电解池练习题.docx
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电解池练习题
电解池练习题2
一、单选题
1.用石墨电极电解CuSO4溶液一段时间后,向所得的溶液中加入0.2molCuO,恰好使溶液恢复到电解前的浓度。
则电解过程中转移的电子为
A.0.4mol
B.0.5mol
C.0.6mol
D.0.8mol
2.用惰性电极实现电解,下列说法正确的是
A.电解稀硫酸,实质上是电解水,故溶液的pH不变
B.电解稀NaOH溶液,要消耗OH-,故溶液的pH减小
C.电解Na2SO4溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2
D.电解CuCl2溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
3.如图两个装置中,液体体积均为200mL,开始工作前电解质溶液的浓度均为0.5mol/L,工作一段时间后,测得均有0.02mol电子通过,若忽略溶液体积的变化,下列叙述正确的是
A.标况下,产生气体的体积:
①中阳极=②中正极
B.溶液的pH变化:
①减小,②增大
C.电极反应式:
①中阳极为4OH--4e-
2H2
O+O2↑,②中负极为2H++2e-
H2↑
D.①中阴极质量增加,②中正极质量减小
4.
某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4,它们的物质的量之比为3:
1,用石墨作电极电解该溶液时,根据电极产物,可明显分为三个阶段,下列叙述中不正确的是
A.阴极只析出H2
B.阳极先析出Cl2,后析出O2
C.电解最后阶段为电解水
D.溶液pH不断增大,最后为7
5.用惰性电极电解水时为了增强其导电性不应加入的电解质是
A.NaOH
B.CuSO4
C.H2SO4
D.KNO3
6.下列有关电化学的示意图中正确的是
7.按如下图的装置进行实验,若右图的x轴表示流入阴极的电子的量,则y轴可表示下述哪些变化(假设电解过程中水分不蒸发)
①c(Ag+);②c(
);③a棒的质量;④b棒的质量;⑤溶液的pH。
A.①③
B.③④
C.①②④
D.①②⑤
8.某同学设计如图电化学装置,R可能是直流电源,也可能是用电器。
下列判断正确的是
A.若R为直流电源,U形管中的两极都产生气泡,则b极为电源负极
B.若R为直流电源,在U形管底有白色絮状沉淀生成,则石墨极附近溶液变红色
C.若R为用电器,在石墨极的导管中通入空气,则石墨极的电极反应式为4OH--4e-
2H2O+O2
↑
D.若将硫酸钠溶液换成饱和食盐水来制烧碱,则铁极的电极反应式为Fe-+2e-
Fe2+
9.以铜为电极,amol/L的硫酸铜溶液作电解液,对含有铁、锌、银的粗铜进行电解精炼,下列有关说法中正确的是
①粗铜应与电源的负极相连 ②当有1mol精铜析出时,就有2NA个电子通过电解质溶液 ③阴极上的反应只有:
Cu2++2e-
Cu ④电解结束时,c(CuSO4
) A.②③ B.③④ C.①②④⑤ D.①③⑤ 10.某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。 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.铅笔端作阳极,发生还原反应 ht*tp*: *//未来脑教学云平台@B.铂片端作阴极,发生氧化反应 C.铅笔端有少量的氯气产生 D.a点是负极,b点是正极 11.常温下电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液,理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图中Ⅰ、Ⅱ所示(气体体积已换算成标准状况下的体积),根据图中信息进行下列计算: (要求写出计算步骤) (1)原混合溶液中NaCl和CuSO4的物质的量浓度。 (2)电解至t3时,消耗水的质量。 12.(未来脑教学云平? 台? 用石墨作电极电解: ①稀H2SO4;②K2SO4溶液;③CuCl2溶液;④CuSO4溶液;⑤KOH溶液。 (1)阴极、阳极都有气体产生,且体积比(相同条件下)为2: 1的是(填序号,下同)______________,其阳极的电极反应式都是______________________,阴极的电极反应式都是____________________________,总反应的化学方程式都是______________________________。 (2)阴极、阳极都有气体产生,其中溶液的pH变小的是__________,pH变大的是__________。 (3)—个电极析出金属,一个电极析出气体,且溶液的pH明显减小的是__________,其总反应的化学方程式是_________________________。 13.在500ml0.2mol/L的CuSO4溶液中插入两个电极,通电电解(不考虑水的挥发)。 (1)若两极均为铜片,电解过程中CuSO4溶液的浓度___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (2)若阳极为锌,阴极为铜片,阳极反应式为: ______________。 (3)阳极为锌,阴极为铜片,若不考虑H+在阴极上放电,当电路中有0.04mol电子通过时,阴极电极反应式为__________________,阴极增重_____________。 14.(Ⅰ)如图所示: (1)若开始时开关K与a连接,则铁发生电化学腐蚀中的________腐蚀。 写出正极反应 。 (2)若开始时开关K与b连接时,两极均有气体产生,则N端是电源的 极(填“正”或“负”),则总反应的离子方程式为 。 (Ⅱ)用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。 (1)X极与电源的_____(填“正”或“负”)极相连,氢气从_____(填“A”、“B”、“C”或“D”)口导出。 (2)已知离子交换膜只允许一类离子通过,则M为________(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。 (3)若制得标准状况下5.6L氧气,则生成氢氧化钾的质量是____________。 15.某一资料中记载着可以用电解KI水溶液的方法进行KIO3的工业化生产的信息,总的电解反应方程式为: KI+3H2O KIO3+3H2↑。 未_来脑教学云平台*@) (1)据此推测: ①阳极反应式是_______________________。 ②阴极反应式是_______________________。 (2)一位学生想演示这一方法,则他应该准备的物品和试剂是________。 16.在如图所示的实验装置中,E为一张淀粉、碘化钾和酚酞混合溶液润湿的滤纸,C、D为夹在滤纸两端的铂夹,X、Y分别为直流电源的两极。 在A、B中充满KOH溶液后倒立于盛有KOH溶液的水槽中,再分别插入铂电极。 切断电源开关S1,闭合开关S2,通直流电一段时间后,请回答下列问题: (1)标出电源的正、负极: X为_____极,Y为______极。 (2)在滤纸的C端附近,观察到的现象是________, 在滤纸的D端附近,观察到的现象是____________。 (3)写出电极反应式: A中__________________;B中_________________;C中______________;D中_______________________。 (4)若电解一段时间后,A、B中均有气体包围电极,此时切断开关S2,闭合开关S1,则电流表的指针_________(填“偏转”或“不偏转”)。 (5)若电流表指针偏转,写出有关的电极反应式(若指针不偏转,此题不必回答): A中___________________;B中_____________________。 17.请按要求书写电极产物或电极反应。 (1)写出用惰性电极电解下列溶液时的阳极产物: ①KOH溶液 http: //www.wl%n100**.com未来脑教学云平台! ;②ZnCl2ht(tp: //未来脑教学云+平台#)溶液 ; http: //w|ww.wln10#0|.com未(来脑教学云平台③Na2SO4溶液 。 (2)写出用惰性电极电解下列溶液时的阴极产物: ①NaCl溶液 ;②H2SO4溶液http: //? www.(未来脑)教学云平台_ ; http: //ww#w.wl+未来脑教学云平台)+③CuSO4溶液 。 (3)写出用Cu电极电解AgNO3溶液的电极反应: 阴极 ; 阳极! %未来脑教学云平台|+ ! 未来? 脑教学云平台 ; 总反应 。 18.原电池与电解池在化学工业中有广泛应用。 如图装置,a为CuCl2溶液,X为Fe棒,Y为碳棒,回答以下问题: http%: //www.w! 未? 来脑教学云平台@ (1)若断开k1,闭合k2,则: h? ttp: //www.wln1%00|.com未来脑教学云平台①装置为 ; ②X电极上的电极反应式为 ; ③电解液中的阳离子向 极移动(填X或Y); (2)若断开k2,闭合k1,则 ①该装置的总反应为 ; ②若线路中通过3.01×1022http: /! %_/未来脑教学云平台(的电子,则X极上析出物的质量为 ; ③检验Y电极反应产物的方法是 。 