高中化學(xué)人教版化學(xué)反應(yīng)原理第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié)電解池 獲獎作品

（人教版）第三節(jié)《電解池—電解原理的應(yīng)用》過關(guān)訓(xùn)練試題（時間：40分鐘滿分：100分）一、選擇題(每小題4分，每小題有1－2個正確選項(xiàng)，共48分)1．以惰性電極電解CuSO4溶液。一段時間后取出電極，加入Cu(OH)2后溶液與電解前相同，則電解時電路中流過的電子為(D)A．B．C．D．2．用鉑電極電解氫氧化鈉溶液，測定兩極逸出氣體的總體積，記錄如下：時間/min氣體體積/mL12345678陰極生成的氣體612202939495969陽極生成的氣體2471116212631下列說法錯誤的是(A)A．陰極電極反應(yīng)式是：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑B．電解池總化學(xué)方程式為：2H2O2H2↑＋O2↑C．開始電解階段O2、H2在水中未達(dá)到飽和，兩極產(chǎn)生氣體的體積比不符合理論比值D．自第4分鐘末開始陰極與陽極產(chǎn)生的氣體的體積比約為理論的比值3．在500mL·L－1的CuSO4溶液中，陽極為100gCu片，陰極為100gZn片，通電一段時間后，立即取出電極，測得Zn片質(zhì)量變?yōu)椋藭r剩余溶液中CuSO4的物質(zhì)的量濃度為(C)A．·L－1B．·L－1C．·L－1D．·L－14．在鐵制品上鍍上一定厚度的鋅層，以下設(shè)計(jì)方案正確的是(A)A．鋅作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有鋅離子B．鉑作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有鋅離子C．鐵作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有亞鐵離子D．鋅作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有鋅離子5．為了除去粗鹽中的Ca2＋、Mg2＋、Cu2＋、Fe3＋、SOeq\o\al(2－,4)及泥沙，可將粗鹽溶于水，然后進(jìn)行下列五項(xiàng)操作，正確的操作順序是(C、D)①過濾②加過量的NaOH溶液③加入適量鹽酸④加過量的Na2CO3溶液⑤加入過量的BaCl2溶液A．①④②⑤③B．④①②⑤C．②⑤④①③D．⑤②④①③解析：按除雜的基本要求，為了保證雜質(zhì)離子完全除去，所用試劑一般應(yīng)該稍過量，但又不能引入新雜質(zhì)，而且方法要盡可能簡單。解題時，要弄清每加一種試劑的作用以及過量的試劑如何在下一步除去。過量的NaOH溶液是為了使粗鹽水中的Mg2＋、Cu2＋、Fe3＋等離子形成沉淀，多加的NaOH最后可用HCl溶液中和；加BaCl2可除去SOeq\o\al(2－,4)；加過量的Na2CO3溶液是為了使粗鹽水中的Ca2＋以及上一步中過量的Ba2＋形成沉淀而除去。從以上分析可以知道Na2CO3溶液必須在加入BaCl2溶液之后才能加入，以保證過量的鋇試劑不致引入新雜質(zhì)；而鹽酸應(yīng)該在過濾操作后加入，以防止在加入酸調(diào)節(jié)溶液pH時，某些沉淀會溶解或部分溶解。至于NaOH溶液和BaCl2溶液加入的先后順序，則沒有原則性的差別。按以上分析可以知道C和D選項(xiàng)符合題意。6．現(xiàn)有500mL混有NaOH的飽和食鹽水，pH＝10，用惰性電極電解一段時間后，陰極共產(chǎn)生LH2(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積)。則電解后溶液在室溫下pH為(D)A．8B．10C．12D．14解析：電解該溶液實(shí)質(zhì)為電解飽和食鹽水，最終溶液的堿性為原有NaOH和電解生成的NaOH共同造成的。原先溶液的pH＝10，所以原溶液的H＋濃度c(H＋)＝×10－10mol·L－1；則c(OH－)＝eq\f(KW,cH＋)＝eq\f(1×10－14,1×10－10)＝1×10－4mol·L－1。原有NaOH的物質(zhì)的量n(NaOH)＝L×1×10－4mol·L－1＝×10－5mol。由于電解飽和氯化鈉溶液所生成的NaOH的物質(zhì)的量可以根據(jù)電解方程式計(jì)算求得，即：2NaCl＋2H2O2NaOH2moln(NaOH)＋Cl2↑＋H2↑Ln(NaOH)＝eq\f(2mol×L,L)＝所以溶液中NaOH總的物質(zhì)的量應(yīng)該為＋×10－5mol≈，則最后所得NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度應(yīng)為c(NaOH)＝eq\fmol,L)＝·L－1，則c(OH－)＝·L－1，c(H＋)＝eq\f(KW,cOH－)＝eq\f(1×10－14,＝1×10－14mol·L－1，則pH＝－lg{c(H＋)}＝－lg(1×10－14)＝14。