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    化学人教版选修4自主练习:第四章第三节电解池 Word版含解析
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    高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三节 电解池当堂达标检测题

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    这是一份高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三节 电解池当堂达标检测题,共6页。试卷主要包含了下列说法不正确的是,用惰性电极电解2 L 1等内容,欢迎下载使用。

    1.用质量均为100 g的铜作电极电解硝酸银溶液。电解一段时间后,两电极质量相差28 g,此时阴极质量为( )
    A.121.6 g B.88.2 g C.89.6 g D.21.6 g
    思路解析:可根据电解的方程式计算,但此题有简便解法:根据电解的规律,阴极质量必然会增大,即大于100 g,故选A。
    答案:A
    2.把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为( )
    A.1∶2∶3 B.3∶2∶1 C.6∶3∶1 D.6∶3∶2
    思路解析:假设电路中通过1 ml电子,根据K+→K(得1e-)、Mg2+→Mg(得2e-)、Al3+→Al(得3e-),析出K、Mg、Al的物质的量分别为、、,物质的量之比为∶∶ =6∶3∶2。
    答案:D
    3.下列说法不正确的是( )
    A.不能自发进行的氧化还原反应,一般可以通过电解实现
    B.电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化
    C.电解池和原电池中均发生氧化还原反应
    D.电解、电离、原电池均需要通电
    思路解析:电离不需要通电,而是溶于水或熔化状态下发生的。
    答案:D
    4.用石墨电极电解AlCl3溶液时,图4-14所示的电解液变化曲线合理的是( )
    图4-14
    思路解析:阴极:2H++2e-====H2↑,阳极:2C1-—2e-====C12↑,阴极H2O电离的OH-与Al3+结合生成Al(OH)3沉淀。当C1-全部放电后,此时解离水,pH和沉淀质量不变。
    答案:AD
    5.做电解水实验时,为了增强水的导电能力,可以加入的试剂是( )
    A.CuSO4 B.KCl C.KOH D.K2SO4
    思路解析:做电解水的实验,只能H+和OH-放电,其他离子不能放电。
    答案:CD
    6.如图4-15所示的两个装置中,溶液的体积均为200 mL,开始时电解质溶液的浓度均为0.1 ml·L-1,工作一段时间后,测得导线上通过0.02 ml 电子,若不考虑盐的水解和溶液的体积变化,则下列叙述正确的是( )
    图4-15
    A.产生气体的体积①>② B.电极上析出固体物质的质量①>②
    C.溶液pH变化①增大②减少 D.电极反应式:
    ①中阳极:4OH--4e-====2H2O+O2↑
    ②中负极2H++2e-====H2↑
    思路解析:①为电解CuSO4溶液,两极反应分别为:
    阴极:2Cu2++4e-====2Cu
    阳极:4OH--4e-====2H2O+O2↑
    总反应式为:2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑
    ②为原电池,两极反应为:
    负极:Zn-2e-====Zn2+
    正极:2H++2e-====H2↑
    总反应式为:Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑
    当通过0.02 ml 电子时,①中阳极产生0.005 ml O2,②中产生0.01 ml H2;①中阴极析出0.01 ml Cu,②中没有固体析出:①电解后有H2SO4生成,溶液pH变小,②消耗H2SO4,溶液pH变大。
    答案:B
    7.电解CuCl2和NaCl的混合溶液,阴极和阳极上分别析出的物质是( )
    A.H2和C12 B.Cu和C12 C.H2和O2 D.Cu和O2
    思路解析:阴极放电顺序:Cu2+>H+>Na+,故Cu2+放电:Cu2++2e-====Cu。阳极放电顺序:Cl-> OH-,故Cl-放电:2Cl--2e-====C12↑。
    答案:B
    8.用惰性电极电解2 L 1.0 ml·L-1CuSO4溶液,在电路中通过0.5 ml 电子后,调换正负极继续电解,电路中又通过了1 m1电子,此时溶液中c(H+)(假设溶液体积不变)为( )
    A.1.5 ml·L-1 ml·L-1 C.0.5 ml·L-1 ml·L-1
    思路解析:调换正负极前后电极反应式如下:
    调换前:阳极:4OH-―4e-====2H2O+O2↑阴极:2Cu2++4e-====2Cu
    调换后:阳极:2Cu-4e-====2Cu2+(先)4OH-―4e-====2H2O+O2↑(后) 阴极:2Cu2++4e-====2Cu
    故电路中转移的1.5 ml 电子中,只有1 ml由OH-放电产生,即消耗的n(OH-)====1 ml,亦即溶液中积累的n(H+)=1 ml,则c(H+)=0.5m1·L-1
    答案:C
    9.用铂电极电解CuCl2溶液时,当电流为IA,通电时间为t min时,阴极增加的质量为m g,在阳极收集到的气体体积(标准状况)为V L。又知1个电子的电荷量为Q,铜的摩尔质量为M g·ml-1,则计算阿伏加德罗常数NA的算式为( )
