【步步高 学案导学设计】高中化学 第四章 第三节 电解池（第3课时）习题课 新人教版选修4.DOCVIP

【步步高 学案导学设计】2014-2015学年高中化学 第四章 第三节 电解池（第3课时）习题课 新人教版选修41. 将al片和cu片用导线相连，一组插入浓hno3溶液中，一组插入稀naoh溶液中，分别形成了原电池，则在这两个原电池中，正极分别为()aal片、cu片 bcu片、al片 cal片、al片 dcu片、cu片解析将al片和cu片用导线相连，插入浓hno3溶液中，此时al在浓硝酸中钝化，不能继续反应，而cu却能与浓硝酸持续反应。也就是说，在这种情况下，cu易失去电子而al却表现相对“惰性”，“相对活泼”的cu为负极；插入稀naoh溶液中，al能与naoh溶液反应，此时al失去电子被氧化，也就是al为负极。答案a2. 若某池(电解池或原电池)的总反应离子方程式是cu2h=cu2h2，关于此池的有关说法正确的是a该池只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极b该池只能是原电池，且电解质溶液为硝酸c该池可能是原电池，也可能是电解池d该池只能是电解池，电解质溶液可以是硫酸铜答案a解析铜与h不反应，因此不可能是原电池，只能是电解池。在该电解池中，铜失去电子被氧化，因此铜作电解池的阳极，a正确，b、c错误；d选项中若电解质溶液是硫酸铜溶液，则相当于电镀铜，与题给离子方程式不符，故d错误。3. 关于电解nacl水溶液，下列叙述正确的是()a电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠b若在阳极附近的溶液中滴入ki溶液，溶液呈棕色c若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色d电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性解析电解食盐水时发生的反应：阳极：2cl2e=cl2阴极：2h2o2e=h22oh总反应式：2nacl2h2o2naohh2cl2对照分析选项，a错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的cl2，滴加ki溶液后发生反应：cl22i=i22cl，溶液呈棕色，b正确；阴极附近产生大量的oh，滴加酚酞后变红色，c错误；电解后生成naoh，溶液呈碱性，d错误。答案b4. 某同学按下图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是()a电解过程中，铜电极上有h2产生b电解初期，总反应方程式为：cuh2so4电解,cuso4h2c电解一定时间后，石墨电极上有气体放出d整个电解过程中，h的浓度不断增大答案b解析由题目所给图示可知：活泼金属铜作阳极，发生反应：cu2e=cu2，电解初期，溶液中的h在阴极石墨上发生反应：2h2e=h2，电池反应式为cuh2so4cuso4h2，所以a、d选项不正确，b选项正确；随着电解过程不断进行，溶液中的cu2浓度不断增大，一定时间后即当cu2移动到阴极附近时，由于cu2的氧化性大于h，故此时阴极发生反应：cu22e=cu，故c选项不正确。5. 甲、乙两个容器中，分别加入0.1 moll1的nacl溶液与0.1 moll1的agno3溶液后，以pt为电极进行电解时，在a、b、c、d各电极上生成物的物质的量之比为()a2241 b2341 c1422 d1111解析此装置相当于两个电解槽串联到一起，在整个电路中电子转移总数相等，首先判断各极的产物，即a极产物h2，b极产物cl2，c极产物ag，d极产物o2，若整个电路中有4 mol电子转移，有2h22cl24ago24e，则a、b、c、d各电极上生成物的物质的量之比为2241。答案a6电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样的电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是()a锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细b氢氧燃料电池可将热能直接转化为电能c氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化d太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅答案c解析因为锌锰干电池中锌棒为负极，锌棒变细，碳棒不变，所以a错；原电池是将化学能直接转化为电能，所以b错；氢氧燃料电池负极反应式为h22e=2h，所以c对；太阳能电池采用硅材料制作，所以d错。