19.钢铁工业是国家工业的支柱,每年钢铁生锈让国家损失大量资金。 请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。 (1)钢铁的电化学腐蚀原理如图所示: ①写出石墨电极的电极反应式______________; ②将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置,请在图中虚线框内所示位置作出修改,并用箭头标出导线中电子流动方向。 ③写出修改后石墨电极的电极反应式__________________________。 未来脑教学云平台? #+ (2)生产中可用盐酸来除铁锈。 现将一生锈的铁片放入盐酸中,当铁锈被除尽后,溶液中发生的化合反应的化学方程式为______________________________。 (3)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。 装置示意图如下: ①A电极对应的金属是________(写元素名称),B电极的电极反应式是____________。 ②若电镀前铁、铜两片金属质量相同,电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,二者质量差为5.12g,则电镀时电路中通过的电子为________________mol。 ③镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀,请简要说明原因___________________。 20.如图所示,A、B、C三个装置中的烧杯分别盛有足量的CuCl2溶液。 (1)A、B、C三个装置中属于原电池的是________(填标号,下同),属于电解池的是________。 (2)A池中Zn发生________反应(填“氧化”或“还原”),Cu电极反应式为________________。 (3)B池中C是________极,Pt极发生电极反应式为______________________。 (4)C池中Cu是________极,电极反应式为________,反应过程中,溶液浓度________(填“变大”“变小”或“不变”)。 参考答案 1.A【解析】惰性电极电解硫酸铜溶液的过程中,阳极发生氧化反应生成氧气,阴极发生还原反应生成铜,因加入0.2molCuO恰好使溶液恢复到电解前的浓度,根据原子守恒可知,生成的铜为0.2mol,氧气为0.1mol,则电解过程中转移的电子为0.4mol,A项正确。 2.D【解析】电解水后,H+的浓度增大,溶液的pH减小,A项错误;电解NaOH溶液相当于电解水,OH-的浓度增大,溶液的pH增大,B项错误;电解Na2SO4溶液相当于电解水,阴极上的H2和阳极上的O2物质的量之比为2∶1,C项错误;电解CuCl2溶液,阴极上析出的Cu和阳极上析出的Cl2的物质的量之比为1∶1,D项正确。 3.B【解析】①中阳极消耗OH-、产生H+,pH减小,②中消耗H2SO4,pH增大。 4.D【解析】一是弄清分阶段电解的实质;二是应注意题设条件中的量。 电解质溶液中,n(Na+): n(Cl-): n(H+): n( )=3: 3: 2: 1,三个阶段分别相当于电解HCl→NaCl→H2O。 开始电解HCl,产生H2和Cl2,之后电解NaCl也产生H2和Cl2,同时溶液中产生NaOH,最后是电解水,溶液的pH不断增大且pH>7,阴极只放出H2。 5.B【解析】用惰性电极电解NaOH溶液、KNO3溶液、H2SO4溶液时,实质均是电解水,因此向水中加入这三种物质,可以增强溶液导电性而不改变电解实质;用惰性电极电解CuSO4溶液时,电解方程式为2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4,此时电解的实质并非是电解水。 6.D【解析】A中Zn为负极,Cu为正极;B中Cu与Zn的位置应对换,C中粗铜作阳极,精铜作阴极。 7.D【解析】这是一个在铁上镀银的过程,电镀液为AgNO3溶液。 ①正确,理论上阳极减少的银应等于阴极生成的银;②正确,整个过程与水和 均无关;③和④不行,a棒的质量要增加,b棒的质量要减少;⑤可以,因为此电解过程中没有涉及H+和OH-。 8.B【解析】本题考查电化学原理,意在考查考生将实际问题分解,通过运用相关知识,采用分析、综合的方法,解决简单化学问题的能力。 