高中化学电解池知识点练习题附答案.docx
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高中化学电解池知识点练习题附答案
高中化学电解池知识点练习题
、单选题1.下列叙述中正确的是()
1电解池是将化学能转变成电能的装置
2原电池是将电能转变成化学能的装置
3轮船上嵌入锌块来减缓轮船腐蚀的方法叫牺牲阳极的阴极保护法
4不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理有可能实现
5电镀过程相当于金属的“迁移”,可视为物理变化
6锌与稀H2SO4反应时,加入少量CuSO4溶液时,可以加快化学反应速率A.③④⑥B.①③④C.②④⑤D.①②③
7
2.下列图示中关于铜电极的连接或描述错误的是()
到电解前浓度的是()
5.铝表面在空气中天然形成的氧化膜耐磨性和抗蚀性不够强。
控制一定的条件,用如图所示的电化
学氧化法,可在铝表面生成坚硬致密且耐腐蚀的氧化膜。
下列有关叙述正确的是()
A.阴极上有金属铝生成
B.电极A为石墨,电极B为金属铝
C.OH-在电极A上放电,有氧气生成
D.阳极的电极反应式为2Al6e3H2OAl2O36H
6.2022年前后我国将建成首座载人空间站。
为实现空间站的零排放,循环利用人体呼出的CO2并
提供O2,我国科学家研发了一种能量转化装置,总反应方程式为2CO2=2CO+O2
列说法正确的是()
A.该装置将太阳能直接转化为化学能
B.离子交换膜为阳离子交换膜
C.反应完毕,该装置中电解质溶液的pH不变
D.Y电极的反应:
CO2+2e+H2O=CO+2OH
7.《JournalofEnergyChemistry》报道我国科学家设计CO2熔盐捕获与转化装置如图。
下列有关说
法正确的是()
A.a为负极
B.熔盐可用KOH溶液代替
22
C.d的电极反应式为CO324eC3O2
D.转移1mol电子可捕获11.2LCO2(标准状况下)
NH4+和
8.三室式电渗析法处理含NH4NO3废水的原理如图所示,在直流电场的作用下,两膜中间的
NO3可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。
工作一段时间后,在两极区均得到副产品NH4NO3。
下列叙述正确的是()
A.a极为电源负极,b极为电源正极
B.c膜是阴离子交换膜,d膜是阳离子交换膜
C.阴极电极反应式为2NO312H+10eN26H2O
D.当电路中通过1mol电子时,会有5.6LO2生成
9.2019年9月新能源国际高峰论坛在山西大同召开,在主题为“氢能源,引领未来”的氢能专业分论坛上介绍了新型电解生物质[以葡萄糖(C6H12O6)为例]制氢技术,其工作原理如图所示,已知杂多酸一磷钼酸(简称PMo12)作催化剂使葡萄糖降解为衍生物小分子,衍生物小分子在电解过程中
转化为CO2。
下列说法错误的是()
A.M电极上由衍生物小分子失电子发生氧化反应
B.电解池中可使用质子交换膜
C.电解过程中,阴极附近的pH升高
D.
标准状况下,在阴极上生成11.2LH2时,阳极消耗7.5g葡萄糖
A.电解Na2SO3溶液时,a极与电池负极相连,图1中H+从电池右边移向左边
B.电解时b极的电极反应式为SO32+H2O-2e-=SO42+2H+
C.电池放电时,负极的电极反应式为VO2+e-+2H+=SO42+H2O
D.若电解过程中图2所有液体进出口密闭,则消耗12.6gNa2SO3,阴极区变化的质量为4.6g
11.利用电化学方法,以甲醇、CO和O2为原料合成有机物(CH3O)2CO(DMC)的工作原理如图所示(A电极和B电极均为石墨)。
下列说法不正确的是(
A.A电极的电极反应式为2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H+
B.电极接流电源负极,B电极上有1molO2参与反应时,A电极上生成1mol(CH3O)2CO
C.合成过程中,H+通过质子交换膜由左池向右池移动,右池中所盛放的电解质溶液可以是稀硫酸
D.该合成过程中涉及电能转变成化学能
12.
