2024-2025學(xué)年高中化學(xué)課時提升作業(yè)二十電解原理含解析新人教版選修4

PAGE9-電解原理 (40分鐘70分)一、選擇題(本題包括11小題,每小題5分,共55分)1.下列有關(guān)電解池說法正確的是 ()A.可將電能完全轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.接電源正極的電極確定是陽極C.陰極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)D.陽極上可能會生成金屬單質(zhì)【解析】選B。A中電解池的能量轉(zhuǎn)化低于100%。C中陰極是得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。D中陽極發(fā)生氧化反應(yīng),錯誤。2.(2024·汕頭高二檢測)某同學(xué)為了使反應(yīng)2HCl+2Ag2AgCl+H2↑能進行,設(shè)計了下列四個試驗,如圖所示,你認為可行的方案是 ()【解析】選C。此反應(yīng)為非自發(fā)的氧化還原反應(yīng),需設(shè)計成電解池,且Ag失電子作陽極,電解質(zhì)溶液中的H+得電子生成H2。3.某溶液中含有Cu2+、Fe2+、K+、Cl-、NO3-,用石墨作電極進行電解時,A.Cl2 B.K C.Cu D.H2【解析】選B。在陰極上,溶液中的H+的得電子實力強于K+而弱于Cu2+,所以陰極上無法得到單質(zhì)K但可以得到銅和氫氣。陽極上Cl-失電子實力強于溶液中的OH-,所以可以得到氯氣。4.500mLNaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3-)=6mol·L-1,用石墨作電極電解此溶液,當通電一段時間后,兩極均收集到氣體22.4L(標準狀況下),假定電解后溶液體積仍為500A.原混合溶液中c(Na+)=6mol·L-1B.電解后溶液中c(H+)=4mol·L-1C.上述電解過程中共轉(zhuǎn)移8mol電子D.電解后得到的Cu的物質(zhì)的量為2mol【解析】選B。經(jīng)過計算,c(Cu2+)=2mol·L-1,由電荷守恒可知,原混合溶液中c(Na+)為6mol·L-1-2mol·L-1×2=2mol·L-1,故A錯誤;B.電解后溶液中c(H+)為4mol-2mol0.5L=4mol·L-1,故B正確;C.由上述分析可知,電解過程中轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為4NA,故C錯誤;【方法規(guī)律】推斷電解質(zhì)溶液離子濃度的改變(1)若陰極為H+放電,則陰極區(qū)c(OH-)增大;(2)若陽極為OH-放電,則陽極區(qū)c(H+)增大;(3)若陰、陽兩極同時有H+、OH-放電,相當于電解水,溶質(zhì)離子的濃度增大。5.(2024·青島高二檢測)將始終流電源的正、負極(電極材料為Pt),用玻璃片分別壓在一張用食鹽水、碘化鉀、淀粉溶液和石蕊試液浸透的濾紙上,經(jīng)過一段時間后,兩極旁邊濾紙的顏色分別是 ()ABCD陽極藍白紅藍陰極白藍藍藍【解析】選D。陽極上I-放電生成I2,使淀粉變藍,陰極上H+放電后,使溶液中的c(H+)<c(OH-),呈堿性,使石蕊顯藍色,故D正確。6.