2015-2016学年高中化学4.3电解池习题新人教版选修4(新)

14.3电解池一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分)1．电解池中，阳极的电极材料一定()A．发生氧化反应B．与电源正极相连C．是铂电极D．得电子【答案】B2．在某电解质溶液里，用M和N作电极，通电一段时间后，发现M极的质量减小，N极的质量增大，符合这一情况的是()A．电解质溶液是稀硫酸B．金属M是阳极，N是阴极C．M和N是石墨电极D．M是阴极，N是阳极【答案】B【解析】通电后M极质量减小，说明M极为活性金属电极且为阳极；则N极为阴极。3．欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是()A．Ag和AgCl溶液B．Ag和AgNO3溶液C．Fe和AgNO3溶液D．Pt和Ag2SO4溶液【答案】B【解析】电镀槽中，要求镀件作阴极，可用镀层金属作阳极，电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液，A、D项中，AgCl和Ag2SO4均为沉淀，只有B项符合要求。4．现将AlCl3溶液蒸干灼烧并熔融后用铂电极进行电解，下列有关电极产物的判断正确的是()A．阴极产物是氢气B．阳极产物是氧气C．阴极产物是铝和氧气D．阳极产物只有氯气【答案】B【解析】将AlCl3溶液蒸干灼烧得到Al2O3，电解熔融的Al2O3，阳极为O2－放电，产物为O2；阴极为Al3＋放电，产物为Al。5．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是()A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液的pH不变B．电解稀NaOH溶液，要消耗OH－，故溶液的pH减小C．电解Na2SO4溶液，在阴极和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2D．电解CuCl2溶液，在阴极和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1【答案】D【解析】电解稀硫酸，实质上是电解水，H2SO4的物质的量不变，但溶液的体积减小，故H2SO4的浓度增大，溶液pH减小，A项不正确。电解稀NaOH溶液，阳极消耗OH－，阴极消耗H＋，实质上是电解水，故NaOH的浓度增大，溶液的pH增大，B项不正确。电解Na2SO4溶液时，在阳极发生反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，在阴极发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，由于两极通过电量相等，故析出H2与O2的物质的量之比为2∶1，C项不正确。电解CuCl2溶液时，阴极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，两极通过的电量相等，故析出Cu和Cl2的物质的量之比为1∶1，D项正确。【点拨】掌握常见电解质的电解规律是解答本题的关键。6．直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置，通电后在石墨电极a和b附近分别滴加石蕊试液，下列实验现象正确的是()2A．逸出气体的体积：a电极的小于b电极的B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色【答案】D【解析】电解Na2SO4溶液，b电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，a电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，所以逸出气体体积为a电极的大于b电极的，故A项错误；两种气体均为无色无味的气体，故B项错误；由于a电极上H＋放电，所以a电极附近的c(OH－)c(H＋)，滴加石蕊试液，a电极附近变蓝色，同理，b电极附近变红色，故C项错误，D项正确。【点拨】首先根据阴、阳离子放电规律和电解类型规律，正确书写电解的电极反应式，即可判断出电极产物，以及电极附近溶液酸碱性的变化。7．一种充电电池放电时的电极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O；NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－。当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是()A．H2O的还原B．NiO(OH)的还原C．H2的氧化D．Ni(OH)2的氧化【答案】D【解析】当为电池充电时，为电解池。与外电源正极连接的电极为电解池的阳极，发生反应为氧化反应，排除A、B选项；电极反应式应是放电时的正极电极反应式的逆向反应：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O(氧化反应，阳极)，2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(还原反应，阴极)，故答案为D。8．某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述中正确的是()A．铅笔端作阳极，发生还原反应B．铂片端作阴极，发生氧化反应C．铅笔端有少量的氯气产生D．a点是负极b点是正极【答案】D【解析】铅笔在滤纸上写字，出现红色字迹，说明铅笔端产生OH－，则铅笔端为阴极，H＋放电发生还原反应生成H2，故A项错；铂片作阳极，发生氧化反应，故B项错；铅笔端产生H2而不是Cl2，故C项错。9．关于下图所示①、②两个装置的叙述中，正确的是()A．装置名称：①是原电池，②是电解池B．硫酸浓度变化：①增大，②减小C．电极反应式：①中阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑②中正极：Zn－2e－===Zn2＋D．离子移动方向：①中H＋向阴极方向移动，②中H＋向负极方向移动【答案】B【解析】①中有外加电源，为电解池，②为原电池，A错误；①中电解水，硫酸浓度增大，②中负极材料消耗硫酸，硫酸浓度减小，B正确；②中正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，C错误；②中H＋向正极移动，D错误。310．