高中化学电解池习题.doc

2013年人教版化学选修4电子题库 第四章第三节知能演练轻松闯关

1．下列叙述中错误的是(　　)
A．电解池是电能转化为化学能的装置
B．原电池跟电解池连接后，电子从原电池负极流向电解池阳极
C．电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应
D．电解饱和食盐水时，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气
解析：选B。电解池中电能转化为化学能，A正确；原电池跟电解池连接后，电子从原电池负极流向电解池阴极，因此B错误；电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应；电解饱和食盐水时，阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑。阴极区得到氢氧化钠溶液和氢气，所以选项C、D正确。
2．(2012·阜新高二测试)用铂电极分别电解KCl溶液和K2SO4溶液时，都会出现的现象或实验结果是(　　)
A．溶液中K＋离子浓度都不变
B．溶液的pH都不变
C．阳极上都生成能使湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色的无色气体
D．阴极上都生成可燃性气体
解析：选D。用Pt电极电解KCl溶液，反应为2KCl＋2H2O2KOH＋H2↑＋Cl2↑，溶液的pH将增加，B错。用惰性电极电解K2SO4溶液，相当于电解水，K＋浓度将增加，A错。电解KCl溶液，阴极上产生H2，阳极上产生黄绿色气体Cl2，电解K2SO4溶液，阴极上产生H2，阳极上产生O2，所以C错。二者阴极均产生可燃性气体H2，D对。
3．(2012·长春高二月考)某同学为了使反应2HCl＋2Ag===2AgCl↓＋H2↑能进行，设计了下列四个实验，如下图所示，你认为可行的方案是(　　)

解析：选C。据已知反应2HCl＋2Ag===2AgCl↓＋H2↑为非自发氧化还原反应，所以要实现该反应，必为电解池，Ag作阳极，阴极为任意电极，A、C为电解装置，但A中Ag为阴极，不会溶解，故正确答案为C。

4．如图两装置中，溶液体积均为200 mL，开始时，电解质溶液的浓度为0.1 mol/L，工作一段时间后，测得导线上都通过0.02 mol e－。若不考虑溶液体积的变化，则下列叙述中正确的是(　　)
A．同条件时产生气体体积：①＝②
B．电极上析出固体质量：①＜②
C．电极反应式：①中阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
②中负极：2H＋＋2e－===H2↑
D．溶液的pH变化：①变小　②增大
解析：选D。图①为电解池，电极反应为阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。图②为原电池，电极反应为正极：2H＋＋2e－===H2↑，负极：Zn－2e－===Zn2＋，导线上通过0.02 mol e－时，①中阴极生成0.01 mol Cu，阳极生成0.005 mol O2，②中正极生成H2 0.01 mol，负极溶解Zn 0.01 mol，①中OH－放电使溶液中c(H＋)变大，pH变小，②中c(H＋)减小，pH变大。
5．(2012·黄冈高二调研)用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的一组是(　　)
组号
X
Y
Z
W
A
C
Fe
NaCl
H2O
B
Pt
Cu
CuSO4
CuSO4溶液
C
C
C
H2SO4
H2O
D
Ag
Fe
AgNO3
AgNO3晶体
解析：选C。选项A中，电解食盐水，生成NaOH、H2、Cl2，加水显然不能恢复电解前的状态，应通入适量的HCl气体；选项B中，电解CuSO4溶液时SO的物质的量没变，加CuSO4溶液不能复原；选项C中，电解H2SO4溶液实质是电解水，再加适量水，可恢复原状；选项D中，实质是铁上电镀银，AgNO3溶液浓度不变，不需加AgNO3晶体。
6．如图甲为锌铜原电池装置，乙为电解熔融氯化钠装置。则下列说法正确的是(　　)

A．甲装置中锌为负极，发生还原反应，铜为正极，发生氧化反应
B．甲装置盐桥的作用是使反应过程中ZnSO4溶液和CuSO4溶液保持电中性
C．乙装置中铁极的电极反应式为：2Na－2e－===2Na＋
D．乙装置中B是氯气出口，A是钠出口
解析：选B。甲装置为原电池，Zn为负极，发生氧化反应，Cu为正极，发生还原反应，A错；乙装置中铁为阴极，2Na＋＋2e－===Na，石墨为阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，A为Cl2出口，B是Na出口，故C、D错。
7．金属镍有广泛的用途。某粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)(　　)
A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－===Ni
B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
解析：选D。阳极应发生氧化反应。电解后溶液中的阳离子主要为Ni2＋。根据金属原子的还原性顺序和金属阳离子的氧化性顺序知，阳极反应为：Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Ni－2e－===Ni2＋，Cu、Pt在该条件下不失电子，形成阳极泥。阴极反应为：Ni2＋＋2e－===Ni，Zn2＋、Fe2＋在该条件下不得电子。比较两电极反应，因Zn、Fe、Ni相对原子质量不等，当两电极通过电量相等时，阳极减少质量与阴极增加质量不等。

8．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图所示，电解总反应为：2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法正确的是(　　)
A．石墨电极上产生氢气
B．铜电极发生还原反应
C．铜电极接直流电源的负极
D．当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成
解析：选A。由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；石墨作阴极，阴极上是溶液中的H＋反应，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，A选项正确；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，当有0.1 mol电子转移时，有0.05 mol Cu2O生成，D选项错误。
9．(2012·商丘高二测试)用如图所示的装置进行实验，反应一段时间后断开K，向右侧烧杯中加入0.1 mol CuO后CuSO4溶液恰好恢复到反应前的浓度和pH。下列说法中不正确的是(　　)

