1、第 3 课时 习题课1.将 Al 片和 Cu 片用导线相连，一组插入浓 HNO3 溶液中，一组插入稀 NaOH 溶液中，分别形成了原电池，则在这两个原电池中，正极分别为()AAl 片、Cu 片BCu 片、Al 片CAl 片、Al 片DCu 片、Cu 片解析 将 Al 片和 Cu 片用导线相连，插入浓 HNO3 溶液中，此时 Al 在浓硝酸中钝化，不能继续反应，而 Cu 却能与浓硝酸持续反应。也就是说，在这种情况下，Cu 易失去电子而Al 却表现相对“惰性”，“相对活泼”的 Cu 为负极；插入稀 NaOH 溶液中，Al 能与 NaOH溶液反应，此时 Al 失去电子被氧化，也就是 Al 为负极。答
2、案 A2.若某池(电解池或原电池)的总反应离子方程式是 Cu2H=Cu2H2，关于此池的有关说法正确的是A该池只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极B该池只能是原电池，且电解质溶液为硝酸C该池可能是原电池，也可能是电解池D该池只能是电解池，电解质溶液可以是硫酸铜答案 A解析 铜与 H不反应，因此不可能是原电池，只能是电解池。在该电解池中，铜失去电子被氧化，因此铜作电解池的阳极，A 正确，B、C 错误；D 选项中若电解质溶液是硫酸铜溶液，则相当于电镀铜，与题给离子方程式不符，故 D 错误。3.关于电解 NaCl 水溶液，下列叙述正确的是()A电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B若在阳极附近的
3、溶液中滴入 KI 溶液，溶液呈棕色C若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色D电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性解析 电解食盐水时发生的反应：阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2H2O2e=H22OH总反应式：2NaCl2H2O=电解 2NaOHH2Cl2对照分析选项，A 错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的 Cl2，滴加 KI 溶液后发生反应：Cl22I=I22Cl，溶液呈棕色，B 正确；阴极附近产生大量的 OH，滴加酚酞后变红色，C 错误；电解后生成 NaOH，溶液呈碱性，D 错误。答案 B4.某同学按下图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是()A电解过程中，
4、铜电极上有 H2 产生B电解初期，总反应方程式为：CuH2SO4 电解,CuSO4H2C电解一定时间后，石墨电极上有气体放出D整个电解过程中，H的浓度不断增大答案 B解析 由题目所给图示可知：活泼金属铜作阳极，发生反应：Cu2e=Cu2，电解初期，溶液中的 H在阴极石墨上发生反应：2H2e=H2，电池反应式为 CuH2SO4=电解CuSO4H2，所以 A、D 选项不正确，B 选项正确；随着电解过程不断进行，溶液中的 Cu2浓度不断增大，一定时间后即当 Cu2移动到阴极附近时，由于 Cu2的氧化性大于 H，故此时阴极发生反应：Cu22e=Cu，故 C 选项不正确。5.甲、乙两个容器中，分别加入
5、0.1 molL1 的 NaCl 溶液与 0.1 molL1 的 AgNO3 溶液后，以 Pt 为电极进行电解时，在 A、B、C、D 各电极上生成物的物质的量之比为()A2241B2341C1422D1111解析 此装置相当于两个电解槽串联到一起，在整个电路中电子转移总数相等，首先判断各极的产物，即 A 极产物 H2，B 极产物 Cl2，C 极产物 Ag，D 极产物 O2，若整个电路中有 4 mol 电子转移，有 2H22Cl24AgO24e，则 A、B、C、D 各电极上生成物的物质的量之比为 2241。答案 A6电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样的电池的发明是化学对人类的一项重大
6、贡献。下列有关电池的叙述正确的是()A锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B氢氧燃料电池可将热能直接转化为电能C氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅答案 C解析 因为锌锰干电池中锌棒为负极，锌棒变细，碳棒不变，所以 A 错；原电池是将化学能直接转化为电能，所以 B 错；氢氧燃料电池负极反应式为 H22e=2H，所以 C 对；太阳能电池采用硅材料制作，所以 D 错。7理论上不能用于设计成原电池的反应是()AHClNaOH=NaClH2O H0B2CH3OH(l)3O2(g)点燃 2CO2(g)4H2O(l)H0C4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4
7、Fe(OH)3(s)H0D2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H0答案 A解析 本题考查原电池形成条件。只有能自发进行的氧化还原反应才可能用于设计原电池，非氧化还原反应因没有电子转移所以不能设计成原电池，题中只有 A 项不是氧化还原反应。8生物体中细胞膜内的葡萄糖，细胞膜外的富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池，下列有关判断正确的是()A正极的电极反应式可能是 O24e=2O2B负极的电极反应式可能是 O24e2H2O=4OHC正极反应主要是 C6H12O6 生成 CO2 或 HCO3D负极反应主要是 C6H12O6 生成 CO2 或 HCO3答案 D解析 在生物体内葡萄糖贮存的化学能是通过
