1、2012年鲁科版高中化学选修 4 1.2电能转化为化学能 电解练习卷与答案（带解析） 选择题 近年来，加 “碘 ”食盐较多的使用了碘酸钾 (KIO3)，碘酸钾在工业上可用电解法制取。以石墨和不锈钢为电极，以 KI溶液为电解液，在一定条件下电解，反应方程式为： KI + 3H2O KIO3 + 3H2。下列有关说法正确的是 A电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极 B电解时，阳极反应是： I 6e + 3H2O = IO3 + 6H+ C溶液调节至强酸性，对生产有利 D电解前后溶液的 pH几乎不变 答案： BD 试题分析：不锈钢是活性电极，如果做阳极，则铁失去电子。而根据反应的化学方程式可知，碘离子失
2、去电子，所以不锈钢不能作为阳极，而应该做阴极，A不正确， B正确；因为在强酸溶液中， I-与生成 IO3发生氧化还原反应生成单质碘，对生的不利，所以 C不正确； D正确 ,因为 KI、 KIO3都是强酸强碱盐，溶液呈中性，电解时消耗的水，溶液的浓度虽然变大，但溶液始终是中性，答案：选 BD。 考点：考查电解的有关判断 点评：本题是高考中的常见题型，试题难易适中，属于中等难度的试题，主要是训练学生的答题能力，调动学生的学习积极性。 某溶液中含有两种溶质 NaCl和 H2SO4，物质的量之比为 3 1。用石墨作电极电解溶液，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阴极只析出 H-2
3、 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 答案： D 试题分析：本题可以将溶质看成 3molNaCl和 1molH2SO4，再转化一下思想，也可以看成 2molHCl， 1molNa2SO4， 1molNaCl。由于 1molNa2SO4自始至终无法电解，且其溶液 pH 7，所以可以忽略。因此电解过程可先看成电解 HCl，再电解 NaCl，最后电解水。即 2HCl H2+Cl2、 2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2、 2H2O 2H2+O2。生成的 NaOH为碱性， pH大于 7。 A中阴极自始自终是氢离子放电，只析出 H2，故
4、A正确； C中电解最后阶段为电解水，故 C正确； B中阳极氯离子先于氢氧根离子放电，先析出 Cl2，后析出O2，故 B正确； D中溶液 pH不断增大，最后生成的 NaOH为碱性， pH大于 7，故 D错误，答案：选 D。 考点：考查电解的有关判断和计算 点评：本题是对电解原理的考查，要求学生会根据电解原理书写常见电解质的电解反应，难度较大，本题有利于培养学生的解题能力，激发学生的学习求知欲。 在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是： A原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应 B原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应 C原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应 D原电
5、池的负极和电解池的阴极所发生的反应 答案： BC 试题分析：原电池的负极和电解池的阳极都是失去电子，发生氧化反应的；反之，原电池的正极和电解池的阴极都是得到电子，发生还原反应的，答案：选BC。 考点：考查原电池和电解池的有关判断 点评：本题是常识性知识的考查，难度不大。主要是识记性，不难得分。本题有利于巩固学生的基础知识。 用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的 PH下降的是： A CuSO4 B AgNO3 C BaCl2 D H2SO4 答案： AB 试题分析：惰性电极电解硫酸铜溶液，阳极是 OH-放电，生成氧气，阴极是铜离子放电生 成单质铜，同时还有硫酸生成，所以