某种聚合物锂离子电池放电时的反应为Li1－xCoO2＋LixC6===6C＋LiCoO2，其电池如图所示。下列说法不正确的是()A．放电时，LixC6发生氧化反应B．充电时，Li＋通过阳离子交换膜从左向右移动C．充电时，将电池的负极与外接电源的负极相连D．放电时，电池的正极反应为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2【答案】B【解析】由电子流向可知LixC6作负极，发生氧化反应，Li1－xCoO2作正极发生还原反应，Co的化合价降低x，A、D选项正确；充电时，原电池的负极接电源的负极，作电解池的阴极。阳离子向阴极移动。B选项错误，C选项正确。11．下列电化学实验装置正确的是()A．电解精炼铜B．验证电解饱和氯化钠溶液(含酚酞)的产物C．在铁制品上镀铜D．构成原电池【答案】B【解析】粗铜精炼时，应让粗铜作阳极，故A错误；电解饱和氯化钠溶液时，碳棒作阳极产生氯气，可用KI淀粉溶液检验，铁棒作阴极，产生氢气，收集后可利用爆鸣实验检验，B正确；在铁制品上镀铜时，应使铁制品作阴极，故C错误；若Fe与FeCl3的反应构成原电池反应，则两者不能直接接触，将装置中的FeCl3溶液与FeCl2溶液互换即可达到目的，故D错误。12．把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞混合液的表面皿中。如下图所示，最先观察4到酚酞变红现象的区域是()A．Ⅰ和ⅢB．Ⅱ和ⅣC．Ⅱ和ⅢD．Ⅰ和Ⅳ【答案】B【解析】左边装置是原电池，Fe作正极，因此正极区呈碱性，使酚酞溶液显红色。右边装置是电解池，Zn作阴极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，因此阴极区呈碱性，使酚酞溶液显红色，所以Ⅱ、Ⅳ两个区域最先变红色，故B项正确。【警示】本题考查了原电池和电解池原理，明确离子放电顺序是解答本题的关键，注意活泼金属作阳极时，阳极上是金属失电子而不是电解质溶液中的阴离子失电子。二、非选择题(本题包括4小题，共40分)13．(8分)如图所示，若电解5min时，测得铜电极的质量增加2.16g。试回答：(1)电源中X极是________(填“正”或“负”)极。(2)通电5min时，B中共收集到224mL(标准状况)气体，溶液体积为200mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)＝________。(3)若A中KCl溶液的体积也是200mL，电解后溶液中仍有Cl－，则电解后溶液的pH＝________。【答案】(1)负(2)0.025mol·L－1(3)13【解析】(1)铜极增重，说明银在铜极析出，则铜极为阴极，X为负极。(2)C中铜极增重2.16g，即析出0.02molAg，线路中通过0.02mol电子。由4e－～O2，可知B中产生的O2只有0.005mol，即112mL。但B中共收集到224mL气体，说明还有112mL是H2，即Cu2＋全部在阴极放电后，H＋接着放电产生了112mLH2，则通过0.01mol电子时，Cu2＋已被电解完。由2e－～Cu，可知n(Cu2＋)＝0.005mol，则c(CuSO4)＝0.005mol0.2L＝0.025mol·L－1。(3)由4e－～4OH－知，A中生成0.02molOH－，则c(OH－)＝0.1mol·L－1，pH＝13。14.(12分)如图为持续电解含有一定量CaCl2水溶液(含酚酞)的装置(以铂为电极)，A为电流表。电解一段时间后，将CO2连续通入电解液中。(1)电解时，F极发生________反应，电极反应为________________________________________________________________________________________________________________________________________________，E极发生________反应，电极反应为________________________________________________________________________5________________________________________________________________________，电解总反应为________________________________________________________________________。(2)电解池中产生的现象：①________________________________________________________________________。②________________________________________________________________________。③________________________________________________________________________。【答案】(1)氧化2Cl－－2e－===Cl2↑还原2H＋＋2e－===H2↑2Cl－＋2H2O=====电解2OH－＋H2↑＋Cl2↑(2)①通电后E极处溶液呈红色②通电时，E极、F极均有气泡生成③通入CO2时，溶液中先出现白色沉淀，继续通入CO2，沉淀又消失【解析】溶液中含有Ca2＋、H＋、Cl－、OH－，通电时，Ca2＋、H＋移向阴极，H＋放电能力比Ca2＋强，在E极上发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，H2O电离出的H＋放电，OH－富集在阴极(E极)，则使阴极区域溶液变红；Cl－、OH－移向阳极，Cl－在阳极放电，2Cl－－2e－===Cl2↑，总反应方程式为2Cl－＋2H2O=====电解Cl2↑＋H2↑＋2OH－；电解一段时间后，溶液中OH－浓度增大，相当于Ca(OH)2、CaCl2的混合溶液，通入CO2：Ca2＋＋2OH－＋CO2===CaCO3↓＋H2O，继续通入CO2：CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2。15．(12分)某研究性学习小组将下列装置如图连接，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题：(1)电源A极的名称是________。(2)甲装置中电解反应的总化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是____