高中化学课时提升作业十七4.3电解池新人教版.docx

课时提升作业(十七)电解池(25分钟50分)一、选择题(本题包括8小题，每小题4分，共32分)1.(2015聊城高二检测)下列叙述中错误的是()A.电解池是电能转化为化学能的装置B.原电池跟电解池连接后，电子从原电池负极流向电解池阳极C.电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应D.电解饱和食盐水时，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气【解析】选B。电解池中电能转化为化学能，A正确；原电池跟电解池连接后，电子从原电池负极流向电解池阴极，因此B错误；电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应；电解饱和食盐水时，阴极反应为2H+2e-H2，阴极区得到氢氧化钠溶液和氢气，所以选项C、D正确。2.下列关于电解池的叙述中正确的是()A.电解池中的闭合回路仅是由电子的定向移动形成的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】选D。在电解池中，外电路上是靠电子的定向移动形成电流，而电解质溶液中是靠阴、阳离子的定向移动而形成电流，因此A项错误。在电解池中，电子由电源的负极流向电解池的阴极，由电解池的阳极流向电源的正极；在电解质溶液中，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，因此B、C两项都错误，只有D项正确。3.(2015南京高二检测)利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是()A.电解时以纯铜作阳极B.电解时阴极发生氧化反应C.粗铜接电源负极，其电极反应式是Cu-2e-Cu2+D.电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥【解析】选D。电解法精炼金属铜时，粗铜作阳极，失去电子，逐渐溶解，Cu2+得到电子后析出，附着在阴极上，故纯铜作阴极；在电解池中，阴极接电源的负极，发生还原反应，阳极接电源的正极，发生氧化反应，A、B、C错误；越活泼的金属越易失去电子，故比铜活泼的Fe、Zn先失去电子，变成Fe2+、Zn2+进入溶液，然后是铜失去电子，变成Cu2+进入溶液，因Ag、Pt等金属不如铜活泼，故在铜溶解后便沉淀在阳极底部成为阳极泥，D正确。4.(2015长沙高二检测)用惰性电极分别电解下列各物质的水溶液，一段时间后，向剩余电解质溶液中加入适量水能使溶液恢复到电解前的浓度的是()A.AgNO3B.Na2SO4C.CuCl2D.HCl【解析】选B。既然电解一段时间后，向剩余电解质溶液中加水，就能使溶液恢复到电解前的浓度，这说明电解过程中消耗的是水，那么，在两个电极上放电的离子分别是H+和OH-，即溶液中阳离子的放电能力只能小于H+，溶液中阴离子的放电能力也只能小于OH-。常见的这样的物质有强碱、含氧酸和活泼金属的含氧酸盐，如Na2SO4。【方法规律】电解后电解质溶液恢复的方法电解后要恢复原电解质溶液的浓度，需加适量的某物质，该物质可以是阴极与阳极产物的化合物。如用惰性电极电解CuSO4溶液，要恢复原溶液的浓度，可向电解后的溶液中加入CuO，也可以加入CuCO3，但不能加入Cu(OH)2，因为Cu(OH)2与H2SO4反应生成水，使水的量增加。5.(2015昆明高二检测)某同学欲完成反应Cu+H2SO4CuSO4+H2而设计了下列四个装置，你认为可行的是()【解析】选C。Cu+H2SO4CuSO4+H2是非自发氧化还原反应，为使该反应能发生，应采用电解装置。Cu被腐蚀，应接电源的正极作为阳极。电解质溶液选用硫酸溶液。6.(2015张家界高二检测)如图两装置中，溶液体积均为200 mL，开始时，电解质溶液的浓度为0.1 molL-1，工作一段时间后，测得导线上都通过0.02 mol电子。若不考虑溶液体积的变化，则下列叙述中正确的是()A.同条件时产生气体体积：=B.电极上析出固体质量：H+Na+，阴离子放电顺序：Cl-OH-S、N，则阴极反应式：Cu2+2e-Cu，阳极反应式：2Cl-2e-Cl2。【互动探究】若上题中各物质按物质的量111混合，电解反应可分为几个阶段？提示：3个阶段。第一阶段电解的是Cu(NO3)2和NaCl；第二阶段电解的是Cu(NO3)2和H2O；第三阶段电解的是水。二、非选择题(本题包括2小题，共18分)9.(9分)如图装置闭合电键时，电流表A的指针将发生偏转。试回答下列问题。