讲与练高中化学 4.3.1 电解原理课时作业 新人教版选修4.doc

电解原理时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题4分，共48分)1下图为电解饱和食盐水的简易装置，下列有关说法正确的是()a电解一段时间后，往蛋壳中的溶液中滴加几滴酚酞，呈红色b蛋壳表面缠绕的铁丝发生氧化反应c铁丝表面生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝d蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触1解析：由题图可知，蛋壳表面的铁丝为阴极，发生反应：2h2e=h2，石墨棒为阳极，发生反应：2cl2e=cl2，故往蛋壳中滴加酚酞，溶液不会变红。铁丝为阴极，受到保护，附近h发生还原反应，故选d。答案：d2用石墨作电极，电解下列溶液，阴、阳两极均产生气体，其体积比为21，且电解后溶液的ph增大的是()akclbnaohcna2so4 dh2so42解析：已知电极为惰性电极，可以通过判断溶液中离子的放电能力进行判断。a项中，电解产物分别为h2和cl2，且体积比为11，不符合题意。b项中，电解产物为h2和o2，且体积比为21，由于实际电解的是水，故oh浓度增大，ph增大。在c、d中，电解产物也分别是h2和o2，实际电解的是水，但c项为中性溶液，ph不发生变化，d项为酸性溶液，ph减小。答案：b3根据金属活动性顺序表，cu不能发生：cu2h2o=cu(oh)2h2的反应，但选择恰当的电极材料和电解质溶液进行电解，这个反应就能实现。下列四组电极和电解质溶液中，能实现该反应最为恰当的一组是()abcd阳极石墨棒cucucu阴极石墨棒石墨棒fept电解质溶液cuso4溶液na2so4溶液h2so4溶液cuso4溶液3.解析：分析所给的化学方程式可知cu为阳极：cu2e=cu2；2h2o2e=h22oh为阴极反应；c项电解质溶液h2so4会与生成的cu(oh)2中和，实际上不会生成cu(oh)2；d项在pt上镀铜，不会生成cu(oh)2；而b项中na2so4溶液起增强导电性作用，可以发生电解反应cu2h2ocu(oh)2h2。答案：b4用如图装置(x、y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中所列各项对应关系均正确的一组是()选项电源x极实验前u形管中液体通电后现象及结论a正极na2so4溶液u形管两端滴入酚酞试液后，a管中呈红色b正极agno3溶液b管中电极反应式是4oh4e=2h2oo2c负极kcl和cucl2混合溶液相同条件下，a、b两管中产生的气体总体积可能相等d负极fe(oh)3胶体和导电液b管中液体颜色加深4.解析：x为正极，电解na2so4溶液时，实质是电解水，a管中电极为阳极，oh放电，a管中c(h)c(oh)，滴加酚酞试液不变色，a错误；x为正极，电解agno3溶液时，b管中电极为阴极，电极反应式为age=ag，b错误；fe(oh)3胶体粒子带有正电荷，x为负极时，fe(oh)3胶体粒子向a管移动，a管中液体颜色加深，d错误。答案：c5在100 ml h2so4和cuso4的混合液中，用石墨作电极电解，两极上均收集到2.24 l气体(标准状况)，则原混合液中cu2物质的量浓度为()a1 moll1 b2 moll1c3 moll1 d4 moll15解析：电解开始时，只有cu和o2生成。当cuso4溶液电解完全时，实质为电解h2so4溶液，由电解过程可知，实质为电解水，生成h2和o2。在生成这两种气体时，h2和o2的体积比为21。由电极反应式：4oh4e=2h2oo2，cu22e=cu,2h2e=h2，知cu2得电子数和h得电子数之和等于oh失电子数，应有如下关系：422n(cu2)解得：n(cu2)0.1 mol，c(cu2)1 moll1。答案：a6.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，内圆为白色，外圆呈浅红色。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6解析：电解饱和nacl溶液，阳极生成cl2，cl2与水反应生成hclo和hcl，盐酸具有酸性，可使ph试纸变红，hclo具有漂白性，又可将红色漂白，故内圆为白色，外圆为浅红色，可推出a为阳极，a正确；a为阳极与电源正极相连，b正确；电解过程中，h2o得电子，为氧化剂，c正确；b电极附近有oh生成，ph增大，d错。