2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第四章電化學(xué)基礎(chǔ)3第1課時(shí)電解原理練習(xí)含解析新人教版選修4

PAGE6-電解原理一、選擇題1．下列說法正確的是()①電解是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的過程②電解是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的過程③電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)改變，金屬導(dǎo)電是物理改變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)，必定導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)的發(fā)生A．①②③④ B．②③⑤C．③④ D．①③④⑤解析：選D。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、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，生成新的物質(zhì)，故③⑤對；某些不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過電解的原理供應(yīng)電能也可以實(shí)現(xiàn)，故④對。2．下面列出了電解不同物質(zhì)的電極反應(yīng)式，其中錯(cuò)誤的是()A．電解飽和食鹽水陰極：Na＋＋e－=NaB．電解Na2SO4溶液陽極：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑C．電解熔融NaCl陰極：Na＋＋e－=NaD．電解NaOH溶液陽極：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑解析：選A。A項(xiàng)中電解飽和食鹽水時(shí)，陰極應(yīng)是H2O電離出的H＋得電子放出H2。3.如圖，電解質(zhì)溶液是NaCl的水溶液，過一段時(shí)間發(fā)覺d極旁邊有黃綠色氣體產(chǎn)生，以下說法正確的是()A．a(chǎn)是電源的正極B．電子流淌的方向：d→bC．c極發(fā)生氧化反應(yīng)D．假如將c、d兩電極互換，則c上也肯定會(huì)生成黃綠色氣體解析：選B。d極旁邊有黃綠色氣體產(chǎn)生，應(yīng)當(dāng)是Cl－放電，說明d極是陽極，所以b是正極，A錯(cuò)；電子流向是電源負(fù)極→陰極、陽極→電源正極，即a→c、d→b，B對；c極得電子，化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，C錯(cuò)；假如c是活性電極，則c上不產(chǎn)生黃綠色氣體，D錯(cuò)。4．為使反應(yīng)Cu＋2H2O=Cu(OH)2↓＋H2↑能夠發(fā)生，下列設(shè)計(jì)方案正確的是()A．用銅片做負(fù)極，石墨電極做正極，氯化鈉溶液為電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池B．用銅片做電極，外接直流電源電解硫酸銅溶液C．用銅片做陽極，鐵片做陰極，電解硫酸鈉溶液D．用銅片做陰、陽電極，電解稀硫酸解析：選C。該反應(yīng)為不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，必需設(shè)計(jì)為電解池才能發(fā)生。陽極為Cu放電，陰極為H2O電離出的H＋放電，即用Cu做陽極，電解質(zhì)溶液中為H2O放電，選項(xiàng)C符合要求。5．(2024·湛江高二檢測)用惰性電極電解足量的Cu(NO3)2溶液，下列說法中不正確的是()A．陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=CuB．陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑C．若有6.4g金屬Cu析出，放出的O2為0.05molD．恰好電解完全時(shí)，加入肯定量的Cu(NO3)2可使溶液復(fù)原到原來的濃度解析：選D。用惰性電極電解足量的Cu(NO3)2溶液，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，若有6.4g(即0.1mol)金屬Cu析出，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.2mol，放出的O2為0.2mol÷4＝0.05mol，恰好電解完全時(shí)，應(yīng)加入肯定量的CuO使溶液復(fù)原到原來的濃度，A、B、C正確，D錯(cuò)誤。6．用鉑做電極電解某種溶液，通電一段時(shí)間后，溶液的pH變小，并且在陽極得到0.56L氣體，陰極得到1.12L氣體(兩種氣體均在相同條件下測定)。由此可知該溶液可能是()A．稀鹽酸 B．KNO3溶液C．CuSO4溶液 D．稀硫酸解析：選D。陽極與陰極產(chǎn)生的氣體體積比為1∶2，相當(dāng)于電解水，pH變小說明電解的是含氧酸。7．某學(xué)生設(shè)計(jì)了一個(gè)“黑筆寫紅字”的趣味試驗(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，下列敘述正確的是()A．鉛筆端做陽極，發(fā)生還原反應(yīng)B．鉑片端做陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)C．鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生D．a(chǎn)是負(fù)極，b是正極解析：選D。鉛筆在濾紙上寫字出現(xiàn)紅色字跡，說明鉛筆端產(chǎn)生OH－，則鉛筆端為陰極，H＋放電發(fā)生還原反應(yīng)生成H2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鉑片端為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；鉛筆端產(chǎn)生H2而不是Cl2，C項(xiàng)錯(cuò)誤。8．用惰性電極進(jìn)行電解，下列說法正確的是()A．電解NaNO3溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶1B．電解CuSO4溶液一段時(shí)間后，加入肯定質(zhì)量的Cu(OH)2，溶液能與原溶液完全相同C．電解硫酸鈉溶液時(shí)，Na＋向陽極移動(dòng)D．電解KOH溶液，實(shí)質(zhì)是電解水，故溶液pH不變解析：選A。A項(xiàng)，電解NaNO3溶液，在陰極上析出H2，陽極上析出O2，其物質(zhì)的量之比為2∶1；B項(xiàng)，若陰極只有Cu2＋放電時(shí)，加入肯定質(zhì)量的Cu(OH)2，則比原溶液增加了水；若陰極Cu2＋、H＋都放電時(shí)，加入肯定質(zhì)量的Cu(OH)2，則溶液能與原溶液完全相同；C項(xiàng)，電解硫酸鈉溶液時(shí)，Na＋應(yīng)向陰極移動(dòng)；D項(xiàng)，實(shí)質(zhì)是電解水，KOH濃度增大，溶液pH增大。9．(2024·杭州高二檢測)某電解質(zhì)溶液中pH＝a，插入兩支惰性電極通直流電一段時(shí)間后，溶液的pH＜a，則該電解質(zhì)可能是()A．Ba(OH)2 B．HClC．Na2SO4 D．AgNO3解析：選D。A項(xiàng)，電解氫氧化鋇溶液時(shí)，事實(shí)上電解的是水，但溶液中的氫氧根離子的濃度增大，氫離子的濃度減小，溶液的pH增大，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，電解鹽酸時(shí)，陰極溶液中氫離子放電，氫離子的濃度減小，溶液的pH增大，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電解硫酸鈉溶液時(shí)，事實(shí)上電解的是水，溶液中氫離子和氫氧根離子的相對濃度不變，只是硫酸鈉的濃度增大，溶液的pH不變，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解硝酸銀溶液時(shí)，陰極上析出銀，陽極上放出氧氣，溶液中的氫氧根離子的濃度減小，氫離子的濃度增大，溶液的pH減小，正確。10．常溫下，電解某溶液X只生成H2和O2，下列有關(guān)電解過程的敘述正確的是(均在常溫下探討)()①X溶液濃度可能增大②X溶液濃度可能減?、踃溶液濃度可能不變④X溶液pH可能增大⑤X溶液pH可能減?、轝溶液pH可能不變A．①②③④⑤⑥ B．①③④⑤⑥C．①②④⑤⑥ D．②③④⑤⑥解析：選B。由題意知電解過程實(shí)質(zhì)為電解水，所以溶質(zhì)可能為含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬的含氧酸鹽，溶劑削減了，濃度不行能減小，若電解前溶液沒有達(dá)到飽和，則濃度增大，若電解的溶液為飽和溶液，則濃度不變，①③正確，②錯(cuò)誤；若X為NaOH時(shí)，pH增大，④正確；若X為H2SO4時(shí)，pH減小，⑤正確；若X為Na2SO4時(shí)，pH不變，⑥正確。11．如圖中X、Y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)覺a極板質(zhì)量增加，b極板處有無色無味氣體放出。符合這一狀況的是表中的()選項(xiàng)a極板b極板X電極Z溶液A鋅石墨負(fù)極CuSO4B石墨石墨負(fù)極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負(fù)極CuCl2解析：選A。由a極板質(zhì)量增加知，溶液中陽離子在a極板處析出，則a為陰極，X為負(fù)極，因B中a極板處不析出金屬、C中X為正極可知B、C均錯(cuò)誤；又由b極板處有無色無味氣體放出可知D錯(cuò)誤。12．用惰性電極電解含0.2molCuSO4的溶液一段時(shí)間后，陽極上生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L氣體，欲使電解質(zhì)溶液復(fù)原電解前的狀況，應(yīng)加入()A．0.2molCuSO4 B．0.2molCuOC．0.2molCu(OH)2 D．0.2molCuCO3解析：選C。2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋2H2SO4＋O2↑，由于CuSO4的物質(zhì)的量為0.2mol，則此過程生成0.1molO2，因此還有0.1molO2為電解稀硫酸溶液(實(shí)質(zhì)是電解水)而得，依據(jù)2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑可知此過程消耗0.2molH2O。因此，要使電解質(zhì)溶液復(fù)原電解前的狀況，應(yīng)加入0.2molCuO和0.2molH2O，相當(dāng)于加入0.2molCu(OH)2。二、非選擇題13．如圖所示，X和Y均為石墨電極：(1)若電解質(zhì)溶液為滴有酚酞的飽和食鹽水，電解反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。