高一化学 6.3《电解的工作原理及应用》同步练习 苏教版

第三单元 电解的工作原理及应用1.如图所示的两个电解槽中,ABCD均为石墨电极如果电解过程中共有0.02 mol电子通过,下列叙述正确的是( )A.甲烧杯中A极上最多可析出铜0.64 gB.甲烧杯中B极上电极反应式为:4OH-4e-=2H2O+O2C.乙烧杯中滴入酚酞试液,D极附近变红D.乙烧杯中C极电极反应式为4H+4e-=2H2解析:A是阳极,OH-在A极上放电;乙池中C电极是阳极,Cl-在C电极上放电,H+在D电极上放电,D电极周围的OH-浓度增加答案:C2.下图两装置中,溶液体积均为200 mL,开始时,电解质溶液的浓度0.1 mol/L,工作一段时间后,测得导线上都通过0.02 mol e-若不考虑溶液体积的变化,则下列叙述中正确的是( )A.同条件时产生气体体积:=B.电极上析出固体质量:C.电极反应式:中阳极:4OH-4e-=2H2O+O2中负极:2H+2e-=H2D.溶液的pH变化:变小增大解析:图为电解池,电极反应阴极:Cu2+2e-=Cu,阳极:4OH-4e-=O2+2H2O图为原电池,电极反应为正极:2H+2e-=H2负极:Zn-2e-=Zn2+相同条件下产生气体体积答案:D3.下列叙述不正确的是( )A.铁表面镀锌,铁作阳极B.船底镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应:O2+2H2O+4e-=4OH-D.工业上电解饱和食盐水的阳极反应:2Cl-2e-=Cl2解析:电镀时镀件作阴极,镀层金属作阳极答案:A4.某溶液中含有Cu2+Fe2+Al3+Cl-NO-3,且浓度均为0.1 mol/L,用石墨作电极进行电解时,肯定得不到的产物是( )A.Cl2 B.AlC.Cu D.H2解析:Fe2+Al3+放电能力弱于H+,Cu2+放电能力比H+强,阴极可能得到CuH2,不可能得到AlFe;Fe2+Cl-放电能力强于OH-,阳极可能得到Fe3+Cl2O2答案:B5.将含有0.4 mol NaCl和0.5 mol Cu(NO3)2的水溶液用惰性电极电解一段时间后,在一个电极上得到0.3 mol Cu,则在另一个电极上逸出的气体(标准状况下)的体积是( )A.4.48 LB.5.6LC.6.72L D.11.2L解析:此题是分段电解的计算题,当阴极析出0.3 mol Cu时,电路中通过0.6 mol电子,阳极上第一步是0.4 mol Cl-放电生成0.2 mol Cl2,此时对应转移0.4 mol电子,第二步是OH-放电转移0.6 mol-0.4 mol=0.2mol电子,生成O2为mol=0.05 mol,阳极总共生成气体是(0.2 mol+0.05 mol)22.4 L/mol=5.6 L,故B项正确答案:B6.(2020东北名校联考)按如图所示装置进行下列不同的操作,其中不正确的是( )A.铁腐蚀的速度由大到小的顺序是:只接通K1只闭合K3都断开只闭合K2B.只接通K1,一段时间后,U形管中出现白色沉淀C.只接通K2,U形管左右两端液面均下降D.先只接通K1,一段时间后,漏斗液面上升,然后再只接通K2,漏斗液面下降解析:只闭合K1,铁作阳极电解氯化钠溶液,铁失电子生成Fe2+,H2O在阴极得电子生成H2和OH-,Fe2+和OH-扩散到U形管底部相遇生成白色氢氧化亚铁沉淀,B项正确只接通K2,铁作阴极,不能失电子,此时相当于惰性电极,该极生成氢气,石墨电极生成氯气,C项正确综上分析只接通K1铁腐蚀速率最快;只闭合K3,形成原电池,铁腐蚀的速率次之;都断开时铁自然腐蚀;而只接通K2时铁作阴极被保护,腐蚀速率最慢,故A项正确答案:D7.用石墨作电极电解100 mL H2SO4和CuSO4的混合液,通电一段时间后,两极均收集到2.24 L气体(标准状况),则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为( )A.1 mol/L B.2 mol/LC.0.1 mol/L D.0.2 mol/L解析:阳极产生O2 0.1 mol,对应电子转移0.4 mol,阴极首先是Cu2+放电,然后是H+放电产生H2,生成H2 0.1 mol,对应得电子0.2 mol,另外0.2 mol电子被Cu2+得到,故n(Cu2+)=0.1 mol,c(Cu2+)=1 mol/L答案:A8.如下图所示,XY分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭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CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2解析:a极质量增加,必定是金属在a极析出,a极一定是阴极,B选项Z溶液为NaOH,无金属析出,被排除又因为b极有无色无臭气体生成,只能是O2,而D选项电解CuCl2溶液,阳极要析出Cl2,D选项被排除在AC选项中,根据电极名称,X应当作为电源的负极答案:A9.(2020湖北八校)用惰性电极电解一定质量的某浓度的NaCl溶液,一段时间后停止电解,此时若加入100 g 36.5%的浓盐酸,所得溶液正好与原溶液完全相同,则下列说法正确的是( )A.电解过程中,两极所得到的气体,在相同的条件下体积相等B.电解过程中,在相同的条件下,阳极所得到的气体的体积比阴极的大C.