高三化学电解池原理复习试题

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高三化学电解池原理复习试题

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文 章
来源莲山
课件 w ww.5 y kj.Co m

高三化学电解池原理复习试题
1、如图所示,U形管内盛有100mL的溶液,按要求回答下列问题:

(1)打开K2 ,合并K1,若所盛溶液为CuSO4溶液:则A为    极, A极的电极反应式为           。若所盛溶液为KCl溶液:则B极的电极反应式为       
(2)打开K1,合并K2,若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液,则:
①A电极附近可观察到的现象是                 ,Na+移向       极(填A、B)
②B电极上的电极反应式为              ,
总反应化学方程式是                   。
③反应一段时间后打开K2,若忽略溶液的体积变化和气体的溶解,B极产生气体的体积(标准状况)为11.2mL,将溶液充分混合,溶液的pH约为          。若要使电解质溶液恢复到原状态,需向U形管内加入或通入一定量的            。[ pH=-lgc(H+) ]
2、下列四种装置中,均盛200mL的溶液。
①0.005 mol/LCuSO4溶液,②0.01 mol/LH2SO4,③ZnCl2溶液,④KCl溶液.

(1)上述四种装置中,为电解池的是             (用编号回答),装置①中两电极的电极反应式分别是:阴极:                ,阳极:               ;
(2)若将装置④中的外加电源拆去,用导线将两个电极连接,则Fe极上发生的反应是___________________,C极上发生的反应是                  。
(3)工作一段时间后,测得导线上均通过0.002mol电子,则上述装置②中生成气体的体积是________ mL  (标准状况);
3、下图所示的电解池I和II中,a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,且增重b<d。符合上述实验结果的盐溶液是

选项 X Y
A. MgSO4 CuSO4
B. AgNO3 Pb(NO3)2
C. FeSO4 Al2 (SO4)3
D. CuSO4 AgNO3
4、根据金属活动性顺序,Ag不能发生反应:2HCl +2Ag =2AgCl+H2↑。但选择恰当电极材料和电解液进行电解,这个反应就能变为现实。下列四组电极和电解液中,为能实现该反应最恰当的是(   )

5、用惰性电极电解下列溶液,起始时在阳极上不能生成O2的是(   )
A.KNO3 B.Na2S C.Ba(OH)2 D.H2SO4
6、近年来,加“碘”食盐较多使用了碘酸钾,KIO3可通过电解KI溶液(石墨和铁为电极)制备,反应式为KI+3H2OKIO3+3H2↑,下列说法正确的是(  )
A.电解时,石墨做阴极,铁做阳极
B.电解时,在阳极产生氢气
C.电解后得KIO3产品的步骤有:过滤→浓缩→结晶→灼烧
D.电解中,每转移0.6 mol电子,理论可得0.1 mol无水KIO3晶体
7、如图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出。符合这一情况的是(  )

  a极板 b极板 x电极 Z溶液
A 锌 石墨 负极 CuSO4
B 石墨 石墨 负极 NaOH
C 银 铁 正极 AgNO3
D 铜 石墨 负极 CuCl2

8、以纯锌作阴极,以石墨作阳极,电解某浓度的硫酸锌溶液,阴极产物均附在电极上(阴极产物也不再参加反应损耗),通电一段时间后,关闭电源,迅速撤去电极,若在电解后的溶液中加入4.95 g Zn(OH)2固体,则恰好能使溶液恢复到原浓度,则整个电解过程中,所产生的气体体积为(标准状况)                   
A.0.56 L B.1.12 L C.2.24 L D.3.36 L
9、
用铅蓄电池电解甲、乙电解池中的溶液。 电解一段时间后向c极和d极附近分别滴加酚酞试剂,c极附近溶液变红,下列说法正确的是(   ) 

A.d极为阴极
B.若利用甲池精炼铜,b极应为粗铜
C.放电时铅蓄电池负极的电极反应式为: 
PbO2(s) + 4 H+(aq)+SO4 2-(aq)+4e- = PbSO4 (s) +2H2O (l)
D.若四个电极材料均为石墨,当析出6.4 g Cu时,两池中共产生气体3.36 L(标准状况下)

