人教版高中化学选修4练习：第四章第三节电解池含答案 9页

第四章 电化学基础 第三节 电解池 ‎1．用石墨做电极电解CuCl2溶液，下列说法正确的是(　　 )‎ A．在阳极上析出金属铜 B．在阴极上析出金属铜 C．在阴极上产生有刺激性气味的气体 D．阳极上发生还原反应 解析：根据电解原理，阳极发生氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu。因此阳极上产生有刺激性气味的气体——氯气，在阴极上析出铜。故B项正确。‎ 答案：B ‎2．如图所示装置中，属于电解池的是(　　 )‎ 解析：构成电解池时要有与外直流电源相连的电极，A、B错误；电极插入电解质溶液或熔化的电解质中，且要形成闭合回路，C正确，D错误。‎ 答案：C ‎3．欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是(　　 )‎ A．Ag和AgCl溶液 B．Ag和AgNO3溶液 C．Fe和AgNO3溶液 D．Pt和Ag2SO4溶液 解析：电镀槽中，要求镀件作阴极，可用镀层金属作阳极，电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液，A、D项中AgCl和Ag2SO4均为沉淀，只有B项符合要求。‎ 答案：B ‎4．火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金、银等)，其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时(　　 )‎ A．粗铜接电源负极 B．纯铜作阳极 C．杂质都将以单质形式沉淀到池底 D．纯铜片增重‎2.56 g，电路通过电子为0.08 mol 解析：电解精炼铜时，用粗铜作阳极，用精铜作阴极，所以A、B不正确。锌比铜活泼，失电子变成锌离子进入溶液中，金、银不活泼，以单质形式沉淀到池底，C不正确。D项因发生反应Cu2＋＋2e－===Cu，则电路通过电子为n(e－)＝×2＝0.08 mol，D正确。‎ 答案：D ‎5．用石墨作电极，电解1 mol·L－1下列物质的溶液，则电解前后溶液的pH保持不变的是(　　 )‎ A．H2SO4 B．NaOH C．Na2SO4 D．NaCl 解析：A、B、C实质上是电解水，浓度增大，A的pH减小，B的pH增大，C的pH不变；用石墨作电极电解NaCl(aq)时，生成NaOH，溶液中c(OH－)增大，pH增大。‎ 答案：C ‎6．人们习惯上把电解饱和食盐水的工业叫做氯碱工业。‎ 如图表示电解饱和NaCl溶液的装置，X、Y是石墨棒。实验开始时，在两边同时各滴入几滴酚酞溶液。‎ 请回答以下问题：‎ ‎(1)X极上的电极反应式是_______________________，‎ 在X极附近观察到的现象是___________________________；‎ ‎(2)Y电极上的电极反应式是_____________________________，‎ 检验该电极反应产物的方法是____________________。‎ ‎(3)电解NaCl溶液的离子方程式是___________________。‎ 解析：根据与电源的连接方式可知，X是阴极，Y是阳极；在阴极由于水电离产生的H＋放电能力强，所以发生反应2H＋＋2e－===H2↑；由于H＋不断放电产生氢气，破坏了附近的水的电离平衡，在附近溶液中OH－的浓度大于H＋的浓度，因此溶液显碱性，使酚酞试液变为红色。在阳极Y电极上由于Cl－放电能力比OH－的强，所以该电极反应式是2Cl－－2e－===Cl2↑；检验该电极反应产物的方法是将湿润的淀粉KI试纸放在气体出口，若观察到试纸变蓝，证明有Cl2产生。电解NaCl溶液的离子方程式是2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。‎ 答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑　有无色气泡产生，溶液变红　‎ ‎(2)2Cl－－2e－===Cl2↑　将湿润的淀粉KI试纸放在气体出口，若观察到试纸变蓝，证明有Cl2产生　‎ ‎(3)2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－‎ ‎ (时间：40分钟　满分：100分)‎ 一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)‎ ‎1．下列描述中，不符合生产实际的是(　　 )‎ A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极 B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极 C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极 解析：电解池的阳极发生失电子氧化反应、阴极发生得电子还原反应。电解熔融的Al2O3制Al时，若用Fe作阳极，会发生Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋移动到阴极上发生Fe2＋＋2e－===Fe，使得到的Al不纯。‎ 答案：A ‎2．如图，电解质溶液是NaCl的水溶液，过一段时间发现d极附近有黄绿色气体产生，以下说法正确的是(　　) ‎ A．a是电源的正极 B．电子流动的方向：d→b C．c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；电子流向是阳极→电源正极，即d→b→a→c，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：B ‎3．为使反应Cu＋2H2O===Cu(OH)2↓＋H2↑能够发生，下列设计方案正确的是(　　 )‎ A．用铜片作负极，石墨电极作正极，氯化钠溶液为电解质溶液构成原电池 B．用铜片作电极，外接直流电源电解硫酸铜溶液 C．用铜片作阳极，铁片作阴极，电解硫酸钠溶液 D．用铜片作阴、阳电极，电解稀硫酸 解析：该反应为不能自发进行的氧化还原反应，必须设计为电解池才能发生。