1、学业分层测评(四)(建议用时：45分钟)学业达标1关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是 () A原电池中失去电子的一极为负极B电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极C原电池中相对活泼的一极为正极D电解池中发生氧化反应的一极为阳极【解析】根据两池的结构与反应原理可确定，原电池中相对活泼的一极为负极。【答案】C2某学生欲完成2HCl2Ag=2AgClH2反应，设计了下列四个实验，你认为可行的实验是()【解析】反应不能自发进行，应设计成电解池，金属银失电子作阳极与电源的正极相连。【答案】C3如图是电解FeCl3溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是()Aa为负极、b为正
2、极Ba为阳极、b为阴极C电解过程中，d电极质量不变D电解过程中，氯离子浓度不变【解析】依据装置图中电解液中阴、阳离子的运动方向分析电极名称，与电源正极连接的为阳极，与电源负极连接的为阴极；电解时Fe3在阴极得到电子生成Fe2，氯离子在阳极失电子生成氯气。电流从正极流向负极，根据装置图中电解液中阴、阳离子的运动方向判断a为电源正极，b为电源负极，故A错误；a为电源正极，与a连接的电极c为阳极；b为电源负极，与负极相连的电极d为阴极，故B错误；电解过程中，Fe3在阴极d上得电子生成Fe2，所以d电极质量不变，故C正确；氯离子在阳极失电子生成氯气，电解过程中，氯离子浓度减小，故D错误。【答案】C4如
3、图所示，电解未精制饱和食盐水(含有少量Mg2)，在碳棒和铁片表面均有气体生成，一段时间后铁片附近出现浑浊现象。下列叙述正确的是() A碳棒接直流电源的负极B碳棒上发生还原反应C铁片上的电极反应式为2Cl2e=Cl2D铁片附近出现的浑浊物是Mg(OH)2【解析】在碳棒和铁片表面均有气体生成，一段时间后铁片附近出现浑浊现象，可知碳为阳极，Fe为阴极，电解饱和食盐水，阳极上阴离子放电，阴极上阳离子放电，同时阴极生成氢氧化镁沉淀。碳棒为阳极，连接电源的正极，A错误；碳棒为阳极，阳极上阴离子失电子发生氧化反应，B错误；铁片为阴极，发生还原反应，电极方程式为2H2e=H2，同时生成OH，则出现的浑浊物是M
4、g(OH)2，C错误，D正确。【答案】D5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【解析】电解熔融的氧化铝制取金属铝，用碳作阳极，如果用铁作阳极，则铁失电子而消耗，故A不对；B、C、D符合生产实际，正确。【答案】A6在铁制品上镀上一定厚度的铜层，以下电镀方案中正确的是 ()A铜作阳极，铁制品作阴极，溶液中含Fe2B铜作阴极，铁制品作阳极，溶液中含Cu2C铜作阴极，铁制品作阳极，溶液中含Fe3D铜作阳极，铁制品作阴极，溶液中含Cu2【解析】电镀时，镀层作阳极、镀
5、件作阴极，镀层材料金属与电解质溶液中金属阳离子为同一元素，在Fe制品上镀上一层Cu时，镀层Cu作阳极、镀件Fe作阴极，且电解质为可溶性的铜盐，电解质溶液中含有铜离子，答案选D。【答案】D7工业上电解食盐水的阴极区产物是()A氯气B氢气和氯气C氢气和氢氧化钠 D氯气和氢氧化钠【解析】用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式为2H2e=H2，破坏水的电离平衡，阴极区域OH与Na结合成NaOH。【答案】C8如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈蓝色。下列说法中不正确的是()Ax是正极，y是负极Ba极产生氢气，b极生成I2Ca极和Pt电极都有气泡产生DU形管中溶液的碱性增强【解析
6、】淀粉遇碘变蓝b极生成I2，即确定b极发生反应2I2e=I2，则b极是阳极，x是负极，y是正极，a极H放电，发生反应2H2e=H2，产生氢气，U形管中总反应式为2KI2H2O2KOHH2I2，溶液的碱性增强，故A错误，B、D正确；石墨为阴极，铂为阳极，电极反应分别是Cu22e=Cu,4OH4e=2H2OO2，C正确。【答案】A9把分别盛有熔融的KCl、MgCl2、Al2O3的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为 () A123B321 C631D632【解析】该题考查了电解中转移电子的物质的量与析出金属的化合价及物质的量的关系。在氯化钾、氯化镁、氧化铝中K