    A.It/QV B.32 It/mQ C.672 It/QV D.30 MIt/mQ
    思路解析:阳极:2C1--2e-====C12↑
    n(Cl2)=,n(e-)=ml故ml×2=ml,NA=
    阴极:Cu2++2e-====Cu
    n(Cu)=ml故×2 ml=ml,NA=
    答案:CD
    10.如图4-16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极板有无色无臭气体放出,符合这一情况的是( )
    图4-16
    思路解析:选项A,X电极为负极,则Y为正极,a极相应发生还原反应Cu2++2e-====CuO,质量增加,b极板上发生氧化反应4OH-―4e-====2H2O+O2↑,放出无色无臭的气体,符合题意。选项B,X电极为负极,则Y为正极。a极板为阴极,发生还原反应2H++2e-====H2↑,质量未增加。b极板上发生氧化反应4OH-―4e-====2H2O+O2↑,放出无色无臭气体。排除B。选项C,X为正极,Y为负极,a极板(银)为阳极,金属作电极,因此失电子Ag-e-====Ag+,b极发生还原反应Ag++e-====Ag↓,a极板质量未增加,b极板未放出无色无臭气体,排除C。选项D,X为负极'a为阴极,Y为正极,b为阳极。a板上发生还原反应Cu2++2e-====Cu,质量增加,b极板上发生氧化反应2Cl-―2e-====Cl2↑,冒出浅黄绿色气体,故不符合题意。
    答案:A
    11.从、、H+、Cu2+、Ba2+、Ag+、Cl-等离子中选出适当的离子组成电解质,采用惰性电极对其溶液进行电解。
    (1)两极分别放出H2和O2时,电解质的化学式可能是______________________________。
    (2)若阴极析出金属,阳极放出O2,电解质的化学式可能是_________________________。
    (3)两极分别放出气体,且体积比为1∶1,电解质的化学式可能是____________________。
    思路解析:题中提供的电解质离子是七种,其实还包括OH-,即八种。这些离子放电的顺序是:
    阳极:Cl->OH->(、)
    阴极:Ag+>Cu2+>H+>Ba2+
    (1)两极分别放出H2和O2,即H+和OH-放电,实质是电解H2O,水中的溶质应是起导电作用而又不改变H+和OH-放电的顺序,它可以是HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2、Ba(OH)2中的任意一种,但不是BaSO4。
    (2)阴极析出金属,即Ag+或Cu2+放电;阳极放出O2,即OH-放电。水中的溶质可以是AgNO3、Cu(NO3)2、Ag2SO4、CuSO4中的任意一种。
    (3)两极都生成气体,且气体体积比为1∶1,则放电的离子应是Cl-和H+。水中的溶质可以是HCl、BaC12中的任意一种。
    答案:(1) HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2、Ba(OH)2中的任意一种 (2)AgNO3、Cu(NO3)2、Ag2SO4、CuSO4中的任意一种 (3) HCl、BaC12中的任意一种
    我综合 我发展
    12.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为:
    3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,下列叙述不正确的是( )
    A.放电时负极反应为:Zn-2e-+2OH-====Zn(OH)2
    B.充电时阳极反应为:Fe(OH)2-3e-+50H-====+4H2O
    C.放电时每转移3 ml 电子,正极有1 ml K2FeO4被氧化
    D.放电时正极附近溶液的碱性增强
    思路解析:本题考查了原电池、电解池相关的知识,放电时装置为原电池,Zn作负极;充电时,装置变为电解池阳极发生氧化反应,所以A、B正确。放电时正极反应为:FeO2-4+4H2O+3e-=Fe(OH)2+5OH-,故电极附近溶液的碱性增强,正极所发生的反应为还原而不是氧化,故C错。
    答案:C
    13.在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极,圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅捧,可以上下搅动液体,装置如图4-17。接通电源,阳极周围的液体呈现棕色,且颜色由浅变深,阴极上有气泡生成。停止通电,取出电极,用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层,下层液体呈紫红色,上层液体几乎无色。根据上述实验回答:
    图4-17
    (1)阳极上的电极反应式为___________________________。
    (2)阴极上的电极反应式为___________________________。
    (3)原上层液体是____________________________________。
    (4)原下层液体是____________________________________。
    (5)搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是_______________________。
