【名師一號】2020-2021學年高二化學(人教版)選修4雙基限時練17電解池

雙基限時練(十七)電解池1．能用電解原理說明的問題是()①電解是把電能轉變成化學能②電解是把化學能轉變成電能③電解質溶液導電是化學變化，金屬導電是物理變化④不能自發(fā)進行的氧化還原反應，通過電解的原理可以實現(xiàn)⑤任何溶液被電解時，必需導致氧化還原反應的發(fā)生A．①②③④ B．②③⑤C．③④ D．①③④⑤答案D解析從能量角度看，電解是把電能轉變成化學能的過程，故①對②錯；電解質溶液的導電過程，必將伴隨著兩個電極上氧化還原反應的發(fā)生，同時生成新的物質，故③、⑤對；某些不能自發(fā)進行的氧化還原反應，通過電解的原理供應電能也可以實現(xiàn)，故④對。所以D選項符合題意。2．將含有0.4molCu(NO3)2和0.4molKCl的水溶液1L，用惰性電極電解一段時間后，在一個電極上析出0.3molCu，此時在另一電極上放出氣體的體積(標準狀況)約為()A．5.6L B．6.72LC．2.8L D．13.44L答案A解析依據題意有陰極：Cu2＋＋2e－=Cu，陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑，由得失電子守恒得2n(Cl2)＝0.3mol×2n(e－)，所以n(Cl2)＝0.3mol，V(Cl2)＝6.72L。錯選了B項。實際題目中n(Cl－)＝0.4mol，當Cl－放電完畢時，隨著電解進行OH－放電：4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑，Cu2＋放電共轉移電子0.3mol×2＝0.6mol，得到的氣體為O2和Cl2，則V(Cl2)＋V(O2)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.4mol,2)＋\f(0.6mol－0.4mol,4)))×22．4L·mol－1＝5.6L。3．用惰性電極電解飽和Na2CO3溶液，若保持溫度不變，則一段時間后()A．溶液的pH變大B．c(Na＋)與c(COeq\o\al(2－,3))的比值變大C．溶液濃度變大，有晶體析出D．溶液濃度不變，有晶體析出答案D解析用惰性電極電解飽和Na2CO3溶液，實際是電解水，故Na2CO3會結晶析出，若保持溫度不變，則仍為原溫度下的飽和溶液，故溶液濃度不變，pH不變，c(Na＋)c(COeq\o\al(2－,3))不變，故選D項。4．如圖所示，銅片、鋅片和石墨棒用導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．鋅片是正極B．兩個銅片上都發(fā)生還原反應C．石墨是陰極D．兩個番茄都形成原電池答案B解析由于番茄汁顯酸性，左側番茄形成原電池，Zn作負極，Cu作正極，右側番茄形成電解池，Cu作陰極，兩銅片上都發(fā)生還原反應。5．一些科學家接受高質子導電性的SCY陶瓷(能傳遞H＋)，實現(xiàn)了氨的電化學合成。該過程N2和H2的轉化率遠高于現(xiàn)在工業(yè)上使用的氨合成法。對于電化學合成氨的有關敘述正確的是()A．H2在陰極上被氧化B．可選用鐵作為陽極材料C．陽極的電極反應是N2＋6e－＋6H＋=2NH3D．該過程的總反應是N2＋3H2eq\o(=,\s\up15(電解))2NH3答案D解析H2在陽極上被氧化，A項錯；鐵是活潑金屬，作陽極材料會被氧化，B項錯；陰極的電極反應式是：N2＋6e－＋6H＋=2NH3，C項錯。6．在鐵制品上鍍肯定厚度的鋅層，以下設計方案正確的是()A．鋅作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有鋅離子B．鉑作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有鋅離子C．鐵作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有亞鐵離子D．鋅作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有亞鐵離子答案A解析依據電鍍原理，應用鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，含有鍍層金屬陽離子的電解質溶液作電鍍液，因此選A項。7．