6、电解液的 pH下降；同样分析可知，惰性电极电解硝酸银溶液的生成物是氧气、硝酸和银单质，电解液的 pH下降；惰性电极电解氯化钡溶液，阴极是氢离子放电生成氢气，阳极是氯离子放电生成氯气； D 中惰性电极电解稀硫酸，实质上是电解水，生成氢气和氧气，电解液的 pH下降，答案：选 AB。 考点：考查电解池产物的有关判断 点评：本题是基础性知识的考查，难度不是很大。主要是巩固学生对放电离子的理解，培养学生的规范答题能力，调动学生的学习兴趣。 两串联电解池，左边放硫酸铜，右边放一定量的某硝酸盐溶液，电 解时当左池有 1.6gCu析出时，右池析出 0.45g固体，则右池溶质为： A AgNO3 B NaNO3
7、 C Mg（ NO3） 2 D Al（ NO3） 3 答案： A 试题分析：根据金属活泼性强弱和金属阳离子的放电能力可知，在水溶液中 Na 、 Mg2 、 Al3 是不可能放电生成相应的金属单质的，而 Ag 可以放电生成单质银，所以本题的正确答案：只能是 A。 考点：考查电解池的有关计算 点评：本题是基础性知识的考查，难度不大。主要是考查学生对基础知识的熟悉掌握程度，最关键的是培养学生灵活运用知识的能力。 将分别盛有熔融 KCl、 MgCl2、 Al2O3（熔有冰晶石）的三个电解槽，在一定条件下通电一段时间后，析出 K、 Mg、 Al的物质的量之比是： A 1： 2： 3； B 3： 2： 1
8、； C 6： 3： 1； D 6： 3： 2； 答案： D 试题分析：假设电池中通过电子的物质的量都是 6mol，则根据电子的守恒可知，生成 K、 Mg、 Al的物质的量分别是 、 、 ，所以析出 K、 Mg、Al的物质的量之比是 6： 3： 2，答案：选 D。 考点：考查电解池的有关计算 点评：本题是基础性知识的考查，难度不大。主要是训练学生利用守恒法解决化学计算问题的能力，提高学生的学习效率。 用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质（括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是： A CuCl2（ CuO） B NaOH（ NaOH） C NaCl（ HCl） D CuS
9、O4Cu（ OH） 2 答案： C 试题分析：要使溶液能与原来溶液完全一样，则应该是 “缺什么，补什么 ”的原则。 A中电解产物是铜和氯气，所以应该加入的是氯化铜； B中的电解产物是氢气和氧气，所以加入的是水； C中的 电解产物水氢氧化钠、氢气和氯气，由于气体挥发，所以应该加入的是氯化氢； D 中的电解产物是稀硫酸、氧气和铜，所以加入的是氧化铜，答案：选 C。 考点：考查电解产物的判断 点评：本题也是常见的高考题型，为中等难度的试题。主要是培养学生严谨、科学的思维方式，有利于培养学生的答题能力。 在一盛有饱和 Na2CO3溶液的烧杯中插入惰性电极，保持温度不变，通电一段时间后： A溶液的 PH
10、值增大 B Na+和 CO32-的浓度减小 C溶液的浓度增大 D溶液的浓度不变，有晶体析出 答案： D 试题分析：惰性电极电解饱和碳酸钠溶液，实质上是电解水，因此溶剂水的质量减少，有晶体析出。由于溶液的温度不变，所以溶液的浓度不变， pH不变，但溶质的质量减少，因此正确的答案：选 D。 考点：考查电解的有关应用 点评：本题是中等难度的试题，试题难易适中。主要是考查学生对电解原理的熟悉掌握程度，有利于培养学生分析问题、解决问题的能力，激发学生的求知欲。 如图中 x、 y分别是直流电源的两极，通电后发现 a极板质量增加， b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是 a极板 b极板 x电极 Z溶液
