2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第四章電化學(xué)基礎(chǔ)3電解池課時(shí)作業(yè)含解析新人教版選修4

PAGE12-電解池1.利用電解法可將含有Fe、Zn、Ag、Pt等雜質(zhì)的粗銅提純,下列敘述正確的是（）A.電解時(shí)以精銅作陽極

B.粗銅連接電源負(fù)極,其電極反應(yīng)是Cu=Cu2++2e-

C.電解時(shí)陰極發(fā)生氧化反應(yīng)

D.電解后,電解槽底部會(huì)形成含少量Ag、Pt等金屬的陽極泥2.用惰性電極電解物質(zhì)的量濃度相同、體積比為3:1的CuSO4溶液和NaCl溶液的混合溶液,不行能發(fā)生的反應(yīng)是(

)A.2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑

B.Cu2++2Cl﹣Cu+Cl2↑

C.2Cl﹣+2H2O2OH﹣+H2↑+Cl2↑

D.2H2O22H2↑+O2↑3.如圖為直流電源電解稀溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b旁邊分別滴加一滴石蕊溶液。下列試驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是()A.a電極旁邊呈紅色，b電極旁邊呈藍(lán)色B.a電極旁邊呈藍(lán)色，b電極旁邊呈紅色C.逸出氣體的體積，a電極的小于b電極的D.一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體4.若在銅片上鍍銀時(shí),下列敘述中正確的是(

)①

將銅片接在電源的正極上②

將銀片接在電源的正極上③

在銅上發(fā)生的反應(yīng)是Ag++e-Ag④

在銀片上發(fā)生的反應(yīng)是4OH--4e-O2↑+2H2O⑤

需用硫酸銅溶液作為電鍍液⑥

需用硝酸銀溶液作為電鍍液A.①③⑥

B.②③⑥

C.①④⑤

D.②③⑤5.用Pt電極電解含有Ag+、Cu2+和X3+各0.1mol的溶液,陰極析出固體物質(zhì)的質(zhì)量m(g)與回路中通過電子的物質(zhì)的量n(mol)的關(guān)系如圖所示。則下列氧化性強(qiáng)弱的推斷中正確的是(

)A.Ag+>X3+>Cu2+>H+>X2+

B.Ag+>Cu2+>X3+>H+>X2+

C.Cu2+>X3+>Ag+>X2+>H+

D.Cu2+>Ag+>X3+>H+>X2+6.金屬鎳有廣泛的用途,粗鎳中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì),故可用電解法制備高純度的鎳。下列敘述正確的是(

)A.陽極發(fā)生還原反應(yīng),其電極反應(yīng)式為Ni2++2e-Ni

B.電解過程中,陽極削減的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量肯定相等

C.電解后,溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2+和Zn2+

D.電解后,電解槽底部的陽極泥中含有Cu和Pt7.用石墨電極電解CuSO4溶液一段時(shí)間后,向所得溶液中加入0.2molCu(OH)2后,恰好使溶液復(fù)原到電解前的濃度。則電解過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為(

)A.0.4mol

B.0.5mol

C.0.6mol

D.0.8mol8.電化學(xué)降解NO3-的原理如圖所示。下列說法不正確的是(

)A.鉛蓄電池的A極為正極,電極材料為PbO2

B.鉛蓄電池在工作過程中負(fù)極質(zhì)量增加

C.該電解池的陰極反應(yīng)式為2NO3-+6H2O+10e-N2↑+12OH-

D.若電解過程中轉(zhuǎn)移2mol電子,則質(zhì)子交換膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量改變差(△m左-△m右)為10.4g9.鉛蓄電池的工作原理為,由圖分析,下列推斷正確的是(

)A.K閉合時(shí),c電極的電極反應(yīng)式為PbSO4+2H2O-2e-PbO2+4H++SO42-

B.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí),Ⅱ中消耗的H2SO4為0.2mol

C.K閉合時(shí),Ⅱ中SO42-向c電極遷移

D.K閉合一段時(shí)間,電流計(jì)的指針讀數(shù)漸漸變小直至為零后不再偏轉(zhuǎn)10.用滴有酚酞和氯化鈉溶液的潮濕濾紙分別做如圖所示的甲、乙兩個(gè)試驗(yàn),結(jié)果發(fā)覺b、d電極旁邊均變成紅色,下列說法不正確的是(

)A.甲是原電池裝置,乙是電解池裝置

B.b電極是原電池的正極,d電極是電解池的陰極

C.a、d電極發(fā)生的電極反應(yīng)均為Fe-2e-Fe2+

D.a、c電極均發(fā)生氧化反應(yīng)11.用質(zhì)量均為100g的Cu作電極,電解足量AgNO3溶液。電解一段時(shí)間后,兩電極的質(zhì)量相差28g,此時(shí)兩電極的質(zhì)量分別為(

