【高效攻略、逐个击破】高中化学《431电解原理》章节验收题 新人教版选修4

1 4 3 14 3 1 电解原理电解原理 一 选择题 1 用石墨作电极 分解电解下列各物质的溶液 CuCl2 CuSO4 NaBr NaNO3 盐酸 H2SO4 KOH 其中只有水被电解的有 A B C D 答案 C 点拨 只有水被电解即是在阴极上 H 放电 溶液中阳离子是较活泼的金属离子 同时 在阳极上 OH 放电 溶液中含有含氧酸根离子或 F 2 2012 试题调研 用石墨做电极电解 CuCl2溶液 下列说法正确的是 A 在阳极上析出金属铜 B 在阴极上析出金属铜 C 在阴极上产生有刺激性气味的气体 D 阳极上发生还原反应 答案 B 点拨 根据电解原理 阳极发生氧化反应 2Cl 2e Cl2 阴极发生还原反应 Cu2 2e Cu 因此阳极上产生有刺激性气味的气体 氯气 在阴极上析出铜 故 B 项正确 3 下列叙述正确的是 电解池是将化学能转变成电能的装置 原电池是将电能转变成化学能的装置 金属和石墨导电均为物理变化 电解质溶液导电是化学变化 电解池两个电极材料可以相同 A B C D 答案 B 点拨 电解质溶液导电发生了氧化还原反应 是化学变化 金属导电仅是电子的定向 移动 是物理变化 电解池的两极只要能导电即可 4 如图所示的装置能够组成电解池的是 2 答案 D 点拨 电解池要有外接电源 形成闭合回路 5 如下图所示是电解 CuCl2溶液的装置 其中 c d 为石墨电极 则下列有关判断中 正确的是 A c 为正极 d 为负极 B 阳极的电极反应式 Cu2 2e Cu C 电解过程中 d 电极质量增加 D 电解过程中 氯离子浓度不变 答案 C 点拨 根据电流方向判断出 a 是电源正极 c 为阳极 2Cl 2e Cl2 b 是电源 负极 d 为阴极 Cu2 2e Cu A B D 错误 6 用惰性电极电解下列溶液一段时间后 再加入一定量的某种物质 括号内物质 能 够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是 A AgNO3 AgNO3 B NaOH NaOH C KCl KCl D CuSO4 CuO 答案 D 3 点拨 对于选项 A 4 AgNO3 2H2O4Ag O2 4HNO3 脱离反应体 电解 系的物质是 Ag 和 O2 所以应当加入适量 Ag2O 才能复原 B 项 实质是电解水 应加水 C 项 2KCl 2H2O2KOH H2 Cl2 应通入适量 HCl 气体 电解 7 同温 同压下 用惰性电极在 U 形管中电解下列物质的水溶液 消耗相同的电量 生成气体体积量大的是 A 饱和食盐水 B CuCl2溶液 C CuSO4溶液 D NaOH 溶液 答案 A 点拨 电解饱和食盐水 两极分别产生氢气和氯气 假设转移 2mol 电子 生成氢气和 氯气各 1mol 共 2mol 而电解 CuCl2溶液产生的气体只有氯气 转移 2mol 电子 生成氯 气 1mol 电解 CuSO4溶液 产生的气体只有氧气 转移 2mol 电子 生成氧气 0 5mol 电 解 NaOH 溶液 两极分别产生氢气和氧气 转移 2mol 电子 生成氢气 1mol 氧气 0 5mol 共 1 5mol 8 2012 试题调研 如图所示 X Y 分别是直流电源的两极 通电后发现 a 极极板 质量增加 b 极极板处有无色无味的气体放出 符合这一情况的是 a 极板b 极板X 电极Z 溶液 A 锌石墨负极 CuSO4 B 石墨石墨负极 NaOH C 银铁正极 AgNO3 D 铜石墨负极 CuCl2 答案 A 点拨 本题突破口是 a 极极板质量增加 据此判断 a 极一定是阴极 则 b 极一定是 4 阳极 A 是惰性阳极电解 CuSO4 符合题意 B 的实质是电解水 两极都产生气体 不符合 题意 C 的阳极是铁 是活性电极 不符合题意 D 的阳极生成氯气 是有刺激性气味的气 体 不符合题意 9 用惰性电极实现电解 下列说法正确的是 A 电解稀硫酸溶液 实质上是电解水 故溶液的 pH 不变 B 电解稀 NaOH 溶液 要消耗 OH 故溶液的 pH 减小 C 电解 Na2SO4溶液 在阴极和阳极上析出产物的物质的量之比为 1 2 D 电解 CuCl2溶液 在阴极和阳极上析出产物的物质的量之比为 1 1 答案 D 点拨 电解稀硫酸 实质是电解水 因溶剂减少 H2SO4浓度将增大 故溶液的 pH 变 小 电解稀氢氧化钠溶液 虽然 OH 在阳极放电 但 H 