试题君之课时同步君2016-2017学年高二化学人教版选修4 （第4

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绝密★启用前 人教版·选修4 第四章 第三节 第24课时 电解原理 一、选择题 ‎1．下列叙述正确的是(　　)‎ ‎①电解池是将化学能转变成电能的装置 ‎②原电池是将电能转变成化学能的装置 ‎③金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化 ‎④电解池两个电极材料可以相同 A．①②③④ B．③④ ‎ C．②③④ D．③‎ ‎2．如图所示的装置能够组成电解池的是(　　)‎ ‎3．用石墨作电极，电解1 mol·L-1下列物质的溶液，溶液的pH保持不变的是(　　)‎ A．HCl B．NaOH C．Na2SO4 D．NaCl ‎ ‎4．用惰性电极电解下列各组物质的水溶液时，发生的电极反应完全相同的是(　　)‎ A．NaOH、H2SO4 B．CuCl2、Cu(NO3)2‎ C．Na2SO4、NaCl D．KNO3、AgNO3‎ ‎5．用铂作电极电解某种溶液，通电一段时间后，溶液的pH变小，并且在阳极得到0.56 L气体，阴极得到1.12 L气体(两种气体均在相同条件下测定)。由此可知溶液可能是(　　)‎ A．稀盐酸 B．KNO3溶液 C．CuSO4溶液 D．稀硫酸 ‎6．电解CuCl2与NaCl的混合溶液，阴极上和阳极上最先析出的物质为(　　)‎ A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2 C．H2和O2 D．Cu和O2‎ ‎7．在水中加等物质的量的Ag＋、Pb2＋、Na＋、SO42－、NO3－、Cl－‎ ‎，该溶液放在用惰性电极作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物质量比为(　　)‎ A．35.5∶108 B．16∶207 C．8∶1 D．108∶35.5‎ ‎8．在100 mL H2SO4和CuSO4的混合溶液中，用石墨作电极进行电解，两极均收集到2.24 L气体(标准状况)，则原混合溶液中Cu2＋的物质的量浓度为(　　)‎ A．1 mol·L－1 B．2 mol·L－1 C．3 mol·L－1 D．4 mol·L－1‎ ‎9．同温、同压下，用惰性电极在U形管中电解下列物质的水溶液，消耗相同的电量，生成气体体积最大的是(　　)‎ A．饱和食盐水 B．CuCl2溶液 C．CuSO4溶液 D．NaOH溶液 ‎10．用惰性电极电解足量的Cu(NO3)2溶液，下列说法中不正确的是(　　)‎ A．阴极发生的电极反应为Cu2++2e－Cu B．阳极发生的电极反应为4OH--4e－2H2O+O2↑‎ C．若有6.4 g金属Cu析出，放出的O2为0.05 mol D．恰好电解完时，加入一定量的Cu(NO3)2溶液可恢复到原来的浓度 ‎11．下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是(　　)‎ A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2‎ B．NaOH、CuSO4、H2SO4‎ C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2‎ D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2‎ ‎12．把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，则析出钾、镁、铝的质量之比为(　　)‎ A．1∶2∶3 B．3∶2∶1‎ C．6∶3∶1 D．13∶4∶3‎ ‎13．用惰性电极电解2 L 1.0 mol·L-1 CuSO4溶液，在电路中通过0.5 mol电子后，调换正负极继续电解，电路中又通过了1 mol电子，此时溶液中c(H+)(假设溶液体积不变)为(　　)‎ A．1.5 mol·L-1 B．0.75 mol·L-1‎ C．0.5 mol·L-1 D．0.25 mol·L-1‎ 二、非选择题 ‎14．如图所示，甲是刚浸过NaCl溶液的石蕊试纸，A、B两铜片通过导线连接电源两极，在铜片间的滤纸上滴一滴KMnO4溶液，通电一段时间后，发现A、B间的紫红色圆点向A极移动了一段距离，则与A相连的是电源的　　 极，可发现滤纸的B极边沿附近有　　　　色出现。 ‎ ‎15．