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高中化学 4.3电解池 第1课时练习 新人教版选修4

1、4.3电解池 第1课时练习1用惰性电极电解下列各组物质的水溶液时,发生的电极反应完全相同的是()ANaOH、H2SO4BCuCl2、Cu(NO3)2CNa2SO4、NaCl DKNO3、AgNO3【解析】用惰性电极电解NaOH、H2SO4的水溶液时实质均为电解水,电极反应均相同,A正确;电解B、C两组溶液时,阳极反应不同,阴极反应相同,B、C错误;电解KNO3、AgNO3两组溶液,阳极反应相同,阴极反应不同,D错误。【答案】A2如图所示,铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里,电流表中有电流通过,则下列说法正确的是()A锌片是负极B两个铜片上都发生氧化反应C石墨是阴极D两个番茄都形成原电池【

2、解析】由于番茄汁显酸性,左侧番茄形成原电池,Zn作负极。右侧番茄形成电解池,Cu作阴极。故只有A选项正确。【答案】A3Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理论设计的制取Cu2O的电解池示意图如图,电解总反应为:2CuH2OCu2OH2。下列说法正确的是()A石墨电极上产生氢气B铜电极发生还原反应C铜电极连接直流电源的负极D当有0.1 mol电子转移时,有0.1 mol Cu2O生成【解析】由电解总反应可知,Cu参加了反应,所以Cu作电解池的阳极,发生氧化反应,B选项错误;石墨作阴极,电极反应为:2H2e=H2,A选项正确;阳极与电源的正极相连,C选项错误;阳极反应为2Cu2OH2e=Cu2O

3、H2O,当有0.1 mol 电子转移时,有0.05 mol Cu2O生成,D选项错误。【答案】A4如图,电解质溶液是NaCl的水溶液,通电一段时间后发现d极附近有黄绿色气体产生,以下说法正确的是 ()Aa是电源的正极B电子流动的方向:dbCc极发生氧化反应D如果将c、d两电极互换,则c上也会生成黄绿色气体【解析】d极附近有黄绿色气体产生,应该是Cl放电,说明d极是阳极,所以b是正极,A错;电子流向是阴极电源正极,即dbac,所以B对;c极得电子,化合价降低,发生还原反应,C错;如果c是活性电极则不产生黄绿色气体,D错。【答案】B5如图所示的电解池中,a、b、c、d都是石墨电极,通电一段时间后,

4、a、b、c、d各电极上生成物物质的量之比是 ()A2241B1121C2441D2121【解析】a为阴极,Cu2得电子生成Cu,b为阳极,Cl失电子生成Cl2;c为阴极,Ag得电子生成Ag,d为阳极,OH失电子生成O2。根据得失电子守恒,四种产物之间的关系为2Cu2Cl24AgO2。【答案】A6用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为13的CuSO4和NaCl的混合溶液,可能发生的反应有()2Cu22H2O2Cu4HO2Cu22ClCuCl22Cl2H2O2OHH2Cl22H2O2H2O2A BC D仅【解析】混合溶液中CuSO4和NaCl的物质的量之比为13,即发生电解的溶质离子Cu2和Cl

5、的物质的量之比为13。第一阶段电解CuCl2溶液,第二阶段电解NaCl溶液,第三阶段电解NaOH、Na2SO4混合溶液(相当于电解水)。【答案】C7某同学为了使反应2HCl2Ag=2AgClH2能进行,设计了下列四个实验,如图所示,你认为可行的方案是()【解析】此反应为非自发的氧化还原反应,需设计成电解池,且Ag失电子作阳极,电解质溶液中的H得电子生成H2。【答案】C8将一直流电源的正、负极(电极材料为Pt),用玻璃片分别压在一张用食盐水、碘化钾、淀粉溶液和石蕊试液浸透的滤纸上,经过一段时间后,两极附近滤纸的颜色分别是()ABCD阳极蓝白红蓝阴极白蓝蓝蓝【解析】阳极上I放电生成I2,使淀粉变蓝