)A.陽極100g,陰極128g

B.陽極93.6g,陰極121.6g

C.陽極91.0g,陰極119.0g

D.陽極86.0g,陰極114.0g12.如圖是工業(yè)電解飽和食鹽水的裝置示意圖，下列說法中不正確的是()A．裝置出口①處的物質(zhì)是氯氣B．出口②處的物質(zhì)是氫氣，該離子交換膜只能讓陽離子通過C．裝置中發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式2Cl﹣+2H+Cl2↑+H2↑D．該裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能13.下列關(guān)于銅電極的敘述正確的是(

)A.因?yàn)榻饘巽~能導(dǎo)電,所以電解水制氫氣時(shí)可用銅棒作陽極

B.用電解法精煉銅時(shí),粗銅作陰極

C.在鍍件上電鍍銅時(shí),金屬銅作陽極

D.電解某種電解質(zhì)溶液時(shí),用銅作陽極質(zhì)量肯定減小,用銅作陰極質(zhì)量肯定不變14.回答下列問題1.將燒堿汲取后的溶液加入到如圖所示的電解池的陽極區(qū)進(jìn)行電解。電解過程中陽極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng):,①寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式:__________________________________________。②電解后陽極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì),其離子方程式可寫成__________________。2.①電解制備時(shí),電極分別為Al片和石墨,電解總反應(yīng)方程式為________________________________________。②一種可超快充電的新型鋁電池,充放電時(shí)和兩種離子在Al電極上相互轉(zhuǎn)化,其他離子不參加電極反應(yīng),放電時(shí)負(fù)極Al的電極反應(yīng)式為_________________________________________。3.石墨可用于自然水體中銅件的電化學(xué)防腐。完成如圖防腐示意圖,并作相應(yīng)標(biāo)注。15.在如圖所示的裝置中,通電5min后,銅電極的質(zhì)量增加2.16g。試回答下列問題:1.電源中X極為直流電源的__________極。

2.

溶液pH的改變狀況:A__________,B__________,C__________。(均填“增大”“減小”或“不變”)

3.通電5min后,B裝置中共收集224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體,溶液體積為200mL,則通電前該裝置溶液中CuSO4的物質(zhì)的量濃度為__________(設(shè)電解前后溶液體積無改變)。

4.若A裝置中KCl足量且溶液的體積也是200mL,則電解后復(fù)原至常溫,溶液的pH為__________(設(shè)電解前后溶液體積無改變)。16.如圖所示裝置，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極，甲、乙中溶液的體積和濃度都相同（假設(shè)通電前后溶液體積不變），A、B為外接直流電源的兩極。將直流電源接通后，F(xiàn)極旁邊呈紅色。請(qǐng)回答下列問題：（1）B是電源的，一段時(shí)間后，甲中溶液顏色，丁中X極旁邊的顏色漸漸變淺，Y極旁邊的顏色漸漸變深，這表明，在電場(chǎng)作用下向Y極移動(dòng)。（2）若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質(zhì)生成，對(duì)應(yīng)單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為。（3）現(xiàn)用丙裝置給銅件鍍銀，則H應(yīng)是（填“鍍層金屬”或“鍍件”），電鍍液是溶液。電解一段時(shí)間后，常溫下測(cè)得乙中溶液的pH是13（此時(shí)乙溶液體積為500mL），丙中鍍件上析出銀的質(zhì)量為，甲中溶液的pH（填“變大”“變小”或“不變”）。（4）若將C電極換為鐵，其他裝置都不變，則甲中發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式為。17.電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。不僅可以制備物質(zhì)，還可以提純和凈化。（1）電解食鹽水是氯堿工業(yè)的基礎(chǔ)。目前比較先進(jìn)的方法是陽離子交換膜法，電解示意圖如圖所示，圖中的陽離子交換膜只允許陽離子通過，請(qǐng)回答以下問題：①圖中A極要連接電源的（填“正”或“負(fù)”）極。②精制飽和食鹽水從圖中（填“a”“b”“c”“d”“e”或“f”，下同）位置補(bǔ)充，氫氧化鈉溶液從圖中位置流出。③電解總反應(yīng)的離子方程式是。（2）化學(xué)在環(huán)境愛護(hù)中起著非常重要的作用，電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。電化學(xué)降解的原理如圖所示。①電源正極為（填“A”或“B"），陰極反應(yīng)式為。②若電解過程中轉(zhuǎn)移了5mol電子，則膜左側(cè)電解液的質(zhì)量改變?yōu)間。