普通电解精炼铜的方法所制备的铜中往往仍含杂质,利用下面的双膜(阴离子交换膜和过滤膜)电解装置可制备高纯度的Cu。
下列有关叙述正确的是()
B.甲膜为过滤膜,可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区
C.乙膜为阴离子交换膜,可阻止杂质阳离子进入阴极区
D.当电路中通过1mol电子时,可生成32g精铜二、填空题
13.观察下列装置,回答下列问题。
(1)甲装置中通入乙醇的电极反应式为
(2)
,在Ag电极
用上图装置电解200mL1mol/LCuSO4溶液,石墨电极上的电极反应式是
附近观察到的现象是。
(3)电解一段时间,当甲池消耗了112mLO2(标况下),此时乙装置中溶液的pH为(忽略电
解前后体积变化)。
若要将该溶液完全恢复到电解前的浓度和pH,需要补充的物质是
(4)丙装置中总反应的离子方程式为。
三、实验题
14.中学电化学装置主要有原电池、电解池和电镀池。
(1)电镀铜时,镀件与电源的极连接,电解质溶液应选用(填化学式)。
(2)用惰性电极电解硫酸铜溶液时,若阴阳两极产生气体的体积相等且和为2.24L(标准状况下
测定)时,需加入(填化学式)g,才能使溶液恢复到原状态。
(3)化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉淀在镀件表面形成镀层。
①若用铜盐进行化学镀铜,应选用(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。
②某化学镀铜的反应速率随镀液pH变化如图所示。
该镀铜过程中,镀液pH控制在12.5左右。
据
图中信息,给出使反应停止的方法:
。
15.如图所示装置,C、D、E、F都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。
将直流电源接通后,F极附近呈红色,请回答
1)A极是电源的
2)C极的电极反应式为
(3)现用丙装置给镀件铜镀银,则H应该是(填“镀层金属”或“镀件”),电镀液是
溶液。
当乙中溶液pH是13时(此时乙溶液的体积为500mL),丙中镀件上析出银的质量为克,甲中溶液的pH(填“变大”“变小”或“不变”)
(4)若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生总反应的离子方程式是。
参考答案
1.答案:
A
解析:
2.答案:
C
解析:
本题考查电化学装置的分析。
A项,该原电池中,锌比铜活泼,锌作负极,铜作正极;B项,电解精炼铜时,粗铜作阳极,阳极上铜或比铜活泼的金属杂质失电子发生氧化反应,纯铜作阴极,阴极上铜离子得电子发生还原反应;C项,电镀时,镀层铜作阳极,镀件作阴极,电解过程中,铜单质在阴极析出;D项,电解氯化铜溶液时,惰性电极作阳极,阳极上氯离子失电子生成氯气,无论阴极是否是活泼金属,阴极上都是铜离子得电子生成铜。
3.答案:
B
解析:
本题考查电解质溶液的电解及恢复。
CuSO4为不活泼金属的含氧酸盐,电解对象为Cu2+和
水,所以要恢复到电解前的浓度需加CuO,A项错误;Na2SO4为活泼金属的含氧酸盐,电解对象
为水,所以要恢复到电解前的浓度需加水,B项正确;CuCl2为不活泼金属的无氧酸盐,电解对象为电解质,所以要恢复到电解前的浓度需加电解质本身,C项错误;NaCl为活泼金属的无氧酸
盐,电解对象为Cl和水,所以要恢复到电解前的浓度需加HCl,D项错误。
4.答案:
C解析:
本题考查电解池的工作原理。
由图1可知,左侧石墨(C)连接电源的正极,则为阳极,电解质溶液中的Cl失电子发生氧化反应,电极反应式为2Cl2e=Cl2,右侧石墨(C)连接电源的负极,则为阴极,电解质溶液中的H2O得电子发生还原反应,电极反应式为
2H2O2eH22OH。
