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课时提能演练(三)
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括7小题，每小题4分，共28分)
1.下列有关电解原理的说法正确的是( )
①电解是把电能转变成化学能;
②电解是把化学能转变为电能；
③电解质溶液的导电是化学变化，金属的导电是物理变化;
④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解原理可以实现；
⑤任何溶液被电解时必定会导致氧化还原反应的发生
A.①②③④ B.②③⑤
C.③④ D.①③④⑤
2.下列描述中，不符合生产实际的是( )
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
3.(2022·宁波高二检测)能够使反应Cu+2H2O====Cu(OH)2+H2↑发生的是( )
A．用铜片作阴、阳极，电解氯化铜溶液
B．用铜片作阴、阳极，电解硫酸钾溶液
C．铜锌合金在潮湿空气中发生电化学腐蚀
D．铜片作原电池的负极，碳棒作原电池的正极，氯化钠作电解质溶液
4.下列叙述中，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不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理有可能实现 ⑤电镀过程相当于金属的“迁移”，可视为物理变化
A．①②③④ B．③④
C．③④⑤ D．④
5.用惰性电极电解CuSO4和NaCl的混合溶液，开头时阴极和阳极上分别析出的物质是( )
A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2
C．H2和O2 D．Cu和O2
6.(2022·山东高考)以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是( )
A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程
B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C．电镀时保持电流恒定，上升温度不转变电解反应速率
D．镀锌层破损后即对铁制品失去疼惜作用
7.图中a、b是惰性电极，通电2 min后b电极四周溶液呈红色，b电极生成标准状况时的气体体积为0.224 L，NaCl溶液体积为500 mL，下列说法不正确的是( )
A．电解过程中CuSO4溶液物质的量浓度不变
B．电子流淌的方向是由a流向Cu电极
C．电路中通过的电子为0.02 mol
D．电解速率v(OH-)=0.02 mol·L-1·min-1
二、非选择题(本题包括3小题，共22分)
8．(7分)用碳棒作电极，在Na+、Cu2+、Cl-、SO42-等离子中选出适当离子组成电解质，电解其溶液，写出符合条件的一种电解质的化学式：
(1)当阴极放出H2，阳极放出O2时，电解质是___________________；
(2)当阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质是________________；
(3)当阴极放出H2，阳极放出Cl2时，电解质是_________________；
(4)通过电子的物质的量与阴极析出的金属的物质的量、阳极析出的气体的物质的量之比为4:2:1时，电解质的化学式是______________________。
9.(7分)在如图所示装置中，试管A、B中的电极为多孔的惰性电极；C、D为两个铂夹夹在被Na2SO4溶液浸湿的滤纸条上。滤纸条的中部滴有KMnO4液滴；电源有a、b两极。在A、B 中布满KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中，切断K1，闭合K2、K3，通直流电。
(1)写出B中电极反应式_______________________________________________。
(2)在湿的硫酸钠溶液滤纸条中部的高锰酸钾液滴处发生的现象是__________。
(3)电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极，此时切断K2、K3，闭合K1，则电流表的指针__________(填“是”或“否”)移动，其理由是_____________。
(4)在298 K时，若2 g B气体和0.5 mol的A气体完全反应，生成物为液态，放出285.8 kJ热量，写出此反应的热化学方程式：______________________
__________________________________________________________________。
10.(8分)A、B、C三种强电解质，它们溶于水，在水中电离出的阳离子有K+、Ag＋，阴离子有NO3-、OH－(电解质电离的离子有重复)。
图1装置中，甲、乙、丙三个烧杯中依次盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为铂电极。接通电源，经过一段时间后，测得甲中b电极质量增加了43.2 g。常温下各烧杯中溶液pH与电解时间t关系如图2所示。请回答下列问题：
(1)写出三种强电解质的化学式：A__________；B_________；C_________。
(2)写出乙烧杯c电极发生的电极反应为_________，甲烧杯中的总反应的化学方程式为____________________________________。
