鲁科版选修4 电解的原理 作业.doc

课时分层作业(三)电解的原理(建议用时：45分钟)基础达标练1下列叙述正确的是()a电解池的阴极上发生失电子的氧化反应b用惰性电极电解na2so4溶液，阴、阳两极产物的物质的量之比为12c用惰性电极电解饱和nacl溶液，若有1 mol电子发生转移，则生成1 mol naohd酸溶液、碱溶液、盐溶液电解后，溶液的ph都增大c电解池的阳极上发生失电子的氧化反应，a项错误；电解na2so4溶液，实际上是电解水，阴极产生h2，阳极产生o2，二者物质的量之比为21，b项错误；电解饱和nacl溶液：2nacl2h2o2naohh2cl2，每转移1 mol电子，则生成1 mol naoh，c项正确；电解h2so4溶液、naoh溶液、na2so4溶液后，溶液的ph分别会减小、增大、不变，d项错误。2用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为31的cuso4溶液和nacl溶液的混合溶液，不可能发生的反应是() 【导学号：41722025】a2cu22h2o2cu4ho2bcu22clcucl2c2cl2h2o2ohh2cl2d2h2o2h2o2c由n(cuso4)n(nacl)31得n(cu2)n(cl)31，由于阴离子的放电顺序为clohso，阳离子的放电顺序为cu2hna，故该电解过程分为三个阶段。第一阶段，电解cucl2溶液：cu22clcucl2；第二阶段，电解cuso4溶液：2cu22h2o2cu4ho2；第三阶段，电解h2so4和na2so4溶液：2h2o2h2o2。3在100 ml h2so4和cuso4的混合液中，用石墨作电极进行电解，两极上均收集到2.24 l气体(标准状况下)，则原混合液中，cu2的物质的量浓度为 ()a1 moll1b2 moll1c3 moll1d4 moll1a分析电解h2so4、cuso4的混合液时阴、阳两极的电极反应可知，两极产生的气体分别为h2、o2各0.1 mol，o2是由oh失去0.4 mol电子而得到，h2是由h得到0.2 mol电子而生成。由电子得失守恒知，还有0.2 mol电子是cu2得到的，故cu2的物质的量是0.1 mol，则cu2的物质的量浓度为1 moll1。4用含有少量银和锌的粗铜作阳极，纯铜片作阴极，cuso4溶液作电解液，电解一段时间后，阳极减少的cu的质量为m g，则()a电解液质量增加m gb阴极质量增加a g，amc阴极质量增加m gd阴极质量增加b g，bmb阳极溶解的金属有zn、cu，阴极只析出cu。因为阴、阳两极转移的电子数相等，故可判断阳极溶解的cu的质量(质量减少)比阴极析出的cu的质量(质量增加)小。5用铂作电极电解某种溶液，通电一段时间后，溶液的ph变小，并且在阳极得到0.56 l气体，阴极得到1.12 l气体(两种气体均在相同条件下测定)。由此可知溶液可能是 ()a稀盐酸 bkno3溶液ccuso4溶液d稀硫酸d阳极与阴极产生的气体体积之比为，相当于电解水，ph变小说明电解了含氧酸的水溶液。6如图为直流电源电解稀na2so4水溶液的装置，通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是() 【导学号：41722026】a逸出气体的体积，a电极的小于b电极的b一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体ca电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色da电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色d电解稀na2so4水溶液，其实质是电解水，b极为阳极：4oh4e=2h2oo2，a极为阴极：4h4e=2h2。a极逸出氢气，b极逸出氧气，二者都是无色无味的气体，且a极氢气的体积是b极氧气体积的2倍，a、b均错误；a极h得电子，使a极附近c(oh)增大，遇石蕊溶液变蓝色；b极oh放电，致使b极附近c(h)增大，遇石蕊试液变红色，c错误。7如图所示，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法正确的是()ax极是电源负极，y极是电源正极ba极上的电极反应是2cl2e=cl2c电解过程中cuso4溶液的ph逐渐增大db极上产生2.24 l(标准状况下)气体时，pt极上有6.4 g cu析出bb极附近溶液显红色，所以b极上的电极反应为2h2e=h2，a极上的电极反应为2cl2e=cl2，则y为电源负极，x为电源正极，pt为阳极，cu为阴极，a为阳极，b为阴极，a项错误，b项正确；2cuso42h2o2cuo22h2so4，电解过程中cuso4溶液的ph逐渐变小，c项错误；pt极上发生氧化反应，不会有cu析出，d项错误。8如图所示，四支电极均为铂电极，供选择的四组电解质溶液如表：组abcd甲槽naoh溶液agno3溶液h2so4溶液nacl溶液乙槽cuso4溶液cucl2溶液agno3溶液agno3溶液甲乙要满足的条件是：工作一段时间后，甲槽电解液ph增大，而乙槽电解液ph减小；b、c两极放电离子的物质的量相等。则： 【导学号：41722027】(1)应选用的电解液是_组。(2)甲槽的电解方程式为_；乙槽的电解方程式为_。解析根据电解规律，电解后电解液的ph升高的有naoh溶液和nacl溶液；ph降低的有cuso4溶液、agno3溶液和h2so4溶液；ph基本不变的有cucl2溶液。由条件排除b、c，又因为甲、乙两槽是串联的，故b为阳极、c为阴极，a、d组电解液的电极反应式分别为a组b极：4oh4e=o22h2oc极：2cu24e=2cud组b极：2cl2e=cl2c极：2ag2e=2ag由条件排除a。