高中化学4.3电解池知识梳理同步测试新人教版选修4

用心爱心专心-1-高二化学知识梳理同步测试：4.3电解池（人教版选修4）一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分)1．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，用锌作阳极解析：电解熔融的氧化铝制取金属铝时，应用惰性材料作电极；铜的精炼：阳极(粗铜)：Cu－2e－===Cu2＋；阴极(纯铜)：Cu2＋＋2e－===Cu；电解质溶液：CuSO4(含H2SO4)。电解饱和食盐水：阳极(钛网)：2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极(碳钢网)：2H＋＋2e－===H2↑，总反应：2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；镀锌：阳极(锌)：Zn－2e－===Zn2＋；阴极(镀件)：Zn2＋＋2e－===Zn，电镀液：ZnCl2溶液。答案：A2．如下图所示能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是(图中电极均为惰性电极)()解析：与直流电源正极相连的是电解池的阳极，阳极发生氧化反应，失去的电子回到正极；与直流电源负极相连的是电解池的阴极，阴极发生还原反应，接受负极输出的电子。据此判断，D图右电极为阳极，发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，可观察到碘化钾淀粉溶液变蓝，证明有Cl2生成；左电极为阴极，发生反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，可观察到阴极区溶液变红，证明有NaOH生成，收集的气体经点燃可证明为氢气。故选D。用心爱心专心-2-答案：D3．用铂电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，在电解后的剩余电解液中加适量水时，能使溶液浓度恢复到电解前浓度的是(双选)()A．AgNO3B．NaOHC．Na2SO4D．CuCl2解析：电解质溶液被电解时实质是电解水的才符合要求，根据放电顺序，电解质的阳离子为H＋或比H＋氧化性差的，阴离子为OH－或含氧酸根离子。答案：BC4．将分别盛有熔融的氯化钾、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，析出钾、镁、铝的物质的量之比为()A．6∶3∶2B．6∶3∶1C．1∶2∶3D．3∶2∶1解析：设电路中通过6mol电子，根据K＋＋e－===K可算得析出6molK；根据Mg2＋＋2e－===Mg算得析出3molMg；根据Al3＋＋3e－===Al算得析出2molAl。析出钾、镁、铝的物质的量之比为6∶3∶2。答案：A5．如图所示实验，如x轴表示流入阴极的电子的物质的量，则y轴可表示()①c(Ag＋)②c(NO3－)③a棒的质量④b棒的质量⑤溶液的pHA．①③B．③④C．①②④D．①②⑤解析：解答该题时要注意观察装置的特点。答案：D6.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置，以下对电用心爱心专心-3-源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是()A．a为正极，b为负极；NaClO和NaClB．a为负极，b为正极；NaClO和NaClC．a为阳极，b为阴极；HClO和NaClD．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl解析：电解饱和食盐水的方程式为2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。NaOH在阴极区生成，Cl2在阳极区生成。按照该学生制作的竖直的家用环保型消毒装置，若将阳极置于上方，则氯气一生成即逸出，不能完全与NaOH作用。由题中提供信息“制得了有较强杀菌能力的消毒液”可推知，消毒液的成分中有NaClO，显然，应将阴极置于上方，阳极置于下方，阳极生成的氯气通过溶液时能很好地被阴极生成的NaOH吸收。反应为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。电解装置上方阴极相连的a为电源的负极，则b为正极。答案：B7．金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，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－===NiB．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：电解是阴极发生还原反应，A错；电解过程中，阳极Zn、Fe、Ni依次失去电子生成阳离子进入溶液，Cu、Pt没有镍活泼不被氧化，沉入槽底成为阳极泥，阴极只析出Ni，故B项错，D项正确，电解后溶液中仍有少量的Ni2＋离子，C项错。答案：D8．(2011·石家庄模拟)将0.2molAgNO3、0.4molCu(NO3)2、0.6molKCl溶于水，配成100mL溶液，用惰性电极电解一段时间后，若在一极析出0.3molCu，此时在另一极上产生的气体体积(标准状况)为()A．4.48LB．5.6LC．6.72LD．7.84L解析：解答此题很容易出现的错误是根据溶液中存在的离子及放电顺序直接计算，实际上把三种物质溶于水后，AgNO3和KCl之间发生反应，KCl剩余0.4mol。