(3)计算丙烧杯e电极上生成的气体在标准状况下的体积为_________，甲烧杯中溶液体积为100 mL，pH=_________。
(4)要使甲烧杯中的A溶液恢复到电解前的状态，需要加入的物质是_________，其质量为_________。
答案解析
1.【解析】选D。电解质溶液导电时，溶液中的阴阳离子分别向阳极和阴极移动，在两个电极上得失电子，发生氧化还原反应，所以电解质溶液的导电过程就是电解过程，此时电源供应电能，把不能自发进行的氧化还原反应转变成现实。金属的导电只是自由电子的定向移动，不存在电子得失，也没有新物质产生，是一种物理过程。
2.【解析】选A。A中铁为活泼性电极，作阳极，自身要参与电极反应，失去电子，A错。
3.【解析】选B。该反应为非自发的氧化还原反应，应设计成电解池，C、D错；反应中Cu失去电子，在阳极反应，阳极材料选择金属铜，阴极为H+放电生成氢气，A错，B对。
4.【解析】选B。能量变化角度：电解池将电能转化为化学能；原电池将化学能转变为电能，①②错；导电的本质：金属和石墨依靠自由电子的定向移动，电解质导电即是电解质被电解的过程，是氧化还原反应，③④正确；电镀的本质即为电解，属化学变化，⑤错。
【误区警示】电解池为非自发的氧化还原反应，该反应只有在通电条件下才可以发生。电解质被电解时，在溶液中(或熔融态)，依靠阴阳离子的定向移动来导电，电子不会进入电解质溶液，电子只能在导体中移动。
5.【解析】选B。本题考查电解过程中阴阳离子的放电挨次，阳离子：Cu2+>H+>Na+；阴离子：Cl->OH->SO42-。所以先放电的为Cu2++2e-====Cu，2Cl--2e-====Cl2,产品分别为Cu和Cl2。
6.【解析】选C。电镀时Zn 为阳极，Fe为阴极，KCl、ZnCl2的混合溶液为电解质溶液，若未通电，不存在自发进行的氧化还原反应，故不能构成原电池，故A错；电镀时，导线中每通过2 mol电子，就会析出1 mol锌，通过的电量与析出的锌量的关系确定，故B错；电镀时电流保持恒定，则反应的速率就不会转变，故上升温度对反应的速率无影响，故C正确；镀锌层破损后，锌与铁可构成原电池的两个电极，铁做正极受到疼惜，故D错。
【互动探究】
(1)电镀时为什么溶液中的H+没有放电？
提示：考虑电镀液中微粒的浓度，c(Zn2+)c(H+)，故Zn2+放电。
(2)电镀过程对阴阳极材料的选择有何要求？
提示：镀件做阴极，镀层金属做阳极。
7.【解析】选A。b电极四周溶液呈红色，b电极生成标准状况时的气体体积为0.224 L，可知，在b极放出H2,余下的OH-离子遇酚酞变红，b为阴极，电源中X为正极，Y为负极，Pt为阳极，Cu为阴极。左池电解过程中，阳极：4OH--4e-==== 2H2O+O2↑；阴极：Cu2++2e-====Cu。溶液中CuSO4物质的量浓度减小，A错；电子流淌方向：电源的负极→电解池的阴极；电解池的阳极→电源正极，B对；电路中电子转移是全都的，生成氢气0.01 mol，则转移电子0.02 mol，C对；电解反应2NaCl+2H2O电2NaOH+Cl2↑+H2↑；v(OH－)＝Δc(NaOH)/Δt
=(0.02 mol/0.5 L)/2=0.02 mol·L-1·min-1
【方法技巧】精确推断电极是解题的关键一步，可以从电子的得失，电子流淌的方向，电流的方向，反应类型，电极质量的变化，溶液pH的变化等各个角度进行分析。
8．【解析】(1)实质为电解水型。(2)中为重金属离子与OH-放电。(3)为H+与Cl-放电。(4)电子的物质的量与阴极析出的金属的物质的量、阳极析出的气体的物质的量之比为4:2:1，则可推断金属为+2价，阳极生成气体1 mol会失去4 mol电子。
答案：(1)Na2SO4 (2)CuSO4 (3)NaCl (4)CuSO4
9.【思路点拨】本题看似无法推断电解池的阴阳极，但应认真观看KOH溶液电解后A、B两试管中气体的体积多少关系，从而推断出阴阳两极，这是解题的关键。
【解析】(2)切断K1，闭合K2、K3时，题图可看作并联电解KOH和Na2SO4溶液的装置。电解KOH溶液实质是电解水，B管中空白部分多，所以产生气体多，该气体应为H2，因此，a为电源负极，b为电源正极。在湿的Na2SO4溶液滤纸上可观看到的现象是紫色(MnO4-)向D方向移动，理由是D为电解池的阳极，OH-在阳极上失电子后，阳极区四周离子带正电荷，故紫色将向D方向移动。
(3)切断K2、K3，闭合K1时，B中H2、A中O2与KOH溶液可形成燃料电池，因此电流表指针会移动。
答案：(1)2H++2e-====H2↑
(2)紫色向D处移动
(3)是 形成氢氧原燃料电池
(4)2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
10.【解析】(1)甲中有电极质量的增重，则含有Ag+,溶液为硝酸银。乙中pH不变，为硝酸钾，丙中电解后pH上升，碱性增加，为氢氧化钾。(3)串联电路中电子转移相同，b电极Ag++e-====Ag ，b为阴极，质量增加了43.2 g，即Ag为0.4 mol，转移电子0.4 mol，丙烧杯e电极为阳极4OH--4e-====2H2O+O2↑，当转移0.4 mol电子时，生成氧气0.1 mol。甲中反应总式为4AgNO3+2H2O4Ag+
O2↑+4HNO3，则同时生成HNO3 0.1 mol ,浓度为1 mol·L-1。(4)甲中析出4Ag+
O2↑，则相当于Ag2O 0.2 mol。
答案：(1)AgNO3 KNO3 KOH
(2)4OH--4e-====O2↑+2H2O
4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3
(3)2.24 L 0
(4)Ag2O 46.4 g
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