还剩3页未读，
继续阅读
化学选修4 化学反应原理第三节 电解池课时练习
展开
这是一份化学选修4 化学反应原理第三节 电解池课时练习，共6页。试卷主要包含了 电解原理， 电解的几种情况与pH变化， 电解原理的应用， 原电池、电解池的对比， pH变化的判断等内容，欢迎下载使用。
一. 教学内容：
电解池
二. 重点、难点：
电解原理及其应用既是重点，也是难点
三. 具体内容：
1. 电解原理
（1）装置
（2）现象
（3）电极反应
（4）电解定义
（5）电极的判断和选择
（6）电子流向
（7）离子放电顺序
2. 电解的几种情况与pH变化
（1）氯化铜溶液电解
（2）盐酸电解
（3）硫酸钾溶液电解
（4）溴化钙溶液电解
（5）硫酸铜溶液、以铜为电极的电解
3. 电解原理的应用
（1）氯碱工业
（2）电镀
（3）铜的电解精炼
（4）铝的冶炼
（5）钠的冶炼
4. 原电池、电解池的对比
5. pH变化的判断
【典型例题】
[例1] 实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极Pb+SO42－=PbSO4+2e－正极PbO2+4H++SO42－+2e－=PbSO4+2H2O，今若制Cl20.050 ml，这时电池内消耗H2SO4的物质的量至少是（ ）
A. 0.025 ml B. 0.050 ml C. 0.10 ml D. 0.20 ml
答案：C
解析：根据电源和电解池中转移电子数相同来解题。
[例2] 下图各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是（ ）
A. ④>②>①>③ B. ②>①>③>④
C. ④>②>③>① D. ③>②>④>①
答案：A
解析：考察原电池、电解池中金属电极的消耗情况比较。
[例3] 近年来，加“碘”食盐较多的使用了碘酸钾（KIO3），碘酸钾在工业上可用电解法制取。以石墨和不锈钢为电极，以KI溶液为电解液，在一定条件下电解，反应方程式为：
。下列有关说法正确的是（ ）
A. 电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极
B. 电解时，阳极反应是：I – – 6e – + 3H2O = IO3 – + 6H+
C. 溶液调节至强酸性，对生产有利
D. 电解前后溶液的pH几乎不变
答案：BD
解析：考察基本电解原理的应用。
[例4] ① 某同学用碳棒、铜棒和稀硫酸为原材料，实现了在通常条件下不能发生的反应：Cu+H2SO4（稀）＝CuSO4+H2↑。请在右边画出能够实验这一反应的装置图。② 某同学在做一定条件下铜与稀硫酸的反应实验时，看到碳棒上有气泡产生，但铜棒却没有被腐蚀。请你分析其原因： 。
答案：②两极与电源的正负极接反了，或铜棒接电源的负极了等。
解析：考察对于电解原理的分析。
[例5] 在下图用石墨作电极的电解池中，放入500mL含一种溶质的某蓝色溶液进行电解，观察到A电极表面有红色的固态物质生成，B电极有无色气体生成；当溶液中的原有溶质完全电解后，停止电解，取出A电极，洗涤、干燥、称量、电极增重1.6g。请回答下列问题：
（1）A接的是电源的 极，B是该装置 。
（2）写出电解时反应的总离子方程式 。
（3）电解后溶液的pH为 ；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入 ，其质量为 。（假设电解前后溶液的体积不变）
答案：（1）负极；阳极；（2）2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+ （3）1；CuO，2g
解析：考察电解池中离子放电顺序的应用。
[例6] 用惰性电极电解M（NO3）x的水溶液，当阴极增重ag，阳极同时产生bLO2（STP），从而知M的相对分子质量为（ ）
A.（22.4ax）/b B.（11.2ax）/b C.（5.6ax）/b D.（2.5ax）/b
答案：C
解析：考察电解池中电极反应的基本判断。
[例7] 用铂电极电解x下列溶液一段时间后，再加入一定量的某物质（括号内），能与原来溶液浓度一样的是（ ）
A. （CuCO3） B. NaOH（NaOH）
C. NaCl（HCl） D.CuSO4 []
答案：AC
解析：考察溶液的复原方法。
[例8] 从H+、Cu2+、Na+、SO42－、Cl－五种离子中恰当地组成电解质，按下列要求进行电解：
（1）以石墨为电极进行电解，使电解质质量减少，水质量不变，可采用的电解质是__________________
