1、课时作业24电解原理时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题4分，共48分)1下图为电解饱和食盐水的简易装置，下列有关说法正确的是()A电解一段时间后，往蛋壳中的溶液中滴加几滴酚酞，呈红色B蛋壳表面缠绕的铁丝发生氧化反应C铁丝表面生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝D蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触1解析：由题图可知，蛋壳表面的铁丝为阴极，发生反应：2H2e=H2，石墨棒为阳极，发生反应：2Cl2e=Cl2，故往蛋壳中滴加酚酞，溶液不会变红。铁丝为阴极，受到保护，附近H发生还原反应，故选D。答案：D2用石墨作电极，电解下列溶液，阴、阳两极均产生气体，其体积比为21，且电解后
2、溶液的pH增大的是()AKClBNaOHCNa2SO4 DH2SO42解析：已知电极为惰性电极，可以通过判断溶液中离子的放电能力进行判断。A项中，电解产物分别为H2和Cl2，且体积比为11，不符合题意。B项中，电解产物为H2和O2，且体积比为21，由于实际电解的是水，故OH浓度增大，pH增大。在C、D中，电解产物也分别是H2和O2，实际电解的是水，但C项为中性溶液，pH不发生变化，D项为酸性溶液，pH减小。答案：B3根据金属活动性顺序表，Cu不能发生：Cu2H2O=Cu(OH)2H2的反应，但选择恰当的电极材料和电解质溶液进行电解，这个反应就能实现。下列四组电极和电解质溶液中，能实现该反应最为
3、恰当的一组是()ABCD阳极石墨棒CuCuCu阴极石墨棒石墨棒FePt电解质溶液CuSO4溶液Na2SO4溶液H2SO4溶液CuSO4溶液3.解析：分析所给的化学方程式可知Cu为阳极：Cu2e=Cu2；2H2O2e=H22OH为阴极反应；C项电解质溶液H2SO4会与生成的Cu(OH)2中和，实际上不会生成Cu(OH)2；D项在Pt上镀铜，不会生成Cu(OH)2；而B项中Na2SO4溶液起增强导电性作用，可以发生电解反应Cu2H2OCu(OH)2H2。答案：B4用如图装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中所列各项对应关系均正确的一组是()选项电源X极实验前U形管中液体通电后
4、现象及结论A正极Na2SO4溶液U形管两端滴入酚酞试液后，a管中呈红色B正极AgNO3溶液b管中电极反应式是4OH4e=2H2OO2C负极KCl和CuCl2混合溶液相同条件下，a、b两管中产生的气体总体积可能相等D负极Fe(OH)3胶体和导电液b管中液体颜色加深4.解析：X为正极，电解Na2SO4溶液时，实质是电解水，a管中电极为阳极，OH放电，a管中c(H)c(OH)，滴加酚酞试液不变色，A错误；X为正极，电解AgNO3溶液时，b管中电极为阴极，电极反应式为Age=Ag，B错误；Fe(OH)3胶体粒子带有正电荷，X为负极时，Fe(OH)3胶体粒子向a管移动，a管中液体颜色加深，D错误。答案：
5、C5在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作电极电解，两极上均收集到2.24 L气体(标准状况)，则原混合液中Cu2物质的量浓度为()A1 molL1 B2 molL1C3 molL1 D4 molL15解析：电解开始时，只有Cu和O2生成。当CuSO4溶液电解完全时，实质为电解H2SO4溶液，由电解过程可知，实质为电解水，生成H2和O2。在生成这两种气体时，H2和O2的体积比为21。由电极反应式：4OH4e=2H2OO2，Cu22e=Cu,2H2e=H2，知Cu2得电子数和H得电子数之和等于OH失电子数，应有如下关系：422n(Cu2)解得：n(Cu2)0.1 mol，c(
