2019年高中化学第四章电化学基础4.3.1电解原理练习新人教版选修4.docx

1、1第 1 课时 电解原理基础巩固1 下列关于电解槽的叙述中不正确的是( )A.与电源正极相连的是电解槽的阴极B.与电源负极相连的是电解槽的阴极C.在电解槽的阳极发生氧化反应D.电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极答案 A2 下列说法不正确的是 ( )A.不能自发进行的氧化还原反应,一般可以通过电解实现B.电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化C.电解池和原电池中均发生氧化还原反应D.电解、电离、原电池均需要通电解析 电离不需要通电,是电解质在溶于水或熔化状态下发生的。答案 D3 某学生欲完成 2HCl+2Ag 2AgCl+H2反应,设计了下列四个实验 ,你认为可行的实验是( )解析 反

2、应不能自发进行,应设计成电解池,金属银失电子作阳极与电源的正极相连。答案 C4 用石墨作电极 ,电解 1 molL-1下列物质的溶液,溶液的 pH 保持不变的是( )A.HCl B.NaOHC.Na2SO4 D.NaCl 2解析 电解 HCl 溶液,阴极析出 H2,阳极析出 Cl2,溶液 pH 升高;电解 NaOH 溶液,相当于电解水,溶液 pH 升高;电解 Na2SO4溶液,相当于电解水,溶液 pH 不变;电解 NaCl 溶液,阴极析出 H2,阳极析出 Cl2,溶液 pH 升高。答案 C5 电解 CuCl2和 NaCl 的混合溶液 ,阴极和阳极上首先分别析出的物质是( )A.H2和 Cl2

3、B.Cu 和 Cl2C.H2和 O2 D.Cu 和 O2解析 阳极放电的离子有 Cl-、OH -,根据阴离子放电顺序,首先析出 Cl2;阴极放电的离子有Cu2+、H +,根据阳离子放电顺序,首先析出 Cu。答案 B6 如图是电解 CuCl2溶液的装置 ,其中 c、d 为石墨电极,则下列有关判断正确的是( )A.a 为负极,b 为正极B.a 为阳极,b 为阴极C.电解过程中,d 电极质量增加D.电解过程中,氯离子浓度不变解析 电流从电源的正极流出,故 a 为电源的正极,b 为负极;与电源正极相连的 c 为阳极,与电源负极相连的 d 为阴极。在电解过程中,因 Cu2+是阳离子,移向阴极 d,在阴极

4、放电析出 Cu,所以 d 电极质量增加;Cl -是阴离子,移向阳极 c,在阳极放电析出 Cl2,会导致溶液中氯离子浓度降低。答案 C7 把分别盛有熔融氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,则析出钾、镁、铝的质量之比为( )A.123 B.321C.631 D.13433解析 盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽,通电后阴极的电极反应式分别为K+e- K;Mg2+2e- Mg;Al3+3e- Al。如果转移的电子为 1 mol,则分别得到K、Mg、Al 为 1 mol、 mol、 mol,其质量分别为 1 mol39 gmol-1=39 g、 mol24 1

5、2 13 12gmol-1=12 g、 mol27 gmol-1=9 g;故析出 K、Mg、Al 的质量之比为1339129=1343。答案 D8 用石墨作电极电解 AlCl3溶液时,如下图所示的电解变化曲线合理的是( )A. B. C. D.解析 AlCl3溶液电解时发生反应:2AlCl 3+6H2O 2Al(OH)3+3H 2+3Cl 2,使溶液中的 H+不断减少,pH 增大,但 pH 绝对不会大于 7,正确,错;随着电解的不断进行,Al(OH) 3沉淀的量不断增加,直至 AlCl3消耗完毕,Al(OH) 3沉淀的量不再增加。若再继续电解,就是电解水,Al(OH) 3的量不变,正确。答案

6、A9 若阳极是石墨电极 ,阴极是铁电极 ,写出电解下列电解质溶液的两电极反应式和电解方程式。(1)Na2SO4溶液阳极: ,阴极: ,电解方程式: ; (2)MgCl2溶液阳极: ,阴极: ,电解方程式: ; (3)CuSO4溶液阳极: ,阴极: ,电解方程式: ; (4)CuCl2溶液阳极: ,阴极: ,电解方程式: 。 答案 (1)4OH-4e- 2H2O+O2 4H +4e- 2H2 2H 2O 2H2+O 24(2)2Cl-2e- Cl2 2H +2e- H2 MgCl 2+2H2O Mg(OH)2+H 2+Cl 2(3)4OH-4e- 2H2O+O2 2Cu 2+4e- 2Cu 2C

7、uSO 4+2H2O 2Cu+O2+2H 2SO4(4)2Cl-2e- Cl2 Cu 2+2e- Cu CuCl 2 Cu+Cl210 用石墨棒作电极 ,在 Na+、Cu 2+、Cl -、S 等离子中选出适当离子组成电解质,电解O2-4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、阳极放出的气体的物质的量之比为421 时,电解质的化学式是 。 解析 惰性电极电解电解质溶液的类型有电

8、解水型、电解电解质型、放氢气生碱型和放氧气生酸型。再根据阴阳离子在电极的放电顺序判断。(1)阴极有 H2生成,阳极有 O2生成,实质为电解水,故电解质是活泼金属的含氧酸盐,即Na2SO4。(2)实质为放氧气生酸型,即电解质为不活泼金属的含氧酸盐,即 CuSO4。(3)实质为放氢气生碱型(或电解盐酸,但本题无 H+),即电解质为活泼金属的无氧酸盐,即 NaCl。(4)由阳极生成气体和转移电子的物质的量比为 14,知阳极产生气体为 O2,1 mol O2转移 4 mol e-,金属与电子的物质的量比为 12,故金属为+2 价,即 Cu2+,即为 CuSO4。答案 (1)Na2SO4 (2)CuSO

