人教版（2022）化学选择性必修一4.2电解池小节自测（A）卷（含解析）

2022—2022学年人教版（2022a）选择性必修一章节自我强化训练第四章化学反应与电能第二节电解池小节自测（A）卷1.用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为3:1的CuSO4溶液和NaCl溶液的混合溶液,不可能发生的反应是(

)++2H2O2Cu+4H++O2↑

++2Cl﹣Cu+Cl2↑

﹣+2H2O2OH﹣+H2↑+Cl2↑

↑+O2↑2.某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中,下列有关分析完全正确的是(

)选项ABCDa电极阳极阴极阳极阴极b电极正极正极负极负极Q离子阳离子阳离子阴离子阴离子A

、Y是两种单质,有如下转化关系:X+YZX+Y。若X是非金属单质,则Y(

)A.一定是金属单质

B.—定是非金属单质

C.可能是金属单质,也可能是非金属单质

D.可能是钠、钾、钙等活泼金属单质4.某工厂采用电解法处理含铬废水,耐酸电解槽用铁板作阴、阳极,槽中盛放含铬废水,原理如图所示,下列说法中正确的是(

)为电源负极

B.阳极区溶液中发生的氧化还原反应为Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O

C.阴极区附近溶液pH降低

D.若不考虑气体的溶解,当收集到H2(标准状况)时,有Cr2O72-被还原5.我国预计在2022年前后建成自己的载人空间站,可循环利用人体呼出的CO2并提供氧气。我国科学家设计了一种装置(如图所示),实现“太阳能—电能—化学能”的转化,电池总反应为2CO22CO+O2,下列有关说法中不正确的是(

)A.该装置属于电解池

极发生氧化反应,Y极发生还原反应

C.人体呼出的水蒸气参与Y极反应:CO2+H2O+2e-CO+2OH-

极每产生标准状况下气体,有2mol的OH-从Y极移向X极6.用石墨电极电解CuSO4溶液一段时间后,向所得溶液中加入0.2molCu(OH)2后,恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则电解过程中转移电子的物质的量为(

).4mol

.5mol

.6mol

.8mol7.电化学降解NO3-的原理如图所示。下列说法不正确的是(

)A.铅蓄电池的A极为正极,电极材料为PbO2

B.铅蓄电池在工作过程中负极质量增加

C.该电解池的阴极反应式为2NO3-+6H2O+10e-N2↑+12OH-

D.若电解过程中转移2mol电子,则质子交换膜两侧电解液的质量变化差(△m左-△m右)为8.如图,铁片、铜片和CuSO4溶液可以构成原电池或电解池,下列说法正确的是(

)A.构成原电池时,Cu极反应式为Cu-2e-=Cu2+

B.构成电解池时,Cu极质量可能减少也可能增加

C.构成电解池时,Fe极质量一定减少

D.构成的原电池或电解池在工作时的反应原理一定不同9.利用如图所示装置可以在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法正确的是(

)A.通电后,Ag+向阳极移动

B.银片与电源负极相连

C.该电解池的阴极反应可表示为Ag++e-Ag

D.当电镀一段时间后,将电源反接,铜牌可恢复如初10.下图中能验证饱和食盐水(含酚酞)电解产物的装置是(下列各图中的电极均为惰性电极)(

)A.

B.

C.

D.11.用Pt电极电解含有Ag+、Cu2+和X3+各的溶液,阴极析出固体物质的质量m(g)与回路中通过电子的物质的量n(mol)的关系如图所示。则下列氧化性强弱的判断中正确的是(

)+>X3+>Cu2+>H+>X2+

+>Cu2+>X3+>H+>X2+

+>X3+>Ag+>X2+>H+

+>Ag+>X3+>H+>X2+12.关于下列图示说法正确的是(

)A.甲池通入O2的电极的反应为O2+4e-+4H+2H2O

B.乙池Ag电极增重g,溶液中将通过mol电子

C.反应一段时间后,向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体,能使CuSO4溶液恢复到原浓度

