学年高二鲁科版化学选修4练习册121电解的原理.docx
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学年高二鲁科版化学选修4练习册121电解的原理
第2节 电能转化为化学能——电解
第1课时 电解的原理
1.下列装置能构成电解池的是(烧杯中盛有相应的溶液)( )
图1-2-1
2.聪明的小惠用如图1-2-2装置
图1-2-2
进行了一个有趣的实验,她在一U形管中装入含有紫色石蕊试液的Na2SO4溶液,然后通直流电,一段时间后,她发现U形管内形成了一个倒立的三色“彩虹”。
请你判断从左到右“彩虹”的颜色依次是( )
A.蓝、紫、红 B.红、蓝、紫
C.红、紫、蓝D.紫、红、蓝
3.关于电解NaCl水溶液,下列叙述正确的是( )
A.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈无色
B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色
C.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠
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
4.图1-2-3是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极。
下列有关判断正确的是( )
图1-2-3
A.a为负极、b为正极
B.c为阴极、d为阳极
C.电解过程中,d电极质量增加
D.电解过程中,氯离子浓度不变
5.用石墨作电极,电解1mol/L下列物质的溶液,溶液的pH保持不变的是( )
A.HClB.NaOHC.Na2SO4D.NaCl
6.用铂电极电解1mol/L硫酸铜溶液,当Cu2+浓度下降至原浓度的一半时,停止通电。
若要使硫酸铜溶液恢复至原浓度和原体积,溶液中可加入适量的( )
A.1mol/L硫酸铜溶液B.硝酸铜
C.氧化铜粉末D.氢氧化铜
7.关于如图1-2-4所示的装置叙述正确的是( )
图1-2-4
A.装置A是电解池,装置B是原电池
B.装置A是原电池,装置B是电解池
C.电子由装置A中碳棒流向装置B中碳棒
D.工作一段时间后,A装置中稀H2SO4溶液质量减轻,B装置中CuCl2溶液质量减轻
8.用惰性电极实现电解,下列说法正确的是( )
A.电解稀硫酸溶液,实质上是电解水,故溶液pH不变
B.电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH-,故溶液pH减小
C.电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2
D.电解氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
9.某小组为研究电化学原理,设计如图1-2-5装置。
下列叙述错误的是( )
图1-2-5
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.a和b分别连接足够电压的直流电源正、负极时,Cu2+向铜电极移动
D.无论a和b是否用导线连接,铁片均溶解,溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
10.用惰性电极电解某溶液时,发现两极只有H2和O2生成。
则电解一段时间后,下列有关该溶液(与电解前同温度)的说法中,正确的有( )
(1)该溶液的pH可能增大;
(2)该溶液的pH可能减小;
(3)该溶液的pH可能不变;(4)该溶液的浓度可能增大;
(5)该溶液的浓度可能不变;(6)该溶液的浓度可能减小。
A.三种B.四种C.五种D.六种
11.某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4,它们的物质的量之比为3∶1。
用石墨作电极电解该混合溶液时,根据电极产物,可明显分为三个阶段。
下列叙述不正确的是( )
A.阴极自始至终只析出H2
B.阳极先析出Cl2,后析出O2
C.电解最后阶段为电解水
D.溶液pH不断增大,最后为7
12.在水中加入等物质的量的Ag+、Pb2+、Na+、SO
、NO
、Cl-,该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中,通电片刻,则氧化产物与还原产物的质量之比为( )
