2019-2020年高中化學(xué) 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 1.2.1 電解原理課時(shí)練 魯科版選修4.doc
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2019-2020年高中化學(xué) 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 1.2.1 電解原理課時(shí)練 魯科版選修4 1.下列關(guān)于電解池中形成的閉合回路的敘述中,正確的是 ( ) A.電解池中的閉合回路僅是由電子的定向移動形成的 B.金屬導(dǎo)線中,電子從電源的負(fù)極流向電解池的陽極,從電解池的陰極流向電源的正極 C.在電解質(zhì)溶液中,陰離子向陰極移動,陽離子向陽極移動 D.相同時(shí)間內(nèi),陽離子在陰極上得到的電子數(shù)與陰離子在陽極上失去的電子數(shù)相同 【答案】D 【解析】在電解池中,導(dǎo)線和電極上是由電子的定向移動,而溶液中則靠離子的定向移動,才使整個(gè)電解池形成一個(gè)閉合回路;導(dǎo)線中電子的方向與電流方向相反,故電子從電解池的陽極流向電源的正極,從電源的負(fù)極流向電解池的陰極;電解質(zhì)溶液中,陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動;不論如何,兩極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)總是相等的。故答案D。 2.相同條件下,下列裝置中指定電極的電極反應(yīng)式相同的是 ( ) A.①③⑤⑧⑨ B.②④⑥⑦⑩ C.②③④⑤⑥⑦⑩ D.①③⑤⑦⑨ 【答案】B 【解析】在五個(gè)電解池中,陽極均為Cl-放電,電極反應(yīng)為2Cl--2e-===Cl2↑。故答案B。 3.用惰性電極電解飽和Na2CO3溶液,若保持溫度不變,則一段時(shí)間后 ( ) A.溶液的pH變大 B.c(Na+)與c(CO)的比值變大 C.溶液濃度變大,有晶體析出 D.溶液濃度不變,有晶體析出 【答案】D 【解析】用惰性電極電解飽和Na2CO3溶液,實(shí)際是電解水,故Na2CO3會結(jié)晶析出,若保持溫度不變,則仍為原溫度下的飽和溶液,故溶液濃度不變,pH不變,c(Na+)∶c(CO)不變,故選D。 4. 用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解,下列說法正確的是 …( ) A.電解稀硫酸溶液,實(shí)質(zhì)上是電解水,故溶液pH不變 B.電解稀氫氧化鈉溶液,要消耗OH-,故溶液pH減小 C.電解硫酸鈉溶液,在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2 D.電解氯化銅溶液,在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶1 【答案】D 【解析】電解稀硫酸,實(shí)質(zhì)上是電解水,硫酸的物質(zhì)的量不變,但溶液體積減小,濃度增大,故溶液pH減小,A不正確。電解稀NaOH溶液,陽極消耗OH-,陰極消耗H+,實(shí)質(zhì)也是電解水,NaOH溶液濃度增大,故溶液的pH增大,B不正確。電解Na2SO4溶液時(shí),在陽極發(fā)生反應(yīng):4OH-―→2H2O+O2↑+4e-,在陰極發(fā)生反應(yīng):2H++2e-―→H2↑,由于兩電極通過的電量相等,故析出H2與O2的物質(zhì)的量之比為2∶1,C不正確。電解CuCl2溶液時(shí),陰極反應(yīng)為Cu2++2e-―→Cu,陽極反應(yīng)為2Cl-―→Cl2↑+2e-,兩極通過電量相等時(shí),Cu和Cl2的物質(zhì)的量之比為1∶1,D正確。故答案D。 5.用石墨作電極,電解1 mol/L下列物質(zhì)的溶液,則電解前后溶液的pH保持不變的是 ( ) A.HCl B.NaOH C.Na2SO4 D.NaCl 【答案】C 【解析】A、B、C實(shí)質(zhì)上是電解水,濃度增大,A的pH減小,B的pH增大,C的pH不變;用石墨作電極電解NaCl(aq)時(shí),生成NaOH,溶液中c(OH-)增大,pH增大。 6.將一直流電源的正、負(fù)極(電極材料為Pt),用玻璃片分別壓在一張用食鹽水、碘化鉀、淀粉溶液和石蕊試液浸透的濾紙上,經(jīng)過一段時(shí)間后,兩極附近濾紙的顏色分別是 ( ) A B C D 陽極 藍(lán) 白 紅 藍(lán) 陰極 白 藍(lán) 藍(lán) 藍(lán) 【答案】D 【解析】陽極上I-放電生成I2,使淀粉變藍(lán),陰極上H+放電后,使溶液中的c(H+)<c(OH-),呈堿性,使石蕊顯藍(lán)色,故D項(xiàng)正確。 7. 下圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置,通電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象正確的是( ) A.逸出氣體的體積:a電極的小于b電極的 B.