D.甲池中消耗280mLO2(标准状况),此时丙池中理论上最多产生g固体13.以铜为电极,amol·L-1的硫酸铜溶液作电解液,对含有铁、锌、银的粗铜进行电解精炼,下列叙述中正确的是(

)①粗铜应与电源的负极相连;②当有1mol精铜析出时,就有2NA个电子通过电解质溶液;③阴极上的反应只有Cu2++2e-Cu;④电解结束时,c(CuSO4)<amol·L-1;⑤杂质银以Ag2SO4的形式沉入电解池中形成“阳极泥”。A.②③

B.①③⑤

C.①②④⑤

D.③④14.下列描述错误的是(

)A.利用海水可以制取镁、溴、碘等物质

B.电解精炼铜(粗铜中含少量Fe、Zn、Pt)的电解后溶液中,存在的金属阳离子只有Fe2+、Zn2+

C.用惰极电极电解饱和食盐水可以制取烧碱、氯气、氢气

D.在镀件上电镀铜时,电镀过程中阳极减少的质量等于阴极增加的质量15.如图是某课题组设计的一种利用电解原理制取H2O2并用来处理工业废氨水的装置。为了不影响H2O2的产量,需向废氨水中加入适量硝酸调节溶液的pH约为5。下列说法正确的是(

)A.阴极的电极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑

B.阳极的电极反应式为O2+2H++2e-H2O2

C.处理废氨水的过程中所发生的反应为3H2O2+2NH3·H2O8H2O+N2↑

D.工作过程中阳极附近溶液的PH逐渐增大16.如图所示装置中，X是铁，Y是石墨电极，a是硫酸钠溶液，实验开始前，在U形管的两边同时各滴入几滴酚酞试液，下列叙述正确的是(

)A.闭合，断开，X极放出

B.闭合，断开，Y极为阳极

C.闭合，断开，Y极的电极反应式为

D.闭合，断开，工作一段时间后，X电极附近显红色17.工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质镍的原理如图所示。下列说法不正确的是(

)

已知：①Ni2＋在弱酸性溶液中发生水解②氧化性：Ni2＋(高浓度)＞H＋＞Ni2＋(低浓度)A．碳棒上发生的电极反应：4OH－－4e－=O2↑＋2H2OB．电解过程中，B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小C．为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pHD．若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应总方程式发生改变18.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100mL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:__________（2）.若在如图1所示的装置中发生了1中的反应,则X电极是__________(填“正极”或“负极”),电极反应式是__________.（3）.铜片完全溶解时,所得溶液中Fe3+、Cu2+、H+的浓度均为·L-1(假设溶液体积不变),现用电解方法回收铜,装置如图2所示。①

电解开始阶段,阳极的电极反应式为__________,阴极的电极反应式为__________.②

判断溶液中的Cu2+已完全析出的现象是__________。当恰好完全析出时,转移电子的物质的量为__________19.如图所示甲、乙是电化学实验装置:（1）.若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液。①甲中石墨棒上的电极反应式为__________。②乙中总反应的离子方程式为__________。③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:①甲中铁棒上的电极反应式为__________。②如果起始时乙中盛有200mLpH=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。20.已知铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。现用如图装置进行电解实验,测得当铅蓄电池中转移电子时,铁电极的质量减少.请回答下列问题:（1）.A是铅蓄电池的__________极,铅蓄电池的正极反应式为__________,放电过程中电解液的密度(忽略电解液的体积变化)__________(填“减小”“增大”或“不变”)。

（2）.Ag电极的电极反应式是__________,该电极的电极产物有__________g.

