1、1.2 电能转化为化学能电解 每课一练（鲁科版选修4） 1电解CuSO4和NaCl的混合溶液，开始时阴极和阳极上分别析出的物质是()AH2和Cl2 BCu和Cl2 CH2和O2 DCu和O2答案B解析由放电顺序Cu2HNa，ClOHSO知开始时析出Cu与Cl2。2用惰性电极分别电解下列各物质的水溶液，一段时间后，向剩余电解质溶液中加入适量相应的溶质能使溶液恢复到电解前浓度的是()AAgNO3 BNa2SO4 CCuCl2 DKCl答案C解析直接加入溶质就能使溶液恢复到电解前的浓度应属于电解溶质型，即选C；AgNO3发生的电解反应是4AgNO32H2O4AgO24HNO3，可加Ag2O、Ag2C
2、O3；电解Na2SO4的水溶液实际电解的是水；电解KCl水溶液实际电解的是溶质和溶剂，类似电解NaCl溶液，通HCl气体能恢复原状。3在水中加入等物质的量的Ag、Pb2、Na、SO、NO、Cl，该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中，通电片刻后氧化产物与还原产物的质量比为()A35.5108 B16207 C81 D10835.5答案C解析因Pb2SO=PbSO4，AgCl=AgCl，所得溶液为NaNO3的水溶液，通电后实质是电解水，2H2O2H2O2，氧化产物为O2，还原产物为H2，其质量之比为32(22)81。4如图所示的两个实验装置中，溶液的体积均为200 mL，开始时电解质溶液的浓度均为
3、0.1 molL1，工作一段时间后，测得两端导线中均通过0.02 mol电子，若不考虑盐的水解和溶液体积的变化，则下列叙述中正确的是()A产生气体的体积：B两极上析出物质的质量：C溶液的pH变化：增大，减小D电极反应式：中阳极：4OH2H2OO24e；中阴极：2H2eH2答案D解析A选项中因中只有阳极上发生4OH2H2OO24e的反应而放出气体，中只有阴极上发生2H2eH2的反应而放出气体，通过等量的电子时，产生的气体体积为，A不正确；B选项中中在阴极上发生Cu22eCu，在阳极上发生：4OH2H2OO24e，析出Cu和O2，而在中只在阴极上析出H2，故电极上析出物质的质量；C选项中中电解Cu
4、SO4溶液时，生成了H2SO4(2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2)使溶液酸性增强，pH减小；中反应消耗了H2SO4，使H减小，pH增大；只有选项D正确。5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 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 Da点是负极，b点是正极答案D解析本题实际是对以铂片、铅笔(石墨)为电极电解NaCl的实验的讨论。在电解时铅笔作阴极连在电源的负极。铅笔这一极的电极反应式为2H2O2e2OHH
5、2(或2H2eH2)，这样在铅笔走过的地方就有较多的OH产生，所以会出现红色字迹。综合分析知D正确。6用含有少量银和锌的粗铜做阳极，纯铜片做阴极，CuSO4溶液做电解液，电解一段时间后，阳极减少的Cu的质量为m g，则()A电解液质量增加m g B阴极质量增加a g，amC阴极质量增加m g D阴极质量增加b g，bm答案B解析阳极溶解的金属有Zn、Fe、Ni、Cu及Au、Ag等，阴极只析出Cu。因为阴、阳两极转移的电子数相等，故可判断阳极溶解的Cu的质量(质量减少)比阴极析出的Cu的质量(质量增加)小。7串联电路中的四个电解池分别装有0.05 molL1的下列溶液，用惰性电极进行电解，连接直
6、流电源一段时间后，溶液的pH最小的是()AKNO3 BNaCl CAgNO3 DCuCl2答案C解析电解KNO3溶液的实质是电解水，pH不变。电解NaCl溶液，H在阴极上放电，阴极附近OH浓度增大；阳极上Cl放电，阳极区域H、OH浓度基本不变，整个溶液pH变大。电解AgNO3溶液，阴极Ag放电；阳极是OH放电，阳极区域H浓度变大，溶液pH变小。电解CuCl2溶液，H或OH都没有放电，但CuCl2是强酸弱碱盐，水解后溶液呈酸性，因此若CuCl2完全电解后，如果不考虑Cl2溶于水生成HCl和HClO，溶液呈中性，pH增大(实际上由于生成HCl、HClO，溶液呈酸性)。8如下图所示的装置，C、D、E
7、、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。则以下说法正确的是()A电源B极是正极B甲、乙装置的C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量之比为1222C欲用丙装置给铜镀银，H应该是Ag，电镀液是AgNO3溶液D若装置丁中看到的现象是Y极附近红褐色变深，则氢氧化铁胶体粒子带负电答案B解析由F极附近显红色可得F极作阴极，则电源B为负极，A为正极，故A项错误；甲中C电极生成氧气，D电极生成铜，乙中E电极生成氯气，F电极生成氢气，根据电子得失守恒可得四个电极上生成单质的物质的量之比为1222，故B正确；用丙装置给铜镀银，H应该为铜，C错误；丁中氢氧化铁胶体粒子带正电
8、荷，Y作阴极，故胶粒向Y极移动，应在Y极附近看到红褐色变深。9按下图的装置进行电解实验，A极是铜锌合金，B极为纯铜。电解质溶液中含有足量的Cu2。通电一段时间后，若A极恰好全部溶解，此时B极质量增加7.68 g，溶液质量增加0.03 g，则A极合金中Cu、Zn的原子个数比为() A41 B31 C21 D53答案B解析先根据条件写出两极发生的电极反应：阳极：ZnZn22eCuCu22e阴极：Cu22eCuB电极析出的铜为7.68 g，物质的量是0.12 mol，所以电解过程中共转移的电子是0.24 mol；溶液质量增加的原因是进入溶液的锌的质量比同时在阴极析出的铜的质量大，设n(Zn)x mo
