高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池达标测试

4.2.1 电解原理

一、单选题

1.如图是电解溶液的装置示意图，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是(   )

A.a为负极，b为正极  B.a为阳极，b为阴极

C.电解过程中，d电极质量增加 D.电解过程中，氯离子浓度不变

2.用惰性电极电解物质的量浓度相同体积比为3：1的溶液和NaCl溶液的混合溶液，不可能发生的反应是(    )

A. B.

C. D.

3.下列关于如图所示①、②两个装置的叙述正确的是(    )

A.①是原电池，②是电解池

B.电解质溶液pH的变化：①减小，②增大

C.①中阳极的电极反应式为，②中正极的电极反应式为

D.①中H向阴极移动，②中向负极移动

4.用如图所示装置电解硫酸铜和氯化钠的混合溶液，当线路中有1.2mol电子通过时，甲电极增重并有4.48L（已折算成标准状况下的体积，下同）气体生成，乙电极上生成气体7.84L，则原溶液中硫酸铜与氯化钠的物质的量之比为(   )

A.2：1 B.4：1 C.2：3 D.4：3

5.是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取的电解池如下图所示，电解总反应：。下列说法正确的是(   )

A．铜电极发生还原反应

B．石墨电极上产生氢气

C．铜电极接直流电源的负极

D．当有0.1 mol电子转移时，有生成

6.图甲所示的电解池中，Pt电极位于所含和均为的电解液中，图乙是该电解过程中转移电子数与阴极质量的变化关系图。下列说法错误的是(   )

A.过程Ⅰ，在阴极上析出金属银

B.过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，溶液的pH均降低

C.过程Ⅱ，阳极上有氧气放出

D.过程Ⅱ析出固体的质量是过程Ⅰ析出固体的质量的2倍

二、实验题

7.为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用如图所示的装置进行实验，回答下列问题。

Ⅰ.用甲装置进行第一组实验：

（1）在保证电极反应不变的情况下，下列材料不能代替左侧Cu电极的是___________（填序号）。

A.石墨 B.镁 C.银 D.铂

（2）实验过程中，___________（填“从左向右”“从右向左”或“不”）移动；滤纸上能观察到的现象有___________。

Ⅱ.该小组同学用乙装置进行第二组实验时发现，两极均有气体产生，且Y极溶液逐渐变成紫红色，停止实验后观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸根离子在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息，填写下列空白：

（3）电解过程中，X极溶液的pH___________（填“增大”“减小”或“不变”）。

（4）电解过程中，Y极发生的电极反应为和___________。

（5）已知和Zn可以构成碱性电池，其中在电池中作正极材料，电池总反应为，则该电池正极的电极反应为___________。

参考答案

1.答案：C

解析：根据电流方向可判断出a为正极，b为负极，c为阳极，d为阴极，则A、B项错误。电解溶液的过程中阳极（c极）的电极反应式为，减小，阴极（d极）的电极反应式为，析出的Cu附着在d电极上，使d电极质量增加，故C项正确，D项错误。

2.答案：C

解析：由得，由于阴离子放电的先后顺序为、、，阳离子放电的先后顺序为、、，故该电解过程分为三个阶段。第一阶段，电解溶液：。第二个阶段，电解溶液：。第三个阶段，电解和溶液：。

3.答案：B

解析：①中有外加电源，为电解池，②为原电池，故A项错误；①中电解的是水，硫酸浓度增大，pH减小，②中电池总反应为，硫酸浓度减小，pH增大，故B项正确；①中阳极的电极反应式为，②中正极的电极反应式为，故C项错误；②中向正极移动，故D项错误。

4.答案：A

解析：该电解池阴极的电极反应式为①、②，阳极的电极反应式为③、④，甲电极增重，并有4.48L气体生成，则甲电极为阴极，乙电极为阳极，甲电极上生成的氢气为0.2mol，乙电极上生成气体7.84L（氯气和氧气，共0.35mol），反应共转移电子1.2mol，阴极上反应②共得到0.4mol电子，则反应①共得到电子1.2mol-0.4mol=0.8mol，可计算出原溶液中的物质的量为0.4mol；设阳极产生氯气的物质的量为，产生氧气的物质的量为，则，共转移电子1.2mol，则，联立两个方程，解得，，所以溶液中为0.2mol，则原溶液中硫酸铜与氯化钠的物质的量之比为0.4：0.2=2：1，A项正确。

5.答案：B
解析：

6.答案：D

解析：过程Ⅰ发生反应：，过程Ⅱ发生反应：，过程Ⅲ发生反应：。因为氧化性：，故在阴极上先放电，析出金属银，A项正确。过程Ⅰ、Ⅱ发生的电解反应中均有生成，溶液中增大，pH降低；过程Ⅲ所发生的电解反应是电解水，溶液中增大，pH降低，B项正确。过程Ⅱ中阳极的电极反应为，C项正确。过程Ⅰ和过程Ⅱ析出的Cu和Ag的物质的量相同，则析出Cu与Ag的质量比为64:108，D项错误。

7.答案：Ⅰ.（1）B

（2）从右向左   滤纸上有蓝色沉淀产生（答出“蓝色沉淀”或“蓝色斑点”即可）

Ⅱ.（3）增大

（4）

（5）

解析： Ⅰ.（1）甲装置中左侧为原电池装置，锌作负极，铜作正极，由于需保证电极反应不变，故正极材料的活泼性不能大于Zn，因此不能用镁代替铜。

（2）硫酸根离子向负极移动，移动方向为从右向左。M极作阳极，失去电子有铜离子生成，铜离子结合氢氧根离子生成氢氧化铜沉淀。

Ⅱ.（3）X极作阴极，得到电子生成氨气和氢氧根离子，故X极溶液的pH逐渐增大。

（4）由题意可知，铁作阳极，铁失去电子生成。

（5）碱性电池中锌作负极，失去电子，在正极得到电子转化为氧化铁。