（3）.Cu电极的电极反应式是__________,CuSO4溶液的浓度__________(填“减小”“增大”或“不变”)。（4）.如图表示电解进行过程中某个物理量x随时间t的变化曲线,其中曲线Ⅰ表示左侧U形管中的变化.曲线Ⅱ表示右侧U形管中的变化,则x表示(

)形管中产生的气体的体积

形管中阳极质量的减少量

形管中阴极质量的增加量21.以甲醇为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池,得到广泛的研究,如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题:（1）.B极上的电极反应式为_______________________________。

（2）.若用该燃料电池作电源,用石墨作电极电解硫酸铜溶液,当阳极收集到(标准状况)气体时,消耗甲醇的质量为__________g,若要使溶液复原,可向电解后的溶液中加入的物质有__________。（3）.目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。①如图示意用石墨作电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。若用上述甲醇燃料电池进行电解,则电解池的电极a接甲醇燃料电池的__________(填“A”或“B”)极,写出阳极产生ClO2的电极反应式:_____________________________________。②电解一段时间,当阴极产生的气体体积为112mL(标准状况)时,停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为__________mol。22.如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯分别盛放100g5%NaOH溶液、足量溶液和100g10%溶液，电极均为石墨电极。（1）接通电源，一段时间后，测得丙中溶液的质量分数为%，乙中c电极质量增加。则①电源的N端为极；②电极b上发生的电极反应为；③电极b上生成的气体在标准状况下的体积为L；④电解前后丙中溶液的pH（填“增大”“减小”或“不变”）。（2）乙装置中如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行（填“能”或“不能”），原因是。23.铬是常见的过渡金属之一，研究铬的性质具有重要意义。（1）在如图装置中，观察到装置甲铜电极上产生大量的无色气体；而装置乙中铜电极上无气体产生，铬电极上产生大量红棕色气体。由此可得到的结论是_____________。（2）工业上使用下图装置，采用石墨作电极电解溶液，使转化为，其转化原理为_____________________。（3）和均易溶于水，它们是工业废水造成铬污染的主要原因。要将Cr（Ⅵ）转化为Cr（Ⅲ）常见的处理方法是电解法。将含的废水通入电解槽内，用铁作阳极，在酸性环境中，加入适量的NaCl进行电解，使阳极生成的和发生反应，其离子方程式为________________。阴极上、、都可能放电。若放电，则阴极的电极反应式为_______________；若放电，则阴极区形成和沉淀，已知常温下，，则常温下阴极区溶液pH的范围为_______________。