A.35.5∶108B.16∶207C.8∶1D.108∶35.5
13.用石墨电极持续电解下列溶液(电流不变),阳极上产生气体的的量可能发生如图1-2-6所示变化的是( )
图1-2-6
A.KI溶液B.Na2SO4溶液
C.CuSO4溶液D.NaCl溶液
14.三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池,其电解法制备过程如下:
用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5,加入适量硫酸钠后进行电解。
电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO-,把二价镍氧化为三价镍,以下说法正确的是( )
①可用铁作阳极材料
②电解过程中阳极附近溶液的pH升高
③阳极反应方程式为2Cl-2e-===Cl2↑
④1mol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过了1mol电子
A.①②B.②③C.③④D.①④
15.如图1-2-7所示,a、b、c、d均为石墨电极,通电一段时间后,各电极上生成物的物质的量之比依次为4∶1∶2∶2,则甲、乙两池中的电解质是( )
图1-2-7
A.AgNO3、KBrB.CuSO4、NaNO3
C.稀H2SO4、Cu(NO3)2D.NaOH、稀盐酸
16.电解装置如图1-2-8所示,图中B装置盛有1L2mol·L-1的Na2SO4溶液,A装置盛有1L2mol·L-1的AgNO3溶液,通电后,湿润的淀粉KI试纸的C端变蓝色,电解一段时间后,试回答:
图1-2-8
(1)A中发生反应的化学方程式为___________________。
(2)在B中观察到的现象是__________________________。
(3)室温下,若电解开始到时间t秒时,A、B装置中共收集到气体0.168L(标准状况),且电解过程无其他副反应,溶液的体积变化忽略不计,则在t时刻,A溶液的c(H+)=__________。
17.金属铝的生产是以Al2O3为原料,在熔融状态下进行电解:
2Al2O3
4Al+3O2↑。
请回答下列问题:
(1)冰晶石(Na3AlF6)的作用是_____________。
(2)电解生成的金属铝是在熔融液的________(填“上层”或“下层”)。
(3)阴极和阳极均由________材料做成;电解时所消耗的电极是________(填“阳极”或“阴极”)。
(4)铝是高耗能产品,废旧铝材的回收利用十分重要。
在工业上,最能体现节能减排思想的是将回收铝做成________(填代号)。
A.冰晶石B.氧化铝C.铝锭D.硫酸铝
第2节 电能转化为化学能——电解
第1课时 电解的原理
1.A [解析]电解池在组成上必须有电源、两个电极、电解质溶液,必须形成闭合的电路。
B无电源,C、D无电解质溶液,三者均不符合电解池在组成上的条件。
A装置符合电解池在组成上的条件。
2.C [解析]电解含有紫色石蕊的Na2SO4溶液实质是电解水,阳极(左电极)上OH-放电,c(OH-)减小,该区域显酸性,呈红色;阴极(右电极)上H+放电,c(H+)减小,该区域显碱性,呈蓝色。
3.B [解析]电解食盐水时发生的反应:
阳极:
2Cl--2e-=Cl2↑,阴极:
2H2O+2e-===H2↑+2OH-(或2H++2e-===H2↑),总反应:
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑。
对照分析选项,A错误;阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2,滴加KI溶液后发生反应:
Cl2+2I-===I2+2Cl-,溶液呈棕色,B正确;阴极H2O电离产生的H+放电产生H2,不是Na+放电生成钠,C错误;电解后生成NaOH,溶液呈碱性,D错误。
4.C [解析]根据图中电流方向,由于电流从电源的正极流出,故a为电源的正极,b为电源的负极,A错;因而c为阳极、d为阴极,B错;电解过程中,因为Cu2+是阳离子,移向阴极d,在阴极上放电析出Cu,所以d极质量增加,C正确;Cl-是阴离子,移向阳极c,在阳极上放出Cl2,导致溶液中c(Cl-)降低,D错。
5.C [解析]A为无氧酸溶液,电解后溶液的pH增大。
B为强碱溶液,电解后溶液的pH增大。
