第四章第三节电解池人教版高中化学练习试题

1高二化学选修4（人教版）同步练习第四章第三节电解池一.教学内容：电解池二.重点、难点：电解原理及其应用既是重点，也是难点三.具体内容：1.电解原理（1）装置（2）现象（3）电极反应（4）电解定义（5）电极的判断和选择（6）电子流向（7）离子放电顺序2.电解的几种情况与pH变化（1）氯化铜溶液电解（2）盐酸电解（3）硫酸钾溶液电解（4）溴化钙溶液电解（5）硫酸铜溶液、以铜为电极的电解3.电解原理的应用（1）氯碱工业（2）电镀（3）铜的电解精炼（4）铝的冶炼（5）钠的冶炼4.原电池、电解池的对比5.pH变化的判断【典型例题】2[例1]实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极Pb+SO42－=PbSO4+2e－正极PbO2+4H++SO42－+2e－=PbSO4+2H2O，今若制Cl20.050mol，这时电池内消耗H2SO4的物质的量至少是（）A.0.025molB.0.050molC.0.10molD.0.20mol答案：C解析：根据电源和电解池中转移电子数相同来解题。[例2]下图各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是（）A.④②①③B.②①③④C.④②③①D.③②④①答案：A解析：考察原电池、电解池中金属电极的消耗情况比较。[例3]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：23233HKIOOHKI电解。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解析：考察基本电解原理的应用。[例4]①某同学用碳棒、铜棒和稀硫酸为原材料，实现了在通常条件下不能发生的反应：Cu+H2SO4（稀）＝CuSO4+H2↑。请在右边画出能够实验这一反应的装置图。②某同学在做一定条件下铜与稀硫酸的反应实验时，看到碳棒上有气泡产生，但铜棒却没有被腐蚀。请你分析其原因：。答案：②两极与电源的正负极接反了，或铜棒接电源的负极了等。解析：考察对于电解原理的分析。CCu稀硫酸3[例5]在下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++2H2O2Cu+O2↑+4H+（3）1；CuO，2g解析：考察电解池中离子放电顺序的应用。[例6]用惰性电极电解M（NO3）x的水溶液，当阴极增重ag，阳极同时产生bLO2（STP），从而知M的相对分子质量为（）A.（22.4ax）/bB.（11.2ax）/bC.（5.6ax）/bD.（2.5ax）/b答案：C解析：考察电解池中电极反应的基本判断。[例7]用铂电极电解x下列溶液一段时间后，再加入一定量的某物质（括号内），能与原来溶液浓度一样的是（）A.23)(NOCu（CuCO3）B.NaOH（NaOH）C.NaCl（HCl）D.CuSO4[2)(OHCu]答案：AC解析：考察溶液的复原方法。[例8]从H+、Cu2+、Na+、SO42－、Cl－五种离子中恰当地组成电解质，按下列要求进行电解：（1）以石墨为电极进行电解，使电解质质量减少，水质量不变，可采用的电解质是__________________（2）以石墨为电极进行电解，使电解质质量不变，水质量减少，可采用的电解质是________________（3）以碳棒为阳极，铁棒为阴极进行电解，使电解质和水的质量都减少，可采用的电解质是______________________答案：（1）HCl、CuCl2（2）NaHSO4、Na2SO4、H2SO4（3）NaCl、CuSO4解析：考察电解中根据放电离子的选择来确定物质。4【模拟试题】（答题时间：30分钟）1.某种蓄电池的充放电过程可表示为：22)()(OHNiOHFeFe+NiO2+2H2O，该电池充电时，阳极是，电极反应式为。2.将质量分数为0.052（5.2%）的NaOH溶液1L（密度为1.06g·cm－3）用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010（1.0%）时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是（）NaOH的质量分数阳极析出物的质量（g）阴极析出物的质量（g）A0.06219152B0.06215219C0.0421.29.4D0.0429.41.23.电镀和电解精炼的原理来源于电解，但与通常意义上的电解又有所不同。（1）电镀时，须用镀层金属作极，镀件作极，电镀液中含有。电镀过程中，电镀液中金属离子浓度理论上保持不变。（2）电解精炼制高纯度金属时，须用粗金属作极，纯金属作极，电解液中含该金属的离子。4.