答案(1)d(2)2nacl2h2o2naohcl2h24agno32h2o4ago24hno39如图是两种溶液进行电解的装置。电极a是由金属m制成的，m的硝酸盐的化学式为m(no3)2，b、c、d都是铂电极，p、q是电池的两极，电路接通后，试回答下列问题： 【导学号：41722028】05 mol/l m(no3)20.5 mol/l na2so4甲乙(1)电极b上有金属m沉淀出来：电极反应式为_，同时电极c产生_，电极反应式为_，电极d产生_，电极反应式为_。(2)电池中p是_极，q是_极。(3)a极上电极反应式为_。解析电极b上有金属m沉淀出来说明b是阴极，a是阳极，而乙池中电极c是阳极，d是阴极；对应的电极p是正极，电极q是负极；乙中的电解质溶液为硫酸钠溶液，所以在c电极上有氧气产生，d电极上有氢气产生。答案(1)m22e=m氧气4oh4e=2h2oo2氢气2h2e=h2(2)正负(3)m2e=m2能力提升练10某实验小组模拟“人工树叶”的电化学实验装置如图所示，该装置能将h2o和co2转化为o2和某种燃料(c3h8o)。下列说法正确的是()a该装置将化学能转化为光能和电能b该装置工作时，h从b极区向a极区迁移c每生成1 mol o2，有44 g co2被还原da电极上的电极反应式为3co218h18e=c3h8o5h2ob由装置图可知，该装置为电解池，a项错误；b电极连接电源的正极，作阳极，在电解池中h向a极(阴极)区移动，b项正确；b电极上发生的是h2oo2的氧化反应，每生成1 mol o2转移4 mol电子，a电极上发生反应co2c3h8o，c3h8o中碳元素的化合价是2，每消耗3 mol co2转移18 mol电子，故生成1 mol o2消耗mol co2，c项错误；a电极上发生还原反应3co218h18e=c3h8o5h2o，d项错误。11如图所示，用pt作电极，电解100 ml 0.4 moll1的nacl溶液和100 ml 0.1 moll1的稀硫酸，标准状况下产生0.224 l cl2时停止电解，取出电极，将两烧杯中的溶液混合并冷却至室温，所得溶液的ph为(设气体产物全部逸出，混合溶液的总体积为200 ml)()a5b6c7d13c在nacl溶液中，电解前nacl溶液中含0.04 mol cl，电解后，当阳极上产生0.224 l(0.01 mol)cl2(消耗0.02 mol cl)时，在阴极上恰好有0.02 mol h被还原，则最终nacl溶液中还有0.02 mol cl、0.02 mol oh；电解稀硫酸实际上是电解水，溶液中硫酸的物质的量不变，则n(h)0.1 ml0.1 moll120.02 mol。两溶液混合后oh与h恰好完全反应，溶液显中性，ph7，c项正确。12如图所示，甲烧杯中盛有100 ml 0.50 moll1的agno3溶液，乙烧杯中盛有100 ml 0.25 moll1的cucl2溶液，a、b、c、d均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现a极比c极重1.9 g，则甲乙(1)电源e为_极，f为_极。(2)a极的电极反应式为_，析出物质_mol。(3)b极的电极反应式为_，析出气体_ml(标准状况)。(4)c极的电极反应式为_，析出物质_mol。解析由电解一段时间后a极比c极重，可知a极上有ag析出，c极上有cu析出，设a极上析出银的物质的量为n(ag)，则c极上析出cu的物质的量为n(ag)，有关系式108 gmol1n(ag)64 gmol1n(ag)1.9 g，n(ag)0.025 mol。由此可知，两电解池内的电解质均是足量的，故两池电极反应式分别为a极：age=ag；b极：4oh4e=2h2oo2；c极：cu22e=cu；d极：2cl2e=cl2。a、c两极析出ag和cu物质的量分别为0.025 mol和0.012 5 mol，b极析出o2的体积为0.006 25 mol22.4 lmol10.14 l140 ml。答案(1)负正(2)4ag4e=4ag0.025(3)4oh4e=2h2oo2140(4)cu22e=cu0.012 513如图所示，在用石墨作电极的电解池中，加入500 ml含一种溶质的某蓝色溶液进行电解，观察到a电极表面有红色的固态物质生成，b电极上有无色气体生成；当溶液中的原有溶质完全电解后，停止电解，取出a电极，经洗涤、干燥、称量，发现电极质量增加1.6 g。请回答下列问题：(1)写出b电极发生反应的电极反应式：_。(2)写出电解时总反应的离子方程式：_。(3)电解后溶液的ph为_，要使电解后的溶液恢复到电解前的状态，则可加入_，其质量为_。(假设电解前后溶液的体积不变)(4)请你设计实验确定原溶液中可能含有的酸根离子，要求：提出两种可能的假设，分别写出论证这两种假设的操作步骤、实验现象和实验结论。假设一：_。假设二：_。解析(1)抓住关键信息“蓝色溶液”“红色的固态物质”“无色气体”，可推知a、b两电极上分别产生cu与o2，则b电极是阳极，发生反应2h2o4e=4ho2。(2)电解总反应的离子方程式为2cu22h2o2cuo24h。(3)a电极增加的质量即为生成的铜的质量，则根据电解总反应的离子方程式可知，n(h)2n(cu)20.05 mol，c(h)0.1 moll1，故电解后溶液的ph1。若使电解后的溶液恢复到电解前的状态，则可加入cuo，m(cuo)m(cu)m(o2)1.6 g2 g。(4)假设原溶液中的酸根离子为so。取少量电解后的溶液，向其中加入bacl2溶液，若有白色沉淀产生，则说明原溶液中含有so。假设原溶液中的酸根离子为no。取少量电解后的溶液，