（2）以石墨为电极进行电解，使电解质质量不变，水质量减少，可采用的电解质是________________
（3）以碳棒为阳极，铁棒为阴极进行电解，使电解质和水的质量都减少，可采用的电解质是______________________
答案：（1）HCl、CuCl2 （2）NaHSO4、Na2SO4、H2SO4 （3）NaCl、CuSO4
解析：考察电解中根据放电离子的选择来确定物质。
【模拟试题】（答题时间：30分钟）
1. 某种蓄电池的充放电过程可表示为：Fe+NiO2+2H2O，该电池充电时，阳极是 ，电极反应式为 。
2. 将质量分数为0.052（5.2%）的NaOH溶液1 L（密度为1.06 g·cm－3）用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010（1.0%）时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是（ ）
3. 电镀和电解精炼的原理来源于电解，但与通常意义上的电解又有所不同。
（1）电镀时，须用镀层金属作 极，镀件作 极，电镀液中含有 。 电镀过程中，电镀液中金属离子浓度理论上保持不变。
（2）电解精炼制高纯度金属时，须用粗金属作 极，纯金属作 极，电解液中含该金属的离子。
4. 下列关于铜电极的叙述不正确的是（ ）
A. 铜锌原电池中铜是正极
B. 用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极
C. 在镀件上电镀铜时，用金属铜作阳极
D. 电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
5. 可以将反应Zn+Br2 = ZnBr2设计成蓄电池，下列4个电极反应
① Br2 + 2e－= 2Br－ ② 2Br－－2e－= Br2
③ Zn – 2e－= Zn2+ ④ Zn2+ +2e－= Zn
其中表示充电时的阳极反应和放电时的负极反应的分别是（ ）
A. ②和③ B. ②和① C. ③和① D. ④和①
6. 用铂电极电解下列物质的水溶液，工作一段时间后溶液pH变小的是（ ）
A. 稀硫酸 B. Na2SO4 C. AgNO3 D. KI
7. 石墨作电极电解下列溶液，阴阳两极产生的气体体积比为2:1，且电解液pH增大的是（ ）
A. KCl B. NaOH C. Na2SO4 D. H2SO4
8. 工业上为了处理含有Cr2O72－酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量的NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有和沉淀生成，工业废水中铬（Cr）的含量已低于排放标准。请回答下列问题：
（1）电极反应式：阳极___________，阴极_____________
（2）写出Cr2O72－变为Cr3+的离子方程式______________
（3）工业废水pH升高的原因_________________________
（4）____（填“能”或“不能”）改用石墨电极，原因______________
9. 用质量为100g 的铜作电极电解AgNO3溶液，电解一段时间后，两极的质量相差28g，此时两极质量分别是：阳极________________ ，阴极________________
10. 关于铜电极的叙述正确的是（ ）
A. 铜锌原电池中铜是正极
B. 用电解法精练粗铜时，粗铜作阴极
C. 在镀件上电镀铜时，可用金属铜作阳极
D. 电解稀硫酸制 H2、O2时铜作阳极
11. 同一电路分别电解足量CuCl2溶液和AgNO3溶液，如果析出64g铜，则可析出银的质（ ）
A. 108g B. 54g C. 216g D. 64g
12. 同一电路串联四个电解槽，分别电解以下四种物质的水溶液，阴极析出物质质量最多的是（ ）
A. CuSO4 B. C. KNO3 D. NaOH
【试题答案】
1. ；+2OH－－2e－=NiO2+2H2O
2. B 3. （1）阳；阴；镀层金属离子；（2）阳；阴。 4. D 5. A 6. AC 7. B
8.（1）Fe－2e－=Fe2+；2H++2e－=H2↑
（2）Cr2O72－+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++14H2O 阴极反应消耗H+，溶液中的氧化还原反应也消耗H+，使溶液pH升高。