参考答案1.答案：C解析：由n(CuSO4):n(NaCl)=3:1得n(Cu2+):n(Cl-)=3:1,由于阴离子的放电顺序为Cl->OH->,阳离子的放电顺序为Cu2+>H+>Na+,故该电解过程分为三个阶段.第一阶段,电解CuCl2溶液:Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑;第二阶段,电解CuSO4溶液:2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑;第三阶段,电解H2SO4和Na2SO4溶液:2H2O2H2↑+O2↑。2.答案：B解析：根据题图知,该装置有外接电源,所以属于电解池,根据电子流向知,c是负极,d是正极.a是阴极,b是阳极,电解时,电解质溶液中阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,则Q是阳离子,P是阴离子,故B正确3.答案：C解析：当X是Cl2,Y是H2、Cu等单质时,电解Z的水溶液可得到原单质,故C项正确,A、B项错误。若Y是钠、钾、钙等活泼金属单质,则电解Z的水溶液得不到单质Y,故D项错误。4.答案：B解析：由图可知,右侧生成氢气,发生还原反应,右侧铁板为阴极,故左侧铁板为阳极,A为电源正极,故A错误;左侧铁板为阳极,铁放电生成Fe2+,Fe2+被溶液中的Cr2O72-氧化成Fe3+,反应的离子方程式为Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,故B正确;阴极区H+放电生成氢气,H+浓度减小,溶液的pH升高,故C错误;标准状况下,氢气的物质的量为·mol-1=,根据电子转移守恒可得n(Fe2+)×2)/2=mol,根据Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O可知,被还原的Cr2O72-的物质的量为×1/6=,故D错误。5.答案：D解析：该装置能实现“太阳能—电能—化学能”的转化,将电能转化为化学能的装置为电解池,故A正确;根据图中电子的流向"X→Y”可知,X极为阳极,失电子,发生氧化反应,Y极为阴极,得电子,发生还原反应,故B正确;Y为阴极,根据总反应可知,阴极上CO2得电子生成CO,电极反应为CO2+H2O+2e-CO+2OH-,故C正确;X极为阳极,OH-在阳极放电生成氧气,电极反应为4OH--4e-2H2O+O2↑,每产生标准状况下O2,阳极有4molOH-放电,根据溶液呈电中性原理,X电极区阴离子减少,则会有4molOH-从Y极透过阴离子交换膜移向X极,故D错误。6.答案：D解析：将Cu(OH)2改写为CuO·H2O,根据CuO·H2O知,阳极上OH-放电生成O2,阴极上Cu2+和H+放电生成Cu和H2,根据氧原子守恒得n(O2)=n[Cu(OH)2]=,则转移电子的物质的量为mol×4=,故D正确7.答案：D解析：由原理示意图可知,硝酸根离子转化为氮气,发生还原反应,右侧电极为电解池的阴极,则B极为电池的负极、A极为电池的正极,铅蓄电池的负极材料为Pb,正极材料为PbO2,A项正确:铅蓄电池在工作时负极上铅失去电子转化为硫酸附着在电极上,电极质量增加,B项正确;电解池中阴极反应式为2NO3-+6H2O+10e-N2↑+12OH-,阳极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,若电解过程中转移2mol电子,则左侧池中产生氧气,同时有2mol氢离子经过质子交换膜到达右侧溶液中,右侧池中产生氮气,因此左侧电解液的质量减少18g,右侧电解液的质量减少g,两侧电解液的质量变化差为,故C项正确,D项不正确:8.答案：B解析：铁的活动性强于铜,构成原电池时,铁作负极,铜作正极,Cu极反应式为Cu2++2e-=Cu,A错误。构成电解池,Cu作阳极时,不断溶解,质量减少;Cu作阴极时,有金属在该电极上析出,电极质量增加,B正确。构成电解池时,Fe极作阴极,有金属在该电极上析出,质量增加,C错误。原电池或电解池在工作时的反应原理都是在两极发生了氧化还原反应,D错误。9.答案：C解析：铜牌上镀银,银片为阳极,Ag+向阴极移动,阴极反应为Ag++e-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均会溶解,铜牌不可能恢复如初.10.答案：D解析：电解饱和食盐水时,阳极产物是Cl2,阴极产物是H2、NaOH,根据图中的电子流向先确定装置中电海的正、负极,从而确定电解池的阴、阳极,然后判断电极产物以及检验方法,D选项符合题意。11.答案：A解析：本题考査物质氧化性强弱的比较、电解池。由图象可知,通过电子时析出固体是Ag,再通过电子时固体质量不变,应该是X3+变成了X2+,再通过电子时固体质量增加应为Cu,最后固体的质量不再增加,应为H+放电,X应为H前活泼金属。故A项正确。其他B、C、D项均错误。12.答案：D解析：甲池是燃料电池,通入O2的电极为正极,电解质溶液为KOH溶液,电极反应为O2+4e-+2H2O4OH-,故A错误;乙池是电解池,Ag电极是阴极,析出Cu,增重g铜的物质的量为mol,转移mol电子,但电子不能在溶液中通过,故B错误;乙池是电解池,电解后生成硫酸、铜和氧气,要想复原原溶液,则应加入氧化铜,故C错误;甲池中,根据电极反应式:O2+2H2O+4e-4OH-,消耗280mL(标准状况下mol)O2,转移电子mol,丙池中,在阴极上H+放电,同时生成OH-,Mg2+和OH-反应生成Mg(OH)2沉淀,理论上产生Mg(OH)2的质量最多应该是mol×1/2×58g·mol-1=,故D正确。13.答案：D解析：电解精炼铜利用的是电解原理,在电解池中粗铜作阳极,与电源正极相连,根据放电顺序:锌>铁>铜>银,锌、铁、铜先后失电子变成离子,而银沉积形成阳极泥;纯铜作阴极,与电源负极相连,发生还原反应:Cu2++2e-Cu,有大量铜析出,所以①⑤错误,③正确。电子只经过外电路,在电解池中发生的是离子的移动,②错误。由于阳极失电子的有锌、铁、铜,阴极析出的只有铜,所以随着电解进行,铜离子的浓度逐渐减小,④正确,故D正确14.答案：B解析：海水中含有镁、溴、碘等元素,因此利用海水可以制取镁、溴、碘等物质,A项正确电解精炼铜(粗铜中含少量Fe、Zn、Pt)的电解后溶液中,存在的金属阳离子除了有Fe2+、Zn2+外,可能还有Cu2+,B项错误。用惰性电极电解饱和食盐水时,阳极是氯离子放电,其产物是氯气;阴极是水电离出的氢离子放电,其产物是氢气和氢氧化钠,C项正确镀铜时,镀件作阴极,铜作阳极,含有Cu2+的溶液作电镀液,所以镀铜过程中阳极减少的质tt等于阴极增加的质量,D项正确15.答案：C解析：根据题给装置图可知,阳极的电极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑,阴极的电极反应式为O2+2H++2e-H2O2,故A、B项错误根据题图可知,H2O2可将NH3·H2O氧化为N2,C项正确根据电极反应式可知,工作过程中阳极上生成氢离子.所以阳极附近溶液的pH逐渐减小,D项错误,16.答案：D解析：闭合，断开，此时装置为原电池，铁为负极，石墨为正极，发生铁的吸氧腐蚀，X极反应为，无氢气放出，A、B错误；闭合，断开，此时装置为电解池，X为阴极，电极反应为，使滴入的酚酞变红，Y为阳极，电极反应为，C错误，D正确。17.答案：C解析：A、由图知,碳棒与电源正极相连是电解池的阳极,电极反应,A正确;B、因在弱酸性溶液中易发生水解;氧化性:(高浓度)(低浓度),为了提高的产率,电解过程中需要控制废水,B正确;C、镀镍铁棒与电源负极相连是电解池的阴极,电极反应。电解过程中为平衡、中的电荷,中的和中的分别通过阳离子膜和阴离子膜移向中,这使中溶液的物质的量浓度不断增大,C错误;D、若将图中阳离子膜去掉,由于放电顺序,则移向阳极放电:,电解反应总方程式会发生改变,D正确;答案选C。点睛:本题考查了电解池原理的分析判断,主要是电解反应,电解产物判断,电解过程中溶液酸碱性的分析应用,掌握电解原理是关键。难点是电极反应式的书写,注意溶液的酸碱性、离子的放电顺序和交换膜等18.答案：（1）.Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+

