课时作业18 电解池的工作原理及应用 - 天成教考资源网.doc

课时作业18电解池的工作原理及应用时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题5分，共50分)1(2011海淀模拟)如下图所示的电解池中装有硫酸铜溶液，选用不同材料的电极进行电解。下列说法正确的是()序号电极材料通电后的变化阴极阳极A石墨石墨阴极质量增加，溶液的pH增大B铜铜阳极质量减小，阴极质量增加C铁铁两极的质量不发生变化D铂铁阴极质量增加，溶液的pH恒定不变解析：以石墨为两极，CuSO4H2SO4，pH减小，A项错；以铜为两极，阳极减轻阴极增重，B项正确；以Fe为阳极，阳极质量减轻，阴极质量增加，CuSO4FeSO4，pH发生变化，C、D项错。答案：B2依据下列甲、乙、丙三图，判断下列叙述不正确的是()A甲是原电池，乙是电镀装置B甲、乙装置中，锌极上均发生氧化反应C乙、丙装置中，铜极均发生氧化反应而溶解D乙、丙装置中，c(Cu2)基本不变解析：甲是铜锌原电池，乙是在Zn片上镀铜的电镀池，丙是铜的精炼装置。答案：B3电镀在工业上有着广泛的应用，可以镀锌、镀铜、镀金等。如利用下图所示装置可以将铜牌摇身一变为银牌，即在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法中正确的是()A通电后，Ag向阳极移动B银片与电源负极AgNO3相连C该电解池的阴极反应可表示为Age=AgD当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初解析：铜牌上镀银，银为阳极，Ag向阴极移动，阴极反应为Age=Ag。由于实验中镀层不可能非常均匀致密，所以将电源反接，阳极上Cu、Ag均能溶解，铜牌不可能恢复如初。答案：C4某同学按右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，主反应方程式为：CuH2SO4电解,CuSO4H2C电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D整个电解过程中，H的浓度不断增大解析：电解初期，阳极：Cu2e=Cu2，阴极：2H2e=H2，总方程式：CuH2SO4CuSO4H2；电解一段时间后，阳极：Cu2e=Cu2，阴极：Cu22e=Cu。答案：BC5将含有0.4 mol Cu(NO3)2和0.4 mol KCl的水溶液1 L，用惰性电极电解一段时间后，在一电极上析出19.2 g Cu；此时，在另一电极上放出气体的体积在标准状况下为(不考虑产生的气体在水中的溶解)()A3.36 LB5.6 LC6.72 L D13.44 L解析：根据电解原理，阴、阳两极发生的电极反应为：阴极：Cu22eCu，阳极：2Cl2eCl2。由题意知，在阴极上析出Cu：0.3 mol，则转移电子0.6 mol，根据得失电子守恒分析，阳极上除Cl放电外，OH也会放电产生O2，即4OH4e2H2OO2，经计算可知得到Cl2 0.2 mol，得到O2 0.05 mol，故阳极放出气体的体积为：(0.2 mol0.05 mol)22.4 L/mol5.6 L。答案：B6(2011台州模拟)如图所示，a、b是多孔石墨电极，某同学进行如下实验：断开K2，闭合K1一段时间，观察到两只玻璃管内都有气泡将电极包围，此时断开K1，闭合K2，观察到电流计A的指针有偏转。下列说法不正确的是()A断开K2，闭合K1一段时间，溶液的pH变大B断开K1，闭合K2时，b极上的电极反应式为：2H2e=H2C断开K2，闭合K1时，a极上的电极反应式为：4OH4e=O22H2OD断开K1，闭合K2时，OH向b极移动答案：B7如图所示两个装置中，溶液的体积均为1 L，浓度均为0.1 molL1，工作一段时间后，测得电路中均通过了0.02 mol e，则下列叙述中不正确的是()A相同状况下，产生气体总体积：B析出固体质量：C接通电路前溶液的pH：D接通电路后溶液的pH：解析：为电解池，产生0.005 mol O2和2.16 g Ag，产生H 0.02 mol，为原电池，产生0.0067 mol NO，消耗0.0267 mol H，剩余HNO3的量比产生的H多，故A、D项错误。答案：AD81 L K2SO4、CuSO4的混合溶液中，c(SO42)2 molL1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到(标准状况下)22.4 L气体，则原溶液中c(K)为()A0.5 molL1 B1 molL1C1.5 molL1 D2 molL1解析：电解过程如下：首先是Cu22e=Cu,4OH4e=2H2OO2，当Cu2全部被电解后，再电解的就是H2O中的H，2H2e=H2，由已知条件n(H2)n(O2)1 mol，n(e)4 mol，H得到的电子是2 mol，所以Cu2得电子为2 mol，所以n(Cu2)1 mol，n(SO42)2 mol，n(K2SO4)1 mol，c(K)2 molL1。