（3）不能；若用石墨做电极，则无法产生还原剂Fe2+，使Cr2O72－还原为Cr3+，变成沉淀除去
9. 93.6g；121.6g 10. AC 11. C 12. A
【试题解析】
1. 二次电池的放电过程是原电池原理，充电过程是电解池原理，所以阳极是还原剂，发生氧化反应。
2. 根据离子放电顺序，NaOH溶液中放电的是H+和OH－，相当于水在减少，所以溶液应变浓，同时阳极是OH－放电，产生O2，是H2质量的8倍。
4. 因为要产生氢气和氧气，必须用惰性电极作阳极，否则将是铜在阳极放电，不能产生氧气。
5. 锌和溴的反应为自发的氧化还原反应，是放电时的原电池原理，所以发生氧化反应的锌为负极，而充电时是逆向反应，且阳极发生氧化反应。
6. A中是H+和OH－放电，酸溶液变浓，pH减小；B中是H+和OH－放电，中性溶液中pH不变；C中是Ag+和OH－放电，碱性减弱，pH减小；D中是H+和I－放电，酸性减弱，pH变大。
7. 所有选项的阴极放电离子都是H+，所以阳极产生气体必须是每生成1ml气体，转移4ml电子，才能保证2：1的关系，所以应为O2，OH－放电；BCD都是电解水，所以只有碱性溶液，才能使pH升高。
9. 每有1ml铜反应，则同时生成2ml银，质量差为（64+108×2）=280，所以质量差为28g，说明有0.1ml铜反应掉，质量剩93.6g，0.2ml银生成，质量为100+21.6=121.6g。
10. B中粗铜应作阳极，参加反应，变成离子，和杂质分开；D中铜作阳极，铜失电子反应，不能产生O2。
11. 根据串联电路中，电子转移数目相同，生成64g铜，转移2ml电子，所以生成2ml银。
12. 考察不同阳离子放电情况，BCD中都是H+放电，A中是铜离子放电，所以质量最大。
NaOH的质量分数
阳极析出物的质量（g）
阴极析出物的质量（g）
A
0.062
19
152
B
0.062
152
19
C
0.042
1.2
9.4
D
0.042
9.4
1.2
一. 教学内容：
电解池
二. 重点、难点：
电解原理及其应用既是重点，也是难点
三. 具体内容：
1. 电解原理
（1）装置
（2）现象
（3）电极反应
（4）电解定义
（5）电极的判断和选择
（6）电子流向
（7）离子放电顺序
2. 电解的几种情况与pH变化
（1）氯化铜溶液电解
（2）盐酸电解
（3）硫酸钾溶液电解
（4）溴化钙溶液电解
（5）硫酸铜溶液、以铜为电极的电解
3. 电解原理的应用
（1）氯碱工业
（2）电镀
（3）铜的电解精炼
（4）铝的冶炼
（5）钠的冶炼
4. 原电池、电解池的对比
5. pH变化的判断
【典型例题】
[例1] 实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极Pb+SO42－=PbSO4+2e－正极PbO2+4H++SO42－+2e－=PbSO4+2H2O，今若制Cl20.050 ml，这时电池内消耗H2SO4的物质的量至少是（ ）
A. 0.025 ml B. 0.050 ml C. 0.10 ml D. 0.20 ml
答案：C
解析：根据电源和电解池中转移电子数相同来解题。
[例2] 下图各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是（ ）
A. ④>②>①>③ B. ②>①>③>④
C. ④>②>③>① D. ③>②>④>①
答案：A
解析：考察原电池、电解池中金属电极的消耗情况比较。
[例3] 近年来，加“碘”食盐较多的使用了碘酸钾（KIO3），碘酸钾在工业上可用电解法制取。以石墨和不锈钢为电极，以KI溶液为电解液，在一定条件下电解，反应方程式为：
。下列有关说法正确的是（ ）
A. 电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极
B. 电解时，阳极反应是：I – – 6e – + 3H2O = IO3 – + 6H+
C. 溶液调节至强酸性，对生产有利
D. 电解前后溶液的pH几乎不变
答案：BD
解析：考察基本电解原理的应用。
[例4] ① 某同学用碳棒、铜棒和稀硫酸为原材料，实现了在通常条件下不能发生的反应：Cu+H2SO4（稀）＝CuSO4+H2↑。请在右边画出能够实验这一反应的装置图。② 某同学在做一定条件下铜与稀硫酸的反应实验时，看到碳棒上有气泡产生，但铜棒却没有被腐蚀。请你分析其原因： 。
答案：②两极与电源的正负极接反了，或铜棒接电源的负极了等。
解析：考察对于电解原理的分析。