7理论上不能用于设计成原电池的反应是()ahclnaoh=naclh2oh0b2ch3oh(l)3o2(g)2co2(g)4h2o(l)h0c4fe(oh)2(s)2h2o(l)o2(g)=4fe(oh)3(s)h0d2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h0答案a解析本题考查原电池形成条件。只有能自发进行的氧化还原反应才可能用于设计原电池，非氧化还原反应因没有电子转移所以不能设计成原电池，题中只有a项不是氧化还原反应。8生物体中细胞膜内的葡萄糖，细胞膜外的富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池，下列有关判断正确的是()a正极的电极反应式可能是o24e=2o2b负极的电极反应式可能是o24e2h2o=4ohc正极反应主要是c6h12o6生成co2或hcod负极反应主要是c6h12o6生成co2或hco答案d解析在生物体内葡萄糖贮存的化学能是通过与o2的氧化还原反应释放出来的。反应中葡萄糖中的碳元素失电子，首先被氧化为co2分子，然后再与血液中的oh反应转化为hco，因此，在正极上发生的是o2得电子的还原反应：o24e2h2o=4oh；负极上发生的反应是c6h12o6失电子的氧化反应，生成co2或hco。9实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取cl2，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极：pbso2e=pbso4正极：pbo24hso2e=pbso42h2o今欲制得cl2 0.050 mol，这时电池内消耗的h2so4的物质的量至少是()a0.025 mol b0.050 mol c0.10 mol d0.20 mol答案c解析要求得硫酸的量，需首先找出铅蓄电池的总反应。将上述两个电极反应式合并可得：pbpbo22h2so4=2pbso42h2o。而在制取cl2时，每生成1 mol cl2，电子转移2 mol，现需要转移电子0.050 mol20.10 mol。由铅蓄电池总反应式可知，每转移0.10 mol电子，将消耗0.10 mol硫酸。10用pt电极电解含有cu2和x3均为0.1 mol的溶液，阴极析出金属的质量m与溶液中通过电子的物质的量n关系如图，则离子的氧化能力由大到小排列正确的是() acu2x3h bhx3cu2 cx3hcu2 dcu2hx3答案d解析此题有些学生一看，立即想到x3是fe3，不加以仔细分析，即选答案c。先分析图中变化：一开始通电，阴极就有固体析出，且通过0.2 mol电子后，质量不再增加。根据离子放电规律，是cu2先放电，再是h放电，x3在溶液中不放电。11. 有一硝酸盐晶体，其化学式表示为m(no3)xnh2o，经测定其摩尔质量为242 gmol1。取1.21 g该晶体溶于水配成100 ml溶液。将此溶液倒入下图所示装置中，用石墨作电极进行电解。当有0.01 mol电子通过电极时，溶液中的金属阳离子全部析出，在a极得到金属0.32 g。回答： (1) 金属m的摩尔质量为_，x_，n_。(2)c极为_极。答案(1)64 gmol123(2)负解析(1)n(硝酸盐)0.005 mol，则金属m也为0.005 mol。m的摩尔质量64 gmol1。mxxe=m解得：x218818n242，n3。(2)因为金属在a极析出，所以a极是电解池的阴极，则c极是电源的负极。12铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：(1)工业冶炼铝的化学方程式是_。(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是_。(3)工业级氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如下图所示。 该电解槽的阳极反应式是_。 通电开始后，阴极附近溶液ph会增大，请简述原因_。除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口_(填写“a”或“b”)导出。答案(1)2al2o3(熔融)4al3o2(2)2al2oh2h2o=2alo3h2(3)4oh4e=2h2oo2h放电，促进水的电离，oh浓度增大b解析本题主要考查学生对电解原理的理解和掌握，注重考查学生用所学知识解释、解决实际问题的能力。