如图，p、q为直流电源的两极，A由+2价金属单质X制成，B、C、D为铂电极，接通电源，金属X沉积于B极，同时C、D产生气泡。‎ 试回答；‎ ‎(1)p为　　　　极，A极发生了　　　　反应。 ‎ ‎(2)C为　　　　极，试管里收集到的气体是　　　　　;D为　　　　极，试管里收集到的气体是　 。 ‎ ‎(3)C极的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)当反应进行一段时间后，A、B电极附近溶液的pH　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 ‎ ‎(5)当电路中通过0.004 mol电子时，B电极上沉积金属X为0.128 g，则此金属的摩尔质量为　　　　。 ‎ ‎16．如图，p、q为直流电源两极，A为＋2价金属单质X制成，B、C、D为铂电极，接通电源，金属X沉积于B极，同时C、D产生气泡。试回答：‎ ‎(1)p为________极，A极发生了________反应。‎ ‎(2)C试管里收集到的气体是________，电极方程式是________________________________。‎ ‎(3)在电解过程中，测得的C、D两极上产生的气体的实验数据如下：‎ 时间(min)‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ 阴极生成气体体积 ‎(cm3)‎ ‎6‎ ‎12‎ ‎20‎ ‎29‎ ‎39‎ ‎49‎ ‎59‎ ‎69‎ ‎79‎ ‎89‎ 阳极生成气体体积 ‎(cm3)‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎7‎ ‎11‎ ‎16‎ ‎21‎ ‎26‎ ‎31‎ ‎36‎ ‎41‎ 仔细分析以上实验数据，请说出可能的原因：_______________________________________________________‎ ‎______________________________________________________。‎ ‎(4)当反应进行一段时间后，A、B电极附近溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。‎ ‎(5)当电路中通过0.004 mol电子时，B电极上沉积金属X为0.128 g，则此金属的摩尔质量为________。‎ ‎17．如下图所示装置中，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：‎ ‎①电源的N端为________极；‎ ‎②电极b上发生的电极反应为：________；‎ ‎③列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积：________；‎ ‎④电极c的质量变化是________g；‎ ‎⑤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？‎ 人教版·选修4 第四章 第三节 第24课时 电解原理 参考答案与解析 一、选择题 ‎1． ‎ ‎【答案】B ‎【解析】电解质溶液导电发生了氧化还原反应，是化学变化；金属导电仅是电子的定向移动，是物理变化。电解池的两极只要能导电即可。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】容易 ‎2． ‎ ‎【答案】D ‎【解析】形成电解池要有外接电源，形成闭合回路，答案选D。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】容易 ‎3． ‎ ‎【答案】C ‎【解析】电解HCl溶液，阴极析出H2，阳极析出Cl2，溶液pH升高；电解NaOH溶液，相当于电解水，溶液pH升高；电解Na2SO4溶液，相当于电解水，溶液pH不变；电解NaCl溶液，阴极析出H2，阳极析出Cl2，溶液pH升高。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】容易 ‎4．‎ ‎【答案】A ‎【解析】用惰性电极电解NaOH、H2SO4的水溶液时实质均为电解水，电极反应均相同，A正确；电解B、C两组溶液时，阳极反应不同，阴极反应相同，B、C错误；电解KNO3、AgNO3两组溶液，阳极反应相同，阴极反应不同，D错误。