2019-2020高中化学（人教版 选修4）练习：第4章 第3节 第1课时

2019-2020高中化学（人教版 选修4）练习：第4章 第3节 第1课时

第四章　第三节　第1课时 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 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。‎ 答案：B ‎2．如图所示的装置能够组成电解池的是(　　)‎ 解析：电解池要有外接电源，形成闭合回路。‎ 答案：D ‎3．(2014·杭州高二检测)用石墨作电极，电解1 mol/L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 解析：由阴、阳离子的放电顺序知，电解HCl溶液实质是电解HCl，使pH增大，电解NaOH、Na2SO4溶液的实质是电解水；电解质溶液的浓度增大，故NaOH溶液pH增大，但Na2SO4溶液的pH不变，电解NaCl生成NaOH，使溶液pH增大。‎ 答案：C ‎4．(2014·辽宁开原联考)如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是(　　)‎ A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的 B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体 C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色 D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色 解析：a、b电极分别为电解池的阴极和阳极，其电极反应分别是4H＋＋4e－===2H2↑和4OH－－4e－===O2↑＋2H2O；即a极气体体积比b极大。a极和b极溶液分别显碱性和酸性，故可以看到a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色。‎ 答案：D ‎5．(2014·运城高二检测)如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈蓝色。下列说法中不正确的是(　　)‎ A．x是正极，y是负极 B．a极产生氢气，b极生成I2‎ C．a极和Pt电极都有气泡产生 D．U形管中溶液的碱性增强 解析：淀粉遇碘变蓝→b极生I2，即确定b极发生反应2I－－2e－===I2，则b极是阳极，x是负极，y是正极，a极H＋放电，发生反应2H＋＋2e－===H2↑，产生氢气，U形管中总反应式为2KI＋2H2O2KOH＋H2↑＋I2，溶液的碱性增强，故A错误，B、D正确；石墨为阴极，铂为阳极，电极反应分别是Cu2＋＋2e－===Cu,4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，C正确。‎ 答案：A ‎6．现用Pt电极电解1 L浓度均为0.1 mol/L的HCl、CuSO4的混合溶液，装置如图，下列说法正确的是(　　)‎ A．电解开始时阴极有H2放出 B．电解开始时阳极上发生：Cu2＋＋2e－===Cu C．当电路中通过电子的量超过0.1 mol时，此时阴极放电的离子发生了变化 D．整个电解过程中，SO不参与电极反应 解析：依据放电顺序阴极先放电的是Cu2＋，故阴极开始析出的是Cu，阳极先放电的是Cl－，故阳极开始产生的是Cl2，答案A、B错；由阴极反应Cu2＋＋2e－===Cu，n(Cu2＋)＝0.1 mol，当电路中通过电子的量达到0.2 mol时，此时Cu2＋消耗完毕，阴极放电离子变为H＋。所以C错；阳极先是Cl－放电，当Cl－消耗完毕。此时H2O电离产生的OH－开始在阳极放电，SO不参与电极反应。‎ 答案：D ‎7．某小组为研究电化学原理，设计下图装置，下列叙述不正确的是(　　)‎ A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出 B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2＋＋2e－===Cu C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色 D．a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动 解析：a和b不连接时，铁片与Cu2＋直接发生置换反应，有金属铜析出，A项正确。a和b用导线连接时．该装置形成原电池，铜片作正极，铁片作负极失去电子形成Fe2＋，因此无论a和b是否连接。铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色，所以B、C项正确。若a和b分别连接直流电源正、负极，a作阳极，铜片失去电子生成Cu2＋，Cu2＋向铁电极移动。‎ 答案：D ‎8．(2014·郑州市质检一)如图X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色色斑向d端扩散。下列判断正确的是(　　)‎ A．滤纸上c点附近会变红色 B．Cu电极质量减小，Pt电极质量增大 C．烧杯中溶液的pH增大 D．烧杯中SO向Cu电极定向移动 解析：本题考查电解原理，意在考查考生对电化学基础知识融会贯通及正确复述、再现、辨认的能力。由图可知，该装置为电解装置，由通电后Y中央的紫红色色斑向d端扩散知，d为阳极(MnO向阳极移动)，b为电源的正极，a为电源的负极。Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，c点H＋放电，则OH－浓度增大，所以滤纸上c点附近会变红色，故A项正确；Cu电极上Cu2＋得到电子生成Cu，Pt电极上OH－失去电子，故Cu电极质量增大，Pt电极质量不变，B项错误；Pt电极上OH－失去电子，故烧杯中溶液的pH减小，C项错误；Cu电极为阴极，Pt电极为阳极，烧杯中SO向Pt电极定向移动，D项错误。‎ 答案：A ‎9．(2014·山东莱芜期末)CuI是一种不溶于水的白色固体，它可由反应：2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2而得到。现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞试液和淀粉溶液。