(1)、(2)问主要考查教材的基础知识，应该属于得分的问题，(3)中根据电解原理，阳极应是oh失电子，所以电极反应式为4oh4e=2h2oo2，而阴极为h放电，促进水的电离，使oh浓度增大，所以ph增大，根据阳离子交换膜的特点，k可从阳极区进入阴极区和oh组成koh，从而可在阴极区得到纯的koh溶液，故液体应从b口导出。13. 如图，x和y均为石墨电极。 (1)若电解液为滴有酚酞的饱和食盐水，电解反应的离子方程式为_；电解过程中_极(填“阴”或“阳”)附近会出现红色。(2)若电解液为500 ml含a溶质的某蓝色溶液，电解一段时间，观察到x电极表面有红色的固态物质生成，y电极有无色气体生成；溶液中原有溶质完全电解后，停止电解，取出x电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6 g。电解后溶液的ph为_；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的_(填加入物质的化学式)。(假设电解前后溶液的体积不变)y电极产生气体的体积为_l(标准状况下)。 请你推测原溶液中所含的酸根离子可能是_；并设计实验验证你的推测，写出实验的操作步骤、现象和结论：_。答案(1)2cl2h2o2ohcl2h2阴(2)1cuo或cuco3(仅答1种即可)0.28硫酸根离子取少量待测液于试管中，滴加盐酸无明显现象，继续加入氯化钡溶液，若有白色沉淀产生，则证明是硫酸根离子(或：硝酸根离子取少量待测液于试管中，加热浓缩后滴加浓硫酸和铜粉，若有红棕色气体产生，则证明是硝酸根离子)解析(1)电解饱和食盐水的离子方程式：2cl2h2o2ohcl2h2，在阴极区生成naoh，使酚酞溶液变红。(2)蓝色溶液中可能含有cu2，并且在电解过程中析出红色固体，进一步验证析出的是铜；y电极上析出无色气体，应该是o2，电解离子方程式：2cu22h2o2cuo24h。根据电解离子方程式得：n(h)2n(cu2)20.05 mol，故溶液中c(h)0.1 moll1，溶液的ph1。要使溶液恢复到以前，可以加入cuo或cuco3。根据电解离子方程式得：n(o2)n(cu)0.012 5mol，在标准状况下的体积v(o2)22.4 lmol10.012 5 mol0.28 l。溶液中存在的必须是含氧酸根离子，可以是so或no；然后利用实验进行检验。14从h、cu2、na、so、cl五种离子中选取某些离子恰当地组成电解质，按下列要求电解。(1)以碳棒为电极，使电解质质量减少，水量不变进行电解，则采用的电解质是_。(2)以碳棒为电极，使电解质质量不变，水量减少进行电解，则采用的电解质是_。(2) 以碳棒为阳极，铁棒为阴极，使电解质质量和水量都减少进行电解，则采用的电解质是_。答案(1)hcl、cucl2(2)h2so4、na2so4、nahso4 (3)cuso4、nacl解析首先把阴、阳离子两两组合成物质，根据离子放电顺序判断(1)为分解电解质型；(2)为电解水型；(3)为放氧生酸型和放氢生碱型。15某高二化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果如下。试根据下表中的实验现象回答下列问题：编号电极材料电解质溶液电流计指针偏转方向1mg、al稀盐酸偏向al2al、cu稀盐酸偏向cu3al、石墨稀盐酸偏向石墨4mg、alnaoh偏向mg5al、zn浓硝酸偏向al(1)实验1、2中al所作的电极是否相同？_(填“是”或“否”)。(2)实验3中的电极反应式：负极_，正极_，电池总反应方程式_。(3)实验4中al作_极，其电极反应式是_，判断电极的依据是_。(4)解释实验5中电流计指针偏向al的原因。答案(1)否(2)al3e=al32h2e=h22al6h=2al33h2(3)负al4oh3e=alo2h2o因为al能与naoh溶液反应，而mg不反应(4)实验5中由于al在浓硝酸中发生钝化，所以zn为负极解析一般情况下，较活泼的金属作原电池的负极，根据实验1、2的结果，可得出1中al作正极，2中al作负极，但在naoh溶液中，al反应，mg不反应，al作负极，在浓硝酸中由于al发生钝化，zn作负极。16电解原理在化学工业中有广泛的应用。上图表示一个电解池，装有电解液a；x、y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若x、y都是惰性电极，a是饱和nacl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：电解池中x极上的电极反应式为_，在x极附近观察到的现象是_。电解液中向x极方向移动的离子是_。 y电极上的电极反应式为_，检验该电极反应产物的方法是_。(2)如要用电解方法