四個電解裝置都以Pt作電極，它們分別盛裝如下電解質溶液進行電解，電解一段時間后，測定其pH變化，所記錄結果正確的是()ABCD電解質溶液HClAgNO3BaCl2NaOHpH變化變小變大不變變大答案D解析A項2HCleq\o(=,\s\up15(電解))H2↑＋Cl2↑，pH變大；B項4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up15(電解))4Ag＋O2↑＋4HNO3，pH變?。籆項BaCl2＋2H2Oeq\o(=,\s\up15(電解))Ba(OH)2＋Cl2↑＋H2↑，pH變大；D項中2H2Oeq\o(=,\s\up15(電解))2H2↑＋O2↑，溶劑削減，pH增大。8．用惰性電極電解下列溶液一段時間再加入肯定量的另一純潔物(方括號內)，能使溶液恢復原來的成分和濃度的是()A．CuSO4[Cu(OH)2]B．NaOH[NaOH]C．CuCl2[CuCl2]D．NaCl[NaCl]答案C解析首先要依據惰性電極電解的規(guī)律分析各溶液，然后依據元素守恒，看脫離反應體系的元素組合起來相當于什么物質，就加入什么物質即可使溶液完全復原。A項：2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up15(電解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4，脫離反應體系的物質：2Cu＋O2相當于2CuO，所以加入CuO，H2SO4＋CuO=CuSO4＋H2O，不能加入Cu(OH)2，由于H2SO4＋Cu(OH)2=CuSO4＋2H2O，生成H2O的量比實際的多，所以不能恢復原來溶液的濃度；B項：電解NaOH溶液，相當于電解水：2H2Oeq\o(=,\s\up15(電解))2H2↑＋O2↑，脫離反應體系的是2H2＋O2，相當于2H2O，所以加入H2O；C項：CuCl2eq\o(=,\s\up15(電解))Cu＋Cl2↑脫離反應體系的是Cu＋Cl2，相當于CuCl2，所以加入CuCl2；D項：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up15(電解))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，脫離反應體系的是Cl2和H2，相當于HCl，所以加入HCl，留意不能加鹽酸，鹽酸是HCl的水溶液，相當于多加了水。9．Cu2O是一種半導體材料，基于綠色化學理論設計的制取Cu2O的電解池示意圖如下，電解總反應為2Cu＋H2Oeq\o(=,\s\up15(電解))Cu2O＋H2↑。下列說法正確的是()A．石墨電極上產生氫氣B．銅電極發(fā)生還原反應C．銅電極接直流電源的負極D．當有0.1mol電子轉移時，有0.1molCu2O生成答案A解析依題意，Cu被氧化生成Cu2O，故Cu作陽極，發(fā)生氧化反應，與直流電源的正極相連；石墨作陰極，與直流電源的負極相連，發(fā)生還原反應，生成H2；電路中轉移0.1mol電子時，生成Cu2O0.05mol。10．用惰性電極電解100mL飽和食鹽水，一段時間后在陰極得到112mL(標準狀況)H2，此時電解液(體積變化忽視不計)的pH為()A．13 B．12C．8 D．1答案A解析依解題思路“已知量→消耗量→積累量”模式，有如下關系式：H2～2H＋～2OH－12eq\f(112×10－3L,22.4L·mol－1)n(OH－)得n(OH－)＝0.01mol，c(OH－)＝eq\f(nOH－,V)＝0.1mol·L－1。c(H＋)＝eq\f(Kw,cOH－)＝1.0×10－13mol·L－1，pH＝13。11．已知甲池的總反應式為2CH3OH＋3O2＋4KOH=2K2CO3＋6H2O(1)請回答B(yǎng)電極的名稱是________極。(2)寫出甲池通入CH3OH的電極的電極反應式：____________。(3)乙池中發(fā)生的反應的化學方程式為____________________。(4)當乙池中某一電極的質量增加10.8g時，此時丙池某電極析出3.20g某金屬，則丙池中的某鹽溶液可能是________(填序號)，此時丙池C電極上生成的氣體為________mL。A．MgSO4 B．CuSO4C．NaCl D．