2024-2025学年高中化学第四章电化学基础3第1课时电解原理练习含解析新人教版选修4

PAGE6-电解原理一、选择题1．下列说法正确的是()①电解是把电能转变成化学能的过程②电解是把化学能转变成电能的过程③电解质溶液导电是化学改变，金属导电是物理改变④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现⑤任何溶液被电解时，必定导致氧化还原反应的发生A．①②③④ B．②③⑤C．③④ D．①③④⑤解析：选D。从能量角度看，电解是把电能转变成化学能的过程，故①对、②错；电解质溶液的导电过程，必将伴随着两个电极上氧化还原反应的发生，生成新的物质，故③⑤对；某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理供应电能也可以实现，故④对。2．下面列出了电解不同物质的电极反应式，其中错误的是()A．电解饱和食盐水阴极：Na＋＋e－=NaB．电解Na2SO4溶液阳极：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑C．电解熔融NaCl阴极：Na＋＋e－=NaD．电解NaOH溶液阳极：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑解析：选A。A项中电解饱和食盐水时，阴极应是H2O电离出的H＋得电子放出H2。3.如图，电解质溶液是NaCl的水溶液，过一段时间发觉d极旁边有黄绿色气体产生，以下说法正确的是()A．a是电源的正极B．电子流淌的方向：d→bC．c极发生氧化反应D．假如将c、d两电极互换，则c上也肯定会生成黄绿色气体解析：选B。d极旁边有黄绿色气体产生，应当是Cl－放电，说明d极是阳极，所以b是正极，A错；电子流向是电源负极→阴极、阳极→电源正极，即a→c、d→b，B对；c极得电子，化合价降低，发生还原反应，C错；假如c是活性电极，则c上不产生黄绿色气体，D错。4．为使反应Cu＋2H2O=Cu(OH)2↓＋H2↑能够发生，下列设计方案正确的是()A．用铜片做负极，石墨电极做正极，氯化钠溶液为电解质溶液构成原电池B．用铜片做电极，外接直流电源电解硫酸铜溶液C．用铜片做阳极，铁片做阴极，电解硫酸钠溶液D．用铜片做阴、阳电极，电解稀硫酸解析：选C。该反应为不能自发进行的氧化还原反应，必需设计为电解池才能发生。阳极为Cu放电，阴极为H2O电离出的H＋放电，即用Cu做阳极，电解质溶液中为H2O放电，选项C符合要求。5．(2024·湛江高二检测)用惰性电极电解足量的Cu(NO3)2溶液，下列说法中不正确的是()A．阴极发生的电极反应为Cu2＋＋2e－=CuB．阳极发生的电极反应为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑C．若有6.4g金属Cu析出，放出的O2为0.05molD．恰好电解完全时，加入肯定量的Cu(NO3)2可使溶液复原到原来的浓度解析：选D。用惰性电极电解足量的Cu(NO3)2溶液，阴极发生的电极反应为Cu2＋＋2e－=Cu，阳极发生的电极反应为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，若有6.4g(即0.1mol)金属Cu析出，转移电子数为0.2mol，放出的O2为0.2mol÷4＝0.05mol，恰好电解完全时，应加入肯定量的CuO使溶液复原到原来的浓度，A、B、C正确，D错误。6．用铂做电极电解某种溶液，通电一段时间后，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)。由此可知该溶液可能是()A．稀盐酸 B．KNO3溶液C．CuSO4溶液 D．稀硫酸解析：选D。阳极与阴极产生的气体体积比为1∶2，相当于电解水，pH变小说明电解的是含氧酸。7．某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味试验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是()A．铅笔端做阳极，发生还原反应B．铂片端做阴极，发生氧化反应C．铅笔端有少量的氯气产生D．a是负极，b是正极解析：选D。铅笔在滤纸上写字出现红色字迹，说明铅笔端产生OH－，则铅笔端为阴极，H＋放电发生还原反应生成H2，A项错误；铂片端为阳极，发生氧化反应，B项错误；铅笔端产生H2而不是Cl2，C项错误。8．用惰性电极进行电解，下列说法正确的是()A．电解NaNO3溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为2∶1B．电解CuSO4溶液一段时间后，加入肯定质量的Cu(OH)2，溶液能与原溶液完全相同C．电解硫酸钠溶液时，Na＋向阳极移动D．电解KOH溶液，实质是电解水，故溶液pH不变解析：选A。A项，电解NaNO3溶液，在阴极上析出H2，阳极上析出O2，其物质的量之比为2∶1；B项，若阴极只有Cu2＋放电时，加入肯定质量的Cu(OH)2，则比原溶液增加了水；若阴极Cu2＋、H＋都放电时，加入肯定质量的Cu(OH)2，则溶液能与原溶液完全相同；C项，电解硫酸钠溶液时，Na＋应向阴极移动；D项，实质是电解水，KOH浓度增大，溶液pH增大。9．(2024·杭州高二检测)某电解质溶液中pH＝a，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH＜a，则该电解质可能是()A．Ba(OH)2 B．HClC．Na2SO4 D．AgNO3解析：选D。A项，电解氢氧化钡溶液时，事实上电解的是水，但溶液中的氢氧根离子的浓度增大，氢离子的浓度减小，溶液的pH增大，错误；B项，电解盐酸时，阴极溶液中氢离子放电，氢离子的浓度减小，溶液的pH增大，错误；C项，电解硫酸钠溶液时，事实上电解的是水，溶液中氢离子和氢氧根离子的相对浓度不变，只是硫酸钠的浓度增大，溶液的pH不变，错误；D项，电解硝酸银溶液时，阴极上析出银，阳极上放出氧气，溶液中的氢氧根离子的浓度减小，氢离子的浓度增大，溶液的pH减小，正确。10．常温下，电解某溶液X只生成H2和O2，下列有关电解过程的叙述正确的是(均在常温下探讨)()①X溶液浓度可能增大②X溶液浓度可能减小③X溶液浓度可能不变④X溶液pH可能增大⑤X溶液pH可能减小⑥X溶液pH可能不变A．①②③④⑤⑥ B．①③④⑤⑥C．①②④⑤⑥ D．②③④⑤⑥解析：选B。由题意知电解过程实质为电解水，所以溶质可能为含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐，溶剂削减了，浓度不行能减小，若电解前溶液没有达到饱和，则浓度增大，若电解的溶液为饱和溶液，则浓度不变，①③正确，②错误；若X为NaOH时，pH增大，④正确；若X为H2SO4时，pH减小，⑤正确；若X为Na2SO4时，pH不变，⑥正确。