苏教版选修4 专题1第二单元 化学能与电能的转化（第2课时） 作业.doc

第二单元 化学能与电能的转化第二课时 电解池的工作原理基础过关1.若某装置发生如下反应:cu+2h+cu2+h2,关于该装置的有关说法正确的是( b )a.该装置一定为原电池b.该装置为电解池c.若为原电池,cu为正极d.电解质溶液可能是硝酸溶液解析:已知反应为非自发的氧化还原反应,故该装置应为电解池,而非原电池,但电解质不能为hno3,否则得电子的为n,而非h+得电子放出h2。2.某学生欲完成反应cu+h2so4cuso4+h2,而设计了下列四个实验,你认为可行的是( c ) 解析:完成cu+h2so4cuso4+h2反应,因cu与稀硫酸常温下不反应,则应设计为电解池,排除b、d,电解池中cu为阳极,电解质为h2so4,则c正确,a错误。3.用石墨作电极,电解1 moll-1下列物质的溶液,溶液中的ph保持不变的是( c )a.hcl b.naoh c.na2so4 d.nacl解析:用石墨作电极,电解hcl溶液时,h+放电产生h2,使溶液中 c(h+)减小,ph增大,所以a不符合;用石墨作电极,电解naoh溶液时,实质为电解水,使溶液中c(oh-)增大,ph增大,所以b不符合;用石墨作电极,电解nacl溶液时,生成naoh,溶液中c(oh-)增大,ph增大,则d不符合;只有电解na2so4溶液时,实质为电解水,溶液仍为中性,ph不变,故选项c正确。4.某同学为了使反应2hcl+2ag2agcl+h2能进行,设计了如图所示的四个实验,你认为可行的方案是( c ) 解析:ag不能和hcl自发地进行氧化还原反应,所以要使反应2hcl+2ag2agcl+h2能进行,应该设计成电解池,ag失电子发生氧化反应,所以ag作阳极,氢离子得电子发生还原反应,所以电解质溶液中氢离子放电,则符合条件的是c。5.按图甲装置进行实验,若图乙中横坐标x表示流入电极的电子的物质的量。下列叙述中不正确的是( d ) a.e表示生成铜的物质的量b.e表示总反应中消耗水的物质的量c.f表示反应生成氧气的物质的量d.f表示生成硫酸的物质的量解析:甲装置为电解cuso4溶液的实验装置,其电解总反应式为2cuso4+2h2o2cu+o2+2h2so4,可得2cuso4o24e-,结合图乙知选项d不正确。6.某同学组装了如图所示的电化学装置,电极为zn,其他电极均为cu,则下列说法正确的是( d ) a.电子移动:电极电极电极电极b.电极发生还原反应c.电极逐渐溶解d.电极的电极反应:cu-2e-cu2+解析:该装置左池是原电池,右池是电解池,是zn,作原电池的负极,则是正极,是电解池的阳极,是电解池的阴极,所以电子从负极流出,流向,上的电子流回到正极,但电子不会经过电解质溶液,a错误;电极是负极,发生氧化反应,b错误;电极是阴极,铜离子放电生成单质cu,质量增加,c错误;电极是阳极,发生氧化反应,所以cu逐渐溶解生成铜离子,d正确。7.电解一定量的硫酸铜溶液的实验装置如图所示,电解的实验数据如图所示,横轴表示电解过程中转移电子的物质的量,纵轴表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。则下列说法正确的是( d ) a.开始时b电极上有红色物质析出,而后有气泡产生b.a电极上的电子经溶液流向b电极再流入直流电源c.在pq段,产生的h2和o2的体积之比为12d.从开始到q点,装置中产生的气体中有0.1 mol氧气解析:根据电子的流向可知,a为电解池的阴极、b为电解池的阳极。b电极上无红色物质析出,但一直有氧气产生,a项错误;电子仅在外电路中移动,溶液中为阴、阳离子的定向移动,b项错误;由图象和反应过程可知,刚开始为电解 cuso4溶液的过程,仅有氧气生成,pq段为电解h2o的过程,则a电极上生成氢气,b电极上生成氧气,且两者的体积之比为21,c项错误;在电解过程中,每转移4 mol电子,有 1 mol o2生成,由图象可知,从开始到q点转移的电子为 0.4 mol,故有0.1 mol o2生成,d项正确。8.装置如图,通电后,发现cu极附近溶液蓝色加深。下列说法正确的是( c ) a.a极为负极,cu为阳极b.左烧杯溶液和右烧杯溶液c(h+)都增大c.左烧杯溶液浓度变大,右烧杯溶液浓度不变d.左烧杯pt极和右烧杯fe极的电解产物物质的量之比为 11 解析:cu极附近溶液蓝色加深,说明铜电极失电子生成铜离子进入溶液,则铜电极是阳极,a极是正极,a错误;左烧杯中,阴极上氢离子放电,所以溶液中氢离子浓度减小,b错误;左烧杯中,阳极上氢氧根离子放电,阴极上氢离子放电,所以实际上电解的是水,溶质的物质的量不变,溶剂的物质的量减少,所以溶液浓度增大,右烧杯中,cu2+得电子在fe电极上析出cu,同时cu电极失电子转变为cu2+进入溶液,所以溶液中cu2+浓度不变,c正确;左烧杯中铂电极上氢氧根离子放电,右烧杯中铁电极上铜离子放电,当转移相同量电子时,电解产物物质的量之比为12,d错误。9.1 l某溶液中含有的离子如下表:离子cu2+al3+ncl-物质的量浓度(mol/l)11a1用惰性电极电解该溶液,当电路中有3 mol e-通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象),下列说法正确的是( a )a.