(2024·南陽高二檢測)O2、Cl2、H2、Cu、NaOH五種物質(zhì)是練習(xí)題中出現(xiàn)頻率較高的電解產(chǎn)物,下列有關(guān)它們的說法中正確的是 ()A.O2、Cl2在陰極上生成B.H2、NaOH在陰極(區(qū))上生成C.Cu可以在陽極上生成D.生成O2、Cu時的反應(yīng)類型相同【解析】選B。O2、Cl2一般在陽極上生成,Cu、H2、NaOH一般在陰極(區(qū))上生成,A、C錯誤,B正確;銅單質(zhì)通常是由Cu2+得電子形成的,O2是由氧元素失去電子形成的,反應(yīng)類型不同,D錯誤。7.(2024·武漢高二檢測)關(guān)于如圖裝置的說法中正確的是 世紀金榜導(dǎo)學(xué)號()A.裝置①中,鹽橋中的K+移向ZnSO4溶液B.裝置②工作一段時間后,加適量的Cu(OH)2可能復(fù)原原溶液濃度C.裝置②工作一段時間后,b極旁邊溶液的pH增大D.剛起先時裝置①②中的溶液內(nèi)的H+都在銅電極上被還原,有氣泡產(chǎn)生【解析】選B。裝置①中是原電池裝置,金屬鋅是負極,Cu是正極,鹽橋中的K+移向正極,即硫酸溶液,A錯誤;裝置②是電解池,石墨是陽極,在陽極上產(chǎn)生氧氣,在陰極上產(chǎn)生的是金屬銅,電解池復(fù)原的方法:出什么加什么,加適量的Cu(OH)2可能復(fù)原原溶液濃度,B正確;裝置②是電解池,石墨是陽極,在陽極上產(chǎn)生氧氣,消耗氫氧根離子,所以b極旁邊溶液的pH減小,C錯誤;剛起先時,裝置①中的溶液內(nèi)的H+在銅電極上被還原,裝置②中的溶液內(nèi)的Cu2+在銅電極上被還原,D錯誤。8.(2024·南平高二檢測)用惰性電極電解物質(zhì)的量濃度相同、體積比為1∶3的CuSO4和NaCl的混合溶液,可能發(fā)生的反應(yīng)有 ()①2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑②Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑③2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑④2H2O2H2↑+O2↑A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.僅②④【解析】選C?；旌先芤褐蠧uSO4和NaCl的物質(zhì)的量之比為1∶3,即發(fā)生電解的溶質(zhì)離子Cu2+和Cl-的物質(zhì)的量之比為1∶3。第一階段電解CuCl2溶液,其次階段電解NaCl溶液,第三階段電解NaOH、Na2SO4混合溶液(相當于電解水)。9.將等物質(zhì)的量濃度的CuSO4和NaCl等體積混合后,用石墨電極進行電解,電解過程中,溶液pH隨時間t改變的曲線如圖所示,則下列說法錯誤的是 ()A.陽極先析出Cl2,后析出O2,陰極先產(chǎn)生Cu,后析出H2B.AB段陽極只產(chǎn)生Cl2,陰極只產(chǎn)生CuC.BC段表示在陰極上是H+放電產(chǎn)生了H2D.CD段相當于電解水【解析】選C。由于兩種溶液的體積相等,物質(zhì)的量濃度也相等,即溶質(zhì)的物質(zhì)的量相等,設(shè)CuSO4和NaCl的物質(zhì)的量各1mol,電解分3個階段:【第一階段】陽極:1mol氯離子失1mol電子,陰極:0.5mol銅離子得1mol電子,因為銅離子水解使溶液顯酸性,隨著電解的進行,銅離子的濃度降低,酸性減弱,pH將增大?！