(1)A池是_，Zn的电极名称是_；B池是_，Pt的电极名称是_(填“电解池”“原电池”“阴极”“阳极”“正极”“负极”等)。(2)写出下列有关反应：Cu极上电极反应：_；C极上电极反应：_。(3)B池中的总反应的化学方程式为_。(4)如果要用B池给铁片上镀上一层Cu，则B池应作何改进_。【解析】(1)A池是原电池，Zn活泼性强，为负极。B池为电解池，Pt电极与Cu相连，为阳极。(2)Cu电极为正极，发生反应：2H+2e-H2，C电极为阴极，发生反应：Cu2+2e-Cu。(3)B池为电解CuSO4溶液：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2。(4)给铁片镀铜，则Pt电极(阳极)换成Cu，C电极(阴极)换成铁片。答案：(1)原电池负极电解池阳极(2)2H+2e-H2Cu2+2e-Cu(3)2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2(4)Pt电极换为Cu电极，C电极换为铁片10.(9分)(2015山东高考节选)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为_溶液(填化学式)，阳极电极反应式为_，电解过程中Li+向_电极迁移(填“A”或“B”)。【解析】B极区产生H2，同时生成LiOH，则B极区电解液为LiOH溶液；电极A为阳极，阳极区电解液为LiCl溶液，根据放电顺序，阳极上Cl-失去电子，则阳极电极反应式为2Cl-2e-Cl2；根据电流方向，电解过程中Li+向B电极迁移。答案：LiOH2Cl-2e-Cl2B(30分钟50分)一、选择题(本题包括5小题，每小题6分，共30分)1.(2015洛阳高二检测)用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的一组是()组号XYZWACFeNaClH2OBPtCuCuSO4CuSO4溶液CCCH2SO4H2ODAgFeAgNO3AgNO3晶体【解析】选C。A中，电解NaCl，生成NaOH、H2、Cl2，加水显然不能恢复到电解前的状态，应通入适量的HCl气体；B中，电解CuSO4溶液时S的物质的量没变，加CuSO4溶液不能恢复到电解前的状态；C中，电解H2SO4溶液实质是电解水，再加适量水，可恢复到电解前的状态；D中，实质是在铁上镀银，AgNO3溶液浓度不变，不需加AgNO3晶体。2.(双选)(2015石家庄高二检测)金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述中正确的是(已知氧化性Fe2+Ni2+Cu2+)()A.阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2+2e-NiB.电解过程中，阳极质量减少与阴极质量的增加不相等C.电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+D.电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt【解析】选B、D。阳极发生氧化反应。电解后溶液中的阳离子主要为Ni2+。根据金属原子的还原性顺序和金属阳离子的氧化性顺序知，阳极反应为Zn-2e-Zn2+，Fe-2e-Fe2+，Ni-2e-Ni2+，Cu、Pt在该条件下不失电子，阴极反应为Ni2+2e-Ni，Fe2+、Zn2+在该条件下不得电子。两电极通过电量相等，但阳极减少质量与阴极增加质量不相等。3.(2015烟台高二检测)Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图所示，电解总反应为2Cu+H2OCu2O+H2。下列说法正确的是()A.石墨电极上产生氢气B.铜电极发生还原反应C.铜电极接直流电源的负极D.当转移0.1 mol电子时，有0.1 mol Cu2O生成【解析】选A。石墨作阴极，阴极上是溶液中的H+反应，电极反应为2H+2e-H2，A选项正确；由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；铜与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu+2OH-2e-Cu2O+H2O，当有0.1 mol电子转移时，有0.05 mol Cu2O生成，D选项错误。4.(2015濮阳高二检测)用如图所示的装置进行实验，反应一段时间后断开K，向右侧烧杯中加入0.1 mol CuO后CuSO4溶液恰好恢复到反应前的浓度和pH。