电解开始不久阴极区溶液呈红色，而阳极区溶液呈蓝色，对这个现象的正确解释是(　　)‎ ‎①阴极：2H＋＋2e－===H2↑使c(OH－)>c(H＋)　②阳极：2Cu＋4I－－4e－===2CuI↓＋I2，I2遇淀粉变蓝　③阳极：Cu－2e－===Cu2＋，Cu2＋显蓝色　④阳极：2I－－2e－===I2，I2遇淀粉变蓝 A．①② B．①③‎ C．①④ D．③④‎ 解析：通电后，溶液中的H＋、K＋移向阴极，而H＋的氧化性强于K＋，所以H＋得电子被还原，破坏了水的电离平衡，使c(OH－)>c(H＋)，酚酞试液变红；I－和OH－移向阳极，而失电子能力Cu>I－>OH－，故Cu失电子产生Cu2＋。又据信息，Cu2＋与I－能反应产生I2，I2遇淀粉变蓝。‎ 答案：A ‎10．用Pt电极电解各含有0.1 mol的Cu2＋和X3＋的溶液，阴极析出固体物质的质量m(g)与溶液中通过电子的物质的量n(mol)的关系见右图所示。则离子的氧化能力由大到小排列正确的是(　　)‎ A．Cu2＋>X3＋>H＋ B．H＋>X3＋>Cu2＋‎ C．X3＋>H＋>Cu2＋ D．Cu2＋>H＋>X3＋‎ 解析：有些学生没认真分析，就将X3＋与Fe3＋联系起来，选择C答案。这其实是简单记忆阳离子放电顺序导致思维定势造成的结果。本题的解题信息在图像中：一通电就有固体析出，且通过0.2 mol电子后，再没有固体析出了，说明是Cu2＋放电的结果。X3＋不放电，故答案应为D。‎ 答案：D 二、非选择题 ‎11．(2014·陕西长安一中高二期末)从NO、SO、H＋、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。‎ ‎(1)两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是________。‎ ‎(2)若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式可能是________。‎ ‎(3)两极分别放出气体，且体积比为1∶1，电解质的化学式可能是________。‎ 解析：(1)组为电解水型，即阳极OH－放电，阴极H＋放电；‎ ‎(2)组阳极OH－放电，阴极排在H后的金属阳离子放电；‎ ‎(3)组气体体积比为1∶1，不是电解水型，经分析可得相应答案。‎ 答案：(1)H2SO4、HNO3、Ba(NO3)2‎ ‎(2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4‎ ‎(3)HCl、BaCl2‎ ‎12．(2014·南昌高二月考)如图X是直流电源。Y槽中c、d为石墨棒，Z槽中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d附近显红色。‎ ‎(1)①电源上b为________极(用“正”、“负”、“阴”或“阳”填空)。‎ ‎②Z槽中e为极________(用“正”、“负”、“阴”或“阳”填空)。‎ ‎③连接Y、Z槽线路中，电子流动的方向是d________e(用“―→”或“”填空)。‎ ‎(2)①写出c极上反应的电极反应式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②写出Y槽中总反应的化学方程式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③写出Z槽中e极上反应的电极反应式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：d极附近显红色，说明d为阴极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，c为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，Y槽电解NaCl溶液的总反应方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑；直流电源中a为正极，b为负极，Z槽中f为阴极，e为阳极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，电子流动方向由e→d。‎ 答案：(1)①负　②阳　③←‎ ‎(2)①2Cl－－2e－===Cl2↑‎ ‎②2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑‎ ‎③Cu－2e－===Cu2＋‎ ‎13．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？‎ 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。‎ 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。‎ ‎14．某温度下，取一定质量的硫酸铜溶液，用石墨作电极进行电解，当阳极产生标准状况下气体1.12 L时，CuSO4恰好被完全电解，得到密度为1.2 g·cm－3的溶液200 mL。求：‎ ‎(1)阴极的电极反应式为_____________________________________________________。‎ 总反应的离子方程式为______________________________________________________。‎ ‎(2)电解后所得溶液的pH为__________________________________________________。‎ ‎(3)电解前所取CuSO4溶液的质量为________g。‎ ‎(4)若要使电解后所得溶液恢复至电解前的原状态，需要加入何种物质(只要求写出一种)，其化学式为________，加入物质的质量为________g。‎ 解析：(2)由n(O2)＝0.05 mol可知通过的电子n(e－)＝0.2 mol，产生的n(H＋)＝0.2 mol，原CuSO4的物质的量为n(CuSO4)＝0.1 mol，电解消耗的H2O为0.1 ‎ mol即1.8 g。c(H＋)＝＝1 mol·L－1，pH＝0。(3)电解后的溶液质量为240 g，其中H2SO4的质量是9.8 g，水的质量是230.2 g，所以原CuSO4溶液的质量是：16 g(CuSO4)＋1.8 g(消耗的H2O)＋230.2 g(剩余的H2O)＝248 g。(4)电解产物是0.1 mol Cu和0.05 mol O2，加入0.1 mol CuO或0.1 mol CuCO3均可使溶液恢复到原状态。‎ 答案：(1)Cu2＋＋2e－Cu　2Cu2＋＋2H2O电解,2Cu＋O2↑＋4H＋　(2)0　(3)248　(4)CuO　8(或CuCO3　12.4) ‎