電解過程中________(填“陰”或“陽”)極旁邊會(huì)出現(xiàn)紅色。(2)若電解質(zhì)溶液為500mL含A溶質(zhì)的某藍(lán)色溶液，電解一段時(shí)間，視察到X電極表面有紅色固體物質(zhì)生成，Y電極有無色氣體生成。當(dāng)溶液中原有溶質(zhì)完全電解后，取出X電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重1.6g。①電解后溶液的c(H＋)＝____________。要使電解后溶液復(fù)原到電解前的狀態(tài)，需加入肯定量的________(填物質(zhì)的化學(xué)式，假設(shè)電解前后溶液的體積不變)。②請推想原溶液中所含的酸根離子可能是________。設(shè)計(jì)試驗(yàn)驗(yàn)證推想，寫出試驗(yàn)的操作步驟、現(xiàn)象和結(jié)論：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)電解飽和食鹽水，陽極是Cl－放電生成Cl2，陰極是水電離出的H＋放電生成H2，同時(shí)生成OH－，陰極旁邊會(huì)出現(xiàn)紅色。(2)藍(lán)色溶液，說明是可溶性銅鹽溶液，X電極有紅色固體物質(zhì)生成，說明溶液中的Cu2＋放電，X電極是陰極，Y電極是陽極，Y電極有無色氣體生成，說明是溶液中的OH－放電，陰離子為含氧酸根離子SOeq\o\al(2－,4)或NOeq\o\al(－,3)。生成銅eq\f(1.6g,64g·mol－1)＝0.025mol，由電解反應(yīng)的離子方程式2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋4H＋可知，生成的H＋為0.05mol，c(H＋)＝0.1mol·L－1。要使其復(fù)原至電解前的狀態(tài)，可加入氧化銅或碳酸銅。答案：(1)2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑＋H2↑＋2OH－陰(2)①0.1mol·L－1CuO(或CuCO3)②SOeq\o\al(2－,4)(或NOeq\o\al(－,3))取少量待測液于試管中，滴加鹽酸無明顯現(xiàn)象，接著滴入氯化鋇溶液，若有白色沉淀產(chǎn)生，則證明含有硫酸根離子(或取少量待測液于試管中，滴加濃硫酸，再加入銅粉，若有紅棕色氣體產(chǎn)生，則證明含有硝酸根離子)14．用如圖所示的裝置進(jìn)行電解。通電后發(fā)覺潮濕的淀粉-KI試紙的C端變?yōu)樗{(lán)色。(1)E為電源的________極，F(xiàn)為電源的________極。(2)A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________。(3)在B中視察到的現(xiàn)象是___________________________________________。(4)D端的電極反應(yīng)式為______________________________________________。解析：本題實(shí)質(zhì)上是三個(gè)電解裝置串聯(lián)，由題中信息可知C為陽極、D為陰極，則E為負(fù)極，F(xiàn)為正極。A中是以Pt為陽極、Fe為陰極電解AgNO3溶液。B中Cu為陽極，發(fā)生的反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2＋，石墨為陰極，發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，由于水電離出的H＋放電，所以溶液中的c(OH－)增大，故溶液中有氫氧化銅藍(lán)色沉淀生成。D端為陰極，發(fā)生的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑。答案：(1)負(fù)正(2)4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))4Ag＋4HNO3＋O2↑(3)銅片溶解，石墨電極上有氣體生成，溶液中有藍(lán)色沉淀生成(4)2H＋＋2e－=H2↑15．A、B、C為三種強(qiáng)電解質(zhì)，它們在水中電離出的離子如下表所示：陽離子Na＋、K＋、Cu2＋陰離子SOeq\o\al(2－,4)、OH－圖1所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，電極均為石墨電極。接通電源，經(jīng)過一段時(shí)間后，測得乙中c電極質(zhì)量增加。常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時(shí)間t的關(guān)系如圖2所示。據(jù)此回答下列問題：(1)M為電源的________極(填“正”或“負(fù)”)，電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為________________________________________________________________________。(2)寫出乙燒杯中的電解總反應(yīng)方程式：______________________________________________________________________________________________________________。(3)假如電解過程中B溶液中的金屬離子全部析出，此時(shí)電解能否接著進(jìn)行，為什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若經(jīng)過這一段時(shí)間