6、,阴极上H放电后,使溶液中的c(H)1 mol/L,D错误。【答案】A14用惰性电极电解硫酸铜溶液,整个过程转移电子的物质的量与产生气体总体积的关系如图所示(气体体积均在相同状况下测定)。欲使溶液恢复到起始状态,可向溶液中加入()A0.1 mol CuO B0.1 mol CuCO3C0.1 mol Cu(OH)2D0.05 mol Cu2(OH)2CO3【解析】根据图像和电解原理,OP段电解反应的化学方程式为:2CuSO42H2O2CuO22H2SO4,PQ段电解反应的化学方程式为:2H2O2H2O2,所以溶液中应加入CuO:0.1 mol,H2O:0.05 mol,分析四个选项,加入0.0

7、5 mol Cu2(OH)2CO3合适。【答案】D15下图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极,电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后,在c、d两极上共收集到336 mL(标准状态)气体。回答:(1)直流电源中,M为_极。(2)Pt电极上生成的物质是_,其质量为_g。(3)电源输出的电子,其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为2_。(4)AgNO3溶液的浓度_(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),AgNO3溶液的pH_,硫酸的浓度_,硫酸的pH_。(5)若硫酸的质量分数由5.00%变为5.02%,则原有5.00%的硫酸_g。【解析】(1)电解5.00%的稀硫酸,实际上是电

8、解其中的水。因此在该电解池中发生反应:2H2O2H2O2,V(H2)V(O2)21。据此可确定d极为阴极,则电源的N极为负极,M极为正极。(2)在336 mL气体中,V(H2)336 mL224 mL,为0.01 mol;V(O2)336 mL112 mL,为0.005 mol。说明电路上有0.02 mol电子移动,因此在b极(Pt、阴极)产生Ag:0.02 mol108 gmol12.16 g,即0.02 mol的Ag。(3)n(e)n(Ag)n(O2)n(H2)0.020.020.0050.01221。(4)由Ag(阳)电极、Pt(阴)电极和AgNO3溶液组成的电镀池,在通电一定时间后,在

9、Pt电极上放电所消耗溶液中Ag的物质的量等于Ag电极被氧化给溶液补充的Ag的物质的量,因此AgNO3溶液的浓度不变,溶液的pH也不变。电解5.00%的硫酸溶液,由于其中的水发生电解,因此硫酸浓度增大,由于H的浓度增大,故溶液的pH减小。(5)设原5.00%的硫酸为x g,电解时消耗水0.01 mol18 gmol10.18 g,则:5.00%x5.02%(x0.18),解得x45.18 g。【答案】(1)正(2)Ag2.16(3)21(4)不变不变增大减小(5)45.1816如图,p、q为直流电源两极,A为2价金属单质X制成,B、C、D为铂电极,接通电源,金属X沉积于B极,同时C、D产生气泡。

10、试回答:(1)p为_极,A极发生了_反应。(2)C试管里收集到的气体是_,电极方程式是_。(3)在电解过程中,测得的C、D两极上产生的气体的实验数据如下:时间(min)12345678910阴极生成气体体积(cm3)6122029394959697989阳极生成气体体积(cm3)24711162126313641仔细分析以上实验数据,请说出可能的原因:_。(4)当反应进行一段时间后,A、B电极附近溶液的pH_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(5)当电路中通过0.004 mol电子时,B电极上沉积金属X为0.128 g,则此金属的摩尔质量为_。【解析】根据金属沉积于B极知,B为阴极,则:A为阳极、C为阳极、D为阴极,p为正极,q为负极;A极为阳极,故发生的反应为金属X失电子被氧化;由上面的分析知,C为阳极,其电极反应式为:4OH4e=O22H2O;14 min C、D两极产生的气体体积比大于21,410 min产生的气体体积之比等于21,说明氧气在H2SO4溶液的溶解度比氢气大;n(X2)0.002 mol,所以此金属的摩尔质量64 g/mol。【答案】(1)正氧化(2)氧气4OH4e=O22H2O(3)14 min C、D两极产生气体体积之比大于21,410 min产生的气体体积之比等于21,说明氧气在H2SO4溶液的溶解度比氢气大(4)不变(5)64 g/mol