下列关于铜电极的叙述不正确的是（）A.铜锌原电池中铜是正极B.用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极C.在镀件上电镀铜时，用金属铜作阳极D.电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极5.可以将反应Zn+Br2=ZnBr2设计成蓄电池，下列4个电极反应①Br2+2e－=2Br－②2Br－－2e－=Br2③Zn–2e－=Zn2+④Zn2++2e－=Zn其中表示充电时的阳极反应和放电时的负极反应的分别是（）A.②和③B.②和①C.③和①D.④和①6.用铂电极电解下列物质的水溶液，工作一段时间后溶液pH变小的是（）A.稀硫酸B.Na2SO4C.AgNO3D.KI7.石墨作电极电解下列溶液，阴阳两极产生的气体体积比为2:1，且电解液pH增大的是（）A.KClB.NaOHC.Na2SO4D.H2SO48.工业上为了处理含有Cr2O72－酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量的NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有3)(OHCr和3)(OHFe沉淀生成，工业废水中铬（Cr）的含量已低于排放标准。请回答下列问题：（1）电极反应式：阳极___________，阴极_____________（2）写出Cr2O72－变为Cr3+的离子方程式______________5（3）工业废水pH升高的原因_________________________（4）____（填“能”或“不能”）改用石墨电极，原因______________9.用质量为100g的铜作电极电解AgNO3溶液，电解一段时间后，两极的质量相差28g，此时两极质量分别是：阳极________________，阴极________________10.关于铜电极的叙述正确的是（）A.铜锌原电池中铜是正极B.用电解法精练粗铜时，粗铜作阴极C.在镀件上电镀铜时，可用金属铜作阳极D.电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极11.同一电路分别电解足量CuCl2溶液和AgNO3溶液，如果析出64g铜，则可析出银的质量（）A.108gB.54gC.216gD.64g12.同一电路串联四个电解槽，分别电解以下四种物质的水溶液，阴极析出物质质量最多的是（）A.CuSO4B.23)(NOBaC.KNO3D.NaOH6电解池【试题答案】1.2)(OHNi；2)(OHNi+2OH－－2e－=NiO2+2H2O2.B3.（1）阳；阴；镀层金属离子；（2）阳；阴。4.D5.A6.AC7.B8.（1）Fe－2e－=Fe2+；2H++2e－=H2↑（2）Cr2O72－+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++14H2O阴极反应消耗H+，溶液中的氧化还原反应也消耗H+，使溶液pH升高。（3）不能；若用石墨做电极，则无法产生还原剂Fe2+，使Cr2O72－还原为Cr3+，变成沉淀除去9.93.6g；121.6g10.AC11.C12.A【试题解析】1.二次电池的放电过程是原电池原理，充电过程是电解池原理，所以阳极是还原剂，发生氧化反应。2.根据离子放电顺序，NaOH溶液中放电的是H+和OH－，相当于水在减少，所以溶液应变浓，同时阳极是OH－放电，产生O2，是H2质量的8倍。4.因为要产生氢气和氧气，必须用惰性电极作阳极，否则将是铜在阳极放电，不能产生氧气。5.锌和溴的反应为自发的氧化还原反应，是放电时的原电池原理，所以发生氧化反应的锌为负极，而充电时是逆向反应，且阳极发生氧化反应。6.A中是H+和OH－放电，酸溶液变浓，pH减小；B中是H+和OH－放电，中性溶液中pH不变；C中是Ag+和OH－放电，碱性减弱，pH减小；D中是H+和I－放电，酸性减弱，pH变大。7.所有选项的阴极放电离子都是H+，所以阳极产生气体必须是每生成1mol气体，转移4mol电子，才能保证2：1的关系，所以应为O2，OH－放电；BCD都是电解水，所以只有碱性溶液，才能使pH升高。9.每有1mol铜反应，则同时生成2mol银，质量差为（64+108×2）=280，所以质量差为28g，说明有0.1mol铜反应掉，质量剩93.6g，0.2mol银生成，质量为100+21.6=121.6g。10.B中粗铜应作阳极，参加反应，变成离子，和杂质分开；D中铜作阳极，铜失电子反应，不能产生O2。11.根据串联电路中，电子转移数目相同，生成64g铜，转移2mol电子，所以生成2mol银。12.考察不同阳离子放电情况，BCD中都是H+放电，A中是铜离子放电，所以质量最大。