选修4:2019-2020学年电解原理同步练习(答案)第一课第四章第三节
第1类电解原理
课后巩固和提高
地基加固
1。(天津2017，3)以下能量转化过程与氧化还原反应无关()
当硅太阳能电池工作时，光能被转换成电能
当锂离子电池放电时，化学能转化为电能
当电解质溶液导电时，电能转化为化学能
当葡萄糖为人类生活活动提供能量时，化学能被转化为热能
【解析】硼和碳是电化学反应，必然存在电子转移和氧化还原反应；维生素D为人类提供能量的过程就是氧气氧化的过程，并发生氧化还原反应。在将光能转化为电能的过程中没有新的物质，也没有化学反应，所以选择了A。
回答A
2。以下关于原电池和电解池电极名称的陈述是错误的()
一次电池失去电子的负极
阴极连接到电解池中DC电源的阴极
原电池中相对活跃的是正极
电解池中氧化反应的阳极
分析根据原电池的原理，原电池中相对活跃的是负极。
回答C
3。用惰性电极电解下列溶液一段时间，然后加入一定量的某种物质(方括号内的物质)，使溶液恢复到原来的组成和浓度()
氢氧化钠[H2O][/氢/]
C.KCl[KCl] D .硫酸铜[Cu(OH)2]
回答B
4。当用惰性电极电解溶液时，发现两极仅产生H2和O2。电解一段时间后，以下关于溶液(与电解前温度相同)的陈述是正确的()
①溶液的酸碱度可能增加②溶液的酸碱度可能降低③溶液的酸碱度可能保持不变④溶液的浓度可能增加⑤溶液的浓度可能保持不变⑥溶液的浓度可能降低
A.①②③ B.①②③④
c .①②③⑤d .①②③⑤⑥
回答C
5。如下图所示，池A的总反应公式为N2H4+O2N2+2H2O。以下说法是正确的()
a .在第一个罐中的负电极上的反应是N2H4-4e-N2+4H+
b池中石墨电极上的反应为4oh – 4e-2h2o+O2
C .池a溶液的酸碱度升高，而池b溶液的酸碱度降低
D .第一个槽中消耗的每0.1摩尔N2H4将在第二个槽的电极上沉淀6.4克固体
分析图显示，A为燃料电池，B为电解池，A池中的电解液为氢氧化钾溶液，因此负极不可能产生H+，H应该是N2H4-4E-+4OH-N2+4H2O，A项有误。b池石墨电极为阳极，发生氧化反应，b项正确。根据a槽的总反应公式，如果生成水，氢氧化钾溶液的浓度变小，酸碱度降低；在第二个槽中，阴极沉淀铜，阳极释放羟基-，第二个槽中溶液的酸碱度降低，第三项是错误的。如果根据每个电极通过的电量知道N2H4~2Cu，当池a消耗0.1 mol N2H4时，12.8 g铜将沉淀在池b的电极上，这是项d.
的误差
回答B
6。将相同量和浓度的硫酸铜和氯化钠溶液混合后，用石墨电极进行电解。电解过程中pH值随时间t的变化曲线是正确的(不考虑Cl2的溶解)()
分析电解分为三个阶段。第一阶段(电解氯化铜溶液):阳极反应式为2Cl-2e-Cl2 ↓,阴极反应式为Cu2++2e-Cu。随着Cu2+浓度的降低，水解产生的氢离子浓度降低，溶液的酸碱度升高。第二阶段(硫酸铜溶液的电解):阳极反应式为4OH-4e-2h2o+O2 ↓,阴极反应式为2Cu2++4e-2Cu，由于消耗OH-，溶液中H+的浓度增加，溶液的酸碱度降低；第三阶段(相当于水电解):阳极反应式为4OH-4E-2H2O+O2 ↓,阴极反应式为4H ++ 4E-2H2↓。由于消耗了水，混合溶液中硫酸的浓度增加，溶液的酸碱度降低。
回答D
7。在以下各组中，当电解每种电解质溶液时，仅产生氢气和氧气()
盐酸、氯化铜、氢氧化钡
氢氧化钠、硫酸铜、硫酸
C.NaOH、H2SO4、Ba(OH)2
D.NaBr、H2SO4、Ba(OH)2
