高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池第1课时课时作业

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池第1课时课时作业，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．硝酸银是一种无色晶体，易溶于水。用于照相乳剂、镀银、制镜、印刷、医药、染毛发，检验氯离子、溴离子和碘离子等，也用于电子工业。下列有关用惰性电极电解AgNO3溶液一段时间后的说法，正确的是( C )
A．电解过程中阳极的质量不断增加
B．电解过程中溶液的pH不断升高
C．此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况
D．电解后两极产生的气体体积比为21
解析：用惰性电极电解AgNO3溶液的总方程式为4AgNO3＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(通电))4Ag＋O2↑＋4HNO3，阳极上放出O2，阴极上析出Ag，阴极质量增加，A项错误；由于电解时生成了HNO3溶液的pH降低，B项错误；电解后析出O2和Ag，要使溶液恢复到电解前状况需加入Ag2O固体，C项正确；电解时阴极上析出Ag，无气体生成，D项错误。
2．某同学为了使反应2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑能进行，设计了如下所示的四个实验方案，你认为可行的方案是( C )
解析：Ag不能与HCl自发的进行氧化还原反应，所以要使反应2HCl＋Ag===2AgCl＋H2↑能发生应设计成电解池，Ag失电子发生氧化反应，H＋得电子发生还原反应，只有C符合条件。
3．常温下用惰性电极电解NaHSO4溶液，电解一段时间后，下列有关电解质溶液变化的说法正确的是( A )
A．电解质溶液的浓度增大，pH减小
B．电解质溶液的浓度增大，pH增大
C．电解质溶液的浓度减小，pH减小
D．电解质溶液的浓度不变，pH不变
解析：NaHSO4在水溶液中完全电离出Na＋、H＋和SOeq \\al(2－,4)，电解NaHSO4溶液的实质是电解水，所以水减少，溶液浓度增大，c(H＋)增大，pH减小，故选A。
4．用石墨作电极，电解下列溶液，阴、阳两极均产生气体，其体积比一直为21，且电解后溶液的pH增大的是( B )
A．CuSO4 B．NaOH
C．Na2SO4 D．H2SO4
解析：电解CuSO4溶液，阳极OH－失电子生成O2，阴极Cu2＋得电子生成Cu，A项不符合；电解NaOH溶液，阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极反应为4H＋＋4e－===2H2↑，阴、阳两极气体体积比为21，NaOH浓度变大，pH增大，B项符合；电解Na2SO4溶液相当于电解水，溶液浓度增大，但pH不变，C项不符合；电解H2SO4溶液实质是电解水，酸溶液浓度变大，pH变小，D项不符合。
5．用图甲装置电解一定量的CuSO4溶液，M、N为惰性电极。电解过程实验数据如图乙所示。横轴表示电解过程中转移电子的物质的量，纵轴表示电解过程产生气体的总体积。下列说法不正确的是( B )
A．P点所得溶液只需加入一定量的CuO固体就可恢复到起始状态
B．电解过程中N电极表面始终有红色物质生成，无气泡产生
C．P－Q电解过程为电解水，N极产生H2，M极产生O2
D．若M电极材料换成Cu，则电解过程中CuSO4溶液的浓度不变
解析：CuSO4溶液中含有的阳离子是：Cu2＋、H＋，阴离子是OH－、SOeq \\al(2－,4)，惰性材料作电极，OH－的放电顺序大于SOeq \\al(2－,4)，OH－放电，即阳极电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，Cu2＋放电顺序大于H＋，Cu2＋先放电，即阴极电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，P点后，气体体积突然增加，说明P点Cu2＋消耗完全，所以此过程中阳极产物为O2，阴极产物为Cu，所以只需加入一定量的CuO固体就可恢复到起始状态，A正确；N极接电源的负极，N极作阴极，根据选项A的分析，先有红色铜析出，然后出现气体，B错误；根据A选项可知P点时Cu2＋完全反应，所以P－Q电解过程中，阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，实质上就是电解水，N极即阴极产生氢气，M极即阳极产生氧气，C正确；若M电极换成Cu作电极，阳极上发生Cu－2e－===Cu2＋，阴极反应式Cu2＋＋2e－===Cu，因此电解过程中CuSO4溶液的浓度不变，D正确。故选B。