C为活泼金属的含氧酸盐溶液,电解后溶液的pH保持不变。
D为活泼金属的无氧酸盐溶液,电解后溶液的pH增大。
故正确答案选C。
6.C [解析]电解硫酸铜溶液是放氧生酸型,Cu2+放电,故加氧化铜粉末可以还原,故选C。
7.B [解析]依据电极可推知A是原电池,则B为电解池,A池中Fe为负极,Fe溶解,失去电子,电子由A装置中的Fe流向B装置中的碳棒,而溶液的质量增加。
8.D [解析]电解稀H2SO4,实质上是电解水,硫酸的物质的量不变,但溶液体积减少,浓度增大,故溶液pH减小,A不正确。
电解稀NaOH溶液,阳极消耗OH-,阴极消耗H+,实质也是电解水,NaOH溶液浓度增大,故溶液的pH增大,B不正确。
电解Na2SO4溶液时,析出H2与O2的物质的量之比为2︰1,C不正确。
电解CuCl2溶液时,Cu和Cl2的物质的量之比为1︰1,D正确。
9.D [解析]铁的活泼性强于铜,故铁能置换出铜且附着在铁棒上,A正确;B项构成原电池,铜片为正极,B正确;铜离子应移向铁电极,故C错误;无论a和b是否连接,都有铁被氧化生成亚铁离子,D正确。
10.C
11.D [解析]电解质溶液中,n(Na+)︰n(Cl-)︰n(H+)︰n(SO
)=3︰3︰2︰1,开始电解产生H2和Cl2,产生H2和Cl2的同时,生成的OH-中和H2SO4,且OH-过量,最后是电解水,因而最后pH>7,阴极只放出H2。
三个阶段分别相当于电解HCl→NaCl→H2O。
12.C [解析]由于Ag+与Cl-、Pb2+与SO
形成沉淀,电解的是NaNO3溶液,实质是电解水。
13.D [解析]电解KI溶液时,I-优先在阳极失去电子生成I2,起初没有气体放出。
电解Na2SO4溶液相当于电解水,在阳极生成氧气,图像中不可能出现拐点。
电解CuSO4溶液时,一直是OH-在阳极失去电子生成O2,图像中同样不可能出现拐点。
电解NaCl溶液时,Cl-优先在阳极失去电子生成Cl2,当Cl-消耗完时,转换为OH-放电而生成O2,每转移1mol电子,可生成0.5molCl2,但只能生成0.25molO2,也就是说,前半段斜率较大,后半段斜率较小,与图像完全吻合。
14.C [解析]由制备过程看,电解时是Cl-失去电子生成氯气,所以阳极材料不能是活泼电极,①错误;Cl2在阳极附近与水反应生成HCl和HClO,会使溶液的pH降低,②错误;根据电子守恒,1mol二价镍生成1mol三价镍转移1mol电子,外电路中通过了1mol电子,④正确。
15.A [解析]根据电解规律,可知A项中n(Ag)︰n(O2)︰n(H2)︰n(Br2)=4︰1︰2︰2;B项中n(Cu)︰n(O2)︰n(H2)︰n(O2)=2︰1︰2︰1;C项中n(H2)︰n(O2)︰n(Cu)︰n(O2)=2︰1︰2︰1;D项中n(H2)︰n(O2)︰n(H2)︰n(Cl2)=2︰1︰2︰2,故选A项。
16.
(1)4AgNO3+2H2O
4Ag+O2↑+4HNO3
(2)石墨电极表面有气泡产生,铜电极周围溶液变蓝,一段时间后,U形管下部有蓝色沉淀生成 (3)2
[解析]
(1)用惰性电极电解AgNO3溶液,阳极反应为4OH--4e-===2H2O+O2↑,阴极反应为4Ag++4e-===4Ag,总反应式为4AgNO3+2H2O
4Ag+O2↑+4HNO3。
(2)由通电后湿润的淀粉KI试纸的C端变蓝色知,C端的电极反应为2I--2e-===I2,C端为阳极,D端为阴极,B中Cu极为阳极,电极反应为Cu-2e-===Cu2+,石墨为阴极,电极反应为2H++2e-===H2↑,H+在阴极放电,促进了水的电离,产生OH-,一段时间后,扩散到U形管底部的OH-、Cu2+反应生成Cu(OH)2沉淀。
(3)A、B中共收集到气体的物质的量为:
=0.0075mol,电路中电子转移数目相等,因而H2、O2物质的量之比为2︰1,B中石墨极上放出n(H2)=0.005mol,A中阳极上放出n(O2)=0.0025mol,由O2~4H+得n(H+)=0.0025mol×4=0.01mol,c(H+)=0.01mol·L-1,故pH=2。
17.
(1)降低Al2O3的熔化温度
(2)下层 (3)碳棒(或石墨) 阳极(4)c
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- 学年 高二鲁科版 化学 选修 练习 121 电解 原理
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