2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第04章 電化學(xué)基礎(chǔ) 專題4.3.1 電解原理（測）新人教版選修4.doc

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4-3-1 電解池（第一課時(shí)） 1．下列關(guān)于電解池的敘述中正確的是( ) A．電解池中的閉合回路僅是由電子的定向移動(dòng)形成的 B．金屬導(dǎo)線中,電子從電源的負(fù)極流向電解池的陽極,從電解池的陰極流向電源的正極 C．在電解質(zhì)溶液中,陰離子向陰極運(yùn)動(dòng),陽離子向陽極運(yùn)動(dòng) D．相同時(shí)間內(nèi),陽離子在陰極上得到的電子與陰離子在陽極上失去的電子數(shù)相等 【答案】D 2．能用電解原理說明的問題是( ) ①電解是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能 ②電解是化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能 ③電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化,金屬導(dǎo)電是物理變化 ④不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),通過電解的原理可以實(shí)現(xiàn) ⑤任何溶液被電解時(shí),必然導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)的發(fā)生 A．①②③④ B．②③⑤ C．③④ D．①③④⑤ 【答案】D 【解析】從能量角度看,電解是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的過程,故①對(duì),②錯(cuò);電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程,必將伴隨著兩個(gè)電極上氧化還原反應(yīng)的發(fā)生,同時(shí)生成新的物質(zhì),故③⑤對(duì);某些不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),通過電解的原理供給電能也可以實(shí)現(xiàn),故④對(duì)。所以D項(xiàng)符合題意。 3．如圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊溶液,下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是( ) A．逸出氣體的體積,a電極的小于b電極的 B．一電極逸出無味氣體,另一電極逸出刺激性氣味氣體 C．a(chǎn)電極附近呈紅色,b電極附近呈藍(lán)色 D．a(chǎn)電極附近呈藍(lán)色,b電極附近呈紅色 【答案】D 4．若某電能與化學(xué)能的轉(zhuǎn)化裝置(電解池或原電池)中發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式是Cu+2H+Cu2++H2↑,則下列關(guān)于該裝置的有關(guān)說法中正確的是( ) A．該裝置可能是原電池,也可能是電解池 B．該裝置只能是原電池,且電解質(zhì)溶液為硝酸 C．該裝置只能是電解池,且金屬銅為該電解池的陽極 D．該裝置只能是原電池,電解質(zhì)溶液不可能是鹽酸 【答案】C 【解析】原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。由題給總方程式知,Cu失電子,H+得電子。如果是原電池,Cu是負(fù)極,它的金屬活動(dòng)性排在氫之后,不可能發(fā)生反應(yīng),所以只能是電解池。 5．某學(xué)生設(shè)計(jì)了一個(gè)“黑筆寫紅字”的趣味實(shí)驗(yàn)。濾紙先用氯化鈉、無色酚酞的混合液浸濕,然后平鋪在一塊鉑片上,接通電源后,用鉛筆在濾紙上寫字,會(huì)出現(xiàn)紅色字跡。據(jù)此,下列敘述中正確的是( ) A．鉛筆端作陽極,發(fā)生還原反應(yīng) B．鉑片端作陰極,發(fā)生氧化反應(yīng) C．鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生 D．a(chǎn)點(diǎn)是負(fù)極,b點(diǎn)是正極 【答案】D 6．如圖所示是電解CuCl2溶液的裝置,其中c、d為石墨電極,則下列有關(guān)判斷中正確的是( ) A．a(chǎn)為負(fù)極,b為正極 B．a(chǎn)為陽極,b為陰極 C．電解過程中,d電極質(zhì)量增加 D．電解過程中,氯離子濃度不變 【答案】C 【解析】電流從電源的正極流出,故a為電源的正極,b為負(fù)極,與電源正極相連的c為陽極,與電源負(fù)極相連的d為陰極,A、B兩項(xiàng)均不正確;在電解過程中,因Cu2+是陽離子,移向陰極d,在陰極放電析出Cu,所以d電極質(zhì)量增加;Cl-是陰離子,移向陽極c,在陽極放電析出Cl2,會(huì)導(dǎo)致溶液中氯離子濃度降低,故C項(xiàng)對(duì),D項(xiàng)錯(cuò)。 7．用石墨作電極，電解1 mol?L?1下列物質(zhì)的溶液，溶液的pH保持不變的是 A．HCl B．CuSO4 C．Na2SO4 D．NaCl 【答案】C 【解析】A．用石墨作電極電解鹽酸，電解過程中，陽極：溶液中陰離子OH?、Cl?移向陽極，放電順序Cl?＞OH?，Cl?