2020-2021学年化学人教版选修4课时作业：4-3-1 电解原理 Word版含解析

1、课时作业20电解原理时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题4分，共48分)1用石墨作电极，电解下列溶液，阴、阳两极均产生气体，其体积比为21，且电解后溶液的ph增大的是(b)akclbnaohcna2so4dh2so4解析：已知电极为惰性电极，可以通过判断溶液中离子的放电能力进行判断。a项中，电解产物分别为h2和cl2，且体积比为11，不符合题意。b项中，电解产物为h2和o2，且体积比为21，由于实际电解的是水，故oh浓度增大，ph增大。在c、d中，电解产物也分别是h2和o2，实际电解的是水，但c项为中性溶液，ph不发生变化，d项为酸性溶液，ph减小。2根据金属活动性顺序表，cu不能发

2、生：cu2h2o=cu(oh)2h2的反应，但选择恰当的电极材料和电解质溶液进行电解，这个反应就能实现。下列四组电极和电解质溶液中，能实现该反应最为恰当的一组是(b)abcd阳极石墨棒cucucu阴极石墨棒石墨棒fept电解质溶液cuso4溶液na2so4溶液h2so4溶液cuso4溶液解析：分析所给的化学方程式可知cu为阳极：cu2e=cu2；2h2o2e=h22oh为阴极反应；c项电解质溶液h2so4会与生成的cu(oh)2中和，实际上不会生成cu(oh)2；d项在pt上镀铜，不会生成cu(oh)2；而b项中na2so4溶液起增强导电性作用，可以发生电解反应cu2h2ocu(oh)2h2。

3、3用如图装置(x、y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中所列各项对应关系均正确的一组是(c)解析：x为正极，电解na2so4溶液时，实质是电解水，a管中电极为阳极，oh放电，a管中c(h)c(oh)，滴加酚酞试液不变色，a错误；x为正极，电解agno3溶液时，b管中电极为阴极，电极反应式为age=ag，b错误；fe(oh)3胶体粒子带有正电荷，x为负极时，fe(oh)3胶体粒子向a管移动，a管中液体颜色加深，d错误。4下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b电极附近溶液呈红色。下列说法正确的是(c)ax是负极，y是正极bpt是阴极，cu是阳极ccuso4溶液的ph逐渐

4、减小dcuso4溶液的ph不变解析：b电极附近溶液呈红色，说明b电极处氢离子放电。电解氯化钠溶液时，阳极发生氧化反应产生氯气，阴极发生还原反应产生氢气，同时生成氢氧化钠，因此b电极是阴极，与电源的负极相连，则y为负极，x为正极；铂电极与电源的正极相连，作阳极，铜电极作阴极；电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电，cuso4溶液的ph减小。5如图所示，a、b、c、d均为铂电极。要满足的条件：工作一段时间后，甲槽电解液ph上升，而乙槽电解液ph下降；b、c两极放电离子的物质的量相等。则应选用的电解液是(c)组abcd甲槽naohcu(no3)2kclna2so4乙槽cuso4naclagno3na

5、no3解析：甲槽是电解水，氢氧化钠溶液ph增大，b电极是阳极，电极反应为4oh4e=2h2oo2；乙槽电解硫酸铜溶液，溶液ph减小，c电极为阴极，电极反应为cu22e=cu，依据电子守恒可知，b、c两极上反应的离子的物质的量不相等，a错误。甲槽是电解硝酸铜溶液，溶液ph减小，b电极是阳极，电极反应为4oh4e=2h2oo2；乙槽电解氯化钠溶液，溶液ph增大，c电极是阴极，电极反应为2h2e=h2，依据电子守恒可知，b、c两极上反应的离子的物质的量相等，b错误。甲槽是电解氯化钾溶液，溶液ph增大，b电极是阳极，电极反应为2cl2e=cl2；乙槽电解硝酸银溶液，溶液ph减小，c电极为阴极，电解反应

6、为2ag2e=2ag, 依据电子守恒可知，b、c两极上反应的离子的物质的量相等，c正确。甲槽是电解水，溶液ph不变；乙槽电解水，溶液ph不变，d错误。6用石墨作电极电解0.1 moll1的cuso4溶液，当有0.4 mol电子通过电路时，发现阴极增重6.4 g，则要使电解后的溶液恢复到电解前状态，则可向电解后的溶液中加入(a)a0.1 mol cu(oh)2b0.1 mol cuoc0.2 mol cuod0.1 mol cuo和0.2 mol h2o解析：该过程转移0.4 mol电子，则阳极应该生成0.1 mol氧气，理论上阴极应该生成0.2 mol铜，但实际上阴极生成的铜为0.1 mol，