6、Cu2)1 molL1。答案：A6.取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圆呈浅红色。则下列说法错误的是()Ab电极是阴极Ba电极与电源的正极相连接 C电解过程中，水是氧化剂Db电极附近溶液的pH变小6解析：电解饱和NaCl溶液，阳极生成Cl2，Cl2与水反应生成HClO和HCl，盐酸具有酸性，可使pH试纸变红，HClO具有漂白性，又可将红色漂白，故内圆为白色，外圆为浅红色，可推出a为阳极，A正确；a为阳极与电源正极相连，B正确；电解过程中，H2O得电子，为氧化剂，C正确；b电极附近有OH生成
7、，pH增大，D错。答案：D7.某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。如图所示，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B铂片端作阴极，发生氧化反应C铅笔端有少量氯气产生Da点是负极，b点是正极7解析：铅笔端出现红色字迹，说明在铅笔端生成了氢氧化钠，所以该极应该是阴极，与此相连的a点是电源的负极；则铂片是阳极，与此相连的b点是电源的正极。答案：D8Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应为：2CuH2OCu2OH2。下列说
8、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当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成8解析：由总反应知失电子的为Cu，得电子的是 H2O中的H。因此Cu极为电解池的阳极，接电源的正极，石墨为阴极，接电源的负极。当有0.1 mol电子转移时，应有0.05 mol Cu2O生成。故选A。答案：A9用石墨电极电解1 L含硝酸铜和氯化钠各0.1 mol的混合溶液，当阳极上生成2.24 L(标准状况)气体时，假设溶液的体积不变，下列说法正确的是()A电解过程中溶液中有蓝色沉淀生成B阴极也产生2.24 L(标准状况)气体C阴极增重6.4 gD所得溶液
9、的pH大于79解析：含硝酸铜和氯化钠各0.1 mol的混合溶液中，各离子的物质的量分别为Cu2 0.1 mol, Na 0.1 mol、Cl 0.1 mol、NO 0.2 mol。阳极Cl先放电：2Cl2e=Cl2，由于Cl仅0.1 mol，故电子转移了0.1 mol，标准状况下放出Cl2 0.05 mol，即1.12 L。根据题意知，阳极生成2.24 L(标准状况)气体，故OH继续放电：4OH4e=2H2OO2，放出O2的体积为2.24 L1.12 L1.12 L，此时电子转移了0.2 mol，消耗OH 0.2 mol，即在电解过程中共转移0.3 mol电子。阴极上发生还原反应：Cu22e=
10、Cu，A项错误；因溶液中含Cu20.1 mol，故阴极析出铜6.4 g，C项正确；此时消耗了0.2 mol电子，还有0.1 mol电子由H消耗：2H2e=H2，故标准状况下放出H2 0.05 mol，即1.12 L，B项错误；需H 0.1 mol，故消耗OH的物质的量大于H的，所得溶液的pH小于7，D项错误。答案：C10如下图所示，将两烧杯用导线相连，Pt、Cu、Zn、石墨棒分别为四个电极，当闭合开关后，下列叙述正确的是()ACu极附近OH浓度增大BCu极为电解池阳极C电子由石墨棒流向Pt极D当石墨棒上有4 mol电子转移时，Pt极上有1 mol O2生成10解析：闭合开关后，右侧装置中有自发
