2022-2023学年鲁科版选择性必修1 第1章 第3节　第1课时　电解的原理 作业

1、第3节电能转化为化学能电解第1课时电解的原理课时作业巩固选题表考查点基础巩固能力提升电解池概念、原理1,26电解类型47电解法制备物质38电解计算5,9基础题组1.(2021福建福州期中)用惰性电极电解Na2SO4、AgNO3、KCl的混合液,最先从阴极和阳极上析出的物质分别是(B)A.H2和Cl2 B.Ag和Cl2C.H2和O2 D.Ag和O2解析:用惰性电极电解Na2SO4、AgNO3、KCl的混合液,溶液中Ag+、H+、K+、Na+向阴极移动,Ag+最先在阴极得到电子发生还原反应生成Ag,溶液中Cl-、OH-、NO3-、SO42-向阳极移动,Cl-最先在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气,

2、故选B。2.(2021福建龙岩开学考)用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验,则下表中各项所列对应关系均正确的一项是(A)选项X极实验前U形管中液体通电后现象及结论A负极CuCl2溶液b管中有气体逸出B负极NaOH溶液溶液pH降低C正极Na2SO4溶液U形管两端滴入酚酞后,a管中呈红色D正极AgNO3溶液b管中电极反应是4OH-4e-O2+2H2O解析:X极为负极,则b管中石墨电极为阳极,电解CuCl2溶液时,阳极氯离子被氧化生成氯气,所以b管中有气体逸出,A正确;电解NaOH溶液的实质是电解水,所以NaOH的浓度会增大,pH增大,B错误;X极为正极,a管中石墨电极为阳极

3、,b管中石墨电极为阴极,电解Na2SO4溶液的实质是电解水,H+在阴极区放电,故在阴极区有大量的OH-,OH-在阳极区放电,故在阳极区有大量的H+,滴入酚酞后,b管中呈红色,a管中呈无色,C错误;X极为正极,则b管中石墨电极为阴极,电解AgNO3溶液时,阴极反应为Ag+e-Ag,D错误。3.(2021江苏南京月考)铝的阳极氧化法表面处理技术原理如图所示,通电后可使铝制品表面生成一层致密的氧化膜,从而增强铝制品的抗蚀性能,下列说法正确的是(B)A.碳棒上的电极反应为2H2O+2e-H2+2OH-B.铝制品表面发生的主要反应为2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+C.通电后,铝制品表面生成的致

4、密氧化膜可溶于硫酸D.电解过程中SO42-向碳棒移动解析:溶液中的溶质为强电解质硫酸,因此碳棒上的电极反应为2H+2e-H2,A错误;电解时,铝制品表面生成氧化膜,则发生的主要反应为2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+,B正确;铝制品表面的氧化膜具有优良的抗蚀性能,不溶于硫酸,C错误;SO42-带负电荷,电解过程中向阳极即铝制品移动,D错误。4.从H+、Cu2+、Na+、SO42-、Cl-五种离子中选择并恰当地组成电解质,按下列要求进行电解。(1)以石墨为电极,使电解质质量减少,水质量不变,进行电解,则可采用的电解质是。(2)以石墨为电极,使电解质质量不变,水质量减少,进行电解,则可采用

5、的电解质是。(3)以石墨为阳极,铁棒为阴极,使电解质和水的质量都减少,进行电解,则电解质是。(4)以石墨为电极进行电解,若阴极析出金属,阳极放出O2时,电解质的化学式可能是。(5)以石墨为电极进行电解,两极分别放出气体,且体积之比为11时,电解质的化学式可能是。解析:(1)石墨是惰性电极,惰性电极电解CuCl2溶液或者HCl溶液时,电解质质量减少,水质量不变。(2)石墨是惰性电极,惰性电极电解Na2SO4溶液、H2SO4溶液或NaHSO4溶液时,氢离子、氢氧根离子放电,则电解质质量不变,水质量减少。(3)石墨棒为阳极,铁棒为阴极,电解CuSO4溶液、NaCl溶液时,铜离子和氢氧根离子、氯离子和

6、氢离子放电,所以电解质和水质量都减少。(4)以石墨为电极进行电解,惰性电极电解CuSO4溶液,阴极铜离子放电析出铜,阳极水中氢氧根离子放电生成O2。(5)以石墨为电极进行电解,惰性电极电解HCl溶液或者NaCl溶液,阴极是氢离子放电产生氢气,阳极是氯离子放电产生氯气,两极分别放出气体,且体积之比为11。答案:(1)HCl、CuCl2(2)H2SO4、Na2SO4、NaHSO4(3)CuSO4、NaCl(4)CuSO4(5)HCl、NaCl能力题组5.(2021江苏南京月考)银锌电池工作时的总反应为Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag。以该电池为电源,使用惰性电极电解100 mL 1 m

7、olL-1NaOH溶液,下列说法不正确的是(C)A.电池的正极反应为Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-B.电池正极生成1.08 g Ag时,负极消耗0.325 g ZnC.电解池中阳极生成标准状况下224 mL O2时,阴极生成0.92 g NaD.电解池中阴、阳两极均生成气体,理论上同温、同压下两者的体积之比为21解析:根据银锌电池工作时的总反应可知,电池的正极反应物Ag2O放电后生成Ag,配平可得电池的正极反应为Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-,A正确;电池反应时两极的物质比例关系为Zn2Ag,因此正极生成1.08 g Ag时,负极消耗0.325 g Zn,B正确;电解时,阴

