化学反应原理第四章第三节第1课时知能演练轻松闯关
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知能演练轻松闯关[基础温故]1.用惰性电极电解下列物质的水溶液时,在阳极无气体放出的是()A.AgNO3B.CuCl2C.NaOH D.Na2S解析:选D。
用惰性电极电解给出的四种溶液时,在阳极分别是OH-、Cl-、OH-、S2-放电,产生的物质分别是O、Cl2、O2、S,故选D。
22.如图为直流电源电解Na2SO4水溶液的装置。
通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊试液。
下列实验现象中正确的是()A.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电极附近呈红色解析:选D。
在b电极上:4OH--4e-===2H2O+O2↑,在a电极上:2H++2e-===H2↑,所以产生的气体体积a电极的大于b电极的;两种气体均为无色无味的气体;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电极附近呈蓝色,同理,b电极附近呈红色。
3.用石墨作电极,分别电解下列各物质的溶液:①CuCl2②CuSO4③NaCl④NaNO3⑤HCl⑥H2SO4⑦KOH其中只有水被电解的有()A.①②⑤B.②④⑥⑦C.④⑥⑦D.③⑤⑥⑦解析:选C。
只有水被电解,即在阴极上H+放电(溶液中阳离子是较活泼的金属离子),在阳极上OH-放电(溶液中含有含氧酸根离子或F-),符合这一要求的是④⑥⑦。
4.为使反应Cu+2H2O===Cu(OH)2↓+H2↑能够发生,下列设计方案正确的是() A.用铜片作负极,石墨电极作正极,氯化钠溶液为电解质溶液构成原电池B.用铜片作电极,外接直流电源电解硫酸铜溶液C.用铜片作阳极,铁片作阴极,电解硫酸钠溶液D.用铜片作阴、阳电极,电解稀硫酸解析:选C。
该反应为不能自发进行的氧化还原反应,必须设计为电解池才能发生。
阳极为Cu放电,阴极为H+放电,即用Cu作阳极,电解质溶液中为H2O放电,选项C符合要求。
5.下列各组中,每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是()A.HCl、CuCl2、Ba(OH)2B.NaOH、CuSO4、H2SO4C.NaOH、H2SO4、Ba(OH)2D.NaBr、H2SO4、Ba(OH)2解析:选C。
电解氯化物溶液会生成氯气,不是氧气,A项错误;电解硫酸铜溶液会生成铜,B项错误;C项正确;电解溴化钠溶液会生成溴,D项错误。
6.在水中加入等物质的量的Ag+、Na+、Ba2+、NO-3、Cl-、SO2-4,用惰性电极进行电解,一段时间后,在两极上得到的氧化产物和还原产物的质量之比为() A.8∶1 B.2∶27C.35.5∶108 D.108∶35.5解析:选A。
Ag+与Cl-、Ba2+与SO2-4均生成沉淀,相当于电解NaNO3溶液,实质是电解H2O,两极得到的氧化产物和还原产物分别为O2和H2。
7.关于下图所示①、②两个装置的叙述,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+向负极方向移动解析:选B。
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。
8.下图中X、Y分别是直流电源的两极,通电后发现a电极质量增加,b电极处有无色无味气体放出。
符合这一情况的是表中的()解析:选A a为阴极,X为负极;因B中a电极不析出金属,C中X为正极可知B、C均错误;又由b电极有无色无味气体放出,可知D错误。
9.如下图所示的装置进行电解。
通电一段时间,发现湿润的淀粉-KI试纸的C端变为蓝色。
(1)E为电源的________极,F为电源的________极。
(2)A中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(3)在B中观察到的现象是________________________________________________________________________。
(4)D 端的电极反应式为________________________________________________________________________。
解析:本题实质上是三个电解装置串联,首先判断电源的正、负极,E 为负极,F 为正极;A 中是以Pt 为阳极、Fe 为阴极电解AgNO 3溶液的电解池。
B 中Cu 为阳极,发生的反应为:Cu -2e -===Cu 2+,石墨为阴极发生的电极反应为:2H ++2e -===H 2↑,由于水电离出的H +放电,所以溶液中的c (OH -)>c (H +),故溶液中有氢氧化铜蓝色沉淀生成。
D 端为阴极,发生电极反应为:2H ++2e -===H 2↑。