6．如下所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断错误的是( C )
A．a是电源的负极
B．通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色
C．随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大
D．当0.01 ml Fe2O3完全溶解时，至少产生气体336 mL(折合成标准状况下)
解析：通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，说明石墨电极Ⅱ为阳极，则电源b为正极，a为负极，石墨电极Ⅰ为阴极。a是电源的负极，故A正确；石墨电极Ⅱ为阳极，通电一段时间后，产生氧气和氢离子，所以向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色，故B正确；随着电解的进行，铜离子在阴极得电子生成铜单质，所以CuCl2溶液浓度变小，故C错误；当0.01 ml Fe2O3完全溶解时，消耗氢离子为0.06 ml，根据阳极电极反应式2H2O－4e－===4H＋＋O2，产生氧气为0.015 ml，体积为336 mL(折合成标准状况下)，故D正确。
7．科学家报告了一种直接电化学合成H2O2的方法，装置如图。下列叙述不正确的是( A )
A．该装置的工作原理是将化学能转化成电能
B．b极发生的电极反应为O2＋H2O＋2e－===HOeq \\al(－,2)＋OH－
C．电池工作时，内部发生反应：HOeq \\al(－,2)＋OH－＋2H＋===H2O2＋H2O
D．电路中通过2 ml电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)
解析：该装置是电解池，将电能转化为化学能，A错误；b电极为阴极，O2得电子生成HOeq \\al(－,2)，电极反应式为O2＋H2O＋2e－===HOeq \\al(－,2)＋OH－，B正确；装置中阴极生成HOeq \\al(－,2)、OH－，阳极生成H＋，所以电池工作时，内部生成的HOeq \\al(－,2)、OH－与H＋反应生成H2O2和H2O，C正确；b电极为阴极，电极反应式为O2＋H2O＋2e－===HOeq \\al(－,2)＋OH－，电路中通过2 ml电子，消耗1 ml O2，标准状况下的体积为22.4 L，D正确。
8．如下图所示，甲池的总反应式为N2H4＋O2===N2＋2H2O。下列说法正确的是( B )
A．甲池中负极上发生的反应为N2H4－4e－===N2＋4H＋
B．乙池中石墨电极上发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
C．甲池溶液pH增大，乙池溶液pH减小
D．甲池中每消耗0.1 ml N2H4乙池电极上则会析出6.4 g固体
解析：分析题图知，甲是燃料电池，乙是电解池，甲池中电解质溶液为氢氧化钾溶液，则负极不可能生成H＋，应该是N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O，A项错误；乙池中石墨电极是阳极，发生氧化反应，B项正确；根据甲池总反应式知反应中生成了水，则氢氧化钾溶液的浓度变小，pH减小；乙池中阴极析出铜，阳极OH－放电，乙池的溶液pH减小，C项错误；根据各个电极通过的电量相等知N2H4～2Cu，则甲池中消耗0.1 ml N2H4时乙池电极上析出12.8 g铜，D项错误。
9．图中是化学能与电能相互转化的两套装置。下列分析正确的是( B )
A．两装置中，铁电极均要消耗
B．图乙装置中两极均有气泡产生
C．图甲装置铁电极上发生的电极反应为Fe－3e－===Fe3＋
D．随着反应的进行，图甲装置中溶液的pH增大，图乙装置中溶液的pH不变