11．如图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发觉a极板质量增加，b极板处有无色无味气体放出。符合这一状况的是表中的()选项a极板b极板X电极Z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2解析：选A。由a极板质量增加知，溶液中阳离子在a极板处析出，则a为阴极，X为负极，因B中a极板处不析出金属、C中X为正极可知B、C均错误；又由b极板处有无色无味气体放出可知D错误。12．用惰性电极电解含0.2molCuSO4的溶液一段时间后，阳极上生成标准状况下4.48L气体，欲使电解质溶液复原电解前的状况，应加入()A．0.2molCuSO4 B．0.2molCuOC．0.2molCu(OH)2 D．0.2molCuCO3解析：选C。2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2Cu＋2H2SO4＋O2↑，由于CuSO4的物质的量为0.2mol，则此过程生成0.1molO2，因此还有0.1molO2为电解稀硫酸溶液(实质是电解水)而得，依据2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑可知此过程消耗0.2molH2O。因此，要使电解质溶液复原电解前的状况，应加入0.2molCuO和0.2molH2O，相当于加入0.2molCu(OH)2。二、非选择题13．如图所示，X和Y均为石墨电极：(1)若电解质溶液为滴有酚酞的饱和食盐水，电解反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。电解过程中________(填“阴”或“阳”)极旁边会出现红色。(2)若电解质溶液为500mL含A溶质的某蓝色溶液，电解一段时间，视察到X电极表面有红色固体物质生成，Y电极有无色气体生成。当溶液中原有溶质完全电解后，取出X电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6g。①电解后溶液的c(H＋)＝____________。要使电解后溶液复原到电解前的状态，需加入肯定量的________(填物质的化学式，假设电解前后溶液的体积不变)。②请推想原溶液中所含的酸根离子可能是________。设计试验验证推想，写出试验的操作步骤、现象和结论：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)电解饱和食盐水，阳极是Cl－放电生成Cl2，阴极是水电离出的H＋放电生成H2，同时生成OH－，阴极旁边会出现红色。(2)蓝色溶液，说明是可溶性铜盐溶液，X电极有红色固体物质生成，说明溶液中的Cu2＋放电，X电极是阴极，Y电极是阳极，Y电极有无色气体生成，说明是溶液中的OH－放电，阴离子为含氧酸根离子SOeq\o\al(2－,4)或NOeq\o\al(－,3)。生成铜eq\f(1.6g,64g·mol－1)＝0.025mol，由电解反应的离子方程式2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2Cu＋O2↑＋4H＋可知，生成的H＋为0.05mol，c(H＋)＝0.1mol·L－1。要使其复原至电解前的状态，可加入氧化铜或碳酸铜。答案：(1)2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))Cl2↑＋H2↑＋2OH－阴(2)①0.1mol·L－1CuO(或CuCO3)②SOeq\o\al(2－,4)(或NOeq\o\al(－,3))取少量待测液于试管中，滴加盐酸无明显现象，接着滴入氯化钡溶液，若有白色沉淀产生，则证明含有硫酸根离子(或取少量待测液于试管中，滴加浓硫酸，再加入铜粉，若有红棕色气体产生，则证明含有硝酸根离子)14．用如图所示的装置进行电解。通电后发觉潮湿的淀粉­KI试纸的C端变为蓝色。(1)E为电源的________极，F为电源的________极。(2)A中发生反应的化学方程式为______________________________________。(3)在B中视察到的现象是___________________________________________。(4)D端的电极反应式为______________________________________________。解析：本题实质上是三个电解装置串联，由题中信息可知C为阳极、D为阴极，则E为负极，F为正极。A中是以Pt为阳极、Fe为阴极电解AgNO3溶液。B中Cu为阳极，发生的反应为Cu－2e－=Cu2＋，石墨为阴极，发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑，由于水电离出的H＋放电，所以溶液中的c(OH－)增大，故溶液中有氢氧化铜蓝色沉淀生成。D端为阴极，发生的电极反应为2H＋＋2e－=H2↑。答案：(1)负正(2)4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))4Ag＋4HNO3＋O2↑(3)铜片溶解，石墨电极上有气体生成，溶液中有蓝色沉淀生成(4)2H＋＋2e－=H2↑15．A、B、C为三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：阳离子Na＋、K＋、Cu2＋阴离子SOeq\o\al(2－,4)、OH－图1所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示。据此回答下列问题：(1)M为电源的________极(填“正”或“负”)，电极b上发生的电极反应为________________________________________________________________________。(2)写出乙烧杯中的电解总反应方程式：______________________________________________________________________________________________________________。(3)假如电解过程中B溶液中的金属离子全部析出，此时电解能否接着进行，为什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若经过这一段时间