A项,硫酸钠的阴离子和阳离子在水中都不参与电极反应,U形管中的两极都产生气泡,说明铁为阴极,石墨为阳极,故b极为电源正极,错误;B项,U形管底产生白色絮状沉淀,说明生成了氧化亚铁,即铁为阳极,阳极反应式为Fe-+2e- Fe2+,石墨为阴极,阴极反应式为2H2O+2e- 2OH-+H2↑,石墨极附近溶液变红色,正确;C项,若R为用电器,则通入空气,发生吸氧腐蚀,石墨为正极,正极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-,错误;D项,电解饱和食盐水制烧碱,铁为阴极,石墨为阳极,铁极反应式为2H++2e- H2↑,错误。 9.B【解析】本题考查电解池原理,铜的精炼原理。 粗铜进行电解精炼,粗铜应作阳极,与电源正极相连,①错误;有1mol精铜析出时,就有2NA个电子通过外电路,不能通过电解质溶液,②错误;根据离子放电顺序,阴极上的反应只有: Cu2++2e- Cu,③正确;铁、锌在阳极失去电子变成离子进入溶液中,阴极只有铜离子从溶液中析出,电解结束时,c(CuSO4) 故选B。 10.D【解析】“铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹”说明铅笔芯为电解池阴极,由于水电离出的H+在铜片上放电使OH—浓度增大,即a点为负极,b点为正极,则D正确;铅笔端作阴极,发生还原反应,有少量H2产生,A、B、C均错误。 11. (1)c(NaCl)=0.1mol/L c(CuSO4)=0.1mol/L; (2)0.72g 【解析】本题主要考查了电解池原理考点的理解。 阳极是先是氯气,再是氧气产生,按失电子能力顺序。 阴极先是铜产生,再是氢气产生,按得电子能力顺序。 观察图片,发现在t1时,II的斜率改变,所以判断此时开始产生氧气。 t2处,I开始产生气体,判断此时产生氢气。 (1)所以计算,t1时,n(Cl)=0.01mol t2时,铜的量按电子转移计算,先是0.01mol氯气的电子,再是0.005mol的氧气得电子,n(Cu)=0.02mol,所以物度 c(NaCl)=0.1mol/l c(CuSO4)=0.1mol/l (2)电解至t3时,电解生成氧气为672-224mL=448mL,均来源于水,由2H2O O2↑+2H2↑,n(H2O)= ,所以电解水的质量为0.04mol×18g/mol=0.72g,所以电解至t3时,消耗水的质量为0.72g。 12. (1)①②⑤ 4OH--4e- 2H2O+O2↑ 4H++4e- 2H2↑(或2H++2e- H2↑) 2H2O 2H2↑+O2↑ (2)① ⑤(3)④ 2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑ 13. (1)不变; (2)Zn Zn2++2e-;(3)Cu2++2e- Cu;1.28g 【解析】从电解的电极方程式入手是解决问题的关键。 两极均为铜片,电解液为CuSO4溶液,相当于电镀,电解过程中溶液浓度不变;若阳极为锌,非惰性电极,通电本身发生氧化反应: Zn→Zn2++2e-,而此时阴极发生的反应为Cu2++2e-→Cu;当电路中有0.04mol电子通过时,析出的铜为: (0.04mol/2)×64g/mol=1.28g。 14. (1)吸氧 O2+4e-+2H2O 4OH- (2)负 2Cl-+2H2O Cl2↑+2OH-+H2↑ (3)正 C(4)阴离子 (5)56g 【解析】本题考查电化学原理的应用。 (Ⅰ) (1)若开关K与a连接,则构成原电池,铁是负极,石墨是正极,由于是氯化钠溶液,因此铁发生吸氧腐蚀,其中正极反应为O2+4e-+2H2O 4OH-。 (2)若开始时开关K与b连接时,两极均有气体产生,这说明此时是电解池,且铁作阴极,溶液中的氢离子放电,而石墨是阳极,溶液中的氯离子放电,故总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O Cl2↑+2OH-+H2↑。 (Ⅱ) (1)题图中左边加入含硫酸的水,右侧加入含KOH的水,说明左边制备硫酸,右边制备KOH溶液,OH-在阳极放电,同时电解后溶液呈酸性,氢离子在阴极放电,同时电解后溶液呈碱性,则X为阳极,Y为阴极,所以X连接电源正极;Y电极上H+放电生成氢气,所以氢气从C口导出。 (2)OH-在阳极发生氧化反应,使左边溶液中H+增多,为了使溶液呈电中性,硫酸钾溶液中的S 通过M交换膜向左边迁移,即M为阴离子交换膜。 (3)标准状况下5.6L氧气是0.25mol,则根据电极反应4OH--4e-═2H2O+O2↑可知消耗OH-1mol,因此根据2H++2e-═H2↑可知同时消耗H+1mol,故实验产生氢氧化钾的物质的量是1mol,质量是56g。 