【成才之路】2013-2014学年高中化学 4-3-1电解原理课时达标作业 新人教版选修4
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1 【成才之路】2013-2014学年高中化学 4-3-1电解原理课时达标作业 新人教版选修4
一、选择题
1．下列叙述正确的是( )
①电解池是将化学能转变成电能的装置
②原电池是将电能转变成化学能的装置
③金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化
④电解池两个电极材料可以相同
A．①②③④ B．③④
C．②③④D．③
解析：电解质溶液导电发生了氧化还原反应，是化学变化；金属导电仅是电子的定向移动，是物理变化。电解池的两极只要能导电即可。
答案：B
2．如图所示的装置能够组成电解池的是(
)
解析：电解池要有外接电源，形成闭合回路。
答案：D
3．用石墨作电极，分别电解下列各物质的溶液：①CuCl2 ②CuSO4 ③NaBr ④NaNO3
⑤盐酸 ⑥H2SO4
⑦KOH。其中只有水被电解的有( )
A．①②⑤ B．③④⑥⑦
C．④⑥⑦ D．③⑤⑥⑦
解析：只有水被电解即是在阴极上H＋放电(溶液中阳离子是较活泼的金属离子)，同时在阳极上OH－放电(溶液中含有含氧酸根离子或F－)。
答案：C
2
4．(2013·山东潍坊测试)(双选)右图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法中正确的是( )
A．X是正极，Y是负极
B．X是负极，Y是正极
C．CuSO4溶液的pH逐渐减小
D．CuSO4溶液的pH不变
解析：根据题意，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色，说明b极上有H2产生，电极反应式为2H＋＋2e－,H2↑，即b为阴极，则Y为负极，X为正极，A正确，B错误；当X为正极时，Pt作阳极，电极反应为4OH－－4e－,2H2O＋O2↑，c(OH－)不断减小，则c(H＋)不断增大，溶液的pH逐渐减小，所以C正确，D错误。
答案：AC
点拨：电解池中，与电源负极相连的电极是阴极，发生还原反应，与电源正极相连的电极是阳极，发生氧化反应。要熟练掌握用惰性电极时，电解质溶液的电解规律。
5．电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O2－7)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2O2－7＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，最后Cr3＋以Cr(OH)3形式除去。下列说法不正确的是( )
A．阳极反应为Fe－2e－===Fe2＋
B．电解过程中溶液pH不会变化
C．过程中有Fe(OH)3沉淀生成
D．电路中每转移12 mol电子，最多有1 mol Cr2O2－7被还原
解析：以铁板作阴、阳极，所以铁在阳极被氧化，A项正确；由题目提示的离子方程式可知，阳极产生的Fe2＋被氧化，同时有氢离子参与反应，所以电解过程中溶液的pH会升高，B项错误；因为氢离子在阴极放电，不断产生氢氧根离子，所以反应过程中会有Fe(OH)3沉淀生成，C项正确；从题目提供的离子方程式可知，1 mol Cr2O2－7参与反应转化成Cr3＋时，需6 mol Fe2＋，故电路中需转移12 mol电子，D项正确。
答案：B
6．用惰性电极电解下列溶液一段时间后，再加入一定量的某种物质(括号内物质)，能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是( )
3 A．AgNO3(AgNO3) B．NaOH(NaOH)
C．KCl(KCl) D．CuSO4(CuO)
解析：对于选项A,4 AgNO3＋2H2O=====电解4Ag↓＋O2↑＋4HNO3，脱离反应体系的物质是“Ag和O2”，所以应当加入适量Ag2O才能复原；B项，实质是电解水，应加水；C项，2KCl＋2H2O=====电解2KOH＋H2↑＋Cl2↑，应通入适量HCl气体。
答案：D
7．同温、同压下，用惰性电极在U形管中电解下列物质的水溶液，消耗相同的电量，生成气体体积最大的是( )
A．饱和食盐水 B．CuCl2溶液
C．CuSO4溶液 D．NaOH溶液
解析：电解饱和食盐水，两极分别产生氢气和氯气，假设转移2 mol电子，生成氢气和氯气各1 mol，共2 mol；而电解CuCl2溶液产生的气体只有氯气，转移2 mol电子，生成氯气1 mol；电解CuSO4溶液，产生的气体只有氧气，转移2 mol电子，生成氧气0.5 mol；电解NaOH溶液，两极分别产生氢气和氧气，转移2 mol电子，生成氢气1 mol、氧气0.5 mol，共1.5 mol。
答案：A
8．(2013·安徽望江期末)在下图装置中，若通电一段时间后乙装置左侧电极质量增加，则下列说法错误的是(
)
A．乙中左侧电极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu
B．电解过程中装置丙的pH无变化
C．向甲中通入适量的HCl气体，可使溶液恢复到电解前的状态
D．当甲装置中产生标准状况下4.48 L气体时，Cu电极上质量增加43.2 g
解析：A项，乙装置的左侧电极质量增加，则左侧为阴极，由此可确定X极为负极，Y为正板，乙装置中铜离子放电，对；B项，装置内阴极析出银单质，阳极上的银失去电子变成银离子，理论上溶液的物质的量浓度不变，pH保持不变，对；C项，装置甲中开始的反