7、、Mg、Al分别为1价、2价、3价，在串联电路中，相同时间通过的电量相同，当都通过6 mol电子时，析出K、Mg、Al的物质的量分别为6 mol、3 mol、2 mol，则n(K)n(Mg)n(Al)632。【答案】D10用如下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，铜为_极。(2)A中发生反应的化学方程式为_，溶液酸性_。(3)在B中观察到的现象是_。(4)D端的电极反应式为_。【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，Cu溶解发生的
8、反应为：Cu2e=Cu2，石墨为阴极发生的电极反应为：2H2e=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，发生电极反应为：2H2e=H2。【答案】(1)负阳(2)4AgNO32H2O4Ag4HNO3O2增强(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)2H2e=H211如图所示，甲、乙为相互串联的两个电解池。甲乙(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A电极名称为_极，电极材料是_，电极反应式为_，电解质溶液可以是_。(2)乙池中铁极电极反应式为_，若在乙池中滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间后，铁极附近呈_色。(
9、3)若将乙中的石墨电极改为银电极，则乙池为_装置，电解一段时间后，溶液的浓度_，现象_。【解析】精炼铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，含Cu2的溶液作电解质溶液；铁电极是电解池的阴极，溶液中Ag得电子生成Ag，阳极OH放电，溶液呈酸性，滴入酚酞试液无变化；若银电极作阳极，AgNO3溶液作电解液，形成电镀池，溶液的浓度不变。【答案】(1)阴精铜Cu22e=Cu含Cu2的溶液(2)Age=Ag无(3)电镀不变铁表面附着一层光亮的金属银12电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和Na
10、Cl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：电解池中X极上的电极反应式是_，在X极附近观察到的现象是_。Y电极上的电极反应式是_，检验该电极反应产物的方法是_。(2)如果用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：X极的材料是_，电极反应式为_。Y极的材料是_，电极反应式为_。(说明：杂质发生的电极反应不必写出)【解析】(1)用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极反应：2Cl2e=Cl2；阴极反应：2H2e=H2。与电源正极相连的为阳极，反之为阴极。所以X为阴极，Y为阳极。X极在反应过程中消耗了H2O电离出的H，溶液呈碱性，加入酚酞试液变成红色；Y极产生Cl2，能使湿润的KI淀粉
11、试纸变为蓝色。(2)电解精炼Cu时，用含杂质的Cu为阳极，纯Cu为阴极。反应过程中阳极上的Cu以及比Cu活泼的金属失去电子，成为离子进入溶液，活泼性比Cu差的金属形成阳极泥；在阴极只有Cu2能得电子成为单质，其他较活泼的金属对应的离子不能得电子。根据装置图，X为阴极，Y为阳极。所以，X电极的材料是纯铜，电极反应式为Cu22e=Cu；Y电极的材料是粗铜，电极反应式为Cu2e=Cu2。【答案】(1)2H2e=H2放出气体，溶液变红2Cl2e=Cl2把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色(2)纯铜 Cu22e=Cu粗铜 Cu2e=Cu2能力提升13用石墨电极完成下列电解实验。实验一实验二装
12、置现象a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生下列对实验现象的解释或推测不合理的是()Aa、d处：2H2O2e=H22OHBb处：2Cl2e=Cl2Cc处发生了反应：Fe2e=Fe2D根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜【解析】根据a、d处试纸变蓝，可判断a、d两点都为电解池的阴极，发生的电极反应为2H2O2e=H22OH，A选项正确；b处变红，局部褪色，说明b为电解池的阳极，2Cl2e=Cl2，氯气溶于水生成盐酸和次氯酸：Cl2H2O=HClHClO，HCl溶液显酸性，HClO具有漂白性，B选项不正确；c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子