电解后溶液的c(h+)=1 mol/lb.a=3c.阳极生成1.5 mol cl2d.阴极析出的金属是铜与铝解析:电解过程分三个阶段,开始阶段cu2+与cl-放电(转移1 mol e-),然后是cu2+与水电离出的oh-放电(转移1 mol e-),最后相当于电解水(转移1 mol e-),在第二个阶段由:2h2o-4e-4h+o2 4 4 1 mol1 mol知共产生1 mol h+,其浓度为1 mol/l,a正确;由电荷守恒知:a为4,b错;阳极产生cl2一共为0.5 mol,c错误;在水溶液中al3+不放电,故阴极析出的金属中没有铝。10.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( c ) 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电极上发生氧化反应,其产物为h2o和o2c.曲线0p段表示o2的体积变化,pq段表示h2的体积变化d.从开始到q点共收集到0.1 mol h2和0.1 mol o2解析:从图中可以判断a极是阴极、b极是阳极。开始电解时,阴极上是cu2+得电子析出cu,阳极上是oh-失电子生成o2和h2o,随电解进行,cu2+放电完成后是h+得电子析出h2,所以a、b都正确;从电解过程看,0p段生成气体较少,是开始只在阳极上得到o2阶段,pq段生成气体增多,是阳极继续得到o2,阴极同时得到h2,c不正确;当电路中通过0.4 mol电子时,根据4oh-4e-2h2o+o2,阳极得到0.1 mol o2,pq段阴极才开始放出h2,通过电子0.2 mol,通过反应2h+2e-h2可知,得到0.1 mol h2,d正确。能力提升11.用图示装置(熔融caf2cao作电解质)获得金属钙,并用钙还原tio2制备金属钛。下列说法正确的是( b ) a.电解过程中,ca2+向阳极移动b.阳极的电极反应式为c+2o2-4e-co2c.在制备金属钛前后,整套装置中cao的总量减少d.若用铅蓄电池作该装置的供电电源,“+”接线柱是pb电极解析:a项,电解过程中,阳离子(ca2+)向阴极移动,错误;b项,从图中可以看出,阳极处有co2生成,c化合价升高,失去电子,电解质为熔融物,故用o2-平衡电荷,正确;c项,电解过程为cao电离成ca2+,ca2+得电子生成ca,2ca+tio22cao+ti,由ca守恒知,装置中cao的总量不变,错误;d项,铅蓄电池总反应为pb+pbo2+2h2so42pbso4+2h2o,其中pbo2作正极,根据“正接正”原理,故“+”应接在pbo2电极上,错误。12.从h+、cu2+、na+、s、cl-五种离子中选择并恰当地组成电解质,按下列要求进行电解:(1)以石墨为电极,使电解质质量减少,水质量不变,进行电解,则可采用的电解质是 。 (2)以石墨为电极,使电解质质量不变,水质量减少,进行电解,则可采用的电解质是 。 (3)以石墨为阳极,铁棒为阴极,使电解质和水的质量都减少,进行电解,则电解质是 。 (4)以石墨为电极进行电解,若阴极析出金属,阳极放出o2,电解质的化学式可能是 。 (5)以石墨为电极进行电解,两极分别放出气体,且体积比为11,电解质的化学式可能是 。 解析:因阳离子放电顺序为cu2+h+na+,阴离子放电顺序为cl-oh-s,则:(1)石墨是惰性电极,惰性电极电解cucl2溶液或hcl溶液时,电解质质量减小,水量不变。(2)惰性电极电解na2so4溶液、h2so4溶液或nahso4溶液时,h+和oh-放电,则电解质质量不变,水量减少。(3)石墨棒为阳极,铁棒为阴极,电解cuso4溶液时,cu2+与oh-放电。电解nacl溶液时,cl-与h+放电,则电解质和水量都减少。(4)以石墨为电极进行电解,电解cuso4溶液时,cu2+在阴极放电,水中oh-在阳极放电产生o2。(5)以石墨为电极进行电解,惰性电极电解hcl溶液或nacl溶液,阴极产生h2,阳极产生cl2,体积比为11。答案:(1)hcl、cucl2(2)h2so4、na2so4、nahso4(3)cuso4、nacl(4)cuso4 (5)hcl、nacl13.如图,p、q为直流电源两极,a为+2 价金属单质x制成,b、c、d为铂电极,接通电源,金属x沉积于b极,同时c、d产生气泡。试回答: (1)p为 极,a极发生了 反应。 (2)c试管里收集到的气体是 ,电极方程式是 。 (3)在电解过程中,测得c、d两极上产生的气体的实验数据如下:时间(min)12345678910阴极生成气体体积(cm3)6122029394959697989阳极生成气体体积(cm3)24711162126313641仔细分析以上实验数据,请说出可能的原因: 。 (4)当反应进行一段时间后,a、b电极附近溶液的ph (填“增大”“减小”或“不变”)。 (5)当电路中通过0.004 mol电子时,b电极上沉积金属x为0.128 g,则此金属的摩尔质量为 。 解析:根据金属沉积于b极知,b为阴极,则a为阳极、c为阳极、d为阴极,p为正极,q为负极;a极为阳极,故发生的反应为金属x失电子被氧化;由上面的分析知,c为阳极,其电极反应式为4oh-4