4 应为：2KCl＋2H2O===2KOH＋H2↑＋Cl2↑，故要使溶液恢复可通入适量HCl气体即可，对；D项，由装置甲发生的反应可得两电极产生的气体体积相等，所以产生氢气为2.24 L，转移电子0.2 mol，则铜电极上生成Ag 0.2 mol，质量为21.6 g，错。
答案：D
9．(2013·高考天津卷)为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下：
电池：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)
电解池：2Al＋3H2O=====电解Al2O3＋3H2↑
电解过程中，以下判断正确的是( )
电池 电解池
A H＋移向Pb电极 H＋移向Pb电极
B 每消耗3 mol Pb 生成2 mol Al2O3
C 正极：PbO2＋4H＋＋2e－===Pb2＋＋2H2O 阳极：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋
D
解析：原电池中阳离子向正极移动，所以H＋移向PbO2极，电解池中，阳离子移向阴极，即H＋移向Pb极，A项错误；原电池中消耗3 mol Pb，转移6 mol e－，在电解池中转移6 mol
e－生成1 mol Al2O3，B项错误；原电池中正极反应为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO2－4===PbSO4＋2H2O，C项错误；原电池中Pb失电子转化为PbSO4，所以Pb电极质量增加，而电解池中Pb作阴极，不参与反应，所以质量不变，D项正确。
答案：D
10．(双选)用如图所示的装置进行实验，反应一段时间后断开K，向烧杯中加入0.1 mol
CuO后CuSO4溶液恰好恢复到反应前的浓度和pH。下列说法中不正确的是( )
A．铜棒为正极，其电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
B．烧杯右侧碳棒为阴极，其电极表面有红色物质析出
5 C．反应中消耗锌的质量为13 g
D．导线中通过电子的物质的量为0.1 mol
解析：图中左侧装置为原电池，铜棒为正极，其电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，锌为负极；右侧装置为电解池，右侧碳棒为阴极，电极反应式Cu2＋＋2e－===Cu，该极析出0.1
mol Cu时，向烧杯中加入0.1 mol CuO后CuSO4溶液恰好恢复到反应前的浓度和pH，电路中通过的电子为0.2 mol。则Zn－2e－===Zn2＋，锌溶解6.5 g。
答案：CD
二、非选择题
11．如下图所示，常温下电解5 min后，铜电极质量增加2.16 g。试回答：
(1)电源电极X名称为________(填“正极”或“负极”)。
(2)电解池B中阳极的电极反应式是________。
(3)若A中KCl溶液的体积是200 mL，电解后溶液的pH＝________(忽略电解前后溶液体积的变化)。
若要使电解后的溶液恢复到与电解前完全相同，应加入________。
解析：铜电极质量增加，铜电极为阴极，X即为负极；则电解池B中银为阳极，电极反应式是Ag－e－===Ag＋；析出2.16 g银，电路中通过的电子为0.02mol；A中阴极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，通过的电子为0.02 mol，则生成0.02 mol氢氧根离子，氢氧根离子浓度为0.02 mol/0.2 L＝0.1 mol/L，pH为13；要使电解后的溶液恢复到电解前完全相同，应通入0.02 mol氯化氢。
答案：(1)负极 (2)Ag－e－===Ag＋
(3)13 氯化氢
12．仔细分析如图装置，完成下面的填空。
6
(1)一段时间后，可能发现的现象是：甲池，Zn棒逐渐溶解，碳棒上有________产生。与Zn棒相连的碳棒质量________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)甲池Zn极为________极，电极反应式：
_____________________
乙池中C1为________极，电极反应式为：
_____________________，
乙池总反应式为：_____________________。
解析：根据原电池和电解池的形成条件可知，甲是原电池，乙是电解池，甲中Zn作负极，所以乙中与Zn相连的C2是阴极，另一个C1棒是阳极。
答案：(1)气体(或气泡) 增大
(2)负 Zn－2e－===Zn2＋ 阳
2Cl－－2e－===Cl2↑ CuCl2=====电解Cu＋Cl2↑
13．从NO－3、SO2－4、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)若两极分别放出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)若两极分别放出气体，且体积比为1：1，电解质的化学式可能是________。
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－>(NO－3、SO2－4)
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