[例5] 在下图用石墨作电极的电解池中，放入500mL含一种溶质的某蓝色溶液进行电解，观察到A电极表面有红色的固态物质生成，B电极有无色气体生成；当溶液中的原有溶质完全电解后，停止电解，取出A电极，洗涤、干燥、称量、电极增重1.6g。请回答下列问题：
（1）A接的是电源的 极，B是该装置 。
（2）写出电解时反应的总离子方程式 。
（3）电解后溶液的pH为 ；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入 ，其质量为 。（假设电解前后溶液的体积不变）
答案：（1）负极；阳极；（2）2Cu2++2H2O 2Cu+O2↑+4H+ （3）1；CuO，2g
解析：考察电解池中离子放电顺序的应用。
[例6] 用惰性电极电解M（NO3）x的水溶液，当阴极增重ag，阳极同时产生bLO2（STP），从而知M的相对分子质量为（ ）
A.（22.4ax）/b B.（11.2ax）/b C.（5.6ax）/b D.（2.5ax）/b
答案：C
解析：考察电解池中电极反应的基本判断。
[例7] 用铂电极电解x下列溶液一段时间后，再加入一定量的某物质（括号内），能与原来溶液浓度一样的是（ ）
A. （CuCO3） B. NaOH（NaOH）
C. NaCl（HCl） D.CuSO4 []
答案：AC
解析：考察溶液的复原方法。
[例8] 从H+、Cu2+、Na+、SO42－、Cl－五种离子中恰当地组成电解质，按下列要求进行电解：
（1）以石墨为电极进行电解，使电解质质量减少，水质量不变，可采用的电解质是__________________
（2）以石墨为电极进行电解，使电解质质量不变，水质量减少，可采用的电解质是________________
（3）以碳棒为阳极，铁棒为阴极进行电解，使电解质和水的质量都减少，可采用的电解质是______________________
答案：（1）HCl、CuCl2 （2）NaHSO4、Na2SO4、H2SO4 （3）NaCl、CuSO4
解析：考察电解中根据放电离子的选择来确定物质。
【模拟试题】（答题时间：30分钟）
1. 某种蓄电池的充放电过程可表示为：Fe+NiO2+2H2O，该电池充电时，阳极是 ，电极反应式为 。
2. 将质量分数为0.052（5.2%）的NaOH溶液1 L（密度为1.06 g·cm－3）用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010（1.0%）时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是（ ）
3. 电镀和电解精炼的原理来源于电解，但与通常意义上的电解又有所不同。
（1）电镀时，须用镀层金属作 极，镀件作 极，电镀液中含有 。 电镀过程中，电镀液中金属离子浓度理论上保持不变。
（2）电解精炼制高纯度金属时，须用粗金属作 极，纯金属作 极，电解液中含该金属的离子。
4. 下列关于铜电极的叙述不正确的是（ ）
A. 铜锌原电池中铜是正极
B. 用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极
C. 在镀件上电镀铜时，用金属铜作阳极
D. 电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
5. 可以将反应Zn+Br2 = ZnBr2设计成蓄电池，下列4个电极反应
① Br2 + 2e－= 2Br－ ② 2Br－－2e－= Br2
③ Zn – 2e－= Zn2+ ④ Zn2+ +2e－= Zn
其中表示充电时的阳极反应和放电时的负极反应的分别是（ ）
A. ②和③ B. ②和① C. ③和① D. ④和①
6. 用铂电极电解下列物质的水溶液，工作一段时间后溶液pH变小的是（ ）
A. 稀硫酸 B. Na2SO4 C. AgNO3 D. KI
7. 石墨作电极电解下列溶液，阴阳两极产生的气体体积比为2:1，且电解液pH增大的是（ ）
A. KCl B. NaOH C. Na2SO4 D. H2SO4
8. 工业上为了处理含有Cr2O72－酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量的NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有和沉淀生成，工业废水中铬（Cr）的含量已低于排放标准。请回答下列问题：
（1）电极反应式：阳极___________，阴极_____________