11、发生的氧化还原反应，是原电池，Zn作原电池的负极，石墨棒作正极，左侧装置是电解池，Cu作阴极，Pt作阳极，B错误；Cu极的电极反应为2H2e=H2，OH浓度增大，A正确；电子由电解池的阳极Pt流向原电池的正极石墨棒，C错误；Pt极的电极反应为2Cl2e=Cl2，当有4 mol电子转移时，Pt极上有2 mol Cl2生成，D错误。答案：A11如下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法中不正确的是()AX是正极，Y是负极BX是负极，Y是正极CCuSO4溶液的pH逐渐变小DNaCl溶液的pH逐渐变大11解析：根据实验现象知，b极是电解池的阴极，则Y是负极，X是
12、正极；烧杯内电解CuSO4溶液，产物为Cu、O2和H2SO4，一段时间后溶液的酸性增强，U形管电解NaCl溶液，产物为Cl2、H2和NaOH，一段时间后溶液的碱性增强。答案：B12甲中盛有0.1 mol/L稀硫酸，乙中盛有0.1 mol/L CuCl2溶液(两种溶液均足量)，装置如下图所示，下列说法不正确的是()A甲为原电池，乙为电解池B甲为电解池，乙为原电池C当甲中产生0.1 mol气体时，乙中产生气体的物质的量也为0.1 molD一段时间后，甲中溶液的pH增大12解析：构成甲装置的是活动性不同的两个电极、电解质溶液且两极形成了闭合回路，显然甲装置为原电池，且甲为乙的电解提供电能。电极反应分
13、别如下：甲中2H2e=H2(正极)，Fe2e=Fe2(负极)；乙中Cu22e=Cu(阴极)，2Cl2e=Cl2(阳极)，综上，B错误。答案：B二、非选择题(52分)13(16分)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是_极，发生_反应(填“氧化”或“还原”，下同)，电极反应式为_；Cu是_极，发生_反应，电极反应式为_，A中总反应的化学方程式为_。(3)B池中C是_极，发生_反应，电极反应为_；Pt是_极，发生_反应，电极反应为_。B池中总反应的化学方程式为_。(4)C池中
14、Zn是_极，发生_反应，电极反应为_；Cu是_极，发生_反应，电极反应为_。反应过程中，溶液浓度_(填“变大”“变小”或“不变”)。13解析：判断装置是原电池还是电解池，关键是看它有没有外接直流电源，有则为电解池，无则为原电池。由此可知A为原电池，B和C为电解池，且C较为特殊，实际为电镀铜的装置。原电池中电极分为正极、负极，相对活泼的金属作负极失去电子发生氧化反应，相对较不活泼的金属作正极。所以A中Zn作负极失去电子被氧化，发生反应为Zn2e=Zn2；Cu为正极，电解液中阳离子在正极上得电子被还原，发生反应为Cu22e=Cu。A池中总反应为上述两个半反应的和，即ZnCu2=CuZn2。电解池中
15、规定与直流电源负极相连的电极为阴极，与直流电源正极相连的电极为阳极。在外电场的作用下，溶液中的H和Cu2均移向阴极C棒，但因盐溶液中阳离子得电子能力Cu2H，因而发生还原反应Cu22e=Cu。同时溶液中失电子能力较强的Cl在阳极Pt表面被氧化，电极反应为2Cl2e=Cl2。总反应方程式为CuCl2CuCl2。装置C中阳极为活性电极Cu，当阳极不是惰性电极时，电极本身会被强迫失电子而发生氧化反应Cu2e=Cu2，生成离子进入溶液，此时溶液中阴离子不能失电子。而阴极上发生还原反应Cu22e=Cu，两极反应速率相等，溶液中其他离子不发生反应，因而溶液浓度保持不变。答案：(1)ABC(2)负氧化Zn2
16、e=Zn2正还原Cu22e=CuZnCu2=CuZn2(3)阴还原Cu22e=Cu阳氧化2Cl2e=Cl2CuCl2CuCl2(4)阴还原Cu22e=Cu阳氧化Cu2e=Cu2不变14.(10分)25 时，用石墨电极电解2.0 L 0.5 molL1 CuSO4溶液。5 min后，在一个石墨电极上有6.4 g Cu生成。试回答下列问题：(1)发生氧化反应的是_极，电极反应为_。(2)若电解后溶液的体积不变，则电解后溶液的pH为_。(3)若将溶液恢复到与电解前一样，则需加入_ mol的_。(4)若用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差_g，电解液的pH_(填“变小”、“变大”或