7、故铜离子不足，阴极生成0.1 mol铜后，氢离子继续放电，生成氢气0.1 mol。因此应该补充0.1 mol cuo和0.1 mol h2o，或补充0.1 mol cu(oh)2，a项正确。7如下图所示，将两烧杯用导线相连，pt、cu、zn、石墨棒分别为四个电极，当闭合开关后，下列叙述正确的是(a)acu极附近oh浓度增大bcu极为电解池阳极c电子由石墨棒流向pt极d当石墨棒上有4 mol电子转移时，pt极上有1 mol o2生成解析：闭合开关后，右侧装置中有自发发生的氧化还原反应，是原电池，zn作原电池的负极，石墨棒作正极，左侧装置是电解池，cu作阴极，pt作阳极，b错误；cu极的电极反应为

8、2h2e=h2，oh浓度增大，a正确；电子由电解池的阳极pt流向原电池的正极石墨棒，c错误；pt极的电极反应为2cl2e=cl2，当有4 mol电子转移时，pt极上有2 mol cl2生成，d错误。8如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法中不正确的是(b)ax是正极，y是负极bx是负极，y是正极ccuso4溶液的ph逐渐变小dnacl溶液的ph逐渐变大解析：根据实验现象知，b极是电解池的阴极，则y是负极，x是正极；烧杯内电解cuso4溶液，产物为cu、o2和h2so4，一段时间后溶液的酸性增强，u形管电解nacl溶液，产物为cl2、h2和naoh，一段

9、时间后溶液的碱性增强。9甲中盛有0.1 mol/l稀硫酸，乙中盛有0.1 mol/l cucl2溶液(两种溶液均足量)，装置如图所示，下列说法不正确的是(b)a甲为原电池，乙为电解池b甲为电解池，乙为原电池c当甲中产生0.1 mol气体时，乙中产生气体的物质的量也为0.1 mold一段时间后，甲中溶液的ph增大解析：构成甲装置的是活动性不同的两个电极、电解质溶液且两极形成了闭合回路，显然甲装置为原电池，且甲为乙的电解提供电能。电极反应分别如下：甲中2h2e=h2(正极)，fe2e=fe2(负极)；乙中cu22e=cu(阴极)，2cl2e=cl2(阳极)，综上，b错误。10.取一张用饱和nacl

10、溶液浸湿的ph试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圆呈浅红色。则下列说法错误的是(d)ab电极是阴极ba电极与电源的正极相连接 c电解过程中，水是氧化剂db电极附近溶液的ph变小解析：电解饱和nacl溶液，阳极生成cl2，cl2与水反应生成hclo和hcl，盐酸具有酸性，可使ph试纸变红，hclo具有漂白性，又可将红色漂白，故内圆为白色，外圆为浅红色，可推出a为阳极，a正确；a为阳极与电源正极相连，b正确；电解过程中，h2o得电子，为氧化剂，c正确；b电极附近有oh生成，ph增大，d错。11.某学生设计了一个“黑笔写红字”的

11、趣味实验。如图所示，滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是(d)a铅笔端作阳极，发生还原反应b铂片端作阴极，发生氧化反应c铅笔端有少量氯气产生da点是负极，b点是正极解析：铅笔端出现红色字迹，说明在铅笔端生成了氢氧化钠，所以该极应该是阴极，与此相连的a点是电源的负极；则铂片是阳极，与此相连的b点是电源的正极。12cu2o是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取cu2o的电解池示意图如右，电解总反应为：2cuh2ocu2oh2。下列说法正确的是(a)a石墨电极上产生氢气b铜电极发生还原反应c铜电极接直