答案：D9(2011浙江五校联考)CuI是一种不溶于水的白色固体，它可以由反应2Cu24I=2CuII2得到。如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，在KI淀粉溶液中阳极周围变蓝色，则下列说法正确的是()A若a极变红，则在Pt电极上：2I2e=I2，碘遇淀粉变蓝B若b极变红，在Pt电极上：4OH4e=2H2OO2，O2将I氧化为I2，碘遇淀粉变蓝C若a极变红，在Cu电极上：开始CuIe=CuI，一段时间后2I2e=I2，碘遇淀粉变蓝D若b极变红，在Cu极上：Cu2e=Cu2，Cu2显蓝色解析：若a极变红，则X为负极，Cu电极为阳极，碘离子在该电极被氧化成碘单质，碘遇淀粉变蓝。选项C正确。答案：C10(2011蚌埠月考)如图是工业用离子交换膜法电解饱和食盐水的模型。X电极材料是表面有氧化物涂层的金属钛网，Y电极材料是网状的碳钢。图中的交换膜是阳离子交换膜，这种交换膜的特点是只允许阳离子通过，而阴离子和气体则不能通过。下列说法正确的是()Ab处有能使淀粉KI溶液变蓝的气体逸出BY电极是阳极C阴极的电极反应式为2H2e=H2D左侧的阳离子通过交换膜进入右侧，右侧的阴离子通过交换膜进入左侧解析：电解NaCl溶液的反应中，阳极产物是氯气(a处)，氯气能够与碘化钾反应产生碘单质，碘单质可以使淀粉变蓝，A错；阳极发生氧化反应，所以产生氯气的电极就是阳极，即X电极是阳极，B错；阴极发生还原反应，还原产物为氢气，C对；阴离子不能通过阳离子交换膜，D错。答案：C二、填空题(共50分)11(12分)如图为相互串联的甲乙两电解池。试回答：(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试液，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_。解析：(1)甲为粗铜精炼装置，A是阴极，材料为纯铜，电极反应为Cu22e=Cu，B是阳极，材料为粗铜，主要电极反应为Cu2e=Cu2，电解质溶液为CuSO4或CuCl2溶液。(2)乙池也为电解池装置，其中铁作阴极，H放电，相当于生成了OH，使酚酞试液变红色。(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的反应2Cl2e=Cl2知，产生0.2 mol Cl2，标准状况下体积为4.48 L；由阴极上的电极反应2H2e=H2知，溶液中剩余0.4 molOH，若乙池中剩余液体为400 mL，则电解后得到碱液的物质的量浓度为1.0 molL1，pH为14。答案：(1)阴纯铜Cu22e=Cu阳粗铜Cu2e=Cu2CuSO4或CuCl2溶液(2)红(3)4.48 L1.0 molL11412(12分)某化学兴趣小组用电解CuSO4溶液的方法，测定铜的相对原子质量。(装置如右图所示)(1)若实验中测定在标准状况下放出的氧气的体积为VL(氧元素的相对原子质量为16)，A、B分别连接直流电源的_和_。(填“正极”或“负极”)(2)电解开始一段时间后，在U形管中可观察到的现象有_。电解的离子方程式为_。(3)实验中还需测定的数据是_(填写序号)。A极的质量增重m g B极的质量增重m g(4)下列实验操作中必要的是_(填字母)；不必要的是_(填字母)。A称量电解前电极的质量B电解后，电极在烘干称重前，必须用蒸馏水冲洗C刮下电解过程中电极上析出的铜，并清洗、称重D电极在烘干称重的操作中必须按“烘干称重再烘干再称重”进行E在有空气存在的情况下，烘干电极必须采用低温烘干的方法(5)铜的相对原子质量为：_(用含有m、V的计算式表示)。答案：(1)负极正极(2)铜电极上有红色固体析出；石墨电极上有气泡产生；溶液蓝色变浅2Cu22H2O2CuO24H(3)(4)A、B、D、EC(5)13(12分)(2011盐城模拟)下图所示转化关系中，B、C、F都是单质，其中C是紫红色固体，F是银白色固体，B是空气的主要成分之一；化合物G是常用的耐火材料，D溶液中加入氯化钡溶液，产生白色沉淀。试回答下列问题：(1)反应中，属于置换反应的是_(填序号)。(2)写出反应的化学方程式：_。(3)生成等物质的量的B时，反应和消耗的A、G的物质的量之比为_。(4)用C、F作两电极，并用导线相连：两电极同时插入稀H2SO4中，F上的电极反应式为_。两电极同时插入浓HNO3中，F上的电极反应式为_。答案：(1)(2)2CuSO42H2O2CuO22H2SO4(3)3 1(4)Al3e=Al3NO32He=NO2H2O14(14分)(2009全国卷)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？_。解析：因乙中c电极质量增加(有Cu析出)，则c为阴极，d为阳极。丙中e为阴极，f为阳极，电源N端为正极；在丙中，由于水的电解使K2SO4的浓度由10.00%变为10.47%，设电解的水质量(减少的水)为x，则有100g10.00%(100gx)10.47%，解出x100g95.5g4.5g，甲、乙电解的水质量相等，2H2O2H2O2 2mol22.4L V(O2)V(O2)2.8L。答案：(1)正