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】容易 ‎5． ‎ ‎【答案】D ‎【解析】阳极与阴极产生的气体体积比为＝，相当于电解水，pH变小说明电解了含氧酸的水溶液，答案选D。‎ ‎【难度】一般 ‎6．‎ ‎【答案】B ‎【解析】溶液中Cu2＋、H＋、Na＋移向阴极，Cu2＋先放电得到Cu；Cl－、OH－移向阳极，Cl－先放电得到Cl2，答案选B。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】一般 ‎7．‎ ‎【答案】C ‎【解析】溶液中的六种离子，有四种发生反应生成沉淀，Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Pb2＋＋‎ SO42－PbSO4↓，最后溶液就成了NaNO3溶液；而电解NaNO3溶液，实质上就是电解水，电 解方程式为2H2O2H2↑＋O2↑。氧化产物和还原产物的质量之比为m(O2)∶m(H2)＝‎ ‎(1 mol×32 g·mol－1)∶(2 mol×2 g·mol－1)＝8∶1，即C项正确。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】较难 ‎8．‎ ‎【答案】A ‎【解析】两极均收集到气体时，阴极是Cu2＋放电后，H＋又放电生成氢气；阳极是OH－放电生成氧气。n(H2)＝n(O2)＝2.24 L/22.4 L·mol－1＝0.1 mol，由电子守恒得n(Cu2＋)×2＋n(H2)×2＝n(O2)×4，即：c(Cu2＋)×0.1 L×2＋0.1 mol×2＝0.1 mol×4，解得：c(Cu2＋)＝1 mol·L－1。答案选A。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】较难 ‎9． ‎ ‎【答案】A ‎【解析】电解饱和食盐水，两极分别产生氢气和氯气，假设转移2 mol电子，生成氢气和氯气各1 mol，共2 mol；而电解CuCl2溶液产生的气体只有氯气，转移2 mol电子，生成氯气1 mol；电解CuSO4溶液，产生的气体只有氧气，转移2 mol电子，生成氧气0.5 mol；电解NaOH溶液，两极分别产生氢气和氧气，转移2 mol电子，生成氢气1 mol、氧气0.5 mol，共1.5 mol。答案选A。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】一般 ‎10． ‎ ‎【答案】D ‎【解析】惰性电极电解足量的Cu(NO3)2溶液，阴极发生的电极反应为Cu2++2e－Cu，阳极发生的电极反应为4OH--4e－2H2O+O2↑，若有6.4 g金属Cu(即0.1 mol)析出，转移电子是0.2 mol，放出的O2为0.2 mol÷4=0.05 mol，恰好电解完时，应加入一定量的CuO溶液可恢复到原来的浓度。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】一般 ‎11．‎ ‎【答案】C ‎【解析】电解盐酸的方程式为2HClCl2↑+H2↑，A项错误；电解CuSO4溶液的方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑，B项错误；电解NaOH、H2SO4、Ba(OH)2的水溶液，都是电解水，C项正确；电解NaBr溶液的方程式为2NaBr+2H2O2NaOH+H2↑+Br2，D项错误。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】一般 ‎12．‎ ‎【答案】D ‎【解析】盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽，通电后阴极的电极反应式分别为K++e－K；Mg2++2e－Mg；Al3++3e－Al。如果转移的电子为1 mol，则分别得到K、Mg、Al为1 mol、 mol、 mol，其质量分别为1 mol×39 g·mol-1=39 g、 mol×24 g·mol-1=12 g、 mol×27 g·mol-1=9 g；故K、Mg、Al的质量之比为39∶12∶9=13∶4∶3。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】一般 ‎13．‎ ‎【答案】C ‎【解析】调换正负极前后电极反应式如下：‎ 调换前：阳极4OH－-4e－2H2O+O2↑，阴极2Cu2++4e－2Cu。调换后：阳极2Cu-4e－2Cu2+(先)，4OH－-4e－2H2O+O2↑(后)；阴极2Cu2++4e－2Cu。