8、极的放电顺序为H+Na+,阴极不能生成Na,C错误;电解池的总反应为2H2O2H2+O2,因此阴、阳两极均生成气体,理论上同温、同压下两者的体积之比为21,D正确。6.(2021河南南阳月考)用多孔石墨电极完成下列实验:实验操作现象中a、b两极均产生气泡中a极上析出红色固体中a极上析出银白色固体下列对实验现象的解释或推测不合理的是(C)A.中,b极反应:2H2O-4e-O2+4H+B.中,析出红色固体:Cu2+H2Cu+2H+C.中,只可能发生反应:2Ag+CuCu2+2AgD.中,a极上既发生了化学变化又发生了物理变化解析:中b极连接电源正极,所以是阳极,发生氧化反应,故电极反应为2H2O-

9、4e-O2+4H+,A不符合题意;中产生了铜单质,是由于多孔电极中吸附了氢气,则说明氢气置换出了铜,Cu2+H2Cu+2H+,B不符合题意;银的产生也有可能是氢气置换出银,离子方程为2Ag+H22Ag+2H+,C符合题意;中a极是电解池阴极,产生氢气是化学变化,多孔电极吸附氢气是物理变化,D不符合题意。7.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(方括号内物质),能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是(B)A.AgNO3AgNO3B.NaOHH2OC.NaClNaClD.CuSO4Cu(OH)2解析:电解AgNO3溶液,总反应为4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3,恢复到

10、原来的成分和浓度,需要加入Ag2O或Ag2CO3,故A错误;电解NaOH溶液,实质上是电解水,恢复到原来的成分和浓度,需要加入一定的水,故B正确;电解NaCl溶液,总反应为2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,恢复到原来的成分和浓度,需要通入一定量的HCl气体,故C错误;电解CuSO4溶液,总反应为2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4,恢复到原来的成分和浓度,需要加入一定量的CuO或CuCO3,故D错误。8.(2021山东实验中学期中)电有机合成反应温和高效,体系简单,环境友好。电解合成1,2二氯乙烷的实验装置如图所示。下列说法中不正确的是(D)A.该装置工作时,NaCl溶

11、液的浓度不断减小B.液相反应中,C2H4被氧化为1,2二氯乙烷C.该装置总反应为CH2CH2+2H2O+2NaClH2+2NaOH+ClCH2CH2ClD.当电路中转移2 mol电子时就有2 mol Na+通过离子交换膜Y进入氯化钠溶液解析:由题图可知,钠离子进入阴极区,氯离子进入阳极区,NaCl溶液的浓度逐渐减小,故A正确;CuCl2能将C2H4氧化为1,2二氯乙烷,故B正确;以NaCl和CH2CH2为原料合成1,2二氯乙烷中,CuClCuCl2CuCl,CuCl循环使用,其实质是NaCl、H2O与CH2CH2反应,所以总反应为CH2CH2+2H2O+2NaClH2+2NaOH+ClCH2C

12、H2Cl,故C正确;阴极H2O放电生成NaOH,所以Na+应通过离子交换膜Y进入阴极区,故D不正确。9.(2021山东实验中学期中)如图所示的装置中,若通入直流电5 min时,铜电极质量增加21.6 g,试回答:(1)若电源为碱性乙醇燃料电池,则电源电极X的电极反应为 。(2)pH变化:A,B,C(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)若A中KCl足量且溶液的体积是200 mL,电解后,溶液中OH-的物质的量浓度为molL-1(假设电解前后溶液的体积无变化)。(4)通电5 min后,B中共收集2 240 mL气体(标准状况),溶液体积为200 mL,则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为mol

13、L-1(设电解前后溶液体积无变化),若要使B中溶液恢复到电解前的状态,需要加入的物质以及相应的物质的量正确的是(填字母)。A.0.05 mol CuOB.0.05 mol CuO和0.025 mol H2OC.0.05 mol Cu(OH)2D.0.05 mol CuCO3和0.05 mol H2O解析:铜电极质量增加21.6 g即得到银单质21.6 g,其物质的量为0.2 mol,说明铜为阴极,则X为负极,Y为正极。(1)若电源为碱性乙醇燃料电池,根据上述分析,X为负极,乙醇在负极反应,则X的电极反应为C2H5OH+16OH-12e-2CO32-+11H2O。(2)A是放氢生碱型,溶液pH增

14、大,B为放氧生酸型,溶液pH减小,C中阴极析出银单质,阳极上的银失去电子变成银离子,理论上AgNO3溶液的物质的量浓度不变,溶液pH不变,因此三个装置中溶液pH变化为A增大,B减小,C不变。(3)根据题意和关系式AgOH-,则n(OH-)=0.2 mol,A中KCl足量且溶液的体积是 200 mL,电解后,溶液中OH-的物质的量浓度为0.2mol0.2 L=1 molL-1。(4)通电5 min后,B中共收集2 240 mL气体(标准状况)即气体物质的量为0.1 mol,根据关系式4AgO2,B中阳极生成氧气0.05 mol,则阴极得到氢气为0.05 mol,再根据得失电子守恒,铜得到电子的物

15、质的量是0.2 mol-0.05 mol2=0.1 mol,则溶液中铜离子物质的量为n(Cu2+)=0.05 mol,溶液体积为200 mL,则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为0.05mol0.2 L=0.25 molL-1。电解过程中得到0.05 mol Cu、0.05 mol H2、0.05 mol O2,若要使B中溶液恢复到电解前的状态,需要加入的物质以及相应的物质的量与电解过程中得到的物质相当,0.05 mol CuO与0.05 mol Cu、0.05 mol H2、0.05 mol O2不相当,故A错误;0.05 mol CuO和0.025 mol H2O与0.05 mol Cu、0.05 mol H2、0.05 mol O2不相当,故B错误;0.05 mol C