9、l，则此时析出的n(Cu)x mol，根据题意可知65x64x0.03，解得x0.03，根据电子守恒可知合金中的n(Cu)(0.240.032)/20.09 mol，故答案为B。10用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为13的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能发生的反应有()2Cu22H2O2Cu4HO2Cu22ClCuCl22Cl2H2O2OHH2Cl22H2O2H2O2A B C D答案C解析假设混合溶液中含有1 mol Cu2、1 mol SO、3 mol Na、3 mol Cl、H、OH，又因阴极上Cu2得电子能力强于H，阳极上Cl失电子能力强于OH，故Cu2放电完全时，还剩余1
10、mol Cl没放电，当剩余1 mol Cl放电时，则由水电离出的H同时放电，当剩余的1 mol Cl放电完全后，则是电解水，故选C。11某温度下，取一定质量的硫酸铜溶液，用石墨做电极进行电解，当阳极产生标况下气体1.12 L时，CuSO4恰好被完全电解，得到密度为1.2 gcm3的溶液200 mL。求：(1)电解后所得溶液的H为_。(2)电解前所取CuSO4溶液的质量为_g。(3)若要使电解后所得溶液恢复至电解前的原状态，需要加入何种物质(只要求写出一种)，其化学式为_，加入物质的质量为_g。答案(1)1 molL1(2)248(3)CuO8(或CuCO312.4)解析由n(O2)0.05 m
11、ol可知通过的电子n(e)0.2 mol，产生的n(H)0.2 mol，原CuSO4的物质的量为n(CuSO4)0.1 mol，电解消耗的H2O为0.1 mol即1.8 g。(1)H1 molL1。(2)电解后的溶液质量为240 g，其中H2SO4的质量是9.8 g，水的质量是230.2 g，所以原CuSO4溶液的质量是16 g(CuSO4)1.8 g(消耗的H2O)230.2 g(剩余的H2O)248 g。(3)电解产物是0.1 mol Cu和0.05 mol O2，加入0.1 mol CuO或0.1 mol CuCO3均可使溶液恢复到原状态。12由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室很难
12、用亚铁盐与碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。某研究性小组在研究制备Fe(OH)2的过程中，按图进行实验，最终在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀。 (1)请从所提供的试剂或电极材料中选择正确的序号填在横线上：纯水NaCl溶液NaOH溶液四氯化碳CuCl2溶液乙醇铁棒植物油碳棒a为_，b为_，c为_，d为_。(填序号)(2)书写电极反应式：阳极_。阴极_。(3)c的作用是_。(4)在加入c之前，对d溶液的简单处理应是_，这样处理的目的是_。答案(1)(或)(2)FeFe22e2H2eH2(3)将溶液与空气隔开，防止Fe(OH)2被氧化(4)加热除去其中溶解的O213下图中电极a、b分别为Ag
13、电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上的试管中共收集到336 mL (标准状况)气体。回答：(1)直流电源中，M为_极。(2)Pt电极上生成的物质是_，其质量为_g。(3)电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为2_。(4)AgNO3溶液的浓度_(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，硫酸的浓度_。(5)若硫酸的质量分数由5.00%变为5.02%，则原5.00%的硫酸溶液质量为_g。答案(1)正(2)Ag2.16(3)21 (4)不变增大(5)45.18解析电解5.00%的稀硫酸，实际上是电解其中的水。因此在该电解池中发生反应：
14、2H2O2H2O2，V(H2)V(O2)21。据此可确定d极为阴极，则电源的N极为负极，M极为正极。在336 mL气体中，V(H2)336 mL224 mL，为0.01 mol；V(O2)336 mL112 mL，为0.005 mol，说明电路中有0.02 mol电子通过，因此在b极(Pt、阴极)产生Ag：0.02 mol108 gmol12.16 g，即0.02 mol的Ag。则n(e)n(Ag)n(O2)n(H2)0.020.020.0050.01221。由Ag(阳)电极、Pt(阴)电极和AgNO3溶液组成的电解池，在通电一定时间后，在Pt电极上发生还原反应所消耗溶液中Ag的物质的量等于A
15、g电极被氧化给溶液补充的Ag的物质的量，因此AgNO3溶液的浓度不变。电解5.00%的硫酸，由于其中的水发生电解，因此硫酸浓度增大。设原5.00%的硫酸为x g，电解时消耗水0.01 mol18 gmol10.18 g，则5.00%x5.02%(x0.18 g)，解得x45.18 g。14请按要求回答下列问题。(1)根据图1回答：A电极可观察到的现象是_，电极反应式为_；B极的电极反应式为_。通电一段时间后，CuSO4溶液的浓度_，pH_(填“变大”、“变小”或“不变”)。(2)根据图2回答： 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式为_，电解反应的离子方程式为_。实验完成后，铜电极增重a g，石墨电极产生标准状况下的气体体积_L。答案(1)锌极镀上一层红色的物质Cu22eCuCuCu22e不变不变(2)4OH2H2OO24e2Cu22H2O2CuO24H0.175a解析(1)A极为阴极，有红色铜在Zn极表面析出；B极为阳极，Cu失去电子变成Cu2进入溶液。通电一段时间后，根据电子得失守恒知，溶解到溶液中的Cu与在Zn极析出的Cu相等，同时H未发生改变，可得出答案。(2)图2中石墨为阳极，其电极反应式为4OH2H2OO24e，总电解反应式为2Cu22H2O2CuO24H。根据电子转移守恒，得24V0.175a。