答案：d7.某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。如图所示，滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是()a铅笔端作阳极，发生还原反应b铂片端作阴极，发生氧化反应c铅笔端有少量氯气产生da点是负极，b点是正极7解析：铅笔端出现红色字迹，说明在铅笔端生成了氢氧化钠，所以该极应该是阴极，与此相连的a点是电源的负极；则铂片是阳极，与此相连的b点是电源的正极。答案：d8cu2o是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取cu2o的电解池示意图如下，电解总反应为：2cuh2ocu2oh2。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当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol cu2o生成8解析：由总反应知失电子的为cu，得电子的是 h2o中的h。因此cu极为电解池的阳极，接电源的正极，石墨为阴极，接电源的负极。当有0.1 mol电子转移时，应有0.05 mol cu2o生成。故选a。答案：a9用石墨电极电解1 l含硝酸铜和氯化钠各0.1 mol的混合溶液，当阳极上生成2.24 l(标准状况)气体时，假设溶液的体积不变，下列说法正确的是()a电解过程中溶液中有蓝色沉淀生成b阴极也产生2.24 l(标准状况)气体c阴极增重6.4 gd所得溶液的ph大于79解析：含硝酸铜和氯化钠各0.1 mol的混合溶液中，各离子的物质的量分别为cu2 0.1 mol, na 0.1 mol、cl 0.1 mol、no 0.2 mol。阳极cl先放电：2cl2e=cl2，由于cl仅0.1 mol，故电子转移了0.1 mol，标准状况下放出cl2 0.05 mol，即1.12 l。根据题意知，阳极生成2.24 l(标准状况)气体，故oh继续放电：4oh4e=2h2oo2，放出o2的体积为2.24 l1.12 l1.12 l，此时电子转移了0.2 mol，消耗oh 0.2 mol，即在电解过程中共转移0.3 mol电子。阴极上发生还原反应：cu22e=cu，a项错误；因溶液中含cu20.1 mol，故阴极析出铜6.4 g，c项正确；此时消耗了0.2 mol电子，还有0.1 mol电子由h消耗：2h2e=h2，故标准状况下放出h2 0.05 mol，即1.12 l，b项错误；需h 0.1 mol，故消耗oh的物质的量大于h的，所得溶液的ph小于7，d项错误。答案：c10如下图所示，将两烧杯用导线相连，pt、cu、zn、石墨棒分别为四个电极，当闭合开关后，下列叙述正确的是()acu极附近oh浓度增大bcu极为电解池阳极c电子由石墨棒流向pt极d当石墨棒上有4 mol电子转移时，pt极上有1 mol o2生成10解析：闭合开关后，右侧装置中有自发发生的氧化还原反应，是原电池，zn作原电池的负极，石墨棒作正极，左侧装置是电解池，cu作阴极，pt作阳极，b错误；cu极的电极反应为2h2e=h2，oh浓度增大，a正确；电子由电解池的阳极pt流向原电池的正极石墨棒，c错误；pt极的电极反应为2cl2e=cl2，当有4 mol电子转移时，pt极上有2 mol cl2生成，d错误。答案：a11如下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法中不正确的是()ax是正极，y是负极bx是负极，y是正极ccuso4溶液的ph逐渐变小dnacl溶液的ph逐渐变大11解析：根据实验现象知，b极是电解池的阴极，则y是负极，x是正极；烧杯内电解cuso4溶液，产物为cu、o2和h2so4，一段时间后溶液的酸性增强，u形管电解nacl溶液，产物为cl2、h2和naoh，一段时间后溶液的碱性增强。答案：b12甲中盛有0.1 mol/l稀硫酸，乙中盛有0.1 mol/l cucl2溶液(两种溶液均足量)，装置如下图所示，下列说法不正确的是()a甲为原电池，乙为电解池b甲为电解池，乙为原电池c当甲中产生0.1 mol气体时，乙中产生气体的物质的量也为0.1 mold一段时间后，甲中溶液的ph增大12解析：构成甲装置的是活动性不同的两个电极、电解质溶液且两极形成了闭合回路，显然甲装置为原电池，且甲为乙的电解提供电能。