答案以及解析1.答案：D解析：電解法精煉銅時(shí),粗銅作陽極,與電源的正極相連,電極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2+,故AB錯(cuò)誤;電解時(shí)陰極發(fā)生還原反應(yīng),故C錯(cuò)誤;Cu比Ag、Pt活潑,故Ag、Pt在陽極比Cu難于失去電子,因此不能溶解進(jìn)入溶液,最終以陽極泥的形式沉淀出來,故D正確,故選D。2.答案：C解析：由n(CuSO4):n(NaCl)=3:1得n(Cu2+):n(Cl-)=3:1,由于陰離子的放電依次為Cl->OH->,陽離子的放電依次為Cu2+>H+>Na+,故該電解過程分為三個(gè)階段.第一階段,電解CuCl2溶液:Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑;其次階段,電解CuSO4溶液:2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑;第三階段,電解H2SO4和Na2SO4溶液:2H2O2H2↑+O2↑。3.答案：B解析：a電極為陰極，電離出的放電，促進(jìn)的電離平衡向右移動(dòng)，增大，石蕊溶液變藍(lán)色，b電極為陽極，電離出的放電，增大，石蕊溶液變紅色，A錯(cuò)誤、B正確；a電極產(chǎn)生，b電極產(chǎn)生，的體積約是體積的2倍，故C、D錯(cuò)誤。4.答案：B解析：在銅片上鍍銀,銅片作陰極,電極反應(yīng)式為Ag++e-Ag;銀片作陽極,電極反應(yīng)式為Ag-e-Ag+;電解液應(yīng)含有Ag+,故B正確。5.答案：A解析：本題考査物質(zhì)氧化性強(qiáng)弱的比較、電解池。由圖象可知,通過0.1mol電子時(shí)析出固體是Ag,再通過0.1mol電子時(shí)固體質(zhì)量不變,應(yīng)當(dāng)是X3+變成了X2+,再通過0.2mol電子時(shí)固體質(zhì)量增加應(yīng)為Cu,最終固體的質(zhì)量不再增加,應(yīng)為H+放電,X應(yīng)為H前活潑金屬。故A項(xiàng)正確。其他B、C、D項(xiàng)均錯(cuò)誤。6.答案：D解析：電解時(shí)陽極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;依據(jù)金屬的還原性和金屬陽離子的氧化性的強(qiáng)弱依次可知,陽極反應(yīng)為Zn-2e-Zn2+,Fe-2e-Fe2+,Ni-2e-Ni2+,Cu,Pt在該條件下不失電子,會(huì)變?yōu)殛枠O泥,陰極反應(yīng)為Ni2++2e-Ni,Fe2+、Zn2+在該條件下不得電子,電解后溶液中還含有Ni2+,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確;比較兩電極反應(yīng),因Zn、Fe、Ni的相對(duì)原子質(zhì)量不等,當(dāng)兩極通過相同的電fi時(shí),陽極削減的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量不肯定相等,B項(xiàng)錯(cuò)誤。7.答案：D解析：將Cu(OH)2改寫為CuO·H2O,依據(jù)CuO·H2O知,陽極上OH-放電生成O2,陰極上Cu2+和H+放電生成Cu和H2,依據(jù)氧原子守恒得n(O2)=n[Cu(OH)2]=0.2mol,則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.2mol×4=0.8mol,故D正確8.答案：D解析：由原理示意圖可知,硝酸根離子轉(zhuǎn)化為氮?dú)?發(fā)生還原反應(yīng),右側(cè)電極為電解池的陰極,則B極為電池的負(fù)極、A極為電池的正極,鉛蓄電池的負(fù)極材料為Pb,正極材料為PbO2,A項(xiàng)正確:鉛蓄電池在工作時(shí)負(fù)極上鉛失去電子轉(zhuǎn)化為硫酸附著在電極上,電極質(zhì)量增加,B項(xiàng)正確;電解池中陰極反應(yīng)式為2NO3-+6H2O+10e-N2↑+12OH-,陽極反應(yīng)式為2H2O-4e-O2↑+4H+,若電解過程中轉(zhuǎn)移2mol電子,則左側(cè)池中產(chǎn)生氧氣0.5mol,同時(shí)有2mol氫離子經(jīng)過質(zhì)子交換膜到達(dá)右側(cè)溶液中,右側(cè)池中產(chǎn)生氮?dú)?.2mol,因此左側(cè)電解液的質(zhì)量削減18g,右側(cè)電解液的質(zhì)量削減3.6g,兩側(cè)電解液的質(zhì)量改變差為14.4g,故C項(xiàng)正確,D項(xiàng)不正確:