（2）写出Cr2O72－变为Cr3+的离子方程式______________
（3）工业废水pH升高的原因_________________________
（4）____（填“能”或“不能”）改用石墨电极，原因______________
9. 用质量为100g 的铜作电极电解AgNO3溶液，电解一段时间后，两极的质量相差28g，此时两极质量分别是：阳极________________ ，阴极________________
10. 关于铜电极的叙述正确的是（ ）
A. 铜锌原电池中铜是正极
B. 用电解法精练粗铜时，粗铜作阴极
C. 在镀件上电镀铜时，可用金属铜作阳极
D. 电解稀硫酸制 H2、O2时铜作阳极
11. 同一电路分别电解足量CuCl2溶液和AgNO3溶液，如果析出64g铜，则可析出银的质（ ）
A. 108g B. 54g C. 216g D. 64g
12. 同一电路串联四个电解槽，分别电解以下四种物质的水溶液，阴极析出物质质量最多的是（ ）
A. CuSO4 B. C. KNO3 D. NaOH
【试题答案】
1. ；+2OH－－2e－=NiO2+2H2O
2. B 3. （1）阳；阴；镀层金属离子；（2）阳；阴。 4. D 5. A 6. AC 7. B
8.（1）Fe－2e－=Fe2+；2H++2e－=H2↑
（2）Cr2O72－+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++14H2O 阴极反应消耗H+，溶液中的氧化还原反应也消耗H+，使溶液pH升高。
（3）不能；若用石墨做电极，则无法产生还原剂Fe2+，使Cr2O72－还原为Cr3+，变成沉淀除去
9. 93.6g；121.6g 10. AC 11. C 12. A
【试题解析】
1. 二次电池的放电过程是原电池原理，充电过程是电解池原理，所以阳极是还原剂，发生氧化反应。
2. 根据离子放电顺序，NaOH溶液中放电的是H+和OH－，相当于水在减少，所以溶液应变浓，同时阳极是OH－放电，产生O2，是H2质量的8倍。
4. 因为要产生氢气和氧气，必须用惰性电极作阳极，否则将是铜在阳极放电，不能产生氧气。
5. 锌和溴的反应为自发的氧化还原反应，是放电时的原电池原理，所以发生氧化反应的锌为负极，而充电时是逆向反应，且阳极发生氧化反应。
6. A中是H+和OH－放电，酸溶液变浓，pH减小；B中是H+和OH－放电，中性溶液中pH不变；C中是Ag+和OH－放电，碱性减弱，pH减小；D中是H+和I－放电，酸性减弱，pH变大。
7. 所有选项的阴极放电离子都是H+，所以阳极产生气体必须是每生成1ml气体，转移4ml电子，才能保证2：1的关系，所以应为O2，OH－放电；BCD都是电解水，所以只有碱性溶液，才能使pH升高。
9. 每有1ml铜反应，则同时生成2ml银，质量差为（64+108×2）=280，所以质量差为28g，说明有0.1ml铜反应掉，质量剩93.6g，0.2ml银生成，质量为100+21.6=121.6g。
10. B中粗铜应作阳极，参加反应，变成离子，和杂质分开；D中铜作阳极，铜失电子反应，不能产生O2。
11. 根据串联电路中，电子转移数目相同，生成64g铜，转移2ml电子，所以生成2ml银。
12. 考察不同阳离子放电情况，BCD中都是H+放电，A中是铜离子放电，所以质量最大。
NaOH的质量分数
阳极析出物的质量（g）
阴极析出物的质量（g）
A
0.062
19
152
B
0.062
152
19
C
0.042
1.2
9.4
D
0.042
9.4
1.2
相关试卷
人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第四章 电化学基础第三节 电解池第2课时随堂练习题： 这是一份人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第四章 电化学基础第三节 电解池第2课时随堂练习题，共9页。
高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三节 电解池第1课时同步达标检测题： 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 电解池第1课时同步达标检测题，共9页。
化学人教版 (新课标)第二节 化学电源一课一练： 这是一份化学人教版 (新课标)第二节 化学电源一课一练，共6页。试卷主要包含了 化学电池的反应原理是难点， 二次电池， 燃料电池，3g等内容，欢迎下载使用。