A项,Na未参与电极反应,溶液中nNa不变,错误;B项,阳极上电解质溶液中的Cl失电子,电极反应式为2Cl2eCl2,所以nCl-减小,错误;C电解
项,电解反应的方程式为2NaCl2H2O2NaOHCl2H2,nOH增加,cOH增
大,正确;D项,cOH增大,由水的离子积可知cH+减小,错误。
5.答案:
D
解析:
A.阴极反应:
2HeH2,错误;B.电极A为Al,错误;C.电解质为硫酸溶液,氢氧根离子不可能参加反应,错误;D.阳极反应:
2Al3H2O6eAl2O36H,正确。
6.答案:
C
解析:
7.答案:
C
解析:
分析题图可得,c电极上氧离子失电子被氧化,故c作阳极,则a为正极,A错误;若用KOH溶液作电解液,则该装置为电解水的装置,阴极上是氢离子得电子生成氢气,当电解质溶液吸收足量的二氧化碳后变为碳酸氢钾溶液,不能再吸收二氧化碳,B错误;由题图知,d电极得电子,电极反应式为
22
CO324eC3O2,C正确;碳元素的化合价由+4变为0,则转移1mol电子可捕获5.6LCO2(标准状况下),故D错误。
8.答案:
A
解析:
根据题给信息“工作一段时间后,在两极区均得到副产品NH4NO3”,结合题图可知,Ⅱ室中的
NH4+移向Ⅰ室,c膜为阳离子交换膜,Ⅱ室的NO3移向Ⅲ室,d膜为阴离子交换膜;阳离子移向阴极,阴离子移向阳极,故a极为电源负极,b极为电源正极。
Ⅰ室为阴极室,H放电,阴极电极反应式为2H2eH2,Ⅲ室为阳极室,OH放电,阳极电极反应式为4OH4eO22H2O。
综上可知,A正确,B、C错误;当电路中通过1mol电子时,有0.25molO2生成,但未说明是否在标准状况下,故不能用22.4L/mol计算,D错误。
9.答案:
D
解析:
M电极接直流电源正极,M作阳极,由信息知,M电极上由衍生物小分子失电子发生氧化反应,A正确;该装置阳极上葡萄糖失电子后生成H+,H+通过质子交换膜进入阴极区,N电极反
应式为2H2eH2,在循环泵的作用下进入气流分离罐分离出去,该装置应使用质子交换膜,B正确;电解过程中,阴极反应式为2H2eH2,消耗H+,pH升高,C正确;电解过程中,阳极消耗的葡萄糖逐渐降解为衍生物小分子,最终转化为CO2,但不一定全部转化为CO2,1mol
葡萄糖转化的产物不同,则转移的电子数不同,即在阴极上生成标准状况下11.2LH2时,消耗的葡萄糖的质量不确定,D错误。
10.答案:
B
解析:
A项,电解时Na+移向阴极,则a极为阴极,应与电池负极放电相连;由
电池的负极,右侧为正极,则图1中电池内部H+应从左向右移动,故错误。
B项,电解时SO32移向b极(阳极)失电子生成SO24,则b极的电极反应式为SO32+H2O-2e-=SO42+2H+,故正确。
C项,电池放电时,负极的电极反应式为VO2+-e-+H2O=VO2+2H+,故错误。
D项,消耗12.6gNa2SO3(0.1mol),转移0.2mole-,有0.2molNa+移入阴极区,同时,0.2molH+在阴极得电子生成0.1mol氢气逸出,即溶液质量的变化为0.2mol×23g/mol-0.1mol×2g/mol=4.4g,故错误。
11.答案:
B解析:
甲醇和CO在A电极上转变为DMC,A电极的电极反应式为2CH3OH+CO-2e-
=(CH3O)2CO+2H+,A正确;O2在B电极上发生还原反应,则B电极为阴极,接直流电源负极,当
B电极上有1molO2被还原时将生成2mol(CH3O)2CO),B错误;合成过程中,A电极处生成H+,B电极处O2与H+结合生成H2O,合成过程中H+通过质子交换膜向阴极(B电极)移动,右池中所盛放的
电解质溶液可为稀硫酸,C正确;该装置为电解池,合成过程中涉及电能转变成化学能,D正确。
12.答案:
D
解析:
电解精炼铜中,粗铜作阳极,接电源正极,A项错误;乙膜为过滤膜,先对阳极区的阳极泥