17、“不变”)。14解析：(1)n(CuSO4)2.0 L0.5 molL11.0 mol，而在阴极析出的Cu的物质的量为0.1 mol，故CuSO4未完全电解，阳极发生氧化反应，电极反应为4OH4e=2H2OO2。(2)总反应：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4 2 2 2 1 2 0.1 mol 0.1 mol 0.1 mol 0.05 mol 0.1 mol所以电解后c(H)0.1 molL1。故pHlg0.11。(3)电解后生成的0.1 mol Cu和0.05 mol O2脱离该体系，即相当于0.1 mol CuO，因此若将溶液复原，则应加入0.1 mol CuO。(4)此时为电镀
18、池，阳极反应为Cu2e=Cu2，阴极反应为Cu22e=Cu，因此若阴极上析出6.4 g铜，则阳极溶解6.4 g铜，电解后两铜片质量差为6.4 g6.4 g12.8 g，而电解液的pH不变。答案：(1)阳4OH4e=2H2OO2(2)1(3)0.1CuO(4)12.8不变15(12分)下图所示装置为相互串联的甲、乙两电解池。试回答下列问题：(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，A是_极，材料是_，电极反应为_；B是_极，材料是_，主要电极反应为_；电解质溶液为_。(2)乙池中若滴入少量酚酞溶液，电解一段时间后Fe极附近呈_色。(3)若甲池中阴极增重12.8 g，则乙池中阳极放出的气体在标准状况下
19、的体积为_。若此时乙池剩余液体为400 mL，则电解后得到碱液的物质的量浓度为_，pH为_。15解析：(1)甲为电解精炼铜的装置，A是阴极，材料为纯铜，电极反应为Cu22e=Cu；B是阳极，材料是粗铜，主要电极反应为Cu2e=Cu2，电解质溶液为CuSO4溶液或CuCl2溶液。(2)乙池为电解NaCl溶液的装置，其中铁作阴极，H放电，相当于生成了OH，使酚酞溶液变红色。(3)若甲池阴极增重12.8 g，即生成了0.2 mol纯铜，转移了0.4 mol电子，根据串联电路中转移电子数相等，由乙池中阳极上发生反应2Cl2e=Cl2知，产生0.2 mol Cl2，标准状况下的体积为4.48 L；由阴极
20、上的电极反应2H2e=H2知，溶液中剩余0.4 mol OH，若乙池中剩余液体为400 mL，则电解后得到OH的物质的量浓度为1.0 mol/L，pH为14。答案：(1)阴纯铜Cu22e=Cu阳粗铜Cu2e=Cu2CuSO4溶液(其他合理答案也可)(2)红(3)4.48 L1.0 mol/L1416(14分)(1)根据下图回答下列问题：打开K2，闭合K1。A极可观察到的现象是_；B极的电极反应为_。打开K1，闭合K2。A极可观察到的现象是_；B极的电极反应为_。(2)根据下图回答下列问题：将较纯净的CuSO4溶液放入如图所示的装置中进行电解，石墨电极上的电极反应为_，电解反应的离子方程式为_。
21、实验完成后，铜电极增重a g，石墨电极产生气体的体积为_L(标准状况)。16解析：(1)此时为原电池，A极(锌)为负极，不断溶解，B极为正极，电极反应为Cu22e=Cu。此时为电解池，A极为阴极，电极反应为Cu22e=Cu，故A极上镀上了一层红色的铜，B极为阳极，电极反应为Cu2e=Cu2。(2)此时为惰性电极电解CuSO4溶液，石墨电极上的电极反应为4OH4e=2H2OO2，总反应的离子方程式为2Cu22H2O2CuO24H。V(O2)22.4 L/mol L L。答案：(1)锌不断溶解Cu22e=CuA极上镀上了一层红色的铜Cu2e=Cu2(2)4OH4e=2H2OO22Cu22H2O2CuO24H