高中化学（人教版 选修4）练习：第4章 第3节 第1课时.doc

第四章 第三节 第 1 课时一、选择题1下列叙述正确的是( )电解池是将化学能转变成电能的装置原电池是将电能转变成化学能的装置金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化电解池两个电极材料可以相同AB C D解析：电解质溶液导电发生了氧化还原反应，是化学变化；金属导电仅是电子的定向移动，是物理变化。电解池的两极只要能导电即可。答案：B2如图所示的装置能够组成电解池的是( )解析：电解池要有外接电源，形成闭合回路。答案：D3(2014·杭州高二检测)用石墨作电极，电解 1 mol/L 下列物质的溶液，溶液的 pH 保持不变的是( )AHClBNaOHCNa2SO4DNaCl解析：由阴、阳离子的放电顺序知，电解 HCl 溶液实质是电解 HCl，使 pH 增大，电解 NaOH、Na2SO4溶液的实质是电解水；电解质溶液的浓度增大，故 NaOH 溶液 pH 增大，但 Na2SO4溶液的 pH 不变，电解 NaCl 生成 NaOH，使溶液 pH 增大。答案：C4(2014·辽宁开原联考)如图为直流电源电解稀 Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极 a 和 b 附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是( )A逸出气体的体积，a 电极的小于 b 电极的B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体Ca 电极附近呈红色，b 电极附近呈蓝色Da 电极附近呈蓝色，b 电极附近呈红色解析：a、b 电极分别为电解池的阴极和阳极，其电极反应分别是 4H4e=2H2和 4OH4e=O22H2O；即 a 极气体体积比 b 极大。a 极和 b 极溶液分别显碱性和酸性，故可以看到 a 电极附近呈蓝色，b 电极附近呈红色。答案：D5(2014·运城高二检测)如图所示装置中，a、b 都是惰性电极，通电一段时间后，b 极附近溶液呈蓝色。下列说法中不正确的是( )Ax 是正极，y 是负极Ba 极产生氢气，b 极生成 I2Ca 极和 Pt 电极都有气泡产生DU 形管中溶液的碱性增强解析：淀粉遇碘变蓝b 极生 I2，即确定 b 极发生反应 2I2e=I2，则 b 极是阳极，x 是负极，y 是正极，a 极 H放电，发生反应 2H2e=H2，产生氢气，U 形管中总反应式为 2KI2H2O2KOHH2I2，溶液的碱性增强，故 A 错误，B、D= = = = =电解正确；石墨为阴极，铂为阳极，电极反应分别是Cu22e=Cu,4OH4e=2H2OO2，C 正确。答案：A6现用 Pt 电极电解 1 L 浓度均为 0.1 mol/L 的 HCl、CuSO4的混合溶液，装置如图，下列说法正确的是( )A电解开始时阴极有 H2放出B电解开始时阳极上发生：Cu22e=CuC当电路中通过电子的量超过 0.1 mol 时，此时阴极放电的离子发生了变化D整个电解过程中，SO不参与电极反应24解析：依据放电顺序阴极先放电的是 Cu2，故阴极开始析出的是 Cu，阳极先放电的是 Cl，故阳极开始产生的是 Cl2，答案 A、B 错；由阴极反应 Cu22e=Cu，n(Cu2)0.1 mol，当电路中通过电子的量达到 0.2 mol 时，此时 Cu2消耗完毕，阴极放电离子变为 H。所以 C 错；阳极先是 Cl放电，当 Cl消耗完毕。此时 H2O 电离产生的 OH开始在阳极放电，SO不参与电极反应。24答案：D7某小组为研究电化学原理，设计下图装置，下列叙述不正确的是( )Aa 和 b 不连接时，铁片上会有金属铜析出Ba 和 b 用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu22e=CuC无论 a 和 b 是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色Da 和 b 分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2向铜电极移动解析：a 和 b 不连接时，铁片与 Cu2直接发生置换反应，有金属铜析出，A 项正确。a 和 b 用导线连接时该装置形成原电池，铜片作正极，铁片作负极失去电子形成 Fe2，因此无论 a 和 b 是否连接。铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色，所以 B、C 项正确。