1、 高中同步测试卷(十)第十单元电解原理及综合应用(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)1下列叙述中正确的是()电解是将电能转化为化学能电解是将化学能转化为电能电解质溶液导电伴随着化学变化，金属导电是物理变化某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现任何溶液被电解时，必然有氧化还原反应发生A B C D2.某同学按右图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是() A电解过程中，铜电极上一直有H2产生B电解初期，主反应化学方程式为CuH2SO4CuSO4H2C电解一段时间后，铜电极质量增加D整个电解过程中，H的浓度不断增大3利用电解法可将含有Fe
2、、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是()A电解时以纯铜作阳极B电解时阴极发生氧化反应C粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu=Cu22eD电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥4某模拟“人工树叶”电化学实验装置如右图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是()A该装置将化学能转化为光能和电能B该装置工作时，H从b极区向a极区迁移C每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原Da电极的反应为：3CO218H18e=C3H8O5H2O5甲中盛有0.1 mol/L稀硫酸，乙中盛有0.1 mol/L CuCl2溶液(两种溶液均足量)
3、，装置如下图所示，下列说法不正确的是() A甲为原电池，乙为电解池B甲为电解池，乙为原电池C当甲中产生0.1 mol气体时，乙中产生气体的物质的量为0.1 molD一段时间后，甲中溶液的pH增大6下列有关电解应用的说法中错误的是()A电解熔融Al2O3可得到金属铝B电解熔融NaCl或饱和NaCl溶液可制得单质钠C利用电解法可在铁表面镀上一层均匀光滑的银D利用电解原理可除去粗铜中的杂质得到高纯度的铜7500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)6.0 molL1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L(标准状况)气体，假定电解后溶液体积仍为500 m
4、L，下列说法正确的是()A原混合溶液中的c(K)为2 molL1B上述电解过程中共转移6 mol电子C电解得到的Cu的物质的量为0.5 molD电解后溶液中的c(H)为2 molL18用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH，模拟装置如图所示。下列说法正确的是()A阳极室溶液由无色变成棕黄色B阴极的电极反应式为：4OH4e=2H2OO2C电解一段时间后，阴极室溶液中的pH升高D电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO49用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含Cl、Br、Na、Mg2)的装置如下图所示(a、b为石墨电极)。下列说法中正确的是()A电池工作时，正极反应为O22H2
5、O4e=4OHB电解时，a极周围首先放电的是Br而不是Cl，说明当其他条件相同时，前者的还原性比后者的强C电解时，电子的流动路径：负极外电路阴极溶液阳极正极D忽略能量损耗，当电池中消耗0.02 g H2时，b极周围会产生0.04 g H210将如图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是() ACu电极上发生还原反应B电子沿ZnabCu路径流动C片刻后甲池中c(SO)增大D片刻后可观察到滤纸b点变红色11在pHx的下列电解质溶液中插入两个惰性电极，电解一段时间后测得溶液的pHx，则该电解质溶液可能是()ANaOH溶液 BCuSO4溶液CKCl溶液 DNa2SO4溶液12用如图所示的装置电解K2S