电解用盐酸分析方程式为2hc L2↓+H2 ↓,电解氯化铜方程式为氯化铜+Cl2 ↓,选项a错误；电解硫酸铜溶液的方程式为2cu S4+2h2o 2cu+2h2so 4+O2 ↓,选项b是错误的。电解NaBr溶液的方程式为2NaBr+2H2o 2 NaOH+H2↓+Br2，D H2↓+Br2，选项D错误。
回答C
[/h/在右图所示的装置中，甲和乙都是惰性电极。通电一段时间后，乙电极附近的溶液变红。以下说法是正确的()
A.X为负，y为正
铂是阴极，铜是阳极
硫酸铜溶液的酸碱度逐渐降低
硫酸铜溶液的酸碱度保持不变
B电极附近的溶液是红色的，表明氢离子在B电极放电。氯化钠溶液电解时，阳极发生氧化反应产生氯气，阴极发生还原反应同时产生氢气和氢氧化钠。因此，电极B是阴极并与电源的负电极相连，那么Y是负电极，而X是正电极。铂电极连接电源的正极作为阳极，铜电极作为阴极。硫酸铜溶液电解时，阳极上的氢氧离子被排出，硫酸铜溶液的酸碱度降低。
回答C
9。右图显示了带有惰性电极的电解装置:
(1)在每个电极A、B、C和D上写下电极反应公式和总反应方程式:
A:，
B:，
总反应方程式:
C:，
D:，
总反应方程式:
(2)在电极A、B、C和D上沉淀产物的物质的量之比为。
A、B、C和D的反应如下:Cu2 ++ 2e-铜；2Cl-2e-Cl2 ↓;2Ag ++ 2e-2Ag；4OH-4e-2H2O+O2 ↓;根据电子守恒定律，四个电极中沉淀物质的量之比为n(铜)∶ n (Cl2) ∶ n(银)∶ n(氧)= 2 ∶ 2 ∶ 4 ∶ 1。
回答(1)Cu2 ++ 2e-Cu2Cl-2e-Cl2↓CuCl2 Cu+Cl2↓ag ++ e-ag4oh-4e-2h2o+O2↓4 agno 3+2h2o 4 ag+4 HNO 3+O2 ↓/ h/]
(2)2∶2∶4∶1
10。如图所示，P和Q是DC电源的两极，A由+2价金属单质X制成，B、C和D是铂电极。当电源接通时，金属X沉积在B极上，而C和D产生气泡。
试着回答:
(1)p是极点，极点反应。
(2)C为极，试管中收集的气体为；d是极点，试管中收集的气体是。
(3)碳电极的电极反应式为。
(4)反应进行一段时间后，电极A和B附近溶液的酸碱度(填入“增加”、“减少”或“不变”)。
(5)当0.004摩尔电子通过电路时，沉积在B电极上的金属X为0.128克，因此该金属的摩尔质量为。
[/h/
(2)在右边的电解池中，C是阳极，O2，D在C试管中获得，D是阴极，H2在D试管中获得。
(4)A极:X-2e-X2+，B极:X2++2e-X，两极附近的酸碱度不变。
(5)如果x的摩尔质量为m g mol-1，则
X2+ + 2e- X
2 mol M g
0.004 mol 0.128 g
得到M=64。
回答(1)正氧化(2)正氧和负氢
(3)2H2O-4e-4H ++ O2↓
(4)常数(5) 5)64 g mol-1
/h/]
能力提高
11。(2017国家二、11)电解氧化法可在铝材表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解液一般为H2SO4-H2C2O4混合溶液。以下陈述是错误的()
a .待加工的铝工件是阳极
不锈钢网可用作阴极
阴极的电极反应式为Al3++3e-Al
D .电解过程中硫酸根离子移动到阳极
分析A项，根据标题“铝表面形成致密耐腐蚀的氧化膜”的含义，即铝失去电子并发生氧化反应成为氧化铝，所以待加工的铝工件为阳极，A正确；在B项中，阴极上的电极材料本身不发生反应，只有导电的电流可以选择不锈钢网作为阴极，B是正确的；阴极的电极反应公式为2h ++ 2e-H2↓，c错了。在电解过程中，阴离子向阳极移动，也就是说，硫向阳极移动，并且D项是正确的。
回答C
12。如图所示关闭实验装置中的K，以下判断正确()
铜电极上发生铜还原反应