解析：图甲是原电池，较活泼的金属铁作负极，负极上铁失电子生成亚铁离子进入溶液，铁电极逐渐溶解，图乙是电解池，铁作阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，铁不溶解，故A错误；图乙是电解池，石墨作阳极，阳极上生成O2，铁作阴极，H＋放电生成H2，故B正确；图甲中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故C错误；图甲电池的总反应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，随反应的进行c(H＋)减小，溶液pH增大，图乙相当于电解水，H2SO4浓度增大，溶液的pH减小，故D错误。
10．小组同学用如下方法制作简单的燃料电池。
下列说法不正确的是( D )
A．①中Cl－比OH－容易失去电子，在石墨(Ⅰ)发生氧化反应
B．①中还可观察到石墨(Ⅱ)电极附近的溶液变红
C．②导线中电子流动方向：从石墨(Ⅱ)电极流向石墨(Ⅰ)电极
D．②中石墨(Ⅱ)发生的电极反应式为H2－2e－===2H＋
解析：①为外接电源的电解池，石墨(Ⅰ)连接电源的正极作阳极发生失电子的氧化反应，Cl－比OH－容易失去电子，2Cl－－2e－===Cl2↑，A正确；石墨(Ⅱ)电极连接电源的负极作阴极，水中的氢元素得电子化合价降低生成氢气和氢氧化钠，滴酚酞的溶液变红，B正确；②为原电池，石墨(Ⅱ)电极是负极，发生失电子的氧化反应，故电子从石墨(Ⅱ)电极流向石墨(Ⅰ)电极，C正确；②中石墨(Ⅱ)周围有氢氧化钠显碱性，故发生的电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O，D错误。故选D。
11．(2021·全国甲，13)乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是( D )
A．KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
B．阳极上的反应式为CHOOCOOH＋2H＋＋2e－―→CHOOCOH＋H2O
C．制得2 ml乙醛酸，理论上外电路中迁移了1 ml电子
D．双极膜中间层中的H＋在外电场作用下向铅电极方向迁移
解析：该装置通电时，乙二酸被还原为乙醛酸，因此铅电极为电解池阴极，石墨电极为电解池阳极，阳极上Br－被氧化为Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，双极膜中间层的H＋在直流电场作用下移向阴极，OH－移向阳极。KBr在上述电化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，故A错误；阳极上为Br－失去电子生成Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，故B错误；电解过程中阴阳极均生成乙醛酸，1 ml乙二酸生成1 ml乙醛酸转移电子为2 ml,1 ml乙二醛生成1 ml乙醛酸转移电子为2 ml，根据转移电子守恒可知每生成1 ml乙醛酸转移电子为1 ml，因此制得2 ml乙醛酸时，理论上外电路中迁移了2 ml电子，故C错误。
12．用阳极X和阴极Y电解足量Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，一定能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的一组是( C )
解析：以C和Fe为电极，电解氯化钠，阳极氯离子放电，阴极氢离子放电，通电一段时间后为氢氧化钠溶液，减少的是氯化氢，故A不符合题意；以Pt和Cu为电极，电解硫酸铜，阳极氢氧根离子放电，放出氧气，阴极铜离子放电析出铜，减少的是铜和氧元素，需要加入氧化铜或碳酸铜使溶液复原，故B不符合题意；以C为电极，电解硫酸，阳极氢氧根离子放电，阴极氢离子放电，相当于电解水，通电一段时间后仍为硫酸溶液，可以加水让溶液复原，故C符合题意；以Ag和Fe为电极，电解AgNO3，阳极银放电，阴极银离子放电，相当于电镀，通电一段时间后仍为AgNO3溶液，且浓度不变，不需要加AgNO3晶体恢复原样，故D不符合题意。
二、非选择题
13．甲醇又称“木醇”或“木精”。是无色有酒精气味易挥发的液体。用于制造甲醛和农药等，并用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等。如图是一个电化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOHeq \(,\s\up7(放电),\s\d5(充电))2K2CO3＋6H2O
(1)请回答图中甲、乙两池的名称：
甲池是原电池装置，乙池是电解池装置。