下列说法中不正确的是()A.铜棒为正极，电极反应式为2H+2e-H2B.烧杯右侧碳棒为阴极，表面有红色物质析出C.反应中消耗锌的质量为13 gD.导线中通过电子的物质的量为0.2 mol【解析】选C。该装置左侧部分为原电池，Zn为负极，失电子溶解，Cu为正极，电极反应为2H+2e-H2，该原电池作电源对CuSO4溶液进行电解，烧杯右侧碳棒为阴极，电极反应为Cu2+2e-Cu，据n(CuO)=n(Cu)=0.1 mol，故导线中转移电子数为0.2 mol，溶解的锌为0.1 mol65 gmol-1=6.5 g，故只有C错误。【互动探究】两个装置产生气体体积的比值是多少？提示：左侧装置产生气体的反应为2H+2e-H2，右侧装置产生气体的反应为4OH-4e-O2+2H2O，由电子守恒知，左右两个装置产生气体体积的比值为21。5.(2015四川高考)用下图所示装置除去含CN-、Cl-的废水中的CN-时，控制溶液pH为910，阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是()A.用石墨作阳极，铁作阴极B.阳极的电极反应式：Cl-+2OH-2e-ClO-+H2OC.阴极的电极反应式：2H2O+2e-H2+2OH-D.除去CN-的反应：2CN-+5ClO-+2H+N2+2CO2+5Cl-+H2O【解析】选D。A选项石墨作阳极，为惰性电极，溶液中的Cl-放电，电极反应式：Cl-+2OH-2e-ClO-+H2O，铁作阴极，在碱性环境下发生2H2O+2e-H2+2OH-，故A、B、C正确；D选项pH为910的碱性溶液不可能是H+参加反应，离子反应应为2CN-+5ClO-+H2ON2+2CO2+5Cl-+2OH-。二、非选择题(本题包括2小题，共20分)6.(10分)如图为持续电解含有一定量CaCl2水溶液(含酚酞)的装置(以铂为电极)，A为电流表。电解一段时间后，将CO2连续通入电解液中。(1)电解时，F极发生_反应，电极反应为_，E极发生_反应，电极反应为_，电解总反应为_。(2)电解池中产生的现象：_。_。_。【解析】溶液中含有Ca2+、H+、Cl-、OH-，通电时，Ca2+、H+移向阴极，H+放电能力比Ca2+强，在E极上发生反应：2H+2e-H2，H2O电离出的H+放电，OH-富集在阴极(E极)，则使阴极区域溶液变红；Cl-、OH-移向阳极，Cl-在阳极放电，2Cl-2e-Cl2，总反应方程式为2Cl-+2H2OCl2+H2+2OH-；电解一段时间后，溶液中OH-浓度增大，相当于Ca(OH)2、CaCl2的混合溶液，通入CO2：Ca2+2OH-+CO2CaCO3+H2O，继续通入CO2：CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2。答案：(1)氧化2Cl-2e-Cl2还原2H+2e-H22Cl-+2H2O2OH-+H2+Cl2(2)通电后E极处溶液呈红色通电时，E极、F极均有气泡生成通入CO2时，溶液中先出现白色沉淀，继续通入CO2，沉淀又消失7.(10分)(2015资阳高二测)如图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答：(1)B极是电源的_，一段时间后，甲中溶液颜色_，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明_，在电场作用下向Y极移动。(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为_。(3)现用丙装置给铜件镀银，则H应该是_(填“镀层金属”或“铜件”)，电镀液是_溶液。当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为_，甲中溶液的pH_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是_。【解析】(1)F极附近呈红色，说明F是阴极，E是阳极，则A为正极，B为负极。甲中因Cu2+放电使溶液颜色变浅。丁中Y极附近颜色变深，说明Fe(OH)3胶粒向阴极移动，即Fe(OH)3胶粒带正电荷。(2)C、D、E、F的电极产物分别为O2、Cu、Cl2、H2，由于电路中通过的电量相等，所以其物质的量之比为1222。(3)乙中溶液pH=13，生成n(NaOH)=0.1 molL-10.5 L=0.05 mol，电路中通过的电子的物质的量为0.05 mol，所以丙中镀件上析出银的质量为0.05 mol108 gmol-1=5.4 g。(4)当活泼金属作阳极