15. (1)①I--6e-+3H2O I +6H+;②6H2O+6e- 3H2↑+6OH; (2)KI溶液、直流电源、导线、两根石墨棒(只要阳极属于惰性电极就可以)、烧杯 【解析】 (1)①阳极是进行失电子的氧化反应的场所,因而氧化反应I-→I 在阳极上进行。 这一变化过程中失去6个电子,并且需要3分子H2O提供3个氧原子,进而产物中会有6个H+生成。 综合以上分析可写出阳极上的电极反应式为: I--6e-+3H2O I +6H+。 ②阴极是进行得电子的还原反应的场所,因而还原反应H2O H2↑在阴极上进行。 根据阴阳极电子得失守恒的要求,这一变化过程中应该得到6个电子,导致产物中应该具有含有氧原子并带负电荷的粒子OH-。 综合以上分析,可写出阴极上的电极反应式为 6H2O+6e- 3H2↑+6OH-。 (2)组成一个电解池需要直流电源、电解质、导线、电源、容器等。 16. (1)正 负 (2)变蓝 变红 (3)4H++4e- 2H2↑ 4OH--4e- 2H2O+O2↑ 4I--4e- 2I2 4H++4e- 2H2↑ (4)偏转 (5)2H2+4OH--4e- 4H2O 2H2O+O2+4e- 4OH- 【解析】 (1)电解KOH溶液实质就是电解水,所以产物为H2和O2,因为A试管中气体体积是B试管中气体体积的2倍,所以A中为H2,B中为O2,即A为阴极,B为阳极,所以X为正极,Y为负极。 (2)C与电源正极相连为阳极: 2I--2e- I2,故试纸变蓝;D与电源负极相连为阴极: 2H++2e- H2↑,故试纸变红。 (3)A中: 4H++4e- 2H2↑;B中: 4OH--4e- 2H2O+O2↑;C中: 4I--4e- 2I2;D中: 4H++4e- 2H2↑。 (4)如果切断开关S2,闭合开关S1,则A中的H2,B中的O2与KOH溶液可形成氢氧燃料电池,把化学能转化为电能,故指针偏转。 (5)A中2H2+4OH--4e- 4H2O;B中2H2O+O2+4e- 4OH-。 17. (1)①O2 ②Cl2 ③O2 (2)①H2 ②H2 ③Cu (3)2Ag++2e- 2Ag Cu-2e- Cu2+ Cu+2Ag+ Cu2++2Ag 【解析】 (1)阳极为阴离子放电,分别为OH-、Cl-和OH-放电; (2)阴极为阳离子得电子,分别为H+、H+和Cu2+得电子;(3)Cu作阳极,阳极是Cu失电子,阴极为Ag+得电子;其总反应为Cu+2Ag+ Cu2++2Ag。 18. (1)①原电池②Fe-2e- Fe2+ ③Y (2)①CuCl2 Cu+Cl2↑ ②1.6g ③用湿润的淀粉碘化钾试纸置于支管口处,试纸变蓝说明有氯气生成 【解析】本题考查电化学原理。 (1)若断开k1,闭合k2,相当于原电池。 X为Fe棒,是负极,电极式为: Fe-2e- Fe2+。 Y为碳棒是正极,电解液中的阳离子向正极移动; (2)若断开k2,闭合k1,则为电解池。 Y是阳极,X是阴极。 电解液是CuCl2溶液,相当于电解氯化铜,生成铜和氯气。 ①方程式CuCl2 Cu+Cl2↑;②X极上是Cu2++2e- Cu,若线路中通过3.01×1022的电子,即0.05mol电子,析出的铜是0.005 1/2 64g/mol=1.6g。 ③检验氯气的方法是用湿润的淀粉碘化钾试纸置于支管口处,试纸变蓝说明有氯气生成。 19. (1)①O2+4e-+2H2O===4OH-②如图所示 ③2Cl--2e-===Cl2↑ (2)2FeCl3+Fe===3FeCl2 (3)①铜Cu2++2e-===Cu②0.08mol ③铁比铜活泼,镀层破坏后,在潮湿环境中形成原电池,铁为负极,加速铁的腐蚀。 【解析】本题综合考查电化学知识。 (1)①图1为原电池,Fe作负极,发生Fe-2e- ===Fe2+石墨作正极,发生O2+4e-+2H2O===4OH-; ②利用阴极保护法,虚线框内添加外电源,铁作阴极,电子流动方向与电流相反, ③修改后石墨为阳极,氯离子放电,2Cl--2e-===Cl2↑ (2)铁锈成分为Fe2O3,可与盐酸反应: Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O, 铁与盐酸反应: Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,FeCl3与Fe反应: 2FeCl3+Fe===3FeCl2,反应为化合反应的是2FeCl3+Fe===3FeCl2 (
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