可知,b电极为阳极,a电极为阴极,电解过程中,a电极表面先是Cu2+放电,后为H+放电,即先有红色物质析出,后有气泡产生,A正确;b电极上发生的反应方程式为4OH-4e-2H2O+O2,B正确;曲线0P段是阴极产生铜,阳极产生O2,曲线PQ段是阴极产生H2,阳极产生O2,C正确;0P段产生1.12 L(标准状况)O2,转移电子0.2 mol,消耗0.2 mol OH-,积累0.2 mol H+,PQ段电解水,n(H+)不变,D不正确。答案:(1)0.1 molL-1CuO4(2)d(3)Cu(OH)29.8 g(4)D能力提升(15分钟)11.现用铂电极电解1 L浓度均为0.1 molL-1的HCl、CuSO4的混合溶液,装置如图,下列说法正确的是(D)A.电解开始时阴极有H2放出B.电解开始时阳极上发生:Cu2+2e-CuC.当电路中通过的电子超过0.1 mol时,此时阴极放电的离子发生变化D.整个电解过程中,S不参与电极反应解析:依据放电顺序阴极先放电的是Cu2+,故阴极开始析出的是Cu,A错误;阳极先放电的是Cl-,故阳极开始产生的是Cl2,B错误;由阴极反应Cu2+2e-Cu,n(Cu2+)=0.1 mol,当电路中通过电子达到0.2 mol时,Cu2+放电完毕,阴极放电离子变为H+,C错误;阴离子Cl-先放电,后是OH-,在水溶液中S不参与电极反应,D正确。12.(2018全国卷)最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示,其中电极分别为ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为:EDTA-Fe2+-e-EDTA-Fe3+2EDTA-Fe3+H2S2H+S+2EDTA-Fe2+该装置工作时,下列叙述错误的是(C)A.阴极的电极反应:CO2+2H+2e-CO+H2OB.协同转化总反应:CO2+H2SCO+H2O+SC.石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTAFe3+/EDTAFe2+,溶液需为酸性解析:由题中信息可知,石墨烯电极发生氧化反应,为电解池的阳极,则ZnO石墨烯电极为阴极。阳极接电源正极,电势高,阴极接电源负极,电势低,故石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的高,C错误;由题图可知,电解时阴极反应式为CO2+2H+2e-CO+H2O,A正确。13.25 时,用石墨电极电解2.0 L 0.5 molL-1 CuSO4溶液。5 min后,在一个石墨电极上有6.4 g Cu生成。试回答下列问题:(1)发生氧化反应的是极,电极反应式为 。(2)若电解后溶液的体积不变,则电解后溶液的pH为。(3)若将溶液恢复到与电解前一样,则需加入mol的。(4)若用等质量的两块铜片代替石墨作电极,电解后两铜片的质量相差g,电解液的pH(填“变小”“变大”或“不变”)。解析:(1)n(CuSO4)=2.0 L0.5 molL-1=1.0 mol,而在阴极析出的Cu为=0.1 mol,故CuSO4未完全电解,阳极发生氧化反应,电极反应为4OH-4e-2H2O+O2。(2)总反应为2CuSO4+2H2O2Cu+ O2+2H2SO42 2 2 1 20.10.1 0.1 0.05 0.1所以电解后c(H+)=0.1 molL-1。故pH=-lg 0.1=1。(3)电解后生成的0.1 mol Cu和0.05 mol O2脱离该体系,即相当于0.1 mol CuO,因此若将溶液复原,则应加入0.1 mol CuO。(4)此时为电镀池,阳极:Cu-2e-Cu2+,阴极:Cu2+2e-Cu,因此若阴极上析出6.4 g铜,则阳极溶解6.4 g铜,电解后两铜片质量差为6.4 g+6.4 g=12.8 g,而电解液的pH不变。答案:(1)阳4OH-4e-2H2O+O2(2)1(3)0.1CuO(4)12.8不变14.(2018全国卷)KIO3是一种重要的无机化合物,可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题:(1)KIO3的化学名称是。(2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如图所示:“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是 。“滤液”中的溶质主要是 。“调pH”中发生反应的化学方程式为 。(3)KIO3也可采用“电解法”制备,装置如图所示。写出电解时阴极的电极反应式 。电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为 ,其迁移方向是。与“电解法”相比,“KClO3氧化法”的主要不足之处有(写出一点)。解析:(1)KIO3的化学名称为碘酸钾。(2)Cl2的溶解度随温度的升高而降低,所以可以用加热的方法来达到“逐Cl2”的目的;KH(IO3)2和KCl的分离可以根据溶解度的不同,采用结晶法分离,滤液中的溶质主要是KCl,要使KH(IO3)2转化为KIO3