2020高中化学 电解原理（提高）巩固练习 新人教版选修4

2020高中化学 电解原理（提高）巩固练习 新人教版选修4

电解原理 ‎【巩固练习】‎ 一、选择题 ‎1．用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的pH下降的是（　　）。 ①CuSO4　②BaCl2　③AgNO3　④H2SO4‎ A．①② B．①③‎ C．①④ D．②④‎ ‎2．已知铜或银做电解池的阳极时能被氧化成金属离子，下图中四组装置分别通电一段时间后，溶液质量增加的是（　　）。‎ A． B． ‎ C． D． ‎ ‎3．关于铅蓄电池的说法正确的是（　　）‎ A．在放电时，正极发生的反应是 Pb(s)+SO42—(aq)=PbSO4(s)+2e—‎ B．在放电时，该电池的负极材料是铅板 C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小 D．在充电时，阳极发生的反应是 PbSO4(s)+2e—=Pb(s)+SO42—(aq）‎ ‎4．氢是一种清洁的可再生能源。上海最新研发的“超越”3号氢燃料电池轿车，每行驶‎100km仅耗氢‎1kg左右，同时消耗氧气约为（原子量：H—1，O—16）（   ）。‎ A． 100mol B． 250mol ‎ C． 500mol D． 1000mol ‎5．如图所示是电解CuCl2溶液装置，其中c、d为石墨电极，已知溶液中Cl－向c极移动，则下列有关判断正确的是（　）。‎ A．a为负极，b为正极 B．c为阳极，d为阴极 C．电解过程中，d极质量减小 5‎ D．电解过程中，Cl－浓度不变 ‎6．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是（　　）。‎ A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色 C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色 D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 ‎7．在水中加入等物质的量Ag+，Pb2+，K+，SO42－，Cl－，NO3－，再用惰性电极电解片刻，则氧化产物和还原产物的质量之比为（　　）。‎ A．35.5∶108 B．16∶207　‎ C．8∶1 D．35.5∶1‎ ‎8．用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质（中括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是（ ）。‎ A．CuCl2 [CuO] B．NaOH [NaOH] C．NaCl [HCl] D．Na2SO4 [NaOH]‎ ‎9．如图所示，X、Y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。符合这一情况的是下表中的（ ）。‎ a极板 b极板 X电极 Z溶液 A 锌 石墨 负极 CuSO4‎ B 石墨 石墨 负极 NaOH C 银 铁 正极 AgNO3‎ D 铜 石墨 负极 CuCl2‎ ‎10．取一张用饱和NaCl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，内圈为白色，外圈为浅红色。则下列说法错误的是（ ）。‎ ‎ A．b电极是阴极 ‎ B．a电极与电源的正极相连接 ‎ C．电解过程中，水是氧化剂 ‎ D．b电极附近溶液的pH变小 ‎11．关于右图所示装置的判断，叙述正确的是（ ）。‎ ‎ A．左边的装置是电解池，右边的装置是原电池 ‎ B．该装置中铜为正极，锌为负极 ‎ C．当铜片的质量变化为‎12.8 ‎g时，a极上消耗的O2在标准状况下的体积为‎2.24 ‎L ‎ D．装置中电子的流向是：a→Cu→经过CuSO4溶液→Zn→b ‎12．某电解池内盛有Cu(NO3)2溶液，插入两根电极，接通直流电源后，欲达到如下要求：（1）阳极质量不变；（2）阴极质量增加；（3）电解液pH减小，则应选用的电极是（　 ） 　　A．阴阳两极都用石墨　　　　　　　　　　　　　 B．铜作阳极铁作阴极 　　C．铁作阳极铜作阴极　　　　　　　　　　　　　 D．铂作阳极铜作阴极 ‎ 5‎ ‎13．常温时，将500 mL pH=5的CuSO4 溶液用石墨电极电解一段时间，测得溶液的pH变为2，若使溶液的浓度、pH与电解前相同，可采用的方法（　 ）。  　　A．向溶液中加入‎0.245g Cu(OH)2 　　　 　B．向溶液中加‎0.31g CuSO‎4 ‎　　C．向溶液中加0.0025 mol H2SO4并加热　　D．向溶液中加‎0.2g CuO ‎ 二、非选择题 ‎1．从H+、Cu2+、Ba2+、Na+、Cl－、SO42－ 6种离子中两两恰当地组成电解质，按下列要求进行电解，请填空：‎ ‎ （1）以碳棒为电极，使电解质的质量减少，水量不变，进行电解，则采用的电解质是________。‎ ‎ （2）以碳棒为电极，使电解质的质量不变，水量减少，进行电解，则采用的电解质是________。‎ ‎ （3）以铂为电极，使电解质和水量都减少，进行电解，则采用的电解质是________。‎ ‎2．工业上为了处理含有Cr2O72－的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬的含量已低于排放标准。请回答下列问题：‎ ‎ （1）两极发生反应的电极反应式 阳极：________；阴极：________。‎ ‎ （2）写出Cr2O72－变为Cr3+的离子方程式：________。‎ ‎ （3）工业废水由酸性变为碱性的原因是________。‎ ‎ （4）________（填“能”或“不能”）改用石墨作电极，原因是________。‎ ‎3．由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，应用如图所示电解实验可制得白色的纯净的Fe(OH)2沉淀，两电极的材料分别为石墨和铁。