AgNO3答案(1)陰(2)CH3OH＋8OH－－6e－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O(3)4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up15(電解))4Ag＋O2↑＋4HNO3(4)BD560解析(1)由裝置圖可知，甲池為原電池，乙池和丙池是電解池；甲池中通入CH3OH的電極為負極，通入O2的電極為正極，則A、C電極為陽極，B、D電極為陰極。(2)甲池中的負極反應為CH3OH＋8OH－－6e－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O。(3)乙池中為用惰性電極電解AgNO3溶液的反應。(4)乙池電極質量增加10.8g，即析出Ag0.1mol，丙池析出金屬，該金屬為不活潑金屬，B項符合；當AgNO3的量不足時，轉移0.1mol電子，陰極可先析出Ag后析出H2，D項也可能；C電極上的反應為：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，轉移0.1mol電子時，生成O20.025mol，即560mL。12．下圖為持續(xù)電解飽和CaCl2水溶液(含酚酞)的裝置(以鉑為電極，A為電流表)，電解一段時間后，將CO2連續(xù)通入電解液中，請回答下列問題。(1)電解時F極發(fā)生________反應，電極反應式為________；E極發(fā)生________反應，電極反應式為______________；電解總方程式為____________________。(2)電解池中產生的現(xiàn)象：①___________________________________________________，②___________________________________________________，③__________________________________________________。答案(1)氧化2Cl－＋2e－=Cl2↑還原2H＋＋2e－=H2↑CaCl2＋2H2Oeq\o(=,\s\up15(電解))Ca(OH)2＋Cl2↑＋H2↑(2)①有白色沉淀生成②白色沉淀又溶解③兩極均有氣體放出。F極四周得到黃綠色氣體，E極產生無色氣體，在E極四周溶液變?yōu)榧t色解析(1)依據電源的正負極可推斷，F(xiàn)極為陽極，發(fā)生氧化反應；電極反應為2Cl－＋2e－=Cl2↑；E極為陰極，發(fā)生還原反應電極反應為2H＋＋2e－=H2↑；總的電解反應方程式為CaCl2＋2H2Oeq\o(=,\s\up15(電解))Ca(OH)2＋Cl2↑＋H2↑。(2)電解CaCl2溶液時，E極為陰極產生H2，溶液呈堿性，E極四周溶液變紅，F(xiàn)極為陽極，產生黃綠色的氣體Cl2。電解一段時間后通入CO2，CO2與電解液中的Ca(OH)2反應生成CaCO3沉淀，CO2過量后，CaCO3又與CO2、H2O反應生成可溶性的Ca(HCO3)2，溶液又澄清。13．在25℃時，用石墨電極電解2.0L0.5mol·L－1CuSO4溶液。5min后，在一個石墨電極上有6.4g(1)發(fā)生氧化反應的是________極，電極反應式為__________。(2)若電解后溶液的體積不變，則電解后溶液的pH為________。(3)若將溶液恢復到與電解前一樣，則需加入______mol的___。(4)若用等質量的兩塊銅片代替石墨作電極，電解后兩銅片的質量相差________g，電解液的pH________。(填“變小”、“變大”或“不變”)答案(1)陽4OH－－4e－=2H2O＋O2↑(2)1(3)0.1CuO(4)12.8不變解析(1)n(CuSO4)＝2.0L×0.5mol·L－1＝1.0mol，而在陰極析出的Cu為eq\f(6.4g,64g·mol－1)＝0.1mol，故CuSO4未完全電解，陽極發(fā)生氧化反應，電極反應為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。(2)總反應為：eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(2CuSO4＋2H2O\o(=,\s\up15(電解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4,22212,0.1mol0.1mol0.1