9、 4 (3)NaCl (4)CuSO 411 由于 Fe(OH)2极易被氧化 ,所以实验室很难用亚铁盐溶液与碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀,应用右图所示的电解实验来探究能否制得白色纯净的 Fe(OH)2沉淀,两电极的材料分别为石墨和铁。5(1)a 电极材料应为 ,b 电极的电极反应式为 。 (2)电解液 d 可以是 (填编号)。 A.纯水 B.NaOH 溶液C.NaCl 溶液 D.CuCl2溶液(3)c 为苯,其作用是 ,在加入苯之前,对 d 溶液应作何简单处理: 。这是为什么?可否用其他试剂来代替苯? (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.

10、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(5)若 d 改为 Na2SO4溶液,当电解一段时间,看到白色沉淀后,再反接电源,继续电解,除了电极上看到气泡外,另一明显的现象为 。 解析 (4)要加大电解的速率,可以增大电解液的浓度,但不能用稀硫酸,因为它可溶解氢氧化亚铁,而增大电压和缩小两极板间的距离,均可以使电解的速率加大。(5)当电解一段时间后将电源反接,则为电解水:2H 2O 2H2+O 2,生成的氧气将氢氧化亚铁氧化为氢氧化铁,现象为白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变成红褐色。答案 (1)Fe 2H +2e- H2 (2)BC (3)隔开空气,防止生成的 Fe(OH

11、)2被氧化成 Fe(OH)3 加热 d以除去其中溶解的 O2;可以考虑用汽油、煤油等密度比水溶液小的试剂来代替。 (4)BC (5)白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变成红褐色能力提升1CuI 是一种不溶于水的白色固体,它可由反应:2Cu 2+4I- 2CuI+I 2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溶液和淀粉溶液。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( )阴极:2H +2e- H2使 c(OH-)c(H+)阳极:2Cu+4I -4e- 2CuI+I 2,淀粉遇 I2变蓝阳极:Cu-2e - Cu2+,Cu2+显

12、蓝色阳极:2I -2e- I2,淀粉遇 I2变蓝6A. B. C. D.答案 A2 在水中加等物质的量的 Ag+、Pb 2+、Na +、S 、N 、Cl -,该溶液放在用惰性材料作O2-4 O-3电极的电解槽中,通电片刻,则氧化产物与还原产物的质量比为( )A.35.5108 B.16207C.81 D.10835.5解析 溶液中的六种离子,有四种发生反应生成沉淀:Ag +Cl-AgCl 、Pb 2+S PbSO4,最后溶液就成了 NaNO3溶液;而电解 NaNO3溶液,实质就O2-4是电解水,电解方程式为 2H2O 2H2+O 2。氧化产物和还原产物的质量之比为 m(O2)m(H2)=(1

13、mol32 gmol-1)(2 mol2 gmol -1)=81,即 C 项正确。答案 C3 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 I2C.a 极和 Pt 电极都有气泡产生D.U 形管中溶液的碱性增强答案 A4 用 Pt 电极电解含有各 0.1 mol 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)的关系见图示,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+7C.X3+H+Cu

14、2+ D.Cu2+H+X3+解析 本题的解题信息在图像中:一通电有固体析出,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;X 3+不放电。答案 D5(1)电解制备 Al(OH)3时 ,电极分别为 Al 片和石墨,电解质溶液为 Na2CO3溶液,电解总反应方程式为 。 (2)一种可超快充电的新型铝电池,充放电时 AlC 和 Al2C 两种离子在 Al 电极上相互l-4 l-7转化,其他离子不参与电极反应,放电时负极 Al 的电极反应式为 。 解析 (1)电解时铝作阳极,失电子生成 Al(OH)3,石墨作阴极,H +得电子生成 H2,电解总反应为2Al+6H2O 2

15、Al(OH)3+3H2;(2)Al 失电子,结合 AlC 和 Al2C ,根据电荷守恒可知:l-4 l-7Al+7AlC -3e- 4Al2C 。l-4 l-7答案 (1)2Al+6H2O 2Al(OH)3+3H2(2)Al-3e-+7AlC 4Al2Cl-4 l-7 6 二氧化氯 (ClO2,黄绿色易溶于水的气体 )是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题:(1)工业上可用 KClO3与 Na2SO3在 H2SO4存在下制得 ClO2,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为 。 (2)实验室用 NH4Cl、盐酸、NaClO 2(亚氯酸钠)为原料,通过以下过程制备 ClO2:电解时发生反应的化学方程式为

16、 。 溶液 X 中大量存在的阴离子有 。 除去 ClO2中的 NH3可选用的试剂是 (填标号)。 a.水 b.碱石灰c.浓硫酸 d.饱和食盐水解析 (1)因制 ClO2的反应中,KClO 3为氧化剂,被还原为 ClO2,Cl 从+5 价+4 价,Na 2SO3为还原剂,S 应从+4 价+6 价,由电子守恒得二者物质的量之比应为 21。8(2)由电解产物有 H2和 NCl3,可得出电解方程式为 2HCl+NH4Cl 3H2+NCl 3。根据反应 NCl3+6NaClO2+3H2O 6ClO2+NH 3+3NaCl+3NaOH,故溶液 X 中大量存在的阴离子有 Cl-、OH -。因 NH3易与酸反应,ClO 2易溶于水,所以可以用浓硫酸除去 ClO2中的 NH3,选 c。答案 (1)21 (2)NH 4Cl+2HCl 3H2+NCl 3 Cl -、OH - c