酒浯坞A段】陽極:1mol氫氧根離子失1mol電子(來源于水的電離),陰極:0.5mol銅離子再得1mol電子,因為氫氧根離子消耗,使水溶液中氫離子濃度增大,pH快速減小?！镜谌A段】陽極:氫氧根離子失電子,陰極:氫離子得電子,它們都來源于水的電離,實質(zhì)是電解水,導(dǎo)致溶液的體積減小,使溶液中氫離子濃度增大,pH接著減小?！狙a償訓(xùn)練】關(guān)于如圖所示各裝置的敘述中,正確的是 ()A.裝置①是原電池,總反應(yīng)是Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+B.裝置①中,鐵作負極,負極反應(yīng)式為Fe3++e-Fe2+C.裝置②通電一段時間后石墨Ⅱ電極旁邊溶液紅褐色加深D.若用裝置③精煉銅,則d極為粗銅,c極為純銅,電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液【解析】選C。Fe比Cu活潑,總反應(yīng)為Fe+2Fe3+3Fe2+,Fe電極反應(yīng)式為Fe-2e-Fe2+,A、B錯誤;Fe(OH)3膠體粒子帶正電荷,在電場作用下向陰極移動,C正確;依據(jù)電流方向可知,a為直流電源的正極,電解精煉銅時,c極為粗銅,d極為純銅,D錯誤。10.用惰性電極電解下列各組物質(zhì)的水溶液時,發(fā)生的電極反應(yīng)完全相同的是 ()A.NaOH、H2SO4 B.CuCl2、Cu(NO3)2C.Na2SO4、NaCl D.KNO3、AgNO3【解析】選A。用惰性電極電解NaOH、H2SO4的水溶液時實質(zhì)均為電解水,電極反應(yīng)均相同,A正確;電解B、C兩組溶液時,陽極反應(yīng)不同,陰極反應(yīng)相同,B、C錯誤;電解KNO3、AgNO3溶液,陽極反應(yīng)相同,陰極反應(yīng)不同,D錯誤。11.如圖裝置,通電后,發(fā)覺Cu極旁邊溶液藍色加深。下列說法正確的是 世紀金榜導(dǎo)學(xué)號()A.A極為負極,Cu為陽極B.左燒杯溶液和右燒杯溶液的pH都變小C.左燒杯溶液濃度變大,右燒杯溶液濃度不變D.左燒杯Pt極和右燒杯Fe極的電解產(chǎn)物物質(zhì)的量之比為1∶1【解析】選C。通電后,發(fā)覺Cu極旁邊溶液藍色加深,說明銅電極失電子生成銅離子進入溶液,則銅電極是陽極,A是正極,A錯誤;左燒杯中,相當于電解水,故pH減小;右燒杯中,陽極上銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng),陰極上銅離子放電,pH基本不變,B錯誤;左燒杯中,事實上電解的是水,溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變,溶劑的物質(zhì)的量削減,所以溶液濃度增大,右燒杯中,屬于電鍍,所以溶液中濃度不變,C正確;左燒杯中鉑絲上氫氧根離子放電,右燒杯中鐵電極上銅離子放電,當轉(zhuǎn)移相同電子時,電解產(chǎn)物物質(zhì)的量之比為1∶2,D錯誤。二、非選擇題(本題包括1小題,共15分)12.如圖X是直流電源。Y槽中c、d為石墨棒,Z槽中e、f是質(zhì)量相同的銅棒。接通電路后,發(fā)覺d旁邊顯紅色。 世紀金榜導(dǎo)學(xué)號(1)①電源上b為________極(用“正”“負”“陰”或“陽”填空)。