A．铜棒为正极，其电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑
B．烧杯右侧碳棒为阴极，其电极表面有红色物质析出
C．反应中消耗锌的质量为13 g
D．导线中通过电子的物质的量为0.2 mol
解析：选C。该装置左部分为原电池，Zn为负极，失电子溶解，Cu为正极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，该原电池作电源对CuSO4溶液进行电解，烧杯右侧碳棒为阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，据n(CuO)＝n(Cu)＝0.1 mol，故导线中转移电子数为0.2 mol，溶解的锌为0.1 mol×65 g/mol＝6.5 g，故只有C错误。
10．(1)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
若电解电路中通过2 mol电子，MnO2的理论产量为________g。
(2)用惰性电极电解NaHSO3溶液的装置如下图所示。阳极区放出气体的成分为______________(填化学式)。

解析：(1)阴极上得电子，发生还原反应，H＋得电子生成氢气。因为MnSO4～MnO2～2e－，通过2 mol电子产生1 mol MnO2，质量为87 g。
(2)电解过程中，部分HSO通过阴离子交换膜进入阳极区，HSO与H＋发生反应：HSO＋H＋===SO2↑＋H2O，阳极主要是OH－放电：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，生成的O2部分氧化HSO：O2＋2HSO===2SO＋2H＋，所以阳极区放出的气体是O2、SO2。
答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑　87
(2)O2、SO2
11．如图装置闭合电键时，电流表A的指针将发生偏转。试回答下列问题。

(1)A池是________，Zn的电极名称是________；
B池是________，Pt的电极名称是________(填电解池、原电池、阴、阳、正、负极等)。
(2)写出下列有关反应：
Cu极上电极反应：________________________________________________________________________；
C极上电极反应：________________________________________________________________________。
(3)B池中的总反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________。
(4)如果要用B池给铁片上镀上一层Cu，则B池应作何改进________________________________________________________________________。
解析：(1)A池是原电池，Zn活泼性强，为负极。B池为电解池，Pt电极与Cu相连，为阳极。
(2)Cu电极为正极，发生还原反应，2H＋＋2e－===H2↑，
C电极为阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。
(4)给铁片镀铜，则Pt电极(阳极)换成Cu，C电极换成铁片。
答案：(1)原电池　负极　电解池　阳极
(2)2H＋＋2e－===H2↑　Cu2＋＋2e－===Cu
(3)2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑
(4)Pt电极改为Cu电极，C电极换为铁片

12．电解原理在化学工业中有广泛的应用。如图表示一个电解池。装有电解液c；A、B分别是两

块电极板，通过导线与直流电源相连。
(1)若A、B都是惰性电极，电解质溶液c是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在U形管两边各滴入几滴酚酞试液，试判断：
①a是________极(填“正”或“负”)，B是________极(填“阴”或“阳”)；
②A电极上的电极反应式为________________________________________________________________________，
B电极上的电极反应式为________________________________________________________________________；
③检验A电极产物的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)如用电解法精炼粗铜，电解液c选用CuSO4溶液，则：
①A电极的材料是________，电极反应式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②B电极的材料是________，电极反应式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：电流从正极流出，流入电解池的阳极，所以a是正极，B是阴极；A电极的反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑，B电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑；检验Cl2的方法一般用湿润的淀粉碘化钾试纸，Cl2能使试纸变蓝。也可以用湿润的有色布条或纸条，Cl2能使布条或纸条褪色。
答案：(1)①正　阴
②2Cl－－2e－===Cl2↑　2H＋＋2e－===H2↑
③把湿润的淀粉碘化钾试纸放在A电极附近，试纸变蓝
(2)①粗铜　Cu－2e－===Cu2＋
②纯铜　Cu2＋＋2e－===Cu
13．(2010·高考大纲全国卷Ⅱ)下图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6.8～8.0，酸色——红色，碱色——黄色)

回答下列问题：
(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________(填编号)；
①A管溶液由红变黄　　②B管溶液由红变黄
③A管溶液不变色 ④B管溶液不变色
(2)写出A管中发生反应的反应式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(3)写出B管中发生反应的反应式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(4)检验a管中气体的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(5)检验b管中气体的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是________________________________________________________________________。
解析：本题考查电解原理和气体检验，意在考查学生化学用语书写能力和实验能力。根据图可以确定，A极为阴极，B极为阳极。A极H＋放电，A极附近OH－增加，溶液碱性增强，A极附近溶液变黄色，同时Mg2＋与OH－结合生成Mg(OH)2沉淀；B极OH－放电，使得溶液中H＋增加，B极附近溶液显酸性，溶液仍为红色。电解后，将电解液倒入烧杯中，A极附近生成的Mg(OH)2与B极附近
生成的H2SO4反应，生成MgSO4，即沉淀溶解，溶液呈红色。根据上述分析，a中收集的是氢气，b中收集的是O2。
答案：(1)①④
(2)2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑)，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
(3)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(或2H2O－4e－===4H＋＋O2↑)
(4)用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有蓝色火焰
(5)用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃
(6)溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)

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