8、与 O2 的氧化还原反应释放出来的。反应中葡萄糖中的碳元素失电子，首先被氧化为 CO2 分子，然后再与血液中的 OH反应转化为HCO3，因此，在正极上发生的是 O2 得电子的还原反应：O24e2H2O=4OH；负极上发生的反应是 C6H12O6 失电子的氧化反应，生成 CO2 或 HCO3。9实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取 Cl2，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极：PbSO24 2e=PbSO4正极：PbO24HSO24 2e=PbSO42H2O今欲制得 Cl2 0.050 mol，这时电池内消耗的 H2SO4 的物质的量至少是()A0.025 molB0.050 molC0.1
9、0 molD0.20 mol答案 C解析 要求得硫酸的量，需首先找出铅蓄电池的总反应。将上述两个电极反应式合并可得：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。而在制取 Cl2 时，每生成 1 mol Cl2，电子转移 2mol，现需要转移电子 0.050 mol20.10 mol。由铅蓄电池总反应式可知，每转移 0.10 mol电子，将消耗 0.10 mol 硫酸。10用 Pt 电极电解含有 Cu2和 X3均为 0.1 mol 的溶液，阴极析出金属的质量 m 与溶液中通过电子的物质的量 n 关系如图，则离子的氧化能力由大到小排列正确的是()ACu2X3HBHX3Cu2CX3HCu2DCu
10、2HX3答案 D解析 此题有些学生一看，立即想到 X3是 Fe3，不加以仔细分析，即选答案 C。先分析图中变化：一开始通电，阴极就有固体析出，且通过 0.2 mol 电子后，质量不再增加。根据离子放电规律，是 Cu2先放电，再是 H放电，X3在溶液中不放电。11.有一硝酸盐晶体，其化学式表示为 M(NO3)xnH2O，经测定其摩尔质量为 242 gmol1。取 1.21 g 该晶体溶于水配成 100 mL 溶液。将此溶液倒入下图所示装置中，用石墨作电极进行电解。当有 0.01 mol 电子通过电极时，溶液中的金属阳离子全部析出，在 A 极得到金属0.32 g。回答：(1)金属 M 的摩尔质量为
11、_，x_，n_。(2)C 极为_极。答案(1)64 gmol1 2 3(2)负解析(1)n(硝酸盐)1.21 g242 gmol10.005 mol，则金属 M 也为 0.005 mol。M 的摩尔质量 0.32 g0.005 mol64 gmol1。Mxxe=Mx0.0110.005 解得：x218818n242，n3。(2)因为金属在 A 极析出，所以 A 极是电解池的阴极，则 C 极是电源的负极。12铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：(1)工业冶炼铝的化学方程式是_。(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是_。(3)工业级氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提
12、纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如下图所示。该电解槽的阳极反应式是_。通电开始后，阴极附近溶液 pH 会增大，请简述原因_。除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口_(填写“A”或“B”)导出。答案(1)2Al2O3(熔融)=电解 4Al3O2(2)2Al2OH2H2O=2AlO2 3H2(3)4OH4e=2H2OO2H放电，促进水的电离，OH浓度增大B解析 本题主要考查学生对电解原理的理解和掌握，注重考查学生用所学知识解释、解决实际问题的能力。(1)、(2)问主要考查教材的基础知识，应该属于得分的问题，(3)中根据电解原理，阳极应是 OH失电子，所以电极反应式为 4OH
13、4e=2H2OO2，而阴极为 H放电，促进水的电离，使 OH浓度增大，所以 pH 增大，根据阳离子交换膜的特点，K可从阳极区进入阴极区和 OH组成 KOH，从而可在阴极区得到纯的 KOH 溶液，故液体应从 B口导出。13.如图，X 和 Y 均为石墨电极。(1)若电解液为滴有酚酞的饱和食盐水，电解反应的离子方程式为_；电解过程中_极(填“阴”或“阳”)附近会出现红色。(2)若电解液为 500 mL 含 A 溶质的某蓝色溶液，电解一段时间，观察到 X 电极表面有红色的固态物质生成，Y 电极有无色气体生成；溶液中原有溶质完全电解后，停止电解，取出X 电极，洗涤、干燥、称量，电极增重 1.6 g。电解
14、后溶液的 pH 为_；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的_(填加入物质的化学式)。(假设电解前后溶液的体积不变)Y 电极产生气体的体积为_L(标准状况下)。请你推测原溶液中所含的酸根离子可能是_；并设计实验验证你的推测，写出实验的操作步骤、现象和结论：_。答案(1)2Cl2H2O=电解 2OHCl2H2 阴(2)1 CuO 或 CuCO3(仅答 1 种即可)0.28硫酸根离子 取少量待测液于试管中，滴加盐酸无明显现象，继续加入氯化钡溶液，若有白色沉淀产生，则证明是硫酸根离子(或：硝酸根离子 取少量待测液于试管中，加热浓缩后滴加浓硫酸和铜粉，若有红棕色气体产生，则证明是硝酸根离子)
15、解析(1)电解饱和食盐水的离子方程式：2Cl2H2O=电解 2OHCl2H2，在阴极区生成 NaOH，使酚酞溶液变红。(2)蓝色溶液中可能含有 Cu2，并且在电解过程中析出红色固体，进一步验证析出的是铜；Y 电极上析出无色气体，应该是 O2，电解离子方程式：2Cu22H2O=电解 2CuO24H。根据电解离子方程式得：n(H)2n(Cu2)21.6 g64 gmol10.05 mol，故溶液中 c(H)0.1 molL1，溶液的 pH1。要使溶液恢复到以前，可以加入 CuO 或 CuCO3。根据电解离子方程式得：n(O2)12n(Cu)0.012 5mol，在标准状况下的体积 V(O2)22.