阳极为Cu放电，阴极为H＋放电，即用Cu作阳极，电解质溶液中为H2O放电，选项C符合要求。‎ 答案：C ‎4．下列各组中，每种电解质溶液用惰性电极电解时只生成氢气和氧气的是(　　 )‎ A．HCl、 CuCl2、 Ba(OH)2‎ ‎ B．NaOH、CuSO4、 H2SO4‎ C．NaOH、H2SO4、 Ba(OH) 2‎ D．NaBr、 H2SO4、 Ba(OH)2‎ 解析：电解时只生成氧气和氢气，则电解质所含阳离子在金属活动性顺序中位于铜之前，阴离子不是简单离子。‎ 答案：C ‎5．用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，加入一定质量的另一种物质(中括号内)，溶液能与原来溶液完全一样的是(　　 )‎ A．CuCl2[CuSO4] B．NaOH[NaOH]‎ C．NaCl[HCl] D．CuSO4[Cu(OH)2]‎ 解析：电解NaCl溶液放出H2和Cl2，可通入HCl气体；A项应加CuCl2，B项应加水，D项应加CuO。‎ 答案：C ‎6．海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁，下列有关该电解过程的叙述中，正确的是(　　 )‎ A．两个电极必须都用惰性电极 B．阳极可以用金属电极，阴极必须是惰性电极 C．电解熔融状态的氯化镁 D．电解氯化镁的水溶液 解析：电解MgCl2获取金属镁，也就是说镁离子需要得电子，如果在水溶液中，水电离的氢离子会优先得电子，因此只能在熔融状态下进行。在阴极发生的是镁离子得到电子的反应，对电极材料没有要求，在阳极上发生失电子的反应，如果使用活性电极时会优先失电子，所以阳极必须用惰性电极。‎ 答案：C 二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)‎ ‎7．(19分)如图为相互串联的甲、乙两个电解池，试回答下列问题。‎ ‎(1)‎ 甲池若为用电解原理精炼铜的装置，A极是电解池的________，材料是________，电极反应式为______________；B极是电解池的________，材料是____，电极反应式为_________________________。‎ ‎(2)乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后，Fe极附近呈________色。‎ ‎(3)若甲池阴极增重‎12.8 g，则乙池阳极放出气体在标准状况下的体积为________(不考虑气体溶解情况)。‎ 解析：(2)Fe极电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑，H＋放电后，溶液中生成OH－，显碱性，遇酚酞呈红色。‎ ‎(3)甲池阴极反应为：Cu2＋＋2e－===Cu，生成n(Cu)＝＝0.2 mol，转移电子的物质的量n(e－)＝0.4 mol；乙池阳极反应为：2Cl－－2e－===Cl2↑，由电子守恒知生成Cl2为：n(Cl2)＝0.2 mol，故V(Cl2)＝‎4.48 L。‎ 答案：(1)阴极　纯铜　Cu2＋＋2e－===Cu　 阳极　粗铜　Cu－2e－===Cu2＋‎ ‎(2)红　(3)‎‎4.48 L ‎8．(15分)用如下图所示的装置进行电解，通电一会儿，发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色。‎ ‎(1)E为电源的________极，F为电源的________极。‎ ‎(2)A中发生反应的化学方程式为_____________________。‎ ‎(3)在B中观察到的现象是____________________。‎ ‎(4)D端的电极反应式为__________________________。‎ 解析：本题实质上是三个电解装置串联，首先判断电源的正、负极，E为负极，F为正极。A中是以Pt为阳极、Fe为阴极电解AgNO3溶液。B中Cu为阳极，发生的反应为：Cu－2e－===Cu2＋，石墨为阴极，发生的电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑，由于水电离出的H＋放电，所以溶液中的c(OH－)>c(H＋)，故溶液中有氢氧化铜蓝色沉淀生成。D端为阴极，发生电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑。‎ 答案：(1)负　正　 (2)4AgNO3＋2H2O4Ag＋4HNO3＋O2↑‎ ‎(3)铜片溶解，石墨电极上有气体生成，溶液中有蓝色沉淀生成 ‎(4)2H＋＋2e－===H2↑‎ ‎9．(18分)如图所示中的A为直流电源，B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色。请填空：‎ ‎(1)电源 A中a点为________极。‎ ‎(2)滤纸B上发生的总反应方程式为_______________________。‎ ‎(3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为________，电极f上发生的反应为____________________，槽中盛放的电镀液可以是________或________(任填两种电解质溶液)。‎ 解析：(1)根据c点变红知该极的反应为2H＋＋2e－===H2↑，即该极为阴极，与电源的负极相连，所以a点是正极。(2)滤纸B上发生的总反应方程式为2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH。(3)e为阳极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋；阴极上镀锌，则阴极反应为Zn2＋＋2e－===Zn；电镀液为含镀层离子的电解质溶液，所以可用ZnSO4溶液或ZnCl2溶液等。‎ 答案：(1)正　(2)2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH　(3)Zn－2e－===Zn2＋　Zn2＋＋2e－===Zn　　ZnSO4溶液　 ZnCl2溶液