高中化学鲁科版化学反应原理第一章化学反应原理与能量转化单元测试学业分层测评3

学业分层测评(三)电解的原理(建议用时：45分钟)[学业达标]1．如图所示装置中，属于电解池的是()【解析】构成电解池时要有与外接直流电源相连的电极，A、B错误；电极插入电解质溶液或熔融的电解质中，且要形成闭合回路，C正确。【答案】C2．下列关于电解池的叙述不正确的是()A．与电源正极相连的是电解池的阴极B．与电源负极相连的是电解池的阴极C．在电解池的阳极发生的是氧化反应D．电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极【解析】与电源正极相连的是电解池的阳极，阳极上发生氧化反应。【答案】A3．如图是电解熔融NaCl制备金属钠的装置示意图，下列有关判断正确的是()图A．通过该装置可以将化学能转变为电能B．石墨电极为正极C．Na＋在铁极上得到电子被还原为钠原子D．装置中两个电极可以互换【解析】若两个电极互换，则铁作阳极，失去电子，Cl－不能放电，得不到Cl2，一段时间后Fe2＋在阴极上放电，电解失败。【答案】C4．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()【导学号：05310016】A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2B．NaOH、CuSO4、H2SO4C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2【解析】电解时只生成氧气和氢气，则电解质所含阳离子在金属活动性顺序表中位于铜之前，阴离子不是简单离子。【答案】C5．下列叙述正确的是()A．电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应B．用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴、阳两极产物的物质的量之比为1∶2C．用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1mol电子转移，则生成1molNaOHD．酸、碱、盐溶液电解后pH都增大【答案】C6．用惰性电极分别电解下列各物质的水溶液，一段时间后，向剩余电解质溶液中加入适量相应的溶质能使溶液恢复到电解前浓度的是()A．AgNO3 B．Na2SO4C．CuCl2 D．KCl【解析】直接加入溶质就能使溶液恢复到电解前的浓度应属于电解溶质型，即选C；AgNO3发生的电解反应是：4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up17(通电))4Ag＋O2↑＋4HNO3，可加Ag2O或Ag2CO3；电解Na2SO4的水溶液实际电解的是水；电解KCl水溶液实际电解的是溶质和溶剂，通HCl气体能恢复原状。【答案】C7．用铂作电极电解某种溶液，通电一段时间，溶液的pH变小，并且在阳极得到0.56L气体，阴极得到1.12L气体(两种气体均在相同条件下测定)。由此可知溶液可能是()【导学号：05310017】A．稀盐酸 B．KNO3溶液C．CuSO4溶液 D．稀硫酸【解析】阳极与阴极产生的气体体积之比为eq\fL,L)＝eq\f(1,2)，相当于电解水，pH变小说明电解了含氧酸的水溶液。【答案】D8．图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置，通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。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】电解稀Na2SO4水溶液，其实质是电解水，b极为阳极：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，a极为阴极：4H＋＋4e－=2H2↑。a极逸出气体为氢气，b极逸出气体为氧气，二者都是无色无味的气体，且a极氢气的体积是b极氧气体积的2倍，A、B均错误；a极氢离子得电子，使a极附近氢氧根离子浓度增大，遇石蕊溶液变蓝色；b极氢氧根离子放电，致使b极附近氢离子浓度增大，遇石蕊试液变红色，C错误。【答案】D9．如图所示，四支电极均为铂电极，供选择的四组电解质溶液如下表：组ABCD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溶液甲乙要满足的条件是：①工作一段时间后，甲槽电解液pH上升，而乙槽电解液pH下降；②b、c两极放电离子的物质的量相等。则：(1)应选用的电解液是________组。(2)甲槽的电解方程式为_______________________________________；乙槽的电解方程式为____________________________________________。【解析】根据电解规律，电解后电解液的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基本不变的有CuCl2溶液。由条件①排除B、C，又因为甲、乙两池是串联的，故b为阳极、c为阴极，A、D组电解液的电极反应分别为A组b极：4OH－－4e－=O2↑＋2H2Oc极：2Cu2＋＋4e－=2CuD组b极：2Cl－－2e－=Cl2↑c极：2Ag＋＋2e－=2Ag由条件②排除A。