放電發(fā)生氧化反應(yīng)，陽極電極反應(yīng)式：2Cl??2e?═Cl2↑；陰極：溶液中陽離子H+移向陰極放電2H++2e?=H2↑，所以溶液中氫離子濃度逐漸減小，pH值逐漸變大，故A錯(cuò)誤；B．用石墨作電極電解CuSO4溶液，電解過程中，陽極：溶液中陰離子OH?、移向陽極，氫氧根離子放電發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式：4OH??4e?═2H2O+O2↑；陰極：溶液中陽離子Cu2+、H+移向陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)：2Cu2++4e?═2Cu；所以溶液中氫氧離子濃度逐漸減小，氫離子濃度逐漸增大，pH值逐漸變小，故B錯(cuò)誤；C．用石墨作電極電解硫酸鈉溶液，溶液中氫離子、氫氧根離子放電，陰極：4H++4e?=2H2 ↑，陽極4OH??4e?═2H2O+O2↑；相當(dāng)于電解水，導(dǎo)致溶液中硫酸鈉的濃度增大，但溶液中氫離子和氫氧根離子的濃度不變，所以溶液的pH值保持不變，故C正確；D．用石墨作電極電解氯化鈉溶液時(shí)，陰極電極反應(yīng)式為：2H2O+2e?=H2 ↑+2OH?，陽極上氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為： 2Cl??2e?=Cl2↑，所以其電池反應(yīng)式為：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，所以溶液中氫離子濃度逐漸減小，pH值逐漸變大，故D錯(cuò)誤；故選C。 8．如圖所示，銅片、鋅片和石墨棒用導(dǎo)線連接后插入番茄里，電流表中有電流通過，則下列說法正確的是( ) A．鋅片是負(fù)極 B．兩個(gè)銅片上都發(fā)生氧化反應(yīng) C．石墨是陰極 D．兩個(gè)番茄都形成原電池 【答案】A 9．下列說法中不正確的是 A．不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，一般可以通過電解實(shí)現(xiàn) B．電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化，金屬導(dǎo)電是物理變化 C．電解池和原電池中均發(fā)生氧化還原反應(yīng) D．電解、電離、原電池均需要通電 【答案】D 【解析】電離不需要通電，而是在溶于水或熔融狀態(tài)下發(fā)生的；原電池反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，也不需要通電。 10．近年來，加“碘”食鹽較多的使用了碘酸鉀(KIO3)，碘酸鉀在工業(yè)上可用電解法制取。以石墨和不銹鋼為電極，以KI溶液為電解液，在一定條件下電解，反應(yīng)方程式為：KI+3H2O=KIO3+3H2↑。下列有關(guān)說法正確的是 A．電解時(shí)，石墨作陰極，不銹鋼作陽極 B．電解時(shí)，陽極反應(yīng)是：I??6e?+3H2O=+6H+ C．溶液調(diào)節(jié)至強(qiáng)酸性，對(duì)生產(chǎn)有利 D．電解過程中溶液的pH逐漸減小 【答案】B 11．若某電能與化學(xué)能的轉(zhuǎn)化裝置(電解池或原電池)中發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式是Cu+2H+Cu2++H2↑，則下列關(guān)于該裝置的有關(guān)說法中正確的是( ) A．該裝置可能是原電池，也可能是電解池 B．該裝置只能是原電池，且電解質(zhì)溶液為硝酸 C．該裝置只能是電解池，且金屬銅為該電解池的陽極 D．該裝置只能是原電池，電解質(zhì)溶液不可能是鹽酸 【答案】C 【解析】原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。由題給總方程式知，Cu失電子，H+得電子。如果是原電池，Cu是負(fù)極，它的金屬活動(dòng)性排在氫之后，不可能發(fā)生反應(yīng)，所以只能是電解池。 12．用惰性電極進(jìn)行電解,下列說法正確的是( ) A．電解稀硫酸,實(shí)質(zhì)上是電解水,故溶液pH不變 B．電解稀氫氧化鈉溶液,要消耗OH-,故溶液pH減小 C．電解硫酸鈉溶液,在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2 D．電解氯化銅溶液,在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶1 【答案】D 13．如圖為持續(xù)電解含有一定量CaCl2水溶液(含酚酞)的裝置(以鉑為電極)，A為電流表。電解一段時(shí)間t1后，將CO2連續(xù)通入電解液中。 （1）電解時(shí)，F(xiàn)極發(fā)生 反應(yīng)，電極反應(yīng)為 ，E極發(fā)生 反應(yīng)，電極反應(yīng)為 ，電解總反應(yīng)為 。 （2）電解池中產(chǎn)生的現(xiàn)象： ① 。 ② 。 ③ 。 