答案:(1)负 正(2)4AgNO 3+2H 2O=====电解4Ag +4HNO 3+O 2↑(3)铜片溶解,石墨电极上有气体生成,溶液中有蓝色沉淀生成(4)2H ++2e -===H 2↑10.(Ⅰ)从NO -3、SO 2-4、H +、Cu 2+、Ba 2+、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H 2和O 2时,电解质的化学式可能是________________________________________________________________________。
(2)若阴极析出金属,阳极放出O 2,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________________________________________________________________________。
(Ⅱ)已知反应:Cu +H 2SO 4(稀)===CuSO 4+H 2↑通常不能发生。
请回答:(4)试说明此反应在一般情况下不能反应的原因:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)若向稀H 2SO 4溶液中通入热的空气,则发现铜会逐渐溶解。
试写出有关的化学方程式:________________________________________________________________________________________________。
(6)根据你所学过的知识,设法使此反应能发生。
具体的方法是________________________________________________________________________;反应原理是________________________________________________________________________。
解析:(Ⅰ)(1)电解水型,即阳极为OH -放电,阴极为H +放电。
(2)阳极为OH -放电,阴极为排在H 后的金属阳离子放电。
(3)气体体积比为1∶1,不是电解水型。
(Ⅱ)Cu 排在金属活动性顺序表H 的后面,故Cu 与稀H 2SO 4不反应。
设计成电解池,利用Cu 作电解池阳极,即可发生电解反应:Cu +H 2SO 4(稀)=====电解CuSO 4+H 2↑。
答案:(Ⅰ)(1)H 2SO 4、HNO 3、Ba(NO 3)2 (2)AgNO 3、Cu(NO 3)2、CuSO 4 (3)HCl 、BaCl 2 (Ⅱ)(4)因铜在金属活动性顺序表中排在氢的后面,所以不能与稀硫酸反应置换出酸中的氢(5)2Cu +O 2+2H 2SO 4(稀)=====△2CuSO 4+2H 2O(6)用铜作阳极,石墨作阴极,稀H 2SO 4作电解液组成电解池 阳极反应:Cu -2e -===Cu 2+,阴极反应:2H ++2e -===H 2↑[能力提升]11.某兴趣小组设计如图微型实验装置。
实验时,先断开K 2,闭合K 1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开K 1,闭合K 2,发现电流表A 指针偏转。
下列有关描述正确的是( )A .断开K 2,闭合K 1时,总反应的离子方程式为2H ++2Cl -=====电解Cl 2↑+H 2↑B .断开K 2,闭合K 1时,石墨电极附近溶液变红C .断开K 1,闭合K 2时,铜电极上的电极反应式为Cl 2+2e -===2Cl -D .断开K 1,闭合K 2时,石墨电极作正极解析:选D 。
A 项,断开K 2,闭合K 1时,为电解池装置,总反应离子方程式为2H 2O +2Cl -=====电解2OH -+H 2↑+Cl 2↑,错误;B 项,由“断开K 2,闭合K 1时,两极均有气泡产生”知,石墨为电解池的阳极,Cu 为电解池的阴极,故在Cu 电极附近溶液变红,错误;C 项,断开K 1,闭合K 2时,为原电池装置,则Cu 电极为原电池的负极,发生失去电子的氧化反应,石墨电极为原电池的正极,故C 项错误,D 项正确。
12.用Pt 电极电解含有0.1 mol Cu 2+和0.1 mol X 3+的溶液,阴极析出固体物质的质量m(g)与电路中通过电子的物质的量n (mol)的关系如图所示。
则离子的氧化能力由大到小的排列正确的是( )A .Cu 2+>X 3+>H +B .H +>X 3+>Cu 2+C .X 3+>H +>Cu 2+D .Cu 2+>H +>X 3+解析:选D 。
本题的解题信息在图像中,开始通电就有固体析出,且通过0.2 mol 电子后,就再没有固体析出了,说明是Cu 2+放电的结果,X 3+不放电。
故正确答案为D 。
13.如图所示,X 和Y 均为石墨电极:(1)若电解液为滴有酚酞的饱和食盐水,电解反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。