一電極逸出無味氣體,另一電極逸出有刺激性氣味的氣體 C.a(chǎn)電極附近呈紅色,b電極附近呈藍(lán)色 D.a(chǎn)電極附近呈藍(lán)色,b電極附近呈紅色 【答案】D 【解析】Na2SO4===2Na++SO,H2OH++OH-,SO和OH-移向b電極,Na+和H+移向a電極,在b電極上:4OH-―→2H2O+O2↑+4e-,在a電極上:2H++2e-―→H2↑,所以產(chǎn)生的氣體體積a電極的大于b電極的;兩種氣體均為無色無味的氣體;由于a電極上H+放電,所以a電極附近的[OH-]>[H+],滴加石蕊試液a電極附近變藍(lán)色,同理,b電極附近變紅色。故答案D。 8. 早在1807年化學(xué)家戴維用電解熔融氫氧化鈉制得鈉:4NaOH(熔)4Na+O2↑+2H2O;后來蓋呂薩克用鐵與熔融氫氧化鈉作用也制得鈉,反應(yīng)原理為3Fe+4NaOHFe3O4+2H2↑+4Na↑。下列有關(guān)說法正確的是( ) A.電解熔融氫氧化鈉制鈉,陽極發(fā)生電極反應(yīng)為2OH-―→H2↑+O2↑+2e- B.戴維用電解熔融氫氧化鈉法制鈉(如上圖),電解槽中可以用石墨極為陽極,鐵為陰極 C.蓋呂薩克法制鈉原理是利用鐵的還原性比鈉強(qiáng) D.若戴維法與蓋呂薩克法制得等量的鈉,則兩反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)也相同 【答案】B 【解析】電解熔融氫氧化鈉制鈉,陽極發(fā)生電極反應(yīng)為4OH-―→O2↑+2H2O+4e-;蓋呂薩克法制鈉原理不是利用鐵的還原性比鈉強(qiáng),實(shí)際上鐵的還原性比鈉弱,反應(yīng)之所以能發(fā)生實(shí)質(zhì)上利用了鈉的沸點(diǎn)較低。故答案B。 9.如圖電解裝置中,電極A是由金屬M(fèi)制成的,B、C和D都是鉑電極,甲中的電解質(zhì)溶液為MSO4,乙中的電解質(zhì)為H2SO4,E、F是外接直流電源的兩極,電路接通后,電極B上有金屬M(fèi)析出。(已知金屬M(fèi)無變價(jià)) (1)電源中E是________極,F(xiàn)是________極。 (2)A極上電極反應(yīng)為____________________,B極上電極反應(yīng)為__________________,C極上電極反應(yīng)為______________________,D極上電極反應(yīng)為_____________________。 【答案】(1)正 負(fù) (2)M-2e-===M2+ M2++2e-===M 4OH--4e-===2H2O+O2↑ 4H++4e-===2H2↑ 【解析】由甲裝置B上有金屬M(fèi)析出,可得B端為陰極,進(jìn)而得電源E為正極,F(xiàn)為負(fù)極,這樣容易得A、B、C、D分別為陽極、陰極、陽極、陰極,電極反應(yīng)式即可寫出。 10.如圖所示,四支電極均為鉑電極,供選擇的四組電解質(zhì)溶液如下表: 組 A B C D 甲槽 NaOH溶液 AgNO3溶液 H2SO4溶液 NaCl溶液 乙槽 CuSO4溶液 CuCl2溶液 AgNO3溶液 AgNO3溶液 要滿足的條件是:①工作一段時(shí)間后,甲槽電解液pH上升,而乙槽電解液pH下降;②b、c兩極放電離子的物質(zhì)的量相等。則: (1)應(yīng)選用的電解液是________組。 (2)甲槽的電解方程式為:____________________________________________________; 乙槽的電解方程式為:_____________________________________________________。 【答案】(1)D (2)2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 【解析】根據(jù)電解規(guī)律,電解后電解液的pH升高的有NaOH溶液和NaCl溶液;pH降低的有CuSO4溶液、AgNO3溶液和H2SO4溶液;pH基本不變的有CuCl2溶液。由條件①排除B、C。又因?yàn)榧?、乙兩池是串?lián)的,故b為陽極、c為陰極,A、D組電解液的電極反應(yīng)分別為: A組 b極:4OH--4e-===O2↑+2H2O c極:2Cu2++4e-===2Cu D組 b極:2Cl--2e-===Cl2↑ c極:2Ag++2e-===2Ag 由條件②排除A。 11.為了加深對電解規(guī)律的理解,某同學(xué)做了以下探究,要求從H+、Cu2+、Na+、SO、Cl-5種離子中兩兩恰當(dāng)?shù)慕M成電解質(zhì),按下列要求進(jìn)行電解: (1)以碳棒為電極,電解過程中電解質(zhì)質(zhì)量減少,水量不變,則采用的電解質(zhì)是________。若要恢復(fù)到電解前的狀態(tài),應(yīng)加入的物質(zhì)是________。 (2)以碳棒為電極,電解過程中電解質(zhì)質(zhì)量不變,水量減少,則采用的電解質(zhì)是________。若要恢復(fù)到電解前的狀態(tài),應(yīng)加入的物質(zhì)是________。 (3)以碳棒為陽極,鐵棒為陰極,電解過程中電解質(zhì)和水量都減少,則電解質(zhì)是________。若要恢復(fù)到電解前的狀態(tài),應(yīng)加入的物質(zhì)是________。 