11、 A 锌 石墨 负极 CuSO4 B 石墨 石墨 负极 NaOH C 银 铁 正极 AgNO3 D 铜 石墨 负极 CuCl2 答案： A 试题分析：通电后发现 a极板质量增加，说明 a电极是阴极，溶液中的金属阳离子放电而析出。 b极板处有无色无臭气体放出，说明 b电极是阳极，溶液中的 OH-开始放电，生成氧气。所以 x是负极， y是正极，因此 B、 C不正确。 D中生成的是氯气，不正确，所以正确的答案：选 A。 考点：考查电解原理的有关判断及应用 点评：本题是高考中的常见题型，为基础性试题的考查，该题难度不大，主要是培养学生的学习兴趣，巩固学生的基础知识，提高学习效率。 将质量相等的铜片和铂
12、片插入硫酸铜溶液中，铜片与电源正极相连铂片与电源负极相连，以电流强度 1A通电 10min，然后反接电源，以电流强度 2A继续通电 10min。下列表示铜电极 .铂电极 .电解池中产生气体的质量和电解时间的关系图正确的是 答案： BC 试题分析：铜片与电源正极相连铂片与电源负极相连，则铜电极是阳极，铜失去电子。阴极则是溶液中的铜离子得到电子而析出单质铜。所以此时铜电极的质量减小， Pt电极的质量增加。铜片上所溶解的铜与铂片上析出的铜的质量相等。反接电源后，此时铜电极是阴极，溶液中的铜离子得到电子析出铜，质量逐渐增加；而 Pt电极的开始阶段，即前 5min是 Pt电极表面的铜失去电子，因此 Pt
13、电极的质量又开始减小。当 Pt电极表面的铜完全溶解后，即后 5min溶液中的 OH-开始放电，生成氧气，此时 Pt电极的质量不再发生变化，而铜电极的质量仍然是逐渐增大 的，所以正确的答案：选 BC。 考点：考查电解原理的有关应用和计算 点评：该题是中等难度的试题，主要是对学生的深层次思维能力的考查。本题将电解原理和化学图像相结合，对学生的化学知识的考查更加深入。 用惰性电极实现电解，下列说法正确的是 A电解氢氧化钠稀溶液，溶液浓度增大 pH变小 B电解氯化钠溶液，溶液浓度减小 pH不变 C电解硝酸银溶液，要消耗 OH-溶液 pH变小 D电解稀硫酸，实质是电解水，溶液 pH不变 答案： C 试题
14、分析：惰性电极电解氢氧化钠溶液，实质上是电解水，氢氧化钠的浓度增大，碱性增强 pH增大， A不正确；惰性电极电解氯化钠溶液，生成物是氢氧化钠、氢气和氯气，所以溶液的 pH增大， B不正确；惰性电极电解硝酸银溶液，生成物是硝酸、氧气和单质银，因此溶液的 pH减小， C正确；惰性电极电解稀硫酸，实质是电解水，硫酸的浓度增大，溶液 pH减小， D不正确，答案：选 C。 考点：考查电解产物的有关判断以及溶液 pH的有关判断 点评：本题是基础性试题的考查，主要是考查学生对电解原理的理解掌握程度，难度不大，较易得分。 以 Fe为阳极， Pt为阴极，对足量的 Na2SO4 溶液进行电解，一段时间后得到4 m
15、ol Fe(OH)3沉淀，此间共消耗水的物质的量为 A 6mol B 8mol C 10mol D 12mol 答案： C 试题分析：铁为阳极，铁失去电子。 Pt是阴极，溶液中的氢离子得到电子生成氢气。由于随电解的进行，溶液碱性逐渐增强，因此生成氢氧化亚铁。而氢氧化亚铁不稳定，极易被氧气有害生成氢氧化铁沉淀，因此反应的化学方程式是4Fe 10H2O O2=4Fe(OH)3 4 H2。所以如果一段时间后得到 4 mol Fe(OH)3沉淀，此间共消耗水的物质的量为 10mol，答案：选 C。 考点：考查电解的有关计算 点评：本题是中等难度的试题，试题难易适中。有利于培养学生的答题能力，以及严谨的
