化學(xué)選修4練習(xí)冊(cè)：電解的原理

第2節(jié)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解第1課時(shí)電解的原理1．下列裝置能構(gòu)成電解池的是(燒杯中盛有相應(yīng)的溶液)()圖1－2－12．聰明的小惠用如圖1－2－2裝置圖1－2－2進(jìn)行了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)，她在一U形管中裝入含有紫色石蕊試液的Na2SO4溶液，然后通直流電，一段時(shí)間后，她發(fā)現(xiàn)U形管內(nèi)形成了一個(gè)倒立的三色“彩虹”。請(qǐng)你判斷從左到右“彩虹”的顏色依次是()A．藍(lán)、紫、紅B．紅、藍(lán)、紫C．紅、紫、藍(lán)D．紫、紅、藍(lán)3．關(guān)于電解NaCl水溶液，下列敘述正確的是()A．若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液，溶液呈無(wú)色B．若在陽(yáng)極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C．電解時(shí)在陽(yáng)極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉D．電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行?．圖1－2－3是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極。下列有關(guān)判斷正確的是()圖1－2－3A．a(chǎn)為負(fù)極、b為正極B．c為陰極、d為陽(yáng)極C．電解過(guò)程中，d電極質(zhì)量增加D．電解過(guò)程中，氯離子濃度不變5．用石墨作電極，電解1mol/L下列物質(zhì)的溶液，溶液的pH保持不變的是()A．HClB．NaOHC．Na2SO4D．NaCl6．用鉑電極電解1mol/L硫酸銅溶液，當(dāng)Cu2＋濃度下降至原濃度的一半時(shí)，停止通電。若要使硫酸銅溶液恢復(fù)至原濃度和原體積，溶液中可加入適量的()A．1mol/L硫酸銅溶液B．硝酸銅C．氧化銅粉末D．氫氧化銅7．關(guān)于如圖1－2－4所示的裝置敘述正確的是()圖1－2－4A．裝置A是電解池，裝置B是原電池B．裝置A是原電池，裝置B是電解池C．電子由裝置A中碳棒流向裝置B中碳棒D．工作一段時(shí)間后，A裝置中稀H2SO4溶液質(zhì)量減輕，B裝置中CuCl2溶液質(zhì)量減輕8．用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解，下列說(shuō)法正確的是()A．電解稀硫酸溶液，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(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2D．電解氯化銅溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶19．某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計(jì)如圖1－2－5裝置。下列敘述錯(cuò)誤的是()圖1－2－5A．a(chǎn)和b不連接時(shí)，鐵片上會(huì)有金屬銅析出B．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時(shí)，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2＋＋2e－＝CuC．a(chǎn)和b分別連接足夠電壓的直流電源正、負(fù)極時(shí)，Cu2＋向銅電極移動(dòng)D．無(wú)論a和b是否用導(dǎo)線連接，鐵片均溶解，溶液從藍(lán)色逐漸變成淺綠色10.用惰性電極電解某溶液時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩極只有H2和O2生成。則電解一段時(shí)間后，下列有關(guān)該溶液(與電解前同溫度)的說(shuō)法中，正確的有()(1)該溶液的pH可能增大；(2)該溶液的pH可能減??；(3)該溶液的pH可能不變；(4)該溶液的濃度可能增大；(5)該溶液的濃度可能不變；(6)該溶液的濃度可能減小。A．三種B．四種C．五種D．六種11．某溶液中含有兩種溶質(zhì)NaCl和H2SO4，它們的物質(zhì)的量之比為3∶1。用石墨作電極電解該混合溶液時(shí)，根據(jù)電極產(chǎn)物，可明顯分為三個(gè)階段。下列敘述不正確的是()A．陰極自始至終只析出H2B．陽(yáng)極先析出Cl2，后析出O2C．電解最后階段為電解水D．溶液pH不斷增大，最后為712．在水中加入等物質(zhì)的量的Ag＋、Pb2＋、Na＋、SOeq\o\al(2－,4)、NOeq\o\al(－,3)、Cl－，該溶液放在用惰性材料作電極的電解槽中，通電片刻，則氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為()A．