电极反应分别如下：甲中2h2e=h2(正极)，fe2e=fe2(负极)；乙中cu22e=cu(阴极)，2cl2e=cl2(阳极)，综上，b错误。答案：b二、非选择题(52分)13(16分)如图所示，a、b、c三个装置中的烧杯分别盛有足量的cucl2溶液。(1)a、b、c三个装置中属于原电池的是_(填标号，下同)，属于电解池的是_。(2)a池中zn是_极，发生_反应(填“氧化”或“还原”，下同)，电极反应式为_；cu是_极，发生_反应，电极反应式为_，a中总反应的化学方程式为_。(3)b池中c是_极，发生_反应，电极反应为_；pt是_极，发生_反应，电极反应为_。b池中总反应的化学方程式为_。(4)c池中zn是_极，发生_反应，电极反应为_；cu是_极，发生_反应，电极反应为_。反应过程中，溶液浓度_(填“变大”“变小”或“不变”)。13解析：判断装置是原电池还是电解池，关键是看它有没有外接直流电源，有则为电解池，无则为原电池。由此可知a为原电池，b和c为电解池，且c较为特殊，实际为电镀铜的装置。原电池中电极分为正极、负极，相对活泼的金属作负极失去电子发生氧化反应，相对较不活泼的金属作正极。所以a中zn作负极失去电子被氧化，发生反应为zn2e=zn2；cu为正极，电解液中阳离子在正极上得电子被还原，发生反应为cu22e=cu。a池中总反应为上述两个半反应的和，即zncu2=cuzn2。电解池中规定与直流电源负极相连的电极为阴极，与直流电源正极相连的电极为阳极。在外电场的作用下，溶液中的h和cu2均移向阴极c棒，但因盐溶液中阳离子得电子能力cu2h，因而发生还原反应cu22e=cu。同时溶液中失电子能力较强的cl在阳极pt表面被氧化，电极反应为2cl2e=cl2。总反应方程式为cucl2cucl2。装置c中阳极为活性电极cu，当阳极不是惰性电极时，电极本身会被强迫失电子而发生氧化反应cu2e=cu2，生成离子进入溶液，此时溶液中阴离子不能失电子。而阴极上发生还原反应cu22e=cu，两极反应速率相等，溶液中其他离子不发生反应，因而溶液浓度保持不变。答案：(1)abc(2)负氧化zn2e=zn2正还原cu22e=cuzncu2=cuzn2(3)阴还原cu22e=cu阳氧化2cl2e=cl2cucl2cucl2(4)阴还原cu22e=cu阳氧化cu2e=cu2不变14.(10分)25 时，用石墨电极电解2.0 l 0.5 moll1 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”)。14解析：(1)n(cuso4)2.0 l0.5 moll11.0 mol，而在阴极析出的cu的物质的量为0.1 mol，故cuso4未完全电解，阳极发生氧化反应，电极反应为4oh4e=2h2oo2。(2)总反应：2cuso42h2o2cuo22h2so4 2 2 2 1 2 0.1 mol 0.1 mol 0.1 mol 0.05 mol 0.1 mol所以电解后c(h)0.1 moll1。故phlg0.11。(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，阳极反应为cu2e=cu2，阴极反应为cu22e=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 g6.4 g12.8 g，而电解液的ph不变。答案：(1)阳4oh4e=2h2oo2(2)1(3)0.1cuo(4)12.8不变15(12分)下图所示装置为相互串联的甲、乙两电解池。试回答下列问题：(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，a是_极，材料是_，电极反应为_；b是_极，材料是_，主要电极反应为_；电解质溶液为_。(2)乙池中若滴入少量酚酞溶液，电解一段时间后fe极附近呈_色。(3)若甲池中阴极增重12.8 g，则乙池中阳极放出的气体在标准状况下的体积为_。若此时乙池剩余液体为400 ml，则电解后得到碱液的物质的量浓度为_，ph为_。15解析：(1)甲为电解精炼铜的装置，a是阴极，材料为纯铜，电极反应为cu22e=cu；b是阳极，材料是粗铜，主要电极反应为cu2e=cu2，电解质溶液为cuso4溶液或cucl2溶液。(2)乙池为电解nacl溶液的装置，其中铁作阴极，h放电，相当于生成了oh，使酚酞溶液变红色。(3)若甲池阴极增重12.8 g，即生成了0.2 mol纯铜，转移了0.4 mol电子，根据串联电路中转移电子数相等，由乙池中阳极上发生反应2cl2e=cl2知，产生0.2 mol