16、逻辑思维能力，有利于提高学生的学习效率。 某同学设计了一种电解法制取 Fe(OH)2的实验装置 (如右图 )。通电后，溶液中产生白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是 A电源中 “a”为负极， “b”为正极 B. 电解池中的电解液不可以是 NaCl溶液 C B电极发生的反应： 2H-2O+2e-=H2+2OH- D A.B两端都必须使用铁作电极 答案： C 试题分析：阳极产生亚铁离子，阴极产生氢气，由于产生的氢气可以排出溶解在溶液中的少量氧气，故应 B极产生氢气，所以 A极为阳极，其电极材料为 Fe，B极为阴极，其材料无条件限制，即 a为正极， b为负极，故 A、 D项都是错误的。电解
17、质溶液若为 NaCl溶液，电解初期阳极产生的亚铁离子进入溶液，此时不会生成氢氧化亚铁，而阴极产生的氢气可以排出溶液中溶解的少量氧气，随电解的进行，溶液碱性增强，将生成氢氧化亚铁，故 B项错误，因此正确的答案：选 C。 考点：考查电解池的原理及其应用。 点评：本题是高考中的常见题型，难度较大。主要是培 养学生分析、归纳、判断、推理能力，提高学生的答题能力，激发学生的学习兴趣。 填空题 如图， E 为沾有 Na2SO4溶液的滤纸，并加入几滴酚酞。 A， B 分别为 Pt片，压在滤纸两端， R、 S为电池的电极。 M、 N是用多微孔的 Ni的电极材料，它在碱溶液中可以视为惰性电极。 G为电流计， K
18、为开关。 C、 D和电解池中都充满浓 KOH溶液。若在滤纸中央点上一滴紫色的 KMnO4溶液， K打开，接通电源一段时间后， C、 D中有气体产生。 （ 1）外电源的正、负极分别是 R为 _， S为 _。 （ 2） A附近溶液的现象是 _， B附近发生的电极反应式为 （ 3）滤纸上的紫色点向哪方移动 _。 （ 4）当 C、 D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关 K，经过一段时间， C、 D中气体逐渐减少，主要因为 _，有关的反应式为 _。 答案：（ 1）负极；正极 （ 2） A附近的变化是变为红色， B端反应为： 4OH4e- 2H2O+O2。 （ 3） B （ 4）氢气和氧气在碱性
19、环境下发生的是电池反应（类似燃料电池），消耗了氢气和氧气。负极： 2H2 4OH4e- 4H2O、正极： O2 2H2O 4e- 4OH-。 试题分析：（ 1） K打开，接通电源一段时间后， C、 D中有气体产生。由于惰性电极电解氢氧化钾溶液，实质上是电解水，生成氢气和氧气。根据 C和 D试管中收集到的气体体积可知， C中收集到的是氢气， D中收集到的是氧气。所以 M电极是阴极，和电源的负极相连，即 R是负极，则 S是正极。 （ 2）由于 B电极和电源的正极相连，则 B是阳极， OH-放电，电极反应式是4OH4e- 2H2O+O2。 A 是阴极，氢离子放电，生成氢气。随着氢离子的放电，A端溶液
20、的碱性增强，所以 A端溶液变为红色。 （ 3）电解池中阴离子向阳极移动，因此滤纸上的紫色点向 B端移动。 （ 4）切断外电源并接通开关 K 后，此时氢气和氧气在碱性环境下构成原电池，发生的是电池反应（类似燃料电池），消耗了氢气和氧气。所以 C、 D中气体逐渐减少。有关反应的电极反应式是负极： 2H2 4OH4e- 4H2O、正极： O2 2H2O 4e- 4OH-。 考点：考查电化学原理的有关应用和判断 点评：本题是中等难度的试题，试题难易适中，基础性强，重点突出。本题有利于培养学生严谨的思维和分析、推理能力，有利于激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性。 工业上主要采用电解饱和食盐水的方法