若 a 和 b 分别连接直流电源正、负极，a 作阳极，铜片失去电子生成 Cu2，Cu2向铁电极移动。答案：D8(2014·郑州市质检一)如图 X 为电源，Y 为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴 KMnO4溶液，通电后 Y 中央的紫红色色斑向 d 端扩散。下列判断正确的是( )A滤纸上 c 点附近会变红色BCu 电极质量减小，Pt 电极质量增大C烧杯中溶液的 pH 增大D烧杯中 SO向 Cu 电极定向移动24解析：本题考查电解原理，意在考查考生对电化学基础知识融会贯通及正确复述、再现、辨认的能力。由图可知，该装置为电解装置，由通电后 Y 中央的紫红色色斑向 d 端扩散知，d 为阳极(MnO向阳极移动)，b 为电源的正极，a 为电源的负极。Y 为浸透饱和食 4盐水和酚酞试液的滤纸，c 点 H放电，则 OH浓度增大，所以滤纸上 c 点附近会变红色，故 A 项正确；Cu 电极上 Cu2得到电子生成 Cu，Pt 电极上 OH失去电子，故 Cu 电极质量增大，Pt 电极质量不变，B 项错误；Pt 电极上 OH失去电子，故烧杯中溶液的 pH 减小，C 项错误；Cu 电极为阴极，Pt 电极为阳极，烧杯中 SO向 Pt 电极定向移动，D 项错误。24答案：A9(2014·山东莱芜期末)CuI 是一种不溶于水的白色固体，它可由反应：2Cu24I=2CuII2而得到。现以石墨为阴极，以 Cu 为阳极电解 KI 溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞试液和淀粉溶液。电解开始不久阴极区溶液呈红色，而阳极区溶液呈蓝色，对这个现象的正确解释是( )阴极：2H2e=H2使 c(OH)>c(H) 阳极：2Cu4I4e=2CuII2，I2遇淀粉变蓝 阳极：Cu2e=Cu2，Cu2显蓝色 阳极：2I2e=I2，I2遇淀粉变蓝ABCD解析：通电后，溶液中的 H、K移向阴极，而 H的氧化性强于 K，所以 H得电子被还原，破坏了水的电离平衡，使 c(OH)>c(H)，酚酞试液变红；I和 OH移向阳极，而失电子能力 Cu>I>OH，故 Cu 失电子产生 Cu2。又据信息，Cu2与 I能反应产生I2，I2遇淀粉变蓝。答案：A10用 Pt 电极电解各含有 0.1 mol 的 Cu2和 X3的溶液，阴极析出固体物质的质量 m(g)与溶液中通过电子的物质的量 n(mol)的关系见右图所示。则离子的氧化能力由大到小排列正确的是( )ACu2>X3>HBH>X3>Cu2CX3>H>Cu2DCu2>H>X3解析：有些学生没认真分析，就将 X3与 Fe3联系起来，选择 C 答案。这其实是简单记忆阳离子放电顺序导致思维定势造成的结果。本题的解题信息在图像中：一通电就有固体析出，且通过 0.2 mol 电子后，再没有固体析出了，说明是 Cu2放电的结果。X3不放电，故答案应为 D。答案：D二、非选择题11(2014·陕西长安一中高二期末)从 NO、SO、H、Cu2、Ba2、Ag、Cl 324等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。(1)两极分别放出 H2和 O2时，电解质的化学式可能是_。(2)若阴极析出金属，阳极放出 O2，电解质的化学式可能是_。(3)两极分别放出气体，且体积比为 11，电解质的化学式可能是_。解析：(1)组为电解水型，即阳极 OH放电，阴极 H放电；(2)组阳极 OH放电，阴极排在 H 后的金属阳离子放电；(3)组气体体积比为 11，不是电解水型，经分析可得相应答案。答案：(1)H2SO4、HNO3、Ba(NO3)2(2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4(3)HCl、BaCl212(2014·南昌高二月考)如图 X 是直流电源。Y 槽中 c、d 为石墨棒，Z 槽中 e、f 是质量相同的铜棒。接通电路后，发现 d 附近显红色。(1)电源上 b 为_极(用“正” 、 “负” 、 “阴”或“阳”填空)。Z 槽中 e 为极_(用“正” 、 “负” 、 “阴”或“阳”填空)。连接 Y、Z 槽线路中，电子流动的方向是 d_e(用“”或“”填空)。(2)写出 c 极上反应的电极反应式：_。写出 Y 槽中总反应的化学方程式：_。写出 Z 槽中 e 极上反应的电极反应式：_。解析：d 极附近显红色，说明 d 为阴极，电极反应式为 2H2e=H2，c 为阳极，电极反应式为 2Cl2e=Cl2，Y 槽电解 NaCl 溶液的总反应方程式为 2NaCl2H2O2NaOHCl2H2；直流电源中 a 为正极，b 为负极，Z 槽中 f 为阴极，e= = = = =电解为阳极，电极反应式为 Cu2e=Cu2，电子流动方向由 ed。