【答案】(1)HCl、CuCl2 HCl、CuCl2 (2)Na2SO4、H2SO4 H2O (3)CuSO4、NaCl CuO或CuCO3、HCl 【解析】5種離子中,水溶液中能放電的陽離子為Cu2+、H+,能放電的陰離子為Cl-。 (1)以碳棒為電極,電解過程中電解質(zhì)質(zhì)量減少,水量不變,則陽離子只能為H+、Cu2+,陰離子只能是Cl-,其電解質(zhì)是HCl、CuCl2,因?yàn)殡娊膺^程中減少的是HCl、CuCl2的量,故要恢復(fù)到電解前的狀態(tài)應(yīng)通入HCl、加入CuCl2。 (2)實(shí)質(zhì)上是電解水,H+、OH-分別在兩極上放電,因此,其電解質(zhì)是Na2SO4、H2SO4。電解過程中H2O的量減少,要恢復(fù)到電解前的狀態(tài)應(yīng)加入H2O。 (3)以碳棒為陽極,鐵棒為陰極,電解過程中要求電解質(zhì)和水量都減少,則兩電極均不參與電極反應(yīng),電解質(zhì)是CuSO4、NaCl,2CuSO4+2H2O,2H2SO4+2Cu+O2↑,若恢復(fù)到原狀態(tài),可加入CuO,也可加入CuCO3,但不能加入 Cu(OH)2,因?yàn)镃u(OH)2與H2SO4反應(yīng)生成水,使水量增加。2NaCl+2H2O,2NaOH+H2↑+Cl2↑,要恢復(fù)到原狀態(tài)可通入HCl,但不能加入鹽酸。 12. 下圖所示裝置中,甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液,電極均為石墨電極。 (1)接通電源,經(jīng)過一段時(shí)間后,測得丙中K2SO4濃度為10.47%,乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題: ①電源的N端為________極; ②電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為________________________________________________; ③電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積___________________________________________________; ④電極c的質(zhì)量變化是________g; ⑤電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化,簡述其原因: 甲溶液____________________________________________________________________; 乙溶液____________________________________________________________________; 丙溶液____________________________________________________________________。 (2)如果電解過程中銅全部析出,此時(shí)電解能否繼續(xù)進(jìn)行,為什么? 【答案】(1)①正?、?OH-―→2H2O+O2↑+4e-③2.8 L ④16?、輕H增大,因?yàn)橄喈?dāng)于電解水 pH減小,OH-放電,H+增多 pH不變,相當(dāng)于電解水;(2)可以。可以繼續(xù)電解H2SO4,有電解液即可電解。 【解析】(1)①乙中c電極質(zhì)量增加,則c處發(fā)生的反應(yīng)為Cu2++2e-―→Cu,即c處為陰極,由此可推出b為陽極,a為陰極,M為負(fù)極,N為正極。丙中電解K2SO4,相當(dāng)于電解水,設(shè)電解的水的質(zhì)量為x。由電解前后溶質(zhì)質(zhì)量相等有:100 g10%=(100 g-x)10.47%,得x=4.5 g,故為0.25 mol。根據(jù)2H2O2H2↑+O2↑可知,0.25 mol水放熱轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.5 mol,而整個(gè)電路是串聯(lián)的,故每個(gè)燒杯中的電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)是相等的。②甲中為NaOH,相當(dāng)于電解H2O,陽極b處為陰離子OH-放電,即4OH-―→2H2O+O2↑+4e-。③轉(zhuǎn)移0.5 mol電子,則生成O2為0.5/4 mol=0.125 mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.12522.4=2.8(L)。④Cu2++2e-―→Cu,轉(zhuǎn)移0.5 mol電子,則生成的m(Cu)=0.5/264=16(g)。⑤甲中相當(dāng)于電解水,故NaOH的濃度增大,pH變大。乙中陰極為Cu2+放電,陽極為OH-放電,所以H+增多,故pH減小。丙中為電解水,對于K2SO4而言,其pH幾乎不變。(2)銅全部析出,可以繼續(xù)電解H2SO4,有電解液即可電解。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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