21、来制取 Cl2、 H2、 NaOH。请回答下列问题： （ 1）在电解过程中，所发生反应的离子反应方程式为： ； （ 2）电解之前食盐水需要精制，目的是除去粗盐的中的 Ca2+、 Mg2+、 SO42-等杂质离子，使用的试剂有： a、 Na2CO3溶液 b、 Ba(OH)2溶液 c、稀盐酸。其中合理的加入顺序为 (填写序号 ) ； （ 3）如果在容积为 10L的电解池内，一段时间后共收集到 11.2L（标准状况）气体。这时溶液中 NaOH的物质的量浓度为 （设电解时溶液的体积不变）。 答案：（ 1） 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2（ 2） b a c （ 3） 0.05mol/L
22、 试题分析：（ 1）惰性电极电解饱和食盐水时，阳极是氯离子放电，生成氯气，阴极是氢离子放电生成氢气，所以在电解过程中，所发生反应的离子反应方程式为 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2。 （ 2） Ca2 用碳酸钠除去， Mg2 和 SO42-用氢氧化钡除去，最后加入盐酸酸化。但由于过量的氢氧化钡要用碳酸钠来除，所以碳酸钠必需放在氢氧化钡的后面，因此正确的顺序是 b、 a、 c。 （ 3）根据电解的方程式可知，生成的氢气和氯气的物质的量是相等的，所以氢气和氯气的物质的量分别都是 。则生成的氢氧 化钠的物质的量是 0.25mol2 0.5mol，所以溶液中 NaOH的物质的量浓度为。
23、考点：考查电解池的有关判断、电极反应式的书写、电解和物质的量浓度的有关计算 点评：本题是高考中的常见题型，为中等难度的试题。试题难易适中，有利于培养学生的逻辑思维能力和规范答题能力，提高学习效率，调动学生的学习积极性。 在如图用石墨作电极的电解池中，放入 500mL含一种溶质的某蓝色溶液进行电解，观察到 A电极表面有红色的固态物质生成， B电极有无色气体生成；当溶液中的原有溶质完全电解后，停止电解，取出 A 电极，洗涤、干燥、称量、电极增重 1.6g。请回答下列问题： （ 1） A接的是电源的 极， B是该装置 。 （ 2）写出电解时反应的总离子方程式 。 （ 3）电解后溶液的 pH 为 ；要
24、使电解后溶液恢复到电解前的状态， 则需加入 ，其质量为 。（假设电解前后溶液的体积不变） 答案：（ 1）负极；阳极（ 2） 2Cu2+2H2O 2Cu+O2+4H+ （ 3） 1； CuO，2g 试题分析：（ 1） A电极表面有红色的固态物质生成，这说明 A电极是阴极，和电源的负极连接，溶液中的金属阳离子铜离子放电生成红色的金属铜析出。 B电极有无色气体生成，这说明生成的气体应该是氧气，即 B电极是阳极，和电源的正极连接，溶液中的 OH-放电。 （ 2）根据（ 1）中的分析可知，反应的总方程式是 2Cu2+2H2O2Cu+O2+4H+。 （ 3）取出 A电极，洗涤、干燥、称量、电极增重 1.6
25、g，这说明析出的铜质量是 1.6g，物质的量是 0.025mol，则根据反应的方程式可知，生成的氢离子的物质的量是 0.025mol2 0.05mol。则氢离子的浓度是 ，所以pH 1；要使电解后溶液恢复到电解前的状态， 则需加入氧化铜，其质量为0.025mol80g/mol 2.0g。 考点：考查电解池的有关判断、电极反应式的书写以及电解的有关计算 点评：本题是高考中的常见题型，为中等难度的试题。试题难易适中，有利于培养学生的逻辑思维能力和规范答题能力，提高学习效率。 计算题 如图所示，通电 5 min后，第 极增重 2.16 g，同时在 A池中收集到标准状况下的气体 224 mL，设 A池
26、中原混合液的体积为 200 mL。 试求： （ 1）请写出 、 的电极反应式； （ 2）通电前 A池中原混合溶液 Cu2+的浓度。 答案：（ 1） 2Cu2+4e- 2Cu； 4OH- 4e- 2H2O+O2 （ 2） 0.025mol/L 试题分析：（ 1）根据装置图可知，通电 5 min后，第 极增重 2.16 g，所以 电极是阴极，则 电极是阳极。所以 F是电源的正极， E是负极。则 电极是阴极，溶液中的铜离子放电，电极反应式是 2Cu2+4e-=2Cu ； 电极是阳极，溶液中的 OH-放电，电极反应式是 4OH- 4e- 2H2O+O2。 （ 2）根据析出的银的质量可知 转移电子的物质