电子沿着锌→甲→乙→铜的路径流动
C .过一会儿，指甲池中的c(S)增加
D .过了一会儿，可以观察到滤纸的B点变红
k闭合后，锌作为一次电池的负极，铜作为一次电池的正极，在铜电极上发生还原反应；在B项中，电子从负电极流向正电极，但a→b环节是溶液中的离子传导，电子不沿此路径流动；就碳而言，硫的浓度基本保持不变，只是盐桥中的氯离子和钾离子分别向烧杯甲和烧杯乙移动。在D项中，滤纸的A点为阴极，H+放电。当溶液中的羟基浓度增加并变成碱性时，滤纸的点甲变成红色，点乙放出羟基，溶液呈酸性，因此看不到红色。
回答A
13。重铬酸钾，又称重铬酸钾，是化学实验室中一种重要的分析试剂。工业上，以铬酸钾为原料，用电化学方法制备重铬酸钾。制备装置如图所示(阳离子交换膜只允许阳离子通过):
制备原则:2Cr(黄色)+2H+Cr2(橙色)+H2O。
(1)通电后阳极室中产生的现象是:
其电极反应式为。
(2)制备过程中总反应的离子方程式可表示为4Cr+4H2O 2 R2+4OH-+2H2↓+O2↓。如果在实验开始时在右室中加入38.8克K2CrO4，并且在t分钟后右室中k与Cr的比例为3∶2，则溶液中k2cro4与K2Cr2O7的比例为:这时，电路中传递电子的物质的量是。
分析(1)阳极发生氧化反应，溶液中的羟基离子失去电子，生成氧气和水。(2)如果K2CrO4和K2Cr2O7的量分别为X和Y，则钾原子的量为2x+2y，铬原子的量为x+2y。根据两个原子的数量之比为3∶2，两种物质的数量之比为2∶1。根据铬酸钾的质量，可以发现铬原子的总量为0.2摩尔，t min后两种物质的量之比为2∶1，这时铬酸钾为0.1摩尔，重铬酸钾为0.05摩尔。根据化学方程式，在生成0.05摩尔重铬酸钾的反应中，转移电子为0.05×2摩尔。
回答(1)阳极产生无色气体，溶液由黄色逐渐变为橙色4oh-4e-O2↓+2h2o(或2h2o-4e-O2↓+4h+)(2)2∶10.1摩尔
14。强电解质，水中离子化的离子如下表所示:
阳离子
钠离子、钾离子、Cu2+
阴离子
S、OH-
在上图所示的装置中，三个烧杯分别依次装有足够的溶液A、B和C，电极均为石墨电极。接通电源后，经过一段时间后，乙中的碳电极质量增加了16克。每个烧杯中溶液的酸碱度与常温下电解时间(t)之间的关系如上所示。相应地回答下列问题:
(1)M是电源的(填充“正”或“负”)极，电极b上的电极反应如下。
(2)计算标准条件下电极e上产生的气体体积。
(3)写出烧杯B的总电解反应。
(4)如果溶液B中的所有金属离子都在电解过程中沉淀，此时电解能继续吗？为什么？。
(5)要将C恢复到其原始状态，操作是。
分析(1)根据b中c极的质量增加，b是硫酸铜溶液，c电极是阴极，m是电源的负电极，根据酸碱度的变化，可以知道c是硫酸钾或硫酸钠，a是氢氧化钠或氢氧化钾，a和c都是电解水。b为阳极，电极反应式为4oh-4e-2h2o+O2。(2)碳中的电极是阴极，产生的气体是氢气。根据16克铜，结合电子守恒，可以确定在标准条件下氢的量为0.25摩尔和5.6升。(3) B为电解硫酸铜溶液，电解的一般反应式为2Cu 4+2H2O 2 Cu2+O2↓+2H2SO 4。(4)如果溶液B中的所有金属离子在电解过程中沉淀，如果电解继续，它将是电解硫酸溶液，并且电解反应可以继续，这基本上是水的电解。(5)为了将碳还原到其原始状态，必须加入水，水的量(其量等于氢的量)为0.25摩尔，质量为4.5克..
回答(1)负4oh-4e-2h2o+O2
(2)5.6升
(3)2cuso 4+2h2o 2 Cu+O2 ↓+ 2h2so 4
(4)是的，因为硫酸铜溶液已经转化为H2SO4溶液，反应实质上变成了电解水的反应
(5)向烧杯中加入4.5 g水