②Z槽中e為________極(用“正”“負”“陰”或“陽”填空)。

③連接Y、Z槽線路中,電子流淌的方向是d________e(用“”或“”填空)。

(2)①寫出c極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式:________________________________。

②寫出Y槽中總反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________。

③寫出Z槽中e極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式:________________________________。

【解析】d極旁邊顯紅色,說明d為陰極,電極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑,c為陽極,電極反應(yīng)式為2Cl--2e-Cl2↑,Y槽電解NaCl溶液的總反應(yīng)方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑;直流電源中a為正極,b為負極,Z槽中f為陰極,e為陽極,電極反應(yīng)式為Cu-2e-Cu2+,電子流淌方向由e→d。答案:(1)①負②陽③←(2)①2Cl--2e-Cl2↑②2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑③Cu-2e-Cu2+ (20分鐘30分)一、選擇題(本題包括3小題,每小題6分,共18分)1.按如圖甲裝置進行試驗,若乙中橫坐標x表示流入電極的電子的物質(zhì)的量,下列敘述不正確的是 ()A.E表示生成銅的物質(zhì)的量B.E表示反應(yīng)消耗水的物質(zhì)的量C.F表示反應(yīng)生成氧氣的物質(zhì)的量D.F表示生成硫酸的物質(zhì)的量【解析】選D。由電子與生成物的物質(zhì)的量的關(guān)系可知E表示反應(yīng)生成銅的物質(zhì)的量,A正確;由總反應(yīng)結(jié)合電子與生成物的物質(zhì)的量的關(guān)系可知,則E表示消耗水的物質(zhì)的量,B正確;由電子與生成物的物質(zhì)的量的關(guān)系可知F表示反應(yīng)生成氧氣的物質(zhì)的量,C正確;由總反應(yīng)結(jié)合電子與反應(yīng)物的物質(zhì)的量的關(guān)系可知,F不能表示反應(yīng)生成硫酸的物質(zhì)的量,D錯誤。2.(2024·珠海高二檢測)一種脫除廢水中NH4+的電化學(xué)裝置如圖所示,A.該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷.該裝置工作時,Cl-向陰極移動C.NH4+在陰極上被還原為N2,陰極四周溶液的D.陽極的電極反應(yīng)式為Cl-+H2O-2e-ClO-+2H+【解析】選D。A中本裝置是一個電解池,是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,故A錯。B中,電解池工作時,陰離子Cl-向陽極移動。C中NH4+被ClO-氧化為N2。D中由圖看出,氯離子在陽極放電轉(zhuǎn)化為ClO-3.(2024·信宜高二檢測)如下圖所示,甲池的總反應(yīng)式為N2H4+O2N2+2H2O,下列關(guān)于該電池工作時的說法正確的是 世紀金榜導(dǎo)學(xué)號()A.該裝置工作時,Ag電極上有氣體生成B.甲池和乙池中的溶液的pH均減小C.甲池中負極反應(yīng)為N2H4-4e-N2+4H+D.當甲池中消耗0.1molN2H4時,乙池中理論上最多產(chǎn)生6.4【解析】選B。由示意圖可知,甲池為原電池,通入N2H4一極為負極,通入O2一極為正極,所以Ag電極為陰極,石墨電極為陽極。A中Ag電極反應(yīng)式為Cu2++2e-Cu,故無氣體生成,錯誤。B中甲池中因反應(yīng)生成了水會使溶液的pH減小,乙池中因反應(yīng)生成了酸也會使溶液的pH減小,B正確。C中在堿性介質(zhì)電極反應(yīng)式不行能形成氫離子,錯誤。D中因為1molN2H4～4mole-～2molCu,當消耗0.1molN2H4時,乙池中理論上最多產(chǎn)生12.8g固體銅。二、非選擇題(本題包括1小題,共12分)4.(2024·煙臺高二檢測)某愛好小組的同學(xué)用下圖所示裝置探討有關(guān)電化學(xué)的問題(甲、乙、丙三池中溶質(zhì)足量),當閉合該裝置的電鍵K時,視察到電流計的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。請回答下列問題: 世紀金榜導(dǎo)學(xué)號(1)甲池為______(填“原電池”“電解池”或“電鍍池”),A電極的電極反應(yīng)式為______。

(2)丙池中F電極為______(填“正極”“負極”“陰極”或“陽極”),該池的總反應(yīng)方程式為______。

(3)當乙池中C極質(zhì)量減輕10.8g時,甲池中B電極理論上消耗O2的體積為______mL(標準狀況)。

(4)一段時間后,斷開電鍵K,下列物質(zhì)能使乙池復(fù)原到反應(yīng)前濃度的是______(填選項字母)。

A.Cu B.CuOC.Cu(OH)2 D.Cu2(OH)2CO3【解析】(1)甲池能自發(fā)進行氧化還原反應(yīng)為原電池,燃料電池中,燃料失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水,電極反應(yīng)式為CH3OH+8OH--6e-CO3+6H2O。(2)F連接原電池負極,所以為陰極,陽極上氫氧根離子放電,陰極上銅離