27、的量为 如果 A池中生成的气体全部是氧气 则由电极反应可知每转移 4mol电子，放出 1molO2 所以 极上析出 O2的体积为 0.02mol422.4L/mol 0.112L 0.224L 这说明 A池收集到的气体中还有 H2 因此 极上放出 H2为： 0.224L-0.112L 0.112L 则氢气的物质的量是 0.005mol 由于 极上析出 Cu和放出 H2共获得 0.02mol电子 所以 Cu2+的物质的量为（ 0.02mol-0.005mol2） 2 0.005mol 因此铜离子的浓度是 0.005L0.2L 0.025mol/L 考点：考查电化学原理的应用和有关计算 点评：本题
28、是中等难度的试题，试题对学生的要求较高。本题有 利于培养学生的规范答题能力，以及灵活运用知识解决实际问题的能力。 电解 1mol/L CuSO4和 0.1mol/L Cu(NO3)2的混合液 100mL，当阳极析出896mL（标准状况）气体时，切断电源，使电极仍浸在溶液中，经充分反应后，阴极比原来增重多少克？溶液的 pH是多少？（ lg2=0.3） 答案： .1 试题分析：根据离子的放电顺序可知 阳极： 4OH- -4e- O2 2H2O 阴极： 2Cu2+ 4e- = 2Cu 原溶液中 n（ Cu2+） 1mol/L0.1L 0.1 mol/L0.1L 0.11mol 电解中共生成氧气 n（
29、 O2） 根据电荷守恒可知 2Cu2+ O2 4OH- 4H+ 2mol 1mol 4mol x 0.04mol y 解得 x 0.08mol、 y 0.16mol 铜与稀硝酸反应多的方程式是 3Cu + 2 NO3-+ 8H+ 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 3mol 2mol 8mol a 0.02mol b 解得 a 0.03mol、 b 0.08mol 即 NO3-对于 Cu及 H+均不足量 所以阴极增重（即阴极上剩余 Cu） （ 0.08mol-0.03mol） 64g/mol 3.2g 溶液中 c（ H+）（ 0.16mol-0.08mol） 0.1L 0.8mol/L 所以
30、 pH -lg0.8 -lg8 1 -3lg2 1 0.1 考点：考查电解的有关判断和计算 点评：本题难度较大，对学生的要求较高。主要是有利于培养学生严谨的思维方式以及分析、总结、推理能力，也有利于培养学生的规范答题能力，提高学习兴趣。 向 8克二价金属的氧化物固体中加入稀硫酸，使其恰好完全溶解，已知所消耗的硫酸体积为 100毫升，在所得溶液插入铂电极进行电解，通电一定时间后，在一个电极上收集到 224毫升（标准状况） 氧气，在另一个电极上得到1.28克该金属。 （ 1）根据计算确定金属氧化物的名称。 （ 2）计算通电后硫酸溶液的物质量浓度（溶液体积按 100毫升计算）。 答案：（ 1）氧化铜
31、（ 2）硫酸溶液的浓度为 0.2mol/L 试题分析：（ 1）生成氧气的物质的量是 所以转移电子的物质的量是 0.01mol4 0.04mol 则根据 M2 2e- M可知 金属 M的物质的量是 0.02mol 所以 M的相对原子质量是 1.280.02 64 因此 M是金属铜 则该金属氧化物的名称是氧化铜 （ 2）根据铜原子守恒可知 硫酸铜的物质的量是 0.02mol 则稀硫酸的物质的量也是 0.02mol 所以稀硫酸的难度是 考点：考查电解池的有关计算 点评：本题是基础性试题的考查，难度不大。主要是巩固学生对电解原理的理解掌握程度，以及灵活运用知识的能力，同时也有利于培养学生的规范答题能力，提高学习效率。