7.某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時，為使Cl2被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，則對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是(B)A．a(chǎn)為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaClB．a(chǎn)為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaClC．a(chǎn)為陽極，b為陰極；HClO和NaClD．a(chǎn)為陰極，b為陽極；HClO和NaCl8．CuI是一種不溶于水的白色固體，它可由反應(yīng)2Cu2＋＋4I－=2CuI＋I(xiàn)2而得到?，F(xiàn)以石墨為陰極，以Cu為陽極電解KI溶液，通電前向電解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。電解開始不久陰極區(qū)溶液呈紅色，而陽極區(qū)溶液呈藍(lán)色，對這個現(xiàn)象的正確解釋是()①陰極2H＋＋2e－=H2↑，使c(OH－)>c(H＋)②陽極2Cu－4e－＋4I－=2CuI＋I(xiàn)2，I2遇淀粉變藍(lán)③陽極Cu－2e－=Cu2＋，Cu2＋顯藍(lán)色④陽極2I－－2e－=I2，碘遇淀粉變藍(lán)(A)A．①②B．①③C．①④D．③④解析：由于陽極材料是Cu，屬于活潑電解，故Cu－2e－=Cu2＋，但是由于Cu2＋與I－之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)2Cu2＋＋4I－=2CuI＋I(xiàn)2，陽極反應(yīng)可將兩者加和得2Cu－4e－＋4I－=2CuI＋I(xiàn)2，其藍(lán)色是由淀粉遇I2所致，故A選項(xiàng)符合題意。9．電解CuSO4溶液時，若要達(dá)到以下三點(diǎn)要求：①陽極質(zhì)量減少；②陰極質(zhì)量增加；③溶液中c(Cu2＋)不變。可選用的電極是(A)A．純銅作陽極，含Zn、Ag的銅合金作陰極B．含Zn、Ag的銅合金作陽極，純銅作陰極C．用純鐵作陽極，用純銅作陰極D．用石墨作陽極，用惰性電極(Pt)作陰極10．如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若圖中的x軸表示流入陰極的電子的物質(zhì)的量，則y軸不可能表示的是(假設(shè)溶液的體積不變)(D)A．Ag＋物質(zhì)的量濃度B．NOeq\o\al(－,3)物質(zhì)的量濃度C．溶液的pHD．銀棒的質(zhì)量11．在2L6%的KOH溶液(密度為cm3)中通直流電電解，當(dāng)溶液的濃度改變2%時，溶液的濃度及電極上析出的物質(zhì)的質(zhì)量是(B)A．濃度為8%，陽極析出物質(zhì)，陰極析出物質(zhì)B．濃度為8%，陽極析出物質(zhì)，陰極析出物質(zhì)C．濃度為8%，陽極析出物質(zhì)，陰極析出物質(zhì)D．濃度為4%，陽極析出物質(zhì)，陰極析出物質(zhì)解析：（陽極：O2，陰極：H2。M(O2):m(H2)=8:1巧解法）12．將一直流電源的正、負(fù)極，分別接在一張用食鹽水、碘化鉀淀粉溶液和石蕊試液浸濕的濾紙上，經(jīng)過一段時間后，兩極附近濾紙的顏色分別是(D)ABCD陽極藍(lán)白紅藍(lán)陰極白藍(lán)藍(lán)藍(lán)解析：食鹽水、碘化鉀淀粉溶液和石蕊試液兩種情況。二、非選擇題(共52分)13．（14分）如圖所示，A為電源，B為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙。C為盛有稀硫酸的電解槽，e、f為鉑電極。接通電路后。發(fā)現(xiàn)B上的c點(diǎn)顯紅色。試回答：(1)電源A上的b是什么極？______。(2)寫出B上的電極反應(yīng)式。c點(diǎn)：________；d點(diǎn)：________；總反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。(3)e電極上產(chǎn)生的氣體是________，f電極上產(chǎn)生的氣體是________，其體積比為______。答案：(1)負(fù)極(2)2H＋＋2e－=H2↑2Cl－－2e－=Cl2↑2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(3)O2H21∶214．（16分）電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。