6、O4溶液同时制备H2SO4和KOH溶液，中装入K2SO4溶液，下列有关分析正确的是(a、b是离子交换膜)() A区生成H2SO4 Ba是阴离子交换膜C区中的K进入区 D区溶液的pH会升高13某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为31。用石墨作电极电解该混合溶液时，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阴极自始至终只逸出H2 B阳极先逸出Cl2，后逸出O2C电解最后阶段为电解水 D溶液pH不断增大，最后为714.按如图所示装置进行实验，下列描述正确的是(N装置中两个电极均为石墨棒)() AC1上发生还原反应BM装置中SO移向Cu电极C工作一段时间后两个
7、装置中溶液pH均变大DCu电极与C2电极上的电极反应相同15臭氧是常见的强氧化剂，广泛用于水处理系统。制取臭氧的方法很多，其中高压放电法和电解纯水法原理分别如下图甲、乙所示，下列有关说法不正确的是 ()A高压放电法，反应的原理为3O22O3B高压放电出来的空气中，除含臭氧外还含有氮的氧化物C电解时，电极b周围发生的电极反应有3H2O6e=O36H和2H2O4e=O24HD电解时，H由电极a经聚合固体电解质膜流向电极b16观察下图所示装置示意图，下列有关叙述正确的是()A装置中阳极上析出红色固体B装置的待镀铁制品应与电源正极相连C装置中外电路电子由a极流向b极D装置的离子交换膜允许阳离子、阴离子
8、、水分子自由通过题号12345678910111213141516答案二、非选择题(本题包括4小题，共52分)17(12分)(1)如图1为电解精炼银的示意图，_(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体产生，则生成该气体的电极反应为_。图1图2(2)电化学降解NO的原理如图2所示。电源正极为_(填“A”或“B”)，阴极反应为_。若电解过程中转移了2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(m左m右)为_g。18(12分)如图所示，常温下通电5 min后，发现铜电极的质量增加，试回答：(1)电源电极X的名称为_(填“正极”或“负极”)。(2)电解池B中阳极的电极反应式是_。(
9、3)若KCl溶液的体积是200 mL，则当铜电极的质量增加2.16 g时A中溶液的pH_(忽略电解前后溶液体积的变化)，若要使电解后的溶液恢复到与电解前完全相同的状态，则应加入_(填物质的种类及物质的量)。(4)当铜、银两电极的质量差为2.16 g时，A中生成的气体最多为_ mol。19(14分)第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在下坡时，电池处于充电状态。(1)混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理如图1所示，其总反应
10、方程式为H22NiOOH2Ni(OH)2。根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)，该电极的电极反应式为_。(2)Cu2O是一种半导体材料，可通过如图2所示的电解装置制取，电解总反应方程式为2CuH2OCu2OH2，阴极的电极反应式是_。用镍氢电池作为电源进行电解，当电池中有1 mol H2被消耗时，Cu2O的理论产量为_g。20(14分)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如下图所示。回答下列问题：(1)甲烷燃料
11、电池正极、负极的电极反应式分别为_、_。(2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是_，电解氯化钠溶液的总反应方程式为_。(3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为_(法拉第常数F9.65104 Cmol1，列式计算)，最多能产生的氯气体积为_L(标准状况)。参考答案与解析1导学号75940181解析：选D。从能量角度看，电解是将电能转化为化学能，故正确，错误。电解质溶液导电时，必然伴随着两个电极上氧化还原反应的发生，同时生成新物质，故、正确。某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解供给电能可以实现，故正确，D项符合题意。2导学