13、，发生的电极反应为Fe2e=Fe2，C选项正确；实验一中ac形成电解池，db形成电解池，所以实验二中也形成电解池，铜珠的左端为电解池的阳极，铜失电子生成铜离子，m、n是铜珠的右端，为电解池的阴极，开始时产生气体，后来铜离子得到电子生成单质铜，故D选项正确。【答案】B14三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na和SO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。下列叙述正确的是()A通电后中间隔室的SO离子向正极迁移，正极区溶液pH增大B该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品
14、C负极反应为2H2O4e=O24H，负极区溶液pH降低D当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成【解析】A项正极区发生的反应为2H2O4e=O24H，由于生成H，正极区溶液中阳离子增多，故中间隔室的SO向正极迁移，正极区溶液的pH减小。B项负极区发生的反应为2H2O2e=H22OH，阴离子增多，中间隔室的Na向负极迁移，故负极区产生NaOH，正极区产生H2SO4。C项由B项分析可知，负极区产生OH，负极区溶液的pH升高。D项正极区发生的反应为2H2O4e=O24H，当电路中通过1 mol电子的电量时，生成0.25 mol O2。【答案】B15在固态金属氧化物电解池中，高
15、温下电解H2OCO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如下图所示。下列说法不正确的是() AX是电源的负极B阴极的电极反应式是：H2O2e=H2O2 ，CO22e=COO2C总反应可表示为：H2OCO2H2COO2D阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是11【解析】A项，根据图示，X极产物为H2和CO，是H2O与CO2的还原产物，可判断在X极上发生还原反应，由此判断X极为电源的负极，A项正确；B项，根据题意，电解质为固体金属氧化物，可以传导O2，故在阴极上发生的反应为H2O2e=H2O2，CO22e=COO2，B项正确；C项，根据电极产物及B项发生的电极反应可知，该反应的总反
16、应方程式为H2OCO2H2COO2，C项正确；D项，根据C项的电解总反应方程式，阴阳两极生成的气体的物质的量之比为21，D项错误。【答案】D16A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：阳离子Na、K、Cu2阴离子SO、OH上图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了16 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间(t)的关系图如上。据此回答下列问题：(1)M为电源的 _极(填写“正”或“负”)，电极b上发生的电极反应为_。(2)计算电极e上生成的气体在标准状况下的体积_
17、。(3)写出乙烧杯的电解池反应_。(4)如果电解过程中B溶液中的金属离子全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？_。(5)若经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了16 g，要使丙恢复到原来的状态，操作是_。【解析】根据溶液pH的变化情况，可知丙为硫酸钾或者硫酸钠，乙为硫酸铜，甲为氢氧化钠或者氢氧化钾，接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了16 g，则c电极为阴极，M为电源负极，b为阳极，电极反应式为4OH4e=2H2OO2；丙中e电极为阴极，生成的气体为氢气，根据16 g铜单质，可以确定氢气物质的量为0.25 mol，标准状况下为5.6 L；乙中为电解硫酸铜溶液，电解反应式为：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4；如果电解过程中B溶液中的金属离子全部析出，此时电解硫酸溶液，电解反应可继续进行，实质为电解水；经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了16 g，丙实际上电解水，要使丙恢复到原来的状态，需要添加水，其物质的量(等于氢气的物质的量)为0.25 mol，质量为4.5 g。【答案】(1)负4OH4e=2H2OO2(2)5.6 L(3)2CuSO42H2O2CuO22H2SO4(4)能；因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应变为电解水的反应(5)向丙烧杯中加4.5 g水