答案：(1)负 阳 (2)2Cl2e=Cl22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2= = = = =电解Cu2e=Cu213如下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放 100 g 5.00%的 NaOH 溶液、足量的 CuSO4溶液和 100 g 10.00%的 K2SO4溶液，电极均为石墨电极。(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中 K2SO4浓度为 10.47%，乙中 c 电极质量增加，据此回答问题：电源的 N 端为_极；电极 b 上发生的电极反应为：_；列式计算电极 b 上生成的气体在标准状态下的体积：_；电极 c 的质量变化是_g；电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化？简述其原因：甲溶液_；乙溶液_；丙溶液_。(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行？为什么？解析：(1)乙中 c 电极质量增加，则 c 处发生的反应为 Cu22e=Cu，即 c 为阴极，由此可推出 b 为阳极，a 为阴极，M 为负极，N 为正极。丙中为 K2SO4溶液，相当于电解水，设电解的水的质量为 x，由电解前后溶质质量相等有：100 g×10.00%(100 gx)×10.47%，得 x4.5 g，故为 0.25 mol，整个反应中转移0.5 mol 电子，而整个电路是串联的，故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的。甲中相当于电解 H2O，阳极 b 处为阴离子 OH放电，即 4OH4e=2H2OO2。转移0.5 mol 电子。则生成 O2的物质的量为 0.5 mol÷40.125 mol，标准状况下的体积为 0.125 mol×22.4 L·mol12.8 L。Cu22e=Cu，转移 0.5 mol 电子，则生成 m(Cu)×64 g·mol116 g。甲中相当于电解水，故 NaOH 的浓度增大，pH 变大；乙中0.5 mol2阴极为 Cu2放电，阳极为 OH放电，所以 H增多，故 pH 减小；丙中为电解水，对于K2SO4而言，其 pH 几乎不变。(2)铜全部析出后，可以继续电解水。答案：(1)正 4OH4e=2H2OO2 水减少的质量为：100 g×(1)4.5 g，生成 O2 的体积为：× ×22.4 L·mol12.8 L 16 碱性10.00%10.47%4.5 g18 g·mol112增大，因为电解后，水量减少，溶液中 NaOH 浓度增大 酸性增大，因为阳极上 OH生成O2，溶液中 H浓度增加 酸碱性大小没有变化，因为 K2SO4是强酸强碱盐，浓度增加不影响溶液的酸碱性(2)能继续进行，因为 CuSO4溶液已转变为 H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应。14某温度下，取一定质量的硫酸铜溶液，用石墨作电极进行电解，当阳极产生标准状况下气体 1.12 L 时，CuSO4恰好被完全电解，得到密度为 1.2 g·cm3的溶液 200 mL。求：(1)阴极的电极反应式为_。总反应的离子方程式为_。(2)电解后所得溶液的 pH 为_。(3)电解前所取 CuSO4溶液的质量为_g。(4)若要使电解后所得溶液恢复至电解前的原状态，需要加入何种物质(只要求写出一种)，其化学式为_，加入物质的质量为_g。解析：(2)由 n(O2)0.05 mol 可知通过的电子 n(e)0.2 mol，产生的 n(H)0.2 mol，原 CuSO4的物质的量为 n(CuSO4)0.1 mol，电解消耗的 H2O 为 0.1 mol 即 1.8 g。c(H)1 mol·L1，pH0。(3)电解后的溶液质量为 240 g，其0.2 mol0.2 L中 H2SO4的质量是 9.8 g，水的质量是 230.2 g，所以原 CuSO4溶液的质量是：16 g(CuSO4)1.8 g(消耗的 H2O)230.2 g(剩余的 H2O)248 g。(4)电解产物是 0.1 mol Cu 和 0.05 mol O2，加入 0.1 mol CuO 或 0.1 mol CuCO3均可使溶液恢复到原状态。答案：(1)Cu22eCu 2Cu22H2O 电解,2CuO24H (2)0 (3)= = = = = 248 (4)CuO 8(或 CuCO3 12.4)