∶108B．16∶207C．813．用石墨電極持續(xù)電解下列溶液(電流不變)，陽(yáng)極上產(chǎn)生氣體的的量可能發(fā)生如圖1－2－6所示變化的是()圖1－2－6A．KI溶液B．Na2SO4溶液C．CuSO4溶液D．NaCl溶液14．三氧化二鎳(Ni2O3)可用于制造高能電池，其電解法制備過(guò)程如下：用NaOH調(diào)NiCl2溶液pH至，加入適量硫酸鈉后進(jìn)行電解。電解過(guò)程中產(chǎn)生的Cl2在弱堿性條件下生成ClO－，把二價(jià)鎳氧化為三價(jià)鎳，以下說(shuō)法正確的是()①可用鐵作陽(yáng)極材料②電解過(guò)程中陽(yáng)極附近溶液的pH升高③陽(yáng)極反應(yīng)方程式為2Cl－2e－=Cl2↑④1mol二價(jià)鎳全部轉(zhuǎn)化為三價(jià)鎳時(shí)，外電路中通過(guò)了1mol電子A．①②B．②③C．③④D．①④15．如圖1－2－7所示，a、b、c、d均為石墨電極，通電一段時(shí)間后，各電極上生成物的物質(zhì)的量之比依次為4∶1∶2∶2，則甲、乙兩池中的電解質(zhì)是()圖1－2－7A．AgNO3、KBrB．CuSO4、NaNO3C．稀H2SO4、Cu(NO3)2D．NaOH、稀鹽酸16．電解裝置如圖1－2－8所示，圖中B裝置盛有1L2mol·L－1的Na2SO4溶液，A裝置盛有1L2mol·L－1的AgNO3溶液，通電后，濕潤(rùn)的淀粉KI試紙的C端變藍(lán)色，電解一段時(shí)間后，試回答：圖1－2－8(1)A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________________。(2)在B中觀察到的現(xiàn)象是__________________________。(3)室溫下，若電解開(kāi)始到時(shí)間t秒時(shí)，A、B裝置中共收集到氣體0.168L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，且電解過(guò)程無(wú)其他副反應(yīng)，溶液的體積變化忽略不計(jì)，則在t時(shí)刻，A溶液的c(H＋)＝__________。17．金屬鋁的生產(chǎn)是以Al2O3為原料，在熔融狀態(tài)下進(jìn)行電解：2Al2O3eq\o(=,\s\up7(750～970℃),\s\do5(通電，Na3AlF6))4Al＋3O2↑。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)冰晶石(Na3AlF6)的作用是_____________。(2)電解生成的金屬鋁是在熔融液的________(填“上層”或“下層”)。(3)陰極和陽(yáng)極均由________材料做成；電解時(shí)所消耗的電極是________(填“陽(yáng)極”或“陰極”)。(4)鋁是高耗能產(chǎn)品，廢舊鋁材的回收利用十分重要。在工業(yè)上，最能體現(xiàn)節(jié)能減排思想的是將回收鋁做成________(填代號(hào))。A．冰晶石B．氧化鋁C．鋁錠D．硫酸鋁第2節(jié)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解第1課時(shí)電解的原理1．A[解析]電解池在組成上必須有電源、兩個(gè)電極、電解質(zhì)溶液，必須形成閉合的電路。B無(wú)電源，C、D無(wú)電解質(zhì)溶液，三者均不符合電解池在組成上的條件。A裝置符合電解池在組成上的條件。2．C[解析]電解含有紫色石蕊的Na2SO4溶液實(shí)質(zhì)是電解水，陽(yáng)極(左電極)上OH－放電，c(OH－)減小，該區(qū)域顯酸性，呈紅色；陰極(右電極)上H＋放電，c(H＋)減小，該區(qū)域顯堿性，呈藍(lán)色。3．B[解析]電解食鹽水時(shí)發(fā)生的反應(yīng)：陽(yáng)極：2Cl－－2e－Cl2↑，陰極：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－(或2H＋＋2e－=H2↑)，總反應(yīng)：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。對(duì)照分析選項(xiàng)，A錯(cuò)誤；陽(yáng)極附近的溶液中會(huì)溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2I－=I2＋2Cl－，溶液呈棕色，B正確；陰極H2O電離產(chǎn)生的H＋放電產(chǎn)生H2，不是Na＋放電生成鈉，C錯(cuò)誤；電解后生成NaOH，溶液呈堿性，D錯(cuò)誤。4．C[解析]根據(jù)圖中電流方向，由于電流從電源的正極流出，故a為電源的正極，b為電源的負(fù)極，A錯(cuò)；因而c為陽(yáng)極、d為陰極，B錯(cuò)；電解過(guò)程中，因?yàn)镃u2＋是陽(yáng)離子，移向陰極d，在陰極上放電析出Cu，所以d極質(zhì)量增加，C正確；Cl－是陰離子，移向陽(yáng)極c，在陽(yáng)極上放出Cl2，導(dǎo)致溶液中c(Cl－)降低，D錯(cuò)。