高中化学人教版选修4：第4章第三节第1课时知能优化训练

1．下列有关电解池的说法正确的是( )A ．在电解池中与外接电源负极相连的电极是阳极B ．电解任何物质阳极上失电子数与阴极上得电子数相等C ．电解氯化铜溶液时在阴极上有气体生成D ．电解NaCl 、CuCl 2两种溶液参加反应的物质是相同的解析：选B 。

与负极相连的是阴极；电解氯化铜时阳极上有氯气生成，阴极上有铜析出；电解NaCl 溶液时水参加了反应，而电解CuCl 2溶液水没有参加反应。

2．某电解池内盛有CuSO 4溶液，插入两根电极，接通直流电源后，欲达到如下要求：①阳极质量不变；②阴极质量增加；③电解液pH 减小，则应选用的电极是(双选)( )A ．阴阳两极都用石墨B ．铜作阳极，铁作阴极C ．铁作阳极，铜作阴极D ．铂作阳极，铜作阴极解析：选AD 。

解答该题的关键是选择阳极材料，因为阳极质量不变，则阳极应为惰性电极；阴极在电解过程中不放电，惰性电极、活性电极都可以。

3．某同学为了使反应2HCl ＋2Ag===2AgCl ↓＋H 2↑能进行，设计了下列四个实验，如下图所示，你认为可行的方案是( )解析：选C 。

要使反应2HCl ＋2Ag===2AgCl ↓＋H 2↑能进行，只能通过电解装置来实现。

B 是原电池装置(Fe 作原电池的负极，Ag 作原电池的正极)，其总反应为Fe ＋2HCl===FeCl 2＋H 2↑；D 不是原电池也不是电解池；A 是电解装置，但Ag 连接在电源的负极上，不会溶解，其实质是电解盐酸：2HCl=====通电H 2↑＋Cl 2↑；C 是电解装置，与电源正极连接的Ag 失去电子：Ag －e －===Ag ＋，产生的Ag ＋立即与溶液中的Cl －结合生成AgCl ：Ag ＋＋Cl －===AgCl ↓，溶液中的H ＋从与负极连接的Ag 上获得电子产生H 2：2H ＋＋2e －===H 2↑，其总反应为：2HCl ＋2Ag===2AgCl ↓＋H 2↑。

4．(2011年江苏南通高二检测)用如图甲所示装置进行实验，若图乙中横坐标x 表示流入电极的电子的物质的量。

下列叙述不．正确的是( )A ．E 表示反应生成Cu 的物质的量B ．E 表示反应消耗H 2O 的物质的量C ．F 表示反应生成H 2SO 4的物质的量D ．F 表示反应生成O 2的物质的量解析：选C 。

此题的考查点为电解池反应，在该电解池中，阴极：Cu 2＋＋2e －===Cu ，阳极：4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑，总反应：2CuSO 4＋2H 2O=====电解2Cu ＋2H 2SO 4＋O 2↑，从乙中所给的图象看每转移4 mol e －，E 从0→2，F 从0→1，显然，A 、B 、D 正确，选项C 中要表示生成H 2SO 4的物质的量应为E 。

5．(2010年高考大纲全国卷Ⅱ)如图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO 4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。

(指示剂的pH 变色范围：6.8～8.0，酸色—红色，碱色—黄色)回答下列问题：(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________(填编号)；①A管溶液由红变黄②B管溶液由红变黄③A管溶液不变色④B管溶液不变色(2)写出A管中发生反应的反应式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________；(3)写出B管中发生反应的反应式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________；(4)检验a管中气体的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；(5)检验b管中气体的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是________________________________________________________________________。

解析：本题考查电解原理和气体检验，意在考查考生化学用语书写能力和实验能力。

根据图可以确定，A极为阴极，B极为阳极。

A极H＋放电，A极附近OH－增加，溶液碱性增强，A极附近溶液变黄色，同时Mg2＋与OH－结合生成Mg(OH)2沉淀；B极OH－放电，使得溶液中H＋增加，B极附近溶液显酸性，溶液仍为红色。

电解后，将电解液倒入烧杯中，A极附近生成的Mg(OH)2与B极附近生成的H2SO4反应，生成MgSO4，即沉淀溶解，溶液呈红色。

根据上述分析，a中收集的是氢气，b中收集的是O2。

答案：(1)①④(2)2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑)，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓(3)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(或2H2O－4e－===4H＋＋O2↑)(4)用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有蓝色火焰(5)用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃(6)溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)1．下列叙述不．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、原电池均需要通电解析：选D。