10、500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3-)=6.0 mol·L-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4 L气体(标准状况),假定电解后溶液体积仍为500 mL,下列说法正确的是(  )
A.原混合溶液中c(K+)为1 mol·L-1 B.上述电解过程中共转移4 mol电子
C.电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol D.电解后溶液中c(H+)为2 mol·L-1
11、
从H+、K+、Cu2+、Cl-、SO中选取适当的离子组成符合下列情况的电解质。惰性电解,电 解质的物质的量减少,水的物质的量也减少,pH下降,则电解质的化学式为(    )
A.HCl  B.K2SO4  C.CuSO4  D.KCl

 


答案
1、
(1)①负、Cu2++2e-=Cu;O2+2H2O+4e-==4OH-
(2)①该装置是电解池,碳棒是阳极,锌棒是阴极,电解时,锌棒上氢离子放电生成氢气,同时电极附近生成氢氧根离子导致溶液呈碱性,加入酚酞后溶液变红;故答案为:产生无色气泡,电极附近溶液变红;②A;
②电解时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时溶液中生成氢氧化钠,所以电池反应式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;
③12;HCl

试题分析::(1)①该装置是原电池,锌作负极,碳作正极,正极上铜离子得电子生成铜发生氧化反应,电极反应式为Cu2++2e-=Cu;所盛溶液为KCl溶液,为吸氧腐蚀,正极B极的电极反应式O2+2H2O+4e-==4OH-;
(2)打开K1,合并K2,若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液,①该装置是电解池,碳棒是阳极,锌棒是阴极,电解时,锌棒上氢离子放电生成氢气,同时电极附近生成氢氧根离子导致溶液呈碱性,加入酚酞的溶液变红;溶液中的Na+向阴极移动,即向A电极移动;
②电解时,阳极B上氯离子放电生成氯气:2Cl—2e-==Cl2↑,阴极上氢离子放电生成氢气,同时溶液中生成氢氧化钠,所以电池反应式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;
③由②可知,B极产生(标准状况)为11.2mLCl2,生成0.001molNaOH。故c(OH-)=0.01mol/L,c(H+)=Kw/c(OH-)=10-14/0.01mol/L=10-12 mol/L,故pH=12。两极逸出的气体分别是H2和Cl2,故要使电解质溶液恢复到原状态,需向U形管内通入一定量的HCl气体。
2、
(1)①③④;4OH--4e-=2H2O+O2↑,Cu2++2e-=Cu,;
(2):Fe-2e-=Fe;O2+2H2O+4e-=4OH-;
(3)22.4mL。

试题分析::(1)有外接电源的属于电解池,没有外接电源的属于原电池,所以属于电解池的是①③④,
装置①中是用惰性电极电解硫酸铜溶液,阳极上氢氧根离子放电,电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,阴极上铜离子放电,电极反应式为Cu2++2e-=Cu;
(2)装置④中的外加电源拆去,用导线将两个电极连接,该装置中电解质溶液呈中性,铁发生吸氧腐蚀,铁易失电子作负极,碳作正极,负极上铁失电子发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-=Fe,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-;
(3)装置②中产生气体的是正极:2H++2e-===H2↑,导线上通过0.002mol电子,生成气体为0.001mol,即在标准状况下为22.4mL。
3、
D

试题分析:电解过程中,Pt电极为惰性电极,电极b和d均为阴极,电极上没有气体逸出,但质量均增大,说明金属阳离子放电析出,要使增重b<d,即d析出金属的离子Mr/带电荷较大。A中X溶液Mg2+不放电;Mr(Ag+)/1=108,Mr(Pb2+)/2=103.6,后者小,不正确。C中Al3+在溶液中不放电;D中Mr(Cu2+)/2=32,Mr(Ag+)/1=108,满足题意。
4、
C