故电路中转移的1.5 mol电子中，只有1 mol由OH-放电同时产生H＋，即消耗的n(OH-)=1 mol，亦即溶液中积累的n(H+)=1 mol，则c(H+)=0.5 mol·L-1。‎ ‎【题型】选择题 ‎【难度】一般 二、非选择题 ‎14．‎ ‎【答案】正　 蓝 ‎【解析】当通电一段时间后，A、B间的紫红色圆点向A极移动了，由于紫红色是MnO4－的颜色，即MnO4－向A极移动，即阴离子向阳极移动，所以A为电解池的阳极(浸有NaCl溶液的石蕊试纸相当于电解池)，则与A相连的是电池的正极，B为阴极。阴极产生氢气，c(OH－)增大，遇石蕊变蓝。‎ ‎【题型】填空题 ‎【难度】容易 ‎15．‎ ‎【答案】(1)正　氧化 ‎(2)阳　氧气　阴　氢气 ‎(3)4OH－-4e-O2↑+2H2O ‎(4)不变　(5)64 g·mol-1‎ ‎【解析】(1)接通电源，X沉积于B极，说明B为阴极，则A为阳极，故q为负极，p为正极，A上发生氧化反应。‎ ‎(2)H2SO4电解池中，C为阳极，C试管内得O2，D为阴极，D试管内得H2。‎ ‎(4)A极；X-2e－X2+，B极；X2++2e－X，两极附近pH不变。‎ ‎(5)设X的摩尔质量为M g·mol-1，则 X2+　+　2e－　　X ‎ 2 mol M g ‎ 0.004 mol 0.128 g 得M=64。‎ ‎【题型】填空题 ‎【难度】一般 ‎16． ‎ ‎【答案】(1)正　氧化 ‎(2)氧气　4OH－－4e－===O2↑＋2H2O ‎(3)1～4 min C、D两极产生气体体积之比大于2∶1，4～10 min产生的气体体积之比等于2∶1，说明氧气在H2SO4溶液的溶解度比氢气大 ‎(4)不变　(5)64 g/mol ‎【解析】根据金属沉积于B极知，B为阴极，则：A为阳极、C为阳极、D为阴极，p为正极，q为负极；A极为阳极，故发生的反应为金属X失电子被氧化；由上面的分析知，C为阳极，其电极反应式为：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O；1～4 min C、D两极产生的气体体积比大于2∶1，4～10 min产生的气体体积之比等于2∶1，说明氧气在H2SO4溶液的溶解度比 氢气大；n(X2＋)＝＝0.002 mol，所以此金属的摩尔质量＝＝64 g/mol。‎ ‎【题型】填空题 ‎【难度】一般 ‎17． ‎ ‎【答案】(1)①正　②4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　③水减少的质量为：100 g×(1－)≈4.5 g，生成O2 的体积为：××22.4 L·mol－1＝2.8 L　④16　⑤碱性增大，因为电解后，水量减少，溶液中NaOH浓度增大　酸性增大，因为阳极上OH－生成O2，溶液中H＋浓度增加　酸碱性大小没有变化，因为K2SO4是强酸强碱盐，浓度增加不影响溶液的酸碱性 ‎(2)能继续进行，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应。‎ ‎【解析】(1)①乙中c电极质量增加，则c处发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu，即c为阴极，由此可推出b为阳极，a为阴极，M为负极，N为正极。丙中为K2SO4溶液，相当于电解水，设电解的水的质量为x，由电解前后溶质质量相等有：‎ ‎100 g×10.00%＝(100 g－x)×10.47%，得x≈4.5 g，故为0.25 mol，整个反应中转移0.5 mol电子，而整个电路是串联的，故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的。②甲中相当于电解H2O，阳极b处为阴离子OH－放电，即4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。③转移0.5 mol电子。则生成O2的物质的量为0.5 mol÷4＝0.125 mol，标准状况下的体积为0.125 mol×22.4 L·mol－1＝2.8 L。④Cu2＋＋2e－===Cu，转移0.5 mol电子，则生成m(Cu)＝×64 g·mol－1＝16 g。⑤甲中相当于电解水，故NaOH的浓度增大，pH变大；乙中阴极为Cu2＋放电，阳极为OH－放电，所以H＋增多，故pH减小；丙中为电解水，对于K2SO4而言，其pH几乎不变。(2)铜全部析出后，可以继续电解水。‎ ‎【题型】填空题 ‎【难度】一般