    (6)要检验上层液体中含有的金属离子,其方法是______________________________,现象是___________________________________________________________________。
    思路解析:运用学过的电解原理相关知识,推知在阳极周围生成了I2,证明电解质溶液中含有I-;在阴极上有H2生成;所以上层液体为KI溶液(或NaI溶液),下层液体密度大于水且与水不相溶,能从上层溶液中将I2萃取出来,说明下层液体为CCl4溶液(或CHCl3溶液);再应用金属离子的检验方法——焰色反应,即可给出正确答案。
    答案:(1)2I-―2e-====I2
    (2)2H++2e-====H2↑
    (3)KI(或NaI)等水溶液
    (4)CCl4(或CHCl3等)
    (5)I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度,所以绝大部分I2都转移到CCl4中
    (6)焰色反应 透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色(其他合理答案同样给分,例如若③中答NaI水溶液,这里火焰呈黄色)
    14.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电放电过程可表示为:
    2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O
    回答下列有关问题:
    (1)电池的放电过程是______________(填“①”或“②”)。
    (2)该电池属于______________ (填“酸”“碱”或“中”)性电池。
    (3)反应①是______________ (填“放热”或“吸热”)反应。
    (4)写出充电时的电极反应式:
    阳极:___________________________________________________________。
    阴极:___________________________________________________________。
    (5)充电时,电池的正极应接电源的______________极。
    (6)试简述回收该种废电池的意义。
    思路解析:关键是准确判断①②哪个是放电过程和充电过程。原电池反应是自发反应,由性质可知Ag2O有强氧化性,Zn有强还原性,所以②是自发反应,即放电反应。
    答案:(1)② (2)碱 (3)吸热
    (4) 2Ag+2OH--2e-====Ag2O+H2O
    Zn(OH)2+2e-====Zn+2OH-
    (5)正 (6)可减少重金属Ag+对环境的污染,又可将Ag回收利用。
    15.一段时间后,图4-18的装置会出现什么现象?依据是什么?写出电极反应式和总反应式。
    图4-18
    思路解析:图中,甲是原电池,乙是电解池。原电池中,Zn为负极,C为正极。与甲池中Zn相连的乙池中的C棒为阴极,另一C棒为阳极。
    答案:甲池中Zn棒会逐渐溶解,碳棒上有气泡冒出。乙池中,与Zn棒相连的碳棒上有红色物质析出,另一碳棒上有刺激性气味的气体放出。
    甲池中,负极:Zn-2e-====Zn2+
    正极:2H++2e-====H2↑
    总式:Zn+2H+====Zn2++H2↑
    乙池中,阳极:2Cl--2e-====Cl2↑
    阴极:Cu2++2e-====Cu
    总式:CuCl2Cu+Cl2↑
    我创新 我超越
    16.由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室很难用亚铁盐与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀,应用图4-19电解实验可制得白色的纯净Fe(OH)2沉淀,两电极的材料分别为石墨和铁。
    图4-19
    (1)a电极材料应为_________;b电极材料为________。b电极的电极反应式为_______。
    (2)电解液c可以是(填编号)__________________。
    A.纯水 B.NaCl溶液 C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液
    (3)d为苯,其作用为_______________,在加入苯之前,对c溶液应作何简单处理?
    (4)为了在较短时间内看到白色沉淀,可采取的措施有____________。
    A.改用稀硫酸作电解液 B.适当增大电源的电压
    C.适当减小两电极间的距离 D.适当降低电解液的浓度
    思路解析:若要制得Fe(OH)2,必须使FeFe2+,Fe作阳极,发生Fe-2e-Fe2+。电解质溶液在选择时考虑到电解产生OH-,或本身就含有OH-,②选择BC。
    生成的Fe(OH)2易被氧化为Fe(OH)3,故加苯前将电解液加热以除去溶液中溶解的O2,加苯的目的是为隔绝空气,防止Fe(OH)2氧化。
    增加电压和减小两极间距离可以加速反应进行,在较短时间看到白色沉淀。
    答案:(1)Fe 石墨 2H++2e-====H2↑ (2)BC (3)隔开空气,防止生成的Fe(OH)2被氧化生成Fe(OH)3 加热c,以除去溶解的O2 (4)BC
    a极板
    b极板
    x电极
    溶质
    A

    石墨
    负极
    CuSO4
    B
    石墨
    石墨
    负极
    NaOH
    C


    正极
    AgNO3
    D

    石墨
    负极
    CuCl2
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