及漂浮物过滤,甲膜为阴离子交换膜,防止阳极溶解的杂质阳离子进入阴极区,同时NO3可穿过
该膜,平衡阳极区电荷,B、C项错误;阴极只有Cu2+放电,转移1mol电子时,生成0.5molCu,D项正确。
--2-
13.答案:
(1)C2H5OH-12e-+16OH-=2CO23-+11H2O;
(2)4OH--4e-=H2O+O2↑或2H2O-4e-=O2↑+4H+;有红色固体(Cu)析出;
(3)1;CuO或CuCO3;0.01mol;
(4)Mg2++2Cl-+2H2O电解MgOH2+H2Cl2解析:
(1)装置中通入燃料乙醇的电极是负极,发生失电子的氧化反应,电极反应式为:
--2-
C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O
(2)用上图装置电解200mL1mol/LCuSO4溶液一段时间,当甲池消耗了112mLO2(标况下)即
此时产生硫酸的物质的量是0.01mol,c(H+)=0.02mol0.2L=0.1mol/L,pH=1,产生Cu0.01mol,
(3)根据:
出什么加什么,出多少加多少的思想,若要将该溶液完全恢复到电解前的浓度和pH,需
装置中总反应的离子方程式
要补充的物质是CuO,根据元素守恒,加入氧化铜物质的量是0.01mol
(4)电解氯化镁溶液,在阳极产生氯气,在阴极上产生的是氢氧化镁和氢气为:
Mg2++2Cl-+2H2O电解MgOH2+H2Cl2。
14.答案:
(1)负;CuSO4溶液
(2)CuOH2;4.9
(3)①还原剂②调节溶液的pH在8~9之间
解析:
(1)电镀铜时,镀件作阴极,与电源的负极相连,用CuSO4溶液作电解液。
(2)阳极电极反应式为4OH-4e=2H2OO2,阴极电极反应式为Cu2+2e=Cu、2H+2e=H2,nO2=nH2=0.05mol,说明0.05mol的CuSO4电解完全后又电解了0.05mol的水,因此,复原需要加入0.05mol的CuOH2。
(3)①把Cu2+转化为Cu,需要加入还原剂与之反应。
②根据图象,降低溶液的pH在8~9之间,反应速率为0,即反应停止。
15.答案:
(1)正极
(2)4OH-4e2H2OO2(或2H2O4eO24H+)
(3)镀件;AgNO3;5.4;变小
电解
(4)Fe+Cu2+Fe2+Cu
解析:
(1)C、D、E、F都是惰性电极,将直流电源接通后,F极附近呈红色,说明F电极附近溶液呈碱性,氢离子放电,使氢氧根离子浓度增大,则F为阴极,所以C、E、G为阳极,D、F、
H为阴极,A为正极、B为负极,C电极上水中的OH-放电、D电极上Cu2+放电、E电极上Cl-放电,F电极上H+放电。
(2)C电极为阳极,水中的OH-放电生成O2,电极反应式为4OH-4eO22H2O或
+
2H2O4eO24H+。
(3)用丙装置给铜件镀银,H为阴极,则H是镀件,电镀液是AgNO3溶液;乙中电池反应为
电解
2NaCl2H2O2NaOH+Cl2H2,当乙中溶液pH=13时(此时乙溶液体积为500mL),生
成n(NaOH)=0.1mol/L×0.5L=0.05mol,转移电子的物质的量为0.05mol,根据串联电路中转移电子相等,则丙中镀件上析出银的质量=0.05mol108g/mol5.4g;甲中电池反应电解为
1
电解
2CuSO42H2OO22Cu+2H2SO4,则甲中溶液的pH变小。
(4)甲中若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中阳极上铁失电子发生氧化反应生成Fe2+,
电解
阴极上铜离子发生还原反应生成Cu,所以电池反应为Fe+Cu2+CuFe2+。
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