试题分析:“2HCl +2Ag =2AgCl+H2↑”是非自发进行的,Ag要生成Ag+,做原电池阳极,接电源正极,H+生成H2是在阴极。故选择C。
5、
B

试题分析:用惰性电极电解溶液时,在阳极上不能生成O2的阴离子放电在OH-之前,放电顺序S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根。故选B
6、
D
本题考查电解基础知识。铁做阴极,否则会参加反应,A选项错误;阳极上是阴离子反应,反应为:I-+6OH-===IO3-+3H2O+6e-,阴极是H+放电,反应为:2H2O+2e-===H2↑+2OH-,B选项错误;电解后得KIO3产品的步骤有:过滤→浓缩→结晶→烘干,C选项错误。
7、
A
用活泼电极或惰性电极电解相同的溶液时现象可能不同。通电后a极板增重,表明溶液中金属阳离子在a极板上放电,发生还原反应析出了金属单质,因此可确定a极板是电解池的阴极,与它相连接的直流电源的x极是负极。故C不正确。A中电解液为CuSO4溶液,阴极a板上析出Cu而增重,阳极b板上由于OH-放电而放出无色无臭的O2,故A正确。B中电解液为NaOH溶液,通电后阴极a上应放出H2,a极板不会增重,故B不正确。D中电解液为CuCl2溶液,阴极a板上因析出Cu而增重,但阳极b板上因Cl-放电,放出黄绿色有刺激性气味的Cl2,故D不正确。
8、
C

试题分析:总反应:2Zn2+ + 4OH-电解 2Zn + O2 + 2H2O
阴极:2 Zn2+ + 4e- = 2Zn
阳极:4OH- - 4e- = O2 + 2H2O
由题电解消耗Zn2+:n=4.95/99=0.05mol,消耗电子:0.05*2=0.1mol,产生气体V=0.1*22.4=2.24L

9、
B

试题分析:在这两个电解池中由于是串联电路,所以电子转移的物质的量相等,电解一段时间后滴加酚酞试剂,c极附近溶液变红,说明在该电极溶液显碱性,则是H+在c电极放电,所以c是阴极,d是阳极。则a是阴极。B是阳极。故选项A错误;若利用甲池精炼铜,b极由于是阳极,所以应为粗铜,选项B正确;C.放电时铅蓄电池负极的电极反应式为:Pb (s) -2e-+SO4 2-(aq) = PbSO4 (s),选项C错误。D.若四个电极材料均为石墨,当析出6.4 g Cu时,则电子转移(6.4g÷64g/mol)×2=0.2mol。在甲池b电极产生Cl20.1mol,在乙池实质就是电解水,2H2O通电2H2↑+ O2↑,若转移电子0.2mol,则乙池产生气体的物质的量是0.15mol,所以两池中共产生气体的物质的量是0.25mol ,在标准状况下,其体积是0.25mol ×22.4L/mol=5.6 L,所以选项D错误。
10、
B

试题分析:电解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液,在阳极发生反应:4OH—-4e-=2H2O+O2↑。n(O2)= 22.4 L÷22.4L/mol=1mol。则转移电子4mol.因此选项B正确;在阴极首先发生反应:Cu2++2e-=Cu,然后发生:2H++2e-=H2↑。由于产生氢气的物质的量是1mol,得到电子2mol,则产生Cu转移的电子也是2mol,产生Cu1mol。所以选项C错误;Cu(NO3)2的物质的量是1mol,根据N守恒可得n(KNO3)= 6.0 mol/L×0.5L-2mol=1mol,所以c(K+)= c(KNO3)=1mol÷0.5L=2mol/L,选项A错误;因为在反应过程中放电的OH-的物质的量与H+及电子的物质的量相等,因为电子转移4mol,所以电解后溶液中H+的物质的量也是4mol,所以c(H+)=4mol÷0.5L=8mol/L ,所以选项D错误。
11、
C

试题分析:A、HCl的水溶液电解,实质就是电解HCl本身,电解质的物质的量减少,水的物质的量不变,pH升高,错误;B、K2SO4的水溶液电解,实质就是电解H2O,电解质的物质的量不变,水的物质的量减少,由于该盐是强酸强碱盐,所以溶液的pH不变,错误;C、CuSO4的水溶液电解,电解质和水都参加了反应,电解的方程式是:2CuSO4++2H2O通电2Cu+2H2SO4+ O2↑。可见电解质的物质的量减少,水的物质的量也减少,由于产生了硫酸,溶液中的c(H+)增大,所以溶液pH下降,正确;D、KCl的水溶液电解,电解质和水都参加了反应,电解的方程式是2KCl+2H2O通电Cl2↑+H2↑+2KOH, 可见电解质的物质的量减少,水的物质的量也减少,由于产生了KOH,溶液中的c(H+)减小,c(OH-)增大,所以溶液pH增大,错误。

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