(2)请回答下列电极的名称：
通入CH3OH的电极名称是负极，B(石墨)电极的名称是阳极。
(3)写出下列电极反应式：通入O2电极： O2＋4e－＋2H2O===4OH－ ；
A(Fe)电极： 4Ag＋＋4e－===4Ag 。
(4)乙池中反应的化学方程式为 4AgNO3＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))4Ag＋O2↑＋4HNO3 。
解析：根据题意，甲池是一个燃料电池，则乙池为电解池，在甲池中CH3OH发生氧化反应，为原电池的负极，O2发生还原反应，为原电池的正极，A与CH3OH极相连为电解池的阴极，B为阳极，电极反应式为：
甲池：负极：2CH3OH－12e－＋16OH－===2COeq \\al(2－,3)＋12H2O，
正极：3O2＋12e－＋6H2O===12OH－
乙池：阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，
阴极：4Ag＋＋4e－===4Ag
总反应：4AgNO3＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))4Ag＋O2↑＋4HNO3。
14．CH4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示。
(1)a为电源的负(填“正”或“负”)极。
(2)电极A的反应式为 CO2＋2e－===CO＋O2－ ，电极B生成乙烯的反应式为 2CH4＋2O2－－4e－===C2H4＋2H2O 。
(3)若生成的乙烯和乙烷的体积比为21，则消耗CH4和CO2的体积比为65。
解析：(1)电极A上CO2变为CO，发生还原反应，为阴极，则a为电源的负极。(2)电极A为阴极，发生还原反应，反应式为CO2＋2e－===CO＋O2－；电极B为阳极，生成乙烯的反应式为2CH4＋2O2－－4e－===C2H4＋2H2O。(3)令生成的乙烯和乙烷分别为2体积和1体积，根据得失电子守恒，发生的总反应为6CH4＋5CO2===2C2H4＋C2H6＋5H2O＋5CO，即消耗CH4和CO2的体积比为65。
15．课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法，某研究性学习小组将下列装置按如图连接，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题：
(1)电源A极的名称是正极。
(2)甲装置中电解反应的总化学方程式是 CuCl2eq \(=====,\s\up7(电解))Cu＋Cl2↑ 。
(3)如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是11(相同状况下)。
(4)欲用丙装置精炼铜，G应该是粗铜(填“纯铜”或“粗铜”)。
(5)已知氢氧化铁胶体中含有带正电荷的红褐色的粒子，那么装置丁中的现象是Y极附近红褐色变深。
解析：将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色，说明F极生成了OH－，惰性电极电解饱和食盐水，阴极的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，F极为阴极。则可以知道A为电源正极，B为电源负极。C、E、G、X均为阳极，D、F、H、Y均为阴极。
(1)由上述分析知，A为电源正极。
(2)用惰性电极电解CuCl2溶液，在阴极为Cu2＋得到电子生成Cu，阳极为Cl－失去电子得到Cl2，化学方程式为CuCl2eq \(=====,\s\up7(电解))Cu＋Cl2↑。
(3)惰性电极电解饱和食盐水，化学方程式为2NaCl＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，生成气体的体积比为11。
(4)电解精炼铜，粗铜作阳极，纯铜作阴极，G为阳极。
(5)电解过程中，带有负电荷的粒子向阳极移动，带有正电荷的粒子向阴极移动。氢氧化铁胶体中含有带正电荷的红褐色的粒子，该粒子会向阴极移动，阴极为Y电极，则Y极附近红褐色变深。步骤
装置
操作
现象
①
打开K2，闭合K1
两极均产生气体……
②
打开K1，闭合K2
电流计指针发生偏转
选项
X
Y
Z
W
A
C
Fe
NaCl
H2O
B
Pt
Cu
CuSO4
Cu(OH)2
C
C
C
H2SO4
H2O
D
Ag
Fe
AgNO3
AgNO3晶体