同时也在阴极放电 其实质同样是 电解水 溶液的浓度将变大 故溶液的 pH 变天 电解 Na2SO4溶液 其实质也是电解水 在阴 阳极上分别析出 H2 O2 两者的物质的量之比为 2 1 而非 1 2 电解 CuCl2溶液 在阴 阳两极上分别析出 Cu 和 Cl2 两者的物质的量之比为 1 1 10 用如图所示的装置进行实验 反应一段时间后断开 K 向烧杯中加入 0 1mol 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 其电极反应式为 2H 2e H2 B 烧杯右侧碳棒为阴极 其电极表面有红色物质析出 C 反应中消耗锌的质量为 13 g D 导线中通过电子的物质的量为 0 1mol 答案 D 点拨 图中左侧装置为原电池 铜棒为正极 其电极反应式为 2H 2e H2 锌 为负极 右侧装置为电解池 右侧碳棒为阴极 电极反应式 Cu2 2e Cu 该极析出 0 1mol Cu 时 向烧杯中加入 0 1mol CuO 后 CuSO4溶液恰好恢复到反应前的浓度和 pH 电 5 路中通过的电子为 0 2mol 则 Zn 2e Zn2 锌溶解 6 5 g 二 非选择题 11 2012 经典习题选萃 如下图所示 常温下电解 5min 后 铜电极质量增加 2 16g 试回答 1 电源电极 X 名称为 填 正极 或 负极 2 电解池 B 中阳极的电极反应式是 3 若 A 中 KCl 溶液的体积是 200mL 电解后溶液的 pH 忽略电解前后溶液 体积的变化 若要使电解后的溶液恢复到与电解前完全相同 应加入 答案 1 负极 2 Ag e Ag 3 13 氯化氢 点拨 铜电极质量增加 铜电极为阴极 X 即为负极 则电解池 B 中银为阳极 电极 反应式是 Ag e Ag 析出 2 16g 银 电路中通过的电子为 0 02mol A 中阴极电极反 应式为 2H 2e H2 通过的电子为 0 02mol 则生成 0 02mol 氢氧根离子 氢氧根离 子浓度为 0 02mol 0 2L 0 1mol L pH 为 13 要使电解后的溶液恢复到电解前完全相同 应通入 0 02mol 氯化氢 12 仔细分析如图装置 完成下面的填空 6 1 一段时间后 可能发现的现象是 甲池 Zn 棒逐渐溶解 碳棒上有 产生 与 Zn 棒相连的碳棒质量 填 增大 减小 或 不变 2 甲池 Zn 极为 极 电极反应式 乙池中 C1为 极 电极反应式为 乙池总反应式为 答案 1 气体 或气泡 增大 2 负 Zn 2e Zn2 阳 2Cl 2e Cl2 CuCl2Cu Cl2 电解 点拨 根据原电池和电解池的形成条件可知 甲是原电池 乙是电解池 甲中 Zn 作负 极 所以乙中与 Zn 相连的 C2是阴极 另一个 C1棒是阳极 13 2012 试题调研 分别回答下列问题 1 从 H Na Cu2 Cl SO中选出两种离子组成电解质 按下列要求进行电 2 4 解 使用惰性电极 用电解质的化学式填空 只写一种即可 电解过程中溶液颜色变浅且水量不变 电解过程中电解质的量不变 水量减少 电解过程中两极析出气体的体积比为 1 1 2 用惰性电极电解 CuSO4溶液 若阴极上有 1 6 g Cu 析出 则阳极上产生的气体 在标准状况下的体积为 用铂电极电解 0 02mol L CuSO4溶液 直到 Cu 完全析出 所得溶液中氢离子浓度 为 忽略溶液体积的变化 7 答案 1 CuCl2 H2SO4或 Na2SO4 HCl 或 NaCl 2 0 28 L 0 04mol L 点拨 1 惰性电极电解电解质溶液的类型有电解水型 电解电解质型 放氢气生碱型 和放氧气生酸型 水量不变应为电解电解质型 水量减少 电解质的量不变 则为电 解水型 两极都产生气体 且气体体积比为 1 1 应为放氢气生碱型或电解电解质型 2 2CuSO4 2H2O2Cu O2 2H2SO4 电解 128 g 22 4 L 1 6 g V 128 g 1 6 g 22 4 L V V 0 28 L 由 2CuSO4 2H2O2Cu O2 2H2SO4可知 铜完全析出 生成硫酸 电解 的物质的量与电解前硫酸铜的物质的量相等 即c H2SO4 c CuSO4 0 02mol L 所以 c H 0 04mol L 14 从 NO SO H Cu2 Ba2 Ag Cl 等离子中选出适当的离子组成电解 32 4 质 采用惰性电极对其溶液进行电解 1 若两极分别放出 H2和 O2时 电解质的化学式可能是 2 若阴极析出金属 