高中化学选择性必修一 4.2.1 电解原理 练习（解析版）

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4.2.1  电解原理  练习（解析版）1．下列描述中，不符合生产实际的是(　　 )A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极【答案】A【解析】电解池的阳极发生失电子氧化反应、阴极发生得电子还原反应。电解熔融的Al2O3制Al时，若用Fe作阳极，会发生Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋移动到阴极上发生Fe2＋＋2e－===Fe，使得到的Al不纯。2．关于下图所示①、②两个装置的叙述，正确的是(　　)A．装置名称：①是原电池，②是电解池B．硫酸浓度变化：①增大，②减小C．电极反应式：①中阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，②中正极：Zn－2e－===Zn2＋D．离子移动方向：①中H＋向阴极方向移动，②中H＋向负极方向移动【答案】B【解析】①中有外加电源为电解池，②为原电池，A错误；①中电解水，硫酸浓度增大，②中负极材料消耗硫酸，硫酸浓度减小，B正确；②中正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，C错误；②中H＋向正极移动，D错误。3．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．用铜片作负极，石墨电极作正极，氯化钠溶液为电解质溶液构成原电池B．用铜片作电极，外接直流电源电解硫酸铜溶液C．用铜片作阳极，铁片作阴极，电解硫酸钠溶液D．用铜片作阴、阳电极，电解稀硫酸【答案】C【解析】该反应为不能自发进行的氧化还原反应，必须设计为电解池才能发生。阳极为Cu放电，阴极为H＋放电，即用Cu作阳极，电解质溶液中为H2O放电，选项C符合要求。4．Cu2O可由电解制取，如图所示，电解总反应：2Cu＋H2O===Cu2O＋H2↑。下列说法正确的是(　　)A．石墨电极上产生氢气B．铜电极发生还原反应C．铜电极接直流电源的负极D．该反应也可设计为原电池【答案】A【解析】电解总反应：2Cu＋H2O===Cu2O＋H2↑，金属铜失电子，说明金属铜一定作阳极，石墨做阴极，在阴极上是溶液中的氢离子得电子，产生氢气，故A正确；铜电极本身失电子，发生氧化反应，故B错误；铜电极是电解池的阳极，接直流电源的正极，故C错误；反应2Cu＋H2O===Cu2O＋H2↑属于非自发性的氧化还原反应，不能设计成原电池，故D错误。5．用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的一组是(　　)选项XYZWACFeNaClH2OBPtCuCu(NO3)2Cu(NO3)2溶液CCCH2SO4H2ODAgFeAgNO3AgNO3晶体【答案】C【解析】A项，2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，应加入HCl复原；B项，2Cu(NO3)2＋2H2O2Cu＋O2↑＋4HNO3，应加入CuO或CuCO3复原；D项，AgNO3浓度保持不变。6．如图，电解质溶液是NaCl的水溶液，通电一段时间后发现d极附近有黄绿色气体产生，以下说法正确的是   (　　)A．a是电源的正极B．电子流动的方向：d→bC．c极发生氧化反应D．如果将c、d两电极互换，则c上也会生成黄绿色气体【答案】B【解析】d极附近有黄绿色气体产生，应该是Cl－放电，说明d极是阳极，所以b是正极，A错；电子流向是阴极→电源正极，即d→b→a→c，所以B对；c极得电子，化合价降低，发生还原反应，C错；如果c是活性电极则不产生黄绿色气体，D错。7．下列各组中，每种电解质溶液用惰性电极电解时只生成氢气和氧气的是(　　 )A．HCl、 CuCl2、 Ba(OH)2 B．NaOH、CuSO4、 H2SO4C．NaOH、H2SO4、 Ba(OH) 2D．NaBr、 H2SO4、 Ba(OH)2【答案】C【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中位于铜之前，阴离子不是简单离子。8.如图为直流电源电解Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊试液。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【答案】D【解析】根据图示可知，a是阴极，发生的电极反应为4H＋＋4e－===2H2↑；b是阳极，发生的电极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，故A、B、C是错误的，D正确。9．如图所示的电解池中，a、b、c、d都是石墨电极，通电一段时间后，a、b、c、d各电极上生成物物质的量之比是    (　　)A．2∶2∶4∶1 B．1∶1∶2∶1C．2∶4∶4∶1 D．2∶1∶2∶1【答案】A【解析】串联电路中，各电极单位时间转移电子数相等。a为阴极，Cu2＋得电子生成Cu，b为阳极，Cl－失电子生成Cl2；c为阴极，Ag＋得电子生成Ag，d为阳极，OH－失电子生成O2。根据得失电子守恒，四种产物之间的关系为2Cu～2Cl2～4Ag～O2。10.如图为相互串联的甲、乙两个电解池，试回答下列问题。甲池若为用电解原理精炼铜的装置，A极是电解池的________，材料是________，电极反应式为______________；B极是电解池的________，材料是____，电极反应式为_________________________。(2)乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后，Fe极附近呈________色。(3)若甲池阴极增重12.8 g，则乙池阳极放出气体在标准状况下的体积为________(不考虑气体溶解情况)。【答案】(1)阴极；纯铜；Cu2＋＋2e－===Cu；阳极；粗铜；；Cu－2e－===Cu2＋(2)红(3)4.48 L【解析】 Fe极电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑，H＋放电后，溶液中生成OH－，显碱性，遇酚酞呈红色。甲池阴极反应为：Cu2＋＋2e－===Cu，生成n(Cu)＝＝0.2 mol，转移电子的物质的量n(e－)＝0.4 mol；乙池阳极反应为：2Cl－－2e－===Cl2↑，由电子守恒知生成Cl2为：n(Cl2)＝0.2 mol，故V(Cl2)＝4.48 L。11.根据如图所示装置回答：(1)当X为Pt，Y为Fe，Z为AgNO3时，阳极反应式为_________________________________________________________________________________，阴极反应式为__________________________________________________，电解反应式为__________________________________________________。(2)X为Cu，Y为Fe，Z为CuSO4时，阳极反应式为_______________________________________________________________，阴极反应式为___________________________________________________。【答案】(1)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑4Ag＋＋4e－===4Ag2H2O＋4AgNO34Ag＋O2↑＋4HNO3(2)Cu－2e－===Cu2＋　Cu2＋＋2e－===Cu【解析】　电解池中与电源正极相连的是阳极(X)，与电源负极相连的是阴极(Y)。12．如图所示的装置进行电解。通电一会儿，发现湿润的淀粉­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中观察到的现象是_________________________________________。(4)D端的电极反应式为___________________________________________。【答案】(1)负；正(2)4AgNO3＋2H2O4Ag＋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↑【解析】本题实质上是三个电解装置串联，首先判断电源的正、负极，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，发生的电极反应为：Cu－2e－===Cu2＋，石墨为阴极发生的电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑，由于水电离出的H＋放电，所以溶液中的c(OH－)>c(H＋)，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↑。