12、流电源的负极d当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol cu2o生成解析：由总反应知失电子的为cu，得电子的是 h2o中的h。因此cu极为电解池的阳极，接电源的正极，石墨为阴极，接电源的负极。当有0.1 mol电子转移时，应有0.05 mol cu2o生成。故选a。二、非选择题(52分)13(14分)用如图所示的装置进行电解。通电一段时间后，发现湿润的淀粉ki试纸的c端变为蓝色。(1)e为电源的负极，f为电源的正极。(2)a中发生反应的化学方程式为4agno32h2o 4ag4hno3o2。(3)在b中观察到的现象是铜片溶解，石墨电极上有气体生成，溶液中有蓝色沉淀生成。(4)d端的电极反

13、应式为2h2e=h2。解析：本题实质上是三个电解装置串联，首先判断电源的正、负极，e为负极，f为正极。a中以pt为阳极、fe为阴极电解agno3溶液。b中cu为阳极，发生的电极反应为cu2e=cu2，石墨为阴极，发生的电极反应为2h2e=h2，由于水电离出的h放电，所以溶液中的c(oh)c(h)，故溶液中有氢氧化铜蓝色沉淀生成。d端为阴极，发生的电极反应为2h2e=h2。14(14分)金属铜不溶于稀硫酸，可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐。现将一定量的铜片加入到稀硫酸和硫酸铁溶液组成的100 ml混合溶液中，铜片完全溶解。(1)写出铜溶于上述混合溶液的离子方程式：cu2fe3=cu22fe2。(2

14、)若在如图1所示的装置中发生了(1)中的反应，则x电极是负极(填“正极”或“负极”)，电极反应式是cu2e=cu2。(3)铜片完全溶解时，所得溶液中fe3、cu2、h的浓度均为0.2 moll1(假设溶液体积不变)，现用电解方法回收铜，装置如图2所示。电解开始阶段，阳极的电极反应式为2h2o4e=o24h，阴极的电极反应式为fe3e=fe2。判断溶液中的cu2已完全析出的现象是阴极(或铜片)表面开始有气泡生成。当cu2恰好完全析出时，转移电子的物质的量为0.06_mol。解析：图1装置为原电池装置，x电极应为铜电极，作负极，y电极作正极，铜失去电子转化为铜离子，铁离子在y电极上得到电子转化为亚

15、铁离子。图2装置为电解池装置，若回收铜，铜离子应该在铜电极上得到电子发生还原反应，则铜片作阴极，石墨作阳极，故在阳极上水失去电子发生氧化反应生成氧气，在阴极上铁离子先放电，得到电子被还原成亚铁离子，而后铜离子放电，得到电子转化为铜单质附着在铜片上。若铜离子反应完全，则在铜片上h得到电子生成氢气。当cu2恰好完全析出时，铁离子转化为亚铁离子的过程中转移的电子为0.02 mol，铜离子转化为铜单质的过程中转移的电子为0.04 mol，共转移电子0.06 mol。15(10分)25 时，用石墨电极电解2.0 l 0.5 moll1 cuso4溶液。5 min后，在一个石墨电极上有6.4 g cu生成

16、。试回答下列问题：(1)发生氧化反应的是阳极，电极反应为4oh4e=2h2oo2。(2)若电解后溶液的体积不变，则电解后溶液的ph为1。(3)若将溶液恢复到与电解前一样，则需加入0.1 mol的cuo。(4)若用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差12.8 g，电解液的ph不变(填“变小”、“变大”或“不变”)。解析：(1)n(cuso4)2.0 l0.5 moll11.0 mol，而在阴极析出的cu的物质的量为0.1 mol，故cuso4未完全电解，阳极发生氧化反应，电极反应为4oh4e=2h2oo2。(2)总反应：(3)电解后生成的0.1 mol cu和0.05 mol

17、o2脱离该体系，即相当于0.1 mol cuo，因此若将溶液复原，则应加入0.1 mol cuo。(4)此时为电镀池，阳极反应为cu2e=cu2，阴极反应为cu22e=cu，因此若阴极上析出6.4 g铜，则阳极溶解6.4 g铜，电解后两铜片质量差为6.4 g6.4 g12.8 g，而电解液的ph不变。16(14分)(1)根据下图回答下列问题：打开k2，闭合k1。a极可观察到的现象是锌不断溶解；b极的电极反应为cu22e=cu。打开k1，闭合k2。a极可观察到的现象是a极上镀上了一层红色的铜；b极的电极反应为cu2e=cu2。(2)根据下图回答下列问题：将较纯净的cuso4溶液放入如图所示的装置中进行电解，石墨电极上的电极反应为4oh4e