12、号75940182解析：选B。阳极反应：Cu2e=Cu2，阴极反应：2H2e=H2(起始)，随着电解的进行，阳极产生的Cu2浓度增大，在电场的作用下向阴极移动，由于Cu2的氧化性强于H的，因此Cu2也会在阴极放电生成单质铜。在整个电解过程中，起始时H的浓度不断减小，随后基本保持不变。3导学号75940183解析：选D。粗铜提纯时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，A错误；电解时阴极发生还原反应，B错误；粗铜与电源正极相连，C错误；Ag、Pt失电子的能力比Cu的弱，沉积在电解槽底部形成阳极泥，D正确。4导学号75940184解析：选B。该装置图为电解装置，模拟“人工树叶”，故为电能转化为化学能，A项错误；
13、b极连接电源的正极，为阳极，在电解池中H为阳离子，向a极(阴极)区移动，B项正确；右侧H2OO2发生的是氧化反应，每生成1 mol O2，转移4 mol电子，C3H8O中碳元素的化合价是2，3CO2C3H8O，转移18 mol电子，故生成1 mol O2消耗 2/3 mol CO2，C项错误；a电极发生的是还原反应：3CO218H18e=C3H8O5H2O，D项错误。5导学号75940185解析：选B。构成甲装置的是活动性不同的两个电极、电解质溶液且两极形成了闭合回路，显然甲装置为原电池，且甲为乙的电解提供电能。电极反应分别如下：甲中2H2e=H2(正极)，Fe2e=Fe2(负极)；乙中Cu2
14、2e=Cu(阴极)，2Cl2e=Cl2(阳极)，综上，B错误。6导学号75940186解析：选B。电解饱和NaCl溶液时无法制取单质钠，得到的是氢氧化钠溶液。7导学号75940187解析：选A。根据阴、阳两极上转移电子数相同，则2n(Cu)2n(H2)4n(O2)，则n(Cu)(1 mol41 mol2)1 mol，因此溶液中c(Cu2)2 molL1，根据电荷守恒，2c(Cu2)c(K)c(NO)，则c(K)2 molL1，A项正确，C项错误；根据阳极反应，产生 22.4 L O2，转移4 mol电子，B项错误；根据题意，阳极反应为4OH4e=2H2OO2，阴极反应为Cu22e=Cu、2H2
15、e=H2，阳极消耗4 mol OH，阴极消耗2 mol H，故电解后溶液中c(H)4 molL1，D项错误。8导学号75940188解析：选C。A.阳极是铁放电，生成二价铁，进入溶液为浅绿色，A项错误；B.阴极发生还原反应，应为得电子，B项错误；C.阴极氢离子放电，导致氢离子浓度降低，pH升高，C项正确；D.阴极室生成的物质可能是磷酸一氢根或磷酸二氢根，D项错误。9导学号75940189解析：选B。因为是酸性环境，故电极反应中不能出现OH，正确的正极反应为O24H4e=2H2O，A项错误；电解时，a极与原电池正极相连，为电解池的阳极，由于Br的还原性比Cl的强，因此Br先放电，B项正确；在电解
16、池内部，溶液通过阴、阳离子的定向移动而导电，C项错误；在整个闭合电路中，转移电子的物质的量相等，D项错误。10导学号75940190解析：选A。K闭合时，Zn作负极，铜片作正极，构成原电池，使得a为阴极，b为阳极，电解饱和硫酸钠溶液，A正确。在电解池中电子不能流入电解质溶液中，B错误。甲池中硫酸根离子没有放电，所以其浓度不变，C错误。b为阳极，OH放电，使得b附近溶液显酸性，不能使滤纸变红，D错误。11导学号75940191解析：选B。电解NaOH、Na2SO4溶液的本质均是电解水，前者pH增大，后者pH不变，A、D错误；电解KCl溶液时有KOH生成，溶液pH增大，C错误；电解CuSO4溶液时
17、有H2SO4生成，pH减小，B正确。12导学号75940192解析：选C。区是阴极区，溶液中的H放电而被消耗，故区生成的是KOH；区中的K通过阳离子交换膜进入区，A、B错，C对；区生成H2SO4而使溶液pH下降，D错。13导学号75940193解析：选D。由题意知，n(H)n(Cl)23，在阴极放电的是H，在阳极放电的是Cl、OH，Cl先放电，OH后放电。此反应开始在两极放电的是H、Cl，相当于电解盐酸。H2SO4电离出的H全部放电后，在两极放电的是由水电离的H和剩余的Cl，相当于电解NaCl溶液。Cl全部放电后在两极放电的是由水电离出的H和OH，相当于电解水，故A、B、C均正确。溶液pH的变