5．C[解析]A為無(wú)氧酸溶液，電解后溶液的pH增大。B為強(qiáng)堿溶液，電解后溶液的pH增大。C為活潑金屬的含氧酸鹽溶液，電解后溶液的pH保持不變。D為活潑金屬的無(wú)氧酸鹽溶液，電解后溶液的pH增大。故正確答案選C。6．C[解析]電解硫酸銅溶液是放氧生酸型，Cu2＋放電，故加氧化銅粉末可以還原，故選C。7．B[解析]依據(jù)電極可推知A是原電池，則B為電解池，A池中Fe為負(fù)極，F(xiàn)e溶解，失去電子，電子由A裝置中的Fe流向B裝置中的碳棒，而溶液的質(zhì)量增加。8．D[解析]電解稀H2SO4，實(shí)質(zhì)上是電解水，硫酸的物質(zhì)的量不變，但溶液體積減少，濃度增大，故溶液pH減小，A不正確。電解稀NaOH溶液，陽(yáng)極消耗OH－，陰極消耗H＋，實(shí)質(zhì)也是電解水，NaOH溶液濃度增大，故溶液的pH增大，B不正確。電解Na2SO4溶液時(shí)，析出H2與O2的物質(zhì)的量之比為2︰1，C不正確。電解CuCl2溶液時(shí)，Cu和Cl2的物質(zhì)的量之比為1︰1，D正確。9．D[解析]鐵的活潑性強(qiáng)于銅，故鐵能置換出銅且附著在鐵棒上，A正確；B項(xiàng)構(gòu)成原電池，銅片為正極，B正確；銅離子應(yīng)移向鐵電極，故C錯(cuò)誤；無(wú)論a和b是否連接，都有鐵被氧化生成亞鐵離子，D正確。10．C11．D[解析]電解質(zhì)溶液中，n(Na＋)︰n(Cl－)︰n(H＋)︰n(SOeq\o\al(2－,4))＝3︰3︰2︰1，開(kāi)始電解產(chǎn)生H2和Cl2，產(chǎn)生H2和Cl2的同時(shí)，生成的OH－中和H2SO4，且OH－過(guò)量，最后是電解水，因而最后pH＞7，陰極只放出H2。三個(gè)階段分別相當(dāng)于電解HCl→NaCl→H2O。12．C[解析]由于Ag＋與Cl－、Pb2＋與SOeq\o\al(2－,4)形成沉淀，電解的是NaNO3溶液，實(shí)質(zhì)是電解水。13．D[解析]電解KI溶液時(shí)，I－優(yōu)先在陽(yáng)極失去電子生成I2，起初沒(méi)有氣體放出。電解Na2SO4溶液相當(dāng)于電解水，在陽(yáng)極生成氧氣，圖像中不可能出現(xiàn)拐點(diǎn)。電解CuSO4溶液時(shí)，一直是OH－在陽(yáng)極失去電子生成O2，圖像中同樣不可能出現(xiàn)拐點(diǎn)。電解NaCl溶液時(shí)，Cl－優(yōu)先在陽(yáng)極失去電子生成Cl2，當(dāng)Cl－消耗完時(shí)，轉(zhuǎn)換為OH－放電而生成O2，每轉(zhuǎn)移1mol電子，可生成molCl2，但只能生成molO2，也就是說(shuō)，前半段斜率較大，后半段斜率較小，與圖像完全吻合。14．C[解析]由制備過(guò)程看，電解時(shí)是Cl－失去電子生成氯氣，所以陽(yáng)極材料不能是活潑電極，①錯(cuò)誤；Cl2在陽(yáng)極附近與水反應(yīng)生成HCl和HClO，會(huì)使溶液的pH降低，②錯(cuò)誤；根據(jù)電子守恒，1mol二價(jià)鎳生成1mol三價(jià)鎳轉(zhuǎn)移1mol電子，外電路中通過(guò)了1mol電子，④正確。15．A[解析]根據(jù)電解規(guī)律，可知A項(xiàng)中n(Ag)︰n(O2)︰n(H2)︰n(Br2)＝4︰1︰2︰2；B項(xiàng)中n(Cu)︰n(O2)︰n(H2)︰n(O2)＝2︰1︰2︰1；C項(xiàng)中n(H2)︰n(O2)︰n(Cu)︰n(O2)＝2︰1︰2︰1；D項(xiàng)中n(H2)︰n(O2)︰n(H2)︰n(Cl2)＝2︰1︰2︰2，故選A項(xiàng)。16．(1)4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))4Ag＋O2↑＋4HNO3(2)石墨電極表面有氣泡產(chǎn)生，銅電極周圍溶液變藍(lán)，一段時(shí)間后，U形管下部有藍(lán)色沉淀生成(3)2[解析](1)用惰性電極電解AgNO3溶液，陽(yáng)極反應(yīng)為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，陰極反應(yīng)為4Ag＋＋4e－=4Ag，總反應(yīng)式為4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))4Ag＋O2↑＋4HNO3。(2)由通電后濕潤(rùn)的淀粉KI試紙的C端變藍(lán)色知，C端的電極反應(yīng)為2I－－2e－=I2，C端為陽(yáng)極，D端為陰極，B中Cu極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2＋，石墨為陰極，電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，H＋在陰極放電，促進(jìn)了