16、4 Lmol10.012 5 mol0.28 L。溶液中存在的必须是含氧酸根离子，可以是 SO24 或 NO3；然后利用实验进行检验。14从 H、Cu2、Na、SO24、Cl五种离子中选取某些离子恰当地组成电解质，按下列要求电解。(1)以碳棒为电极，使电解质质量减少，水量不变进行电解，则采用的电解质是_。(2)以碳棒为电极，使电解质质量不变，水量减少进行电解，则采用的电解质是_。(2)以碳棒为阳极，铁棒为阴极，使电解质质量和水量都减少进行电解，则采用的电解质是_。答案(1)HCl、CuCl2(2)H2SO4、Na2SO4、NaHSO4(3)CuSO4、NaCl解析 首先把阴、阳离子两两组合成物
17、质，根据离子放电顺序判断(1)为分解电解质型；(2)为电解水型；(3)为放氧生酸型和放氢生碱型。15某高二化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果如下。试根据下表中的实验现象回答下列问题：编号电极材料电解质溶液电流计指针偏转方向1Mg、Al稀盐酸偏向 Al2Al、Cu稀盐酸偏向 Cu3Al、石墨稀盐酸偏向石墨4Mg、AlNaOH偏向 Mg5Al、Zn浓硝酸偏向 Al(1)实验 1、2 中 Al 所作的电极是否相同？_(填“是”或“否”)。(2)实验 3 中的电极反应式：负极_，正极_，电池总反应方程式_。(3)实验 4 中 Al 作_极，其电极反应式是_
18、，判断电极的依据是_。(4)解释实验 5 中电流计指针偏向 Al 的原因。答案(1)否(2)Al3e=Al3 2H2e=H22Al6H=2Al33H2(3)负 Al4OH3e=AlO2 2H2O因为 Al 能与 NaOH 溶液反应，而 Mg 不反应(4)实验 5 中由于 Al 在浓硝酸中发生钝化，所以 Zn 为负极解析 一般情况下，较活泼的金属作原电池的负极，根据实验 1、2 的结果，可得出 1中 Al 作正极，2 中 Al 作负极，但在 NaOH 溶液中，Al 反应，Mg 不反应，Al 作负极，在浓硝酸中由于 Al 发生钝化，Zn 作负极。16电解原理在化学工业中有广泛的应用。上图表示一个电
19、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 NaCl 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 极上的电极反应式为_，在 X 极附近观察到的现象是_。电解液中向 X 极方向移动的离子是_。Y 电极上的电极反应式为_，检验该电极反应产物的方法是_。(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液 a 选用 CuSO4 溶液，则：X 电极的材料是_，电极反应式为_。Y 电极的材料是_，电极反应式为_。溶液中的 c(Cu2)与电解前相比_(填“变大”、“变小”或“不变”)。(3)如利用该装置实现铁上镀锌，电极 X 上发生的反应为_，电解池盛放的电镀液可以是_或_(只要求填两种电解质溶液)。答案(1)2H2e=H2 有气体放出，溶液变红 Na、H2Cl2e=Cl2 把湿润的淀粉碘化钾试纸放在 Y 电极附近，试纸变蓝色，说明生成了 Cl2(2)纯铜 Cu22e=Cu粗铜 Cu2e=Cu2 变小(3)Zn22e=Zn ZnCl2 ZnSO4(答案不惟一，合理即可)