与放电有关的离子有：Cu2＋0.4mol、Cl－0.4mol及H＋、OH－，阴极发生：Cu2＋＋2e－===Cu，生成0.3molCu时，通过电子0.6mol；阳极先发生：2Cl－－2e－===Cl2↑，当0.4molCl－放电时，通过电子0.4mol，生成Cl20.2mol，阳极再发生：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，根据阴、阳两极通过电子数相等得：再通过0.2mol电子时，生成O20.05mol，所以阳极共生成气体0.25mol，即5.6L(标准状况)。故B选项正确。用心爱心专心-4-答案：B二、非选择题(本题包括4小题，共52分)9．(12分)(2011·山东省实验中学高二期末)从NO3－、SO42－、H＋、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。(1)两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是________________________；(2)若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式可能是____________________；(3)两极分别放出气体，且体积比为1∶1，电解质的化学式可能是______________________。答案：(1)H2SO4、HNO3、Ba(NO3)2、Ba(OH)2(2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4(3)HCl、BaCl210．(12分)如图为以惰性电极进行电解的串联电解装置图(1)写出A、B、C、D各电极上的电极方程式。A______________________________________________________________；B_________________________________________________________________；C_______________________________________________________________；D______________________________________________________________。(2)在A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量比为______________________。解析：由图可知：B、D两极为阳极，A、C两极为阴极，然后根据电解的原理即可写出电极反应式，根据电子守恒法可计算，A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量之比。答案：(1)Cu2＋＋2e－===Cu2Cl－－2e－===Cl2↑2Ag＋＋2e－===2Ag2OH－－2e－===H2O＋12O2↑(2)2∶2∶4∶111．(12分)(2011·天津高二质检)如右图所示中(A)为直流电源，(B)为浸透饱和氯化钠溶液，(C)为电镀槽，接通电路后，发现(B)上的c点显红色，填空：(1)电源(A)上的a为________极。(2)滤纸(B)上发生的总化学反应方程式为：________________________________________________________________________。(3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通(K)点，使c、d两点短路，则电极e上发生用心爱心专心-5-的反应为：______________________，电极f上发生的反应为：____________________，槽中盛放的电镀液可能是______或________(只要求填两种电解质溶液)。答案：(1)正(2)2NaCl＋2H2O=====通电2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(3)Zn－2e－===Zn2＋Zn2＋＋2e－===ZnZn(NO3)2ZnSO412．(16分)(知能提升)如下图所示，通电5min后，电极5的质量增加2.16g，回答下列问题。(1)电源：a是________极，C池是________池。A池阴、阳极电极反应：________________________________________________________________________，C池阴、阳极电极反应：_________________________________________________。(2)如果B槽中共收集到224mL气体(标准状况)且溶液体积为200mL(设电解过程中溶液体积不变)，则通电前溶液中Cu2＋的物质的量浓度为________。(3)如果A池溶液也是200mL(电解过程中溶液体积不变)，则通电后，溶液的pH为________。解析：(1)根据电极5质量增加知电极5极为阴极，据此可判断各电极及电源的名称和书写电极方程式。(2)由题知Ag析出2.16g，可求电子2.16108＝0.02mol，根据电子守恒，结合电极反应计算。B中阴极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，由0.02mol电子得O2112mL。所以阴极反应：Cu2＋＋2e－===Cu,2H＋＋2e－===H2↑，阴极H2：224mL－112mL＝112mL，消耗电子0.01mol，故Cu2＋消耗电子0.02mol－0.01mol＝0.01mol。c(Cu2＋)＝0.01mol×120.2L＝0.025mol·L－1。(3)A中2H＋＋2e－===H2↑，剩余OH－，由0.02mol电子知c(OH－)＝0.02mol0.2L＝0.1mol·L－1，pH＝13。答案：(1)负电解阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：2H＋＋2e－===H2↑阳极：Cu－2e－===Cu2＋阴极：2Ag＋＋2e－===2Ag(2)0.025mol·L－1用心爱心专心-6-(3)13