下圖表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連。請回答以下問題：(1)若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則：①電解池中X極上的電極反應(yīng)式為__________________。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是____________________。②Y電極上的電極反應(yīng)式是________________，檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是____________________。(2)如果用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則：①X電極的材料是______________，電極反應(yīng)式是___________。②Y電極的材料是______________，電極反應(yīng)式是___________。(說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出)解析：(1)用惰性電極電解飽和食鹽水時，陽極反應(yīng)：2Cl－－2e－=Cl2↑；陰極反應(yīng)：2H＋＋2e－=H2↑。與電源正極相連的為陽極，反之為陰極。所以X為陰極，Y為陽極。X極在反應(yīng)過程中消耗了H2O電離出的H＋，溶液呈堿性，加入酚酞試液變成紅色；Y極產(chǎn)生Cl2，能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變?yōu)樗{(lán)色(2)電解精煉Cu時，用含雜質(zhì)的Cu為陽極，純Cu為陰極。反應(yīng)過程中陽極上的Cu以及比Cu活潑的金屬失去電子，成為離子，進(jìn)入溶液，活潑性比Cu差的金屬形成陽極泥；在陰極只有Cu2＋能得電子成為單質(zhì)，其他較活潑的金屬對應(yīng)的離子不能得電子。根據(jù)裝置圖，X為陰極，Y為陽極。所以，X電極的材料是純銅，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu；Y電極的材料是粗銅，電極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋。答案：(1)①2H＋＋2e－=H2↑放出氣體，溶液變紅②2Cl－－2e－=Cl2↑把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色(2)①純銅Cu2＋＋2e－=Cu②粗銅Cu－2e－=Cu2＋15．（12分）氫氧化鈉是一種用途十分廣泛的重要化工原料。工業(yè)上主要通過電解氯化鈉飽和溶液的方法獲得氫氧化鈉，我國的氯堿工業(yè)大多采用離子交換膜電解槽。(1)寫出電解飽和氯化鈉溶液時的電極反應(yīng)和總的離子反應(yīng)方程式：陽極：____________；陰極：____________；總反應(yīng)式：__________________________________。(2)離子交換膜電解槽一般采用金屬鈦?zhàn)麝枠O，其原因是____________________________。陰極一般用碳鋼網(wǎng)制成。陽離子交換膜把電解槽隔成陰極室和陽極室，其作用是________________。(3)為使電解氯化鈉的速度加快，下列措施可行的是()A．增大陰極碳鋼網(wǎng)面積B．提高飽和氯化鈉溶液的溫度C．加大陰極與陽極間的距離D．提高電解時的電源電壓答案：(1)2Cl－－2e－=Cl2↑2H＋＋2e－=H2↑2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑(2)陽極產(chǎn)生的Cl2不易腐蝕金屬鈦；既能防止陰極產(chǎn)生的H2和陽極產(chǎn)生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量(3)A、B、D16．（10分）鋁和氫氧化鉀都是重要的工業(yè)產(chǎn)品。請回答：(1)工業(yè)冶煉鋁的化學(xué)方程式是___________________________。(2)鋁與氫氧化鉀溶液反應(yīng)的離子方程式是_________________。(3)工業(yè)產(chǎn)品氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸根雜質(zhì)，可用離子交換膜法電解提純。電解槽內(nèi)裝有陽離子交換膜(只允許陽離子通過)，其工作原理如圖所示。①該電解槽的陽極反應(yīng)式是________________。②通電開始后，陰極附近溶液pH會增大。請簡述原因________。③除去雜質(zhì)后的