【答案】 （1）氧化 2Cl--2e-Cl2↑ 還原 2H++2e-H2↑ 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ （2）①通電后E極處溶液呈紅色 ②通電時(shí)，E極、F極均有氣體生成 ③通入CO2時(shí)，溶液中先出現(xiàn)白色沉淀，繼續(xù)通入CO2沉淀又消失 【解析】溶液中含有：Ca2+、H+、Cl-、OH-，通電時(shí)，Ca2+、H+移向陰極，H+放電能力比Ca2+強(qiáng)，在E極上發(fā)生反應(yīng)：2H++2e-H2↑，H2O電離出的H+放電，OH-富集在陰極(E極)，則使陰極區(qū)溶液變紅；Cl-、OH-移向陽極，Cl-在陽極放電，2Cl-Cl2↑+2e-，總反應(yīng)方程式：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-；電解一段時(shí)間t1后，溶液中OH-濃度增大，相當(dāng)于Ca(OH)2、CaCl2的混合溶液，通入CO2：Ca2++2OH-+CO2CaCO3↓+H2O，繼續(xù)通入CO2：CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2。 14．下圖是一個(gè)電化學(xué)過程的示意圖。已知甲池的總反應(yīng)式為2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O （1）請(qǐng)回答圖中甲、乙兩池的名稱。 甲池是 裝置，乙池是 裝置。 （2）請(qǐng)回答下列電極的名稱； 通入CH3OH的電極名稱是 ，B(石墨)電極的名稱是 。 （3）寫出電極反應(yīng)式；通入O2的電極的電極反應(yīng)式為 。 A(Fe)電極的電極反應(yīng)式為 。 （4）乙池中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 【答案】（1）原電池 電解池 （2）負(fù)極 陽極 （3）O2+4e-+2H2O4OH－ 4Ag++4e－4Ag （4）4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 15．下圖中電極a、b分別為Ag電極和Pt電極，電極c、d都是石墨電極。通電一段時(shí)間后，在c、d兩極上共收集到336 mL (標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體，且c、d兩極產(chǎn)生的氣體體積比為1∶2回答： （1）直流電源中，M為__________極。 （2）Pt電極上生成的物質(zhì)是________，其質(zhì)量為_______g。 （3）電源輸出的電子，其物質(zhì)的量與電極b、c、d分別生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為2∶_________∶_________∶_________。 （4）AgNO3溶液的濃度________(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，AgNO3溶液的pH_________，硫酸的濃度______________________，硫酸的pH________。 （5）若硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5.00%變?yōu)?.02%，則原有5.00%的硫酸________g。 【答案】（1）正（2）Ag 2.16（3）2 1 （4）不變 不變 增大 減?。?）45.18 16．如圖所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。 （1）接通電源，經(jīng)過一段時(shí)間后，測得丙中K2SO4溶液的濃度變?yōu)?0.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題： ①電源的N端為____________極； ②電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為____________________________________； ③列式計(jì)算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積：____________________________________； ④電極c的質(zhì)量變化是____________g； ⑤電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化？ 簡述其原因： 甲溶液____________________________________________________________； 乙溶液____________________________________________________________； 丙溶液____________________________________________________________。 （2）如果電解過程中銅全部析出，此時(shí)電解能否繼續(xù)進(jìn)行？為什么？ _______________________________________________________________________________ 【答案】（1）①正 ②4OH? ?4e?2H2O+O2↑ ③水減少的質(zhì)量：100 g?≈4.5 g，生成O2體積：22.4 Lmol?1=2.8 L ④16 ⑤堿性增強(qiáng)，因?yàn)殡娊夂?，水量減少，溶液中NaOH濃度增大 酸性增強(qiáng)，因?yàn)殛枠O上OH?放電生成O2，溶液中H+濃度增大 酸堿性大小沒有變化，因?yàn)镵2SO4是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，濃度增大不影響溶液的酸堿性 （2）能繼續(xù)進(jìn)行，因?yàn)镃uSO4溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)镠2SO4溶液，再電解相當(dāng)于電解水。