【答案】(1)D(2)2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up17(通电))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up17(通电))4Ag＋O2↑＋4HNO310．如图是两种溶液进行电解的装置。电极A是由金属M制成的，M的硝酸盐的化学式为M(NO3)2，B、C、D都是铂电极，P、Q是电池的两极，电路接通后，试回答下列问题：【导学号：05310018】0．5mol/LM(NO3)2mol/LNa2SO4(1)电极B上金属M沉淀出来：电极反应为______________，同时电极C产生________，电极反应为________________，电极D产生________，电极反应为________________。(2)电池中P是________极，Q是________极。(3)A极上电极反应为_____________________________________________。【解析】电极B上金属M沉淀出来说明B是阴极，A是阳极，而乙池中电极C是阳极，D是阴极；对应的电极P是正极，电极Q是负极；乙中的电解质溶液为硫酸钠溶液，所以在C电极上有氧气产生，D电极上有氢气产生。【答案】(1)M2＋＋2e－=M氧气4OH－－4e－=2H2O＋O2↑氢气2H＋＋2e－=H2↑(2)正负(3)M－2e－=M2＋11．如下图装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，a极附近溶液呈红色。(1)电源的负极是________，B中的阳极是________。(2)电极质量增加的是________，A溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)B装置用U形管的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【解析】题给装置是电解装置，根据现象推断，a、b为惰性电极，a附近溶液显红色，即a附近溶液呈碱性。析出H2，发生还原反应，是阴极。故电源X是负极，Y是正极。在A装置中，铂极是阴极，铜极是阳极，活性电极作阳极，即阳极反应：Cu－2e－=Cu2＋(氧化反应)，阴极反应：Cu2＋＋2e－=Cu(还原反应)，故A装置中pH无变化，各离子浓度也无变化。B用U形管是为了让H2和Cl2分开，防止爆炸。【答案】(1)Xb(2)Pt不变(3)防止H2、Cl2混合后发生爆炸[能力提升]12．用惰性电极电解饱和Na2CO3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(COeq\o\al(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】用惰性电极电解饱和Na2CO3溶液，实际是电解水，故Na2CO3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(COeq\o\al(2－,3))不变。【答案】D13．将含有KCl、CuBr2、Na2SO4三种物质的水溶液用铂电极进行电解，且电解时间足够长。有以下结论：①溶液中几乎没有Br－；②电解质溶液为无色；③最终溶液显碱性；④K＋、Na＋和SOeq\o\al(2－,4)的浓度几乎没有变化。正确的是(设Cl2、Br2全部从溶液中逸出)()【导学号：05310019】A．①②③ B．仅③C．①④ D．均正确【解析】溶液中存在的阴离子有：Cl－、Br－、SOeq\o\al(2－,4)、OH－，阳离子有：K＋、Cu2＋、Na＋、H＋。因用惰性电极电解足够长时间，阴离子首先放电的是Br－：2Br－－2e－=Br2，其次是Cl－：2Cl－－2e－=Cl2↑，最后是OH－：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，SOeq\o\al(2－,4)在溶液中不放电，阳离子首先放电的是Cu2＋：Cu2＋＋2e－=Cu，其次是H＋：2H＋＋2e－=H2↑。所以先电解CuBr2，阳极生成Br2，阴极析出Cu，当CuBr2电解完毕时，相当于继续电解HCl(H＋来源于水)，当Cl－消耗尽时，则继续电解水。由于Cu2＋转化为Cu，电解液变为无色；Cl－放电时，水电离出的H＋放电，使溶液中的OH－浓度增大；由于电解足够长时间，水被消耗，K＋、Na＋、SOeq\o\al(2－,4)浓度会增大。【答案】A14．如图所示，甲烧杯中盛有100mLmol·L－1AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100mLmol·L－1CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9g，则甲乙(1)电源E为________极，F为________极。(2)A极的电极反应式为_________________________________________，析出物质________mol。(3)B极的电极反应式为____________________________________________，析出气体________mL(标准状况)。(4)C极的电极反应式为____________________________________________，析出物质________mol。【解析】由电解一段时间后A极比C极重，可知A极上有Ag析出，C极上有Cu析出，设A极上析出银的物质的量为n(Ag)，则C极上析出Cu的物质的量为eq\f(1,2)n(Ag)，有关系式108g·mol－1·n(Ag)－64g·mol－1·n(Ag)×eq\f(1,2)＝g，