电解过程中转移电子的物质的量约为8 molD.原某浓度的NaCl溶液中溶有117 g NaCl答案:C10.(2020石家庄质检二)如下图所示,XYQW都是惰性电极,将电源接通后,W极附近颜色逐渐加深下列说法中不正确的是( ) A.电源的M极为正极B.甲装置中溶液的pH减小C.甲装置的两个电极上都有单质生成且物质的量之比为1:1D.欲用乙装置给铜镀银,U极应该是Ag,电镀液选择AgNO3溶液答案:C11.(2020山东省潍坊市抽样)如图甲乙是电化学实验装置(1)若甲乙两烧杯中均盛有NaCl溶液甲中石墨棒上的电极反应式为_;乙中总反应的离子方程式为_;将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方,发现试纸先变蓝后褪色,这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2若反应中Cl2和I2的物质的量之比为5:1,且生成两种酸,该反应的化学方程式为_(2)若甲乙两烧杯中均盛有CuSO4溶液甲中铁棒上的电极反应式为_如果起始时乙中盛有200 mL pH=5的CuSO4溶液(25 ),一段时间后溶液的pH变为1,若要使溶液恢复到电解前的状态,可向溶液中加入_(填写物质的化学式)_g解析:(1)若两烧杯中均盛有NaCl溶液,则:甲装置为原电池,石墨棒作正极,O2放电,电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-乙装置为电解池,石墨棒上发生氧化反应,Fe电极不参与反应,其实质与用惰性电极电解食盐水相同,离子方程式为:2Cl-+2H2O Cl2+H2+2OH-Cl2和I2的物质的量之比为5:1,生成HCl和HIO3(2)若两烧杯中均盛有CuSO4溶液,则:甲装置为原电池,铁作负极,电极反应为:Fe-2e-=Fe2+乙装置为电解池,电解反应为:2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2,根据电解方程式,从电解质溶液中析出Cu,放出O2,因此只需加入CuO(或CuCO3)即可恢复到电解前的状态由电解反应式可知,2H+CuOCuCO3,电解后n(H+)=0.10.2=0.02(mol),故m(CuO)=0.0280=0.8(g),m(CuCO3)=0.02124=1.24(g)答案:(1)O2+2H2O+4e-=4OH-2Cl-+2H2O2OH-+H2+Cl25Cl2+I2+6H2O=10HCl+2HIO3(2)Fe-2e-=Fe2+CuO(或CuCO3) 0.8(或1.24)12.(2020全国理综)下图是一个用铂丝作电极,电解稀的MgSO4溶液的装置,电解液中加有中性红指示剂,此时溶液呈红色(指示剂的pH变色范围:6.88.0,酸色红色,碱色黄色)回答下列问题:(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是_(填编号);A管溶液由红变黄B管溶液由红变黄A管溶液不变色B管溶液不变色(2)写出A管中发生反应的反应式:_;(3)写出B管中发生反应的反应式:_;(4)检验a管中气体的方法是_;(5)检验b管中气体的方法是_;(6)电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯内观察到的现象是_解析:本题考查电解原理和气体检验,意在考查考生化学用语书写能力和实验能力根据图可以确定,A极为阴极,B极为阳极A极H+放电,A极附近OH-增加,溶液碱性增强,A极附近溶液变黄色,同时Mg2+与OH-结合生成Mg(OH)2沉淀;B极OH-放电,使得溶液中H+增加,B极附近溶液显酸性,溶液仍为红色电解后,将电解液倒入烧杯中,A极附近生成的Mg(OH)2与B极附近生成的H2SO4反应,生成MgSO4,即沉淀溶解,溶液呈红色根据上述分析,a中收集的是氢气,b中收集的是O2答案:(1)(2)2H+2e-=H2(或写2H2O+2e-=2OH-+H2),Mg2+2OH-=Mg(OH)2(3)4OH-4e-=2H2O+O2(或写2H2O-4e-=4H+O2)(4)用拇指按住管口,取出试管,靠近火焰,放开拇指,有爆鸣声,管口有蓝色火焰(5)用拇指按住管口,取出试管,放开拇指,将带有火星的木条伸入试管内会复燃(6)溶液呈红色,白色沉淀溶解(或大部分溶解)13.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:(1)据装置图可知:此图为串联电路,在甲丙中实质为电解水,乙中电解CuSO4溶液(2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4),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;由于b为阳极,其电极反应为4OH-4e-=2H2O+O2在丙中,由于水的电解使K2SO4的浓度由10%10.47%,设电解的水质量(减少的水)为x,则有100 g10.00%=(100 g-x)10.47%,解出x=100 g-95.5 g=4.5 g,甲乙电解的水质量相等,2H2O2H2+O22 mol 22.4 L V(O2)V(O2)=2.8 L电极c上反应为Cu2+2e-=Cu,质量变化为64 gmol-1=16 g在电解前后,甲溶液因NaOH溶液浓度增大,碱性增强