18、化是不断增大，但最后溶液是NaOH和Na2SO4的混合溶液，pH大于7。14导学号75940194解析：选D。M为原电池，N为电解池，Cu为正极，则C1为阳极，C1上发生氧化反应，A项错误；M装置中SO移向负极(Zn电极)，B项错误；M中总反应为ZnH2SO4=ZnSO4H2，c(H)减小，pH变大，而N中总反应为2H2O2H2O2，c(H)增大，pH变小，C项错误；Cu电极为正极，H发生还原反应，C2电极为阴极，H发生还原反应，D项正确。15导学号75940195解析：选D。高压放电法与闪电条件下氧气部分转化为臭氧类似，其反应的原理为3O22O3，因空气中还含有氮气，放电条件下，氮气也能与氧
19、气反应，故有氮氧化物生成，A、B两项均正确；观察图乙电解法制臭氧，可发现有氢气放出，必由水还原生成，发生还原反应，故a为阴极；同理，由水生成氧气和臭氧，发生氧化反应，C项正确；因b为阳极，电解质中的阳离子移向阴极，故D项错误。16导学号75940196解析：选C。装置中阳极上Cl放电，发生氧化反应：2Cl2e=Cl2，A错误；装置待镀铁制品放电，发生还原反应Cu22e=Cu，与电源负极相连，B错误；装置的离子交换膜只允许阳离子自由通过，D错误。17导学号75940197解析：(1)电解精炼银时，粗银作阳极，与电源正极相连。b极产生的红棕色气体为NO2，电极反应为NOe2H=NO2H2O。(2)
20、与直流电源B相连的电极上，NO变为N2，发生了还原反应，因此B是电源的负极，A是电源的正极。根据得失电子守恒和电荷守恒、元素守恒可写出阴极反应为2NO6H2O10e=N212OH。阳极反应为10H2O20e=20H5O2，阴极反应为4NO12H2O20e=2N224OH。电解过程中，若转移20 mol电子，则阳极有20 mol H通过质子交换膜移向阴极，则阳极质量减少了20 mol1 g/mol5 mol32 g/mol180 g；阴极质量减少了2 mol28 g/mol20 g36 g。即当通过20 mol电子时，两极质量变化差m左m右180 g36 g144 g，显然，当转移2 mol电子
21、时，膜两侧电解液的质量变化差为14.4 g。答案：(1)aNO2He=NO2H2O(2)A2NO6H2O10e=N212OH14.418导学号75940198解析：铜电极增重，说明铜是阴极，银是阳极，由此知X是负极，当铜电极上析出2.16 g (0.02 mol)Ag时，电路中有0.02 mol e通过，A中生成的KOH为0.02 mol，由此可求出溶液的pH。为使溶液恢复到电解前的状态，应加入0.02 mol HCl。当铜银两电极质量差为2.16 g 时，表明铜电极上生成了0.01 mol Ag、银电极溶解了0.01 mol Ag，此时电路中有0.01 mol e通过，A中生成的氢气、氯气共
22、为0.01 mol。答案：(1)负极(2)Age=Ag(3)130.02 mol HCl(4)0.0119导学号75940199解析：(1)混合动力车上坡或加速时需要动力，故反应为原电池放电反应，即乙电极为正极，发生反应NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH，故乙电极周围溶液的pH增大。(2)电解池的阴极发生还原反应，即2H2O2e=H22OH。当电池中有1 mol H2被消耗时有2 mol电子转移，根据转移电子守恒可知Cu2O的理论产量为144 g。答案：(1)增大NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH(2)2H2O2e=H22OH14420导学号75940200解析：(1)电池的总反应式为
23、CH42O22OH=CO3H2O，正极的电极反应式为2O24H2O8e=8OH，负极的电极反应式可由总反应式减正极的电极反应式得到。(2)由题图可以看出前两个池为串联的电源，其中甲烷是还原剂，所在电极为负极，因而与之相连的b电极为阴极，产生的气体为H2。(3)1 mol甲烷氧化失去电子8 mol，电量为89.65104C，因题中虽有两个燃料电池，但电子的传递只能用一个池的甲烷量计算，标准状况下，1 L CH4的物质的量为 mol，可求电量；甲烷失去的电子数是Cl失去电子数的8倍，则得到标准状况下的氯气4 L(CH48Cl4Cl2)。答案：(1)2O24H2O8e=8OHCH410OH8e=CO7H2O(2)H22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(3)89.65104Cmol13.45104C4