‎ ‎ （1）a电极材料应为________，b电极的电极反应式为________。‎ ‎ （2）电解液c可以是（ ）。‎ ‎ A．纯水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液 ‎ （3）d为苯，其作用为________，在加入苯之前，对c溶液应如何简单处理________。‎ ‎ （4）为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是（ ）。‎ ‎ A．改用稀硫酸作电解液 B．适当增大电源的电压 ‎ C．适当减小两电极间的距离 D．适当降低电解液的浓度 ‎【答案与解析】‎ 一、选择题 ‎1．B ‎【解析】阴极质量增加，说明溶液中含有不活泼金属的阳离子；电解液的pH下降，说明在阳极上是OH－离子放电，而金属离子相应的阴离子应是含氧酸的酸根，故本题的答案应为不活泼金属的含氧酸盐，选B。 ‎ ‎2．D ‎ ‎【解析】A项，电解稀H2SO4溶液，相当于电解H2O，故溶液质量减少； B项，直接电解电解质本身，溶液质量减小； C项，Cu作阳极，Cu在阳极放电生成Cu2+，阴极处Cu2+放电生成Cu，溶液质量不变； D项，Ag作阳极，Ag溶解生成Ag+，阴极Cu2+放电生成Cu，但溶液中消耗1mol  Cu2+时，生成了2mol Ag+，故溶液质量增加。 ‎ 5‎ ‎3．B  【解析】A项中电池放电时正极应发生还原反应，电极反应为：PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－=PbSO4＋2H2O；C项中电池充电时硫酸的浓度应不断增大；D项中电池充电阳极应发生氧化反应。‎ ‎4．B 【解析】氢燃料电池的总反应式为2H2＋O2→2H2O，，根据化学方程式可求得n(O2)=250mol。‎ ‎5．B ‎【解析】电解质溶液中Cl－向c极移动，说明电解质溶液中电流的方向由c指向d，则电源内部电流方向由b指向a，因此b为电源负极，a为电源正极（电源内部电流由负极到正极），c、d分别为阳极和阴极；电解过程中Cu2+在阴极（d极）放电析出，d极质量增加，Cl－在阳极（c极）放电而消耗。 ‎ ‎6．B ‎【解析】用惰性电极电解NaCl水溶液时，阴极是H2O电解出H+放电产生H2，从而阴极随之产生了大量的OH－，加酚酞，阴极呈红色，故A项、C项错；阳极是Cl－放电产生Cl2，因此，在阳极处加入KI溶液，会有I2产生，溶液呈棕色，故B项对；由于Cl2在水中的溶解度小，大部分逸出，因此，电解一段时间后，充分搅拌，溶液中仍有一定量的NaOH，溶液显碱性，故D项错。 ‎ ‎7．C ‎ ‎【解析】加入的离子两者之间可反应的有：Ag＋与Cl-，Pb2＋与SO42－，故溶液中剩余的离子为K＋和NO3-，故用惰性电极电解时，是电解水，即，所以氧化产物与还原产物的质量比为8∶1。 ‎ ‎8．C ‎ ‎【解析】C中阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑，阴极：2H++2e－＝H2↑，损失的是HCl，因此需要补充适量的HCl。‎ ‎9．A ‎ ‎【解析】由a极板质量增加，知溶液中阳离子在a极板析出。则a为阴极，X为负极；B中a极板不析出金属，B错；C中X为正极，C错；又由b极板有无色、无臭气体放出，D错。‎ ‎10．D ‎ ‎【解析】本题考查了电化学基础知识。由a极内圈为白色，外圈呈现浅红色说明a极生成的氯气与水反应生成具有漂白性的HClO，则a极为阳极，与电源的正极相连，b极为阴极，发生还原反应，消耗氢离子，所以pH变大。在此反应中水为氧化剂。‎ ‎11．C ‎ ‎【解析】根据图中所给的信息，我们可以判断出左边是氢氧燃料电池，右边是电解池，所以A项错；根据入口中所标的氧气和氢气的位置，可以知道a作正极，b作负极；并且Zn和b相连，所以是阴极，而Cu是阳极，故B项错误；Cu片上的电极反应式为：Cu－2e－＝Cu2+，当铜片的质量变化为‎12.8 ‎g时，电路中转移电子的物质的量为：。a极上的电极反应式为：O2+4e－+2H2O＝4OH－‎ 5‎ ‎，因为各个电极转移电子的物质的量相等，所以a极上消耗V (O2)=‎22.4 ‎L·mol－1×n (O2)=‎22.4 ‎L·mol－1× =‎2.24 L，故C项正确；装置中电子的流向为：b→Zn→CuSO4溶液→Cu→a，所以D项错误。‎ ‎12．AD 　　【解析】根据题目要求：阳极选择惰性电极、溶液中有不活泼金属的阳离子，电解实质是放氧生酸。‎ ‎13．D 二、非选择题 ‎1．（1）HCl、CuCl2 （2）Na2SO4、H2SO4 （3）NaCl、BaCl2、CuSO4 ‎ ‎【解析】（1）以碳棒为电极，使电解质的质量减少，水量不变，则采用的电解质是无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐。‎ ‎ （2）以碳棒为电极，使电解质的质量不变，水量减少，进行电解，则采用的电解质是含氧酸、活泼金属的含氧酸盐。‎ ‎ （3）以铂为电极，使电解质和水量都减少，进行电解，则采用的电解质是活泼金属的无氧酸盐、不活泼金属的含氧酸盐。‎ ‎2．（1）Fe－2e－＝Fe2+ 2H++2e－＝H2↑‎ ‎ （2）Cr2O72－+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2O ‎ （3）H+不断放电，Cr2O72－与Fe2+反应中消耗H+，打破了水的电离平衡，使溶液中c (OH－)＞c (H+)‎ ‎（4）不能 用石墨作电极，阳极产生Cl2或O2，得不到Fe2+，缺少还原剂，不能使Cr2O72－转化为Cr3+，再转化为Cr(OH)3沉淀而除去 ‎3．（1）Fe 2H++2e－＝H2↑ （2）B、C （3）隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3 加热c，除去溶解的O2 （4）B、C 5‎