（2）.负极Cu-2e-Cu2+

（3）.①2H2O-4e-O2↑+4H+;Fe3++e-Fe2+②阴极(或铜片)表面开始有气泡生成mol解析：19.答案：（1）.

O2+2H2O+4e-=4OH-

;2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑

;5Cl2+I2+6H2O=10HCl+2HIO3

（2）.Fe-2e-=Fe2+

CuO

(或CuCO3)

(或解析：20.答案：（1）.负;PbO2+4H+++2e-PbSO4+2H2O;减小

（2）.2H++2e-H2↑;

（3）.Cu-2e-Cu2+;不变

（4）.B解析：（1）.当铅蓄电池中转移电子时,铁电极的质量减少,说明铁电极作阳极,银电极作阴极,阴极连接原电池的负极,所以A是铅蓄电池的负极,B是铅蓄电池的正极,正极上二氡化铅得电子发生还原反应,电极反应式为PbO2+4H+++2e-PbSO4+2H2O.由于放电过程中消耗H2SO4,故电解液的密度减小

（2）.阴电极作阴极,电解稀硫酸时,上氢离子放电生成氢气,电极反应式为2H++2e-H2↑,根据得失电子守恒可知,生成氮气的质量为2×2g·mol-1=

（3）.铜电极作阳极,阳极上销失电子发生氧化反应,电极反应式为Cu-2e-Cu2+,阴极上铜离子得电子发生还原反应