阳极放出 O2 电解质的化学式可能是 3 若两极分别放出气体 且体积比为 1 1 电解质的化学式可能是 答案 1 HNO3 H2SO4 Ba NO3 2 Ba OH 2中的一种 2 AgNO3 Cu NO3 2 CuSO4中的一种 3 HCl BaCl2中的一种 点拨 题中提供的电解质离子是七种 其实还包括 OH 即八种 这些离子放电的顺 序是 阳极 Cl OH NO SO 32 4 阴极 Ag Cu2 H Ba2 1 两极分别放出 H2和 O2 即 H 和 OH 放电 实质是电解 H2O 水中的溶质应是起导 电作用而又不改变 H 和 OH 放电的顺序 它可以是 HNO3 Cu NO3 2 Ba NO3 2 Ba OH 2中 的任意一种 但不是 BaSO4 2 阴极析出金属 即 Ag 或 Cu2 放电 阳极放出 O2 即 OH 放电 水中的溶质可以 是 AgNO3 Cu NO3 CuSO4中的任意一种 但不是 Ag2SO4 3 两极都生成气体 且气体体积比为 1 1 则放电的离子应是 Cl 和 H 水中的溶 质可以是 HCl BaCl2中的任意一种 15 由于 Fe OH 2极易被氧化 所以实验室很难用亚铁盐溶液与碱反应制得白色纯净 8 的 Fe OH 2沉淀 应用右图所示的电解实验来探究能否制得白色纯净的 Fe OH 2沉淀 两电 极的材料分别为石墨和铁 1 a 电极材料应为 b 电极的电极反应式为 2 电解液 d 可以是 填编号 A 纯水 B NaOH 溶液 C NaCl 溶液 D CuCl2溶液 3 c 为苯 其作用是 在加入苯之前 对 d 溶液应作何简单处 理 这是为什么 可否用其他试剂来代替 4 为了在较短时间内看到白色沉淀 可采取的措施是 A 改用稀硫酸作电解液 B 适当增大电源的电压 C 适当减小两电极间的距离 D 适当降低电解液的浓度 5 若 d 改为 Na2SO4溶液 当电解一段时间 看到白色沉淀后 再反接电源 继续电 解 除了电极上看到气泡外 另一明显的现象为 答案 1 Fe 2H 2e H2 2 BC 3 隔开空气 防止生成的 Fe OH 2被氧化成为 Fe OH 3 加热 d 以除去其中溶解的 O2 可以考虑用汽油 煤油等密度比水溶液小的试剂来代 替 4 BC 5 白色沉淀迅速变为灰绿色 最后变成红褐色 点拨 这是一道实验分析题 我们可以通过实验现象讨论制备的方法 4 要加快电解 9 的速率 可以增大电解液的浓度 但不能用稀硫酸 因为它可溶解氢氧化亚铁 而增大电 压和缩小两极板间的距离 均可以使电解的速率加快 5 当电解一段时间后将电源反接 则为电解水 2H2O2H2 O2 生成的氧气将氢氧化亚铁氧化为氢氧化铁 电解 现象为白色沉淀迅速变为灰绿色 最终变成红褐色 16 2012 经典习题选萃 下图所示装置中 甲 乙 丙三个烧杯依次分别盛放 100 g 5 00 的 NaOH 溶液 足量的 CuSO4溶液和 100 g 10 00 的 K2SO4溶液 电极均为石墨电 极 1 接通电源 经过一段时间后 测得丙中 K2SO4浓度为 10 47 乙中 c 电极质量增 加 据此回答问题 电源的 N 端为 极 电极 b 上发生的电极反应为 列式计算电极 b 上生成的气体在标准状况下的体积 电极 c 的质量变化是 g 电解前后各溶液的酸 碱性大小是否发生变化 简述其原因 甲溶液 乙溶液 丙溶液 2 如果电解过程中铜全部析出 此时电解能否继续进行 为什么 答案 1 正 4OH 4e 2H2O O2 水减少的质量 100 g 1 4 5 g 10 00 10 47 生成 O2体积 22 4 L mol 1 2 8 L 4 5 g 1 8 g mol 1 1 2 16 甲 碱性增大 因为电解后 水量减少 溶液中 NaOH 浓度增大 乙 酸性增大 因为阳极上 OH 失电子生成 O2 溶液中 H 浓度增加 丙 酸碱性大小没有变化 因为 K2SO4是强酸强碱盐 浓度增加不影响溶液的酸碱性 2 能继续进行 因为 CuSO4溶液已转变为 H2SO4溶液 反应也就变为水的电解反 应 点拨 1 c 电极质量增加是此题的突破口 说明 c 处有 Cu 析出 即 c 为阴极 由此 可推出 b 为阳极 OH 失电子 a 为阴极 M 为负极 N 为正极 10 丙中 K2SO4浓度的变化 是此题计算的关键 电解 K2SO4溶液相当于电解水 据溶质守 恒有 100 10 100 m 水 10 47 得m 水 4 5 g 即电解水 0 25mol 根据电子守恒有如下关系 2H2O 丙