电离不需要通电，而是溶于水或熔化状态下发生的。

2．用石墨作电极，电解1 mol·L－1下列物质的溶液，溶液的pH保持不变的是() A．HCl B．NaOHC．Na2SO4D．NaCl解析：选C。

选项A，电解1 mol·L－1HCl溶液，阴极2H＋＋2e－===H2↑，阳极2Cl－－2e－===Cl2↑，H＋得电子，H＋浓度降低，pH增大。

选项B，电解1 mol·L－1NaOH溶液，阴极2H＋＋2e－===H2↑，阳极4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，实质上电解水，NaOH浓缩，溶液的pH增大。

选项C，电解1 mol·L－1Na2SO4溶液，阴极2H＋＋2e－===H2↑，阳极4OH－－4e －===2H 2O ＋O 2↑，实质上电解水，溶液的pH 保持不变。

选项D ，电解1 mol·L －1 NaCl 溶液，阴极2H ＋＋2e －===H 2↑，阳极2Cl －－2e －===Cl 2↑，破坏了水的电离平衡，c (OH －)增大，pH 增大。

3．在水中加等物质的量的Ag ＋、Pb 2＋、Na ＋、SO 2－4、NO －3、Cl －，该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物质量比为( )A ．35.5∶108B ．16∶207C ．8∶1D ．108∶35.5解析：选C 。

溶液中的六种离子，有四种发生反应生成沉淀，Ag ＋＋Cl －===AgCl ↓、Pb2＋＋SO 2－4===PbSO 4↓，最后溶液就成了NaNO 3溶液；而电解NaNO 3溶液，实质就是电解水，电解方程式为：2H 2O=====电解2H 2↑＋O 2↑。

氧化产物和还原产物的质量之比为m (O 2)∶m (H 2)＝(1 mol ×32 g·mol －1)∶(2 mol ×2 g·mol －1)＝8∶1，即C 项正确。

4．(2011年河南洛阳高二检测)用惰性电极电解饱和Na 2CO 3溶液，若保持温度不变，则一段时间后( )A ．溶液的pH 变大B ．c (Na ＋)与c (CO 2－3)的比值变大C ．溶液浓度变大，有晶体析出D ．溶液浓度不变，有晶体析出解析：选D 。

用惰性电极电解饱和Na 2CO 3溶液，实际是电解水，故Na 2CO 3会结晶析出，若保持温度不变，则仍为原温度下的饱和溶液，故溶液浓度不变，pH 不变，c (Na ＋)：c (CO 2－3)不变，故选D 。

5．(2011年湖南株洲高二检测)用Pt 电极电解含有各0.1 mol Cu 2＋和X 3＋的溶液，阴极析出固体物质的质量m (g)与溶液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 。

有些学生没认真分析，就将X 3＋与Fe 3＋联系起来，选择C 答案。

这其实是简单记忆阳离子放电顺序导致思维定式造成的结果。

本题的解题信息在图象中：一通电就有固体析出，且通过0.2 mol 电子后，再没有固体析出了，说明是Cu 2＋放电的结果。

X 3＋不放电，故答案应为D 。

6．(2011年江苏启东中学高二月考)关于如图所示装置的判断，叙述正确的是( )A ．左边的装置是电解池，右边的装置是原电池B ．该装置中铜为正极，锌为负极C ．当铜片的质量变化为12.8 g 时，a 极上消耗的O 2在标准状况下的体积为2.24 LD ．装置中电子的流向是：a →Cu →经过CuSO 4溶液→Zn →b解析：选C 。

根据图中所给的信息，我们可以判断出左边是氢氧燃料电池，右边是电解池，所以A 错；根据入口中所标的氧气和氢气的位置，可以知道a 作正极，b 作负极；并且Zn 和b 相连，所以是阴极，而Cu 是阳极，故B 项错误；Cu 片上的电极反应式为：Cu －2e －===Cu 2＋，当铜片的质量变化为12.8 g 时，电路中转移电子的物质的量为：n (e －)＝2n (Cu 2＋)＝2×12.8 g 64 g·mol－10.4 mol 。

a 极上的电极反应为：O 2＋4e －＋2H 2O===4OH －，因为各个电极转移电子的物质的量相等，所以a 极上消耗V (O 2)＝22.4 L·mol －1×n (O 2)＝22.4 L·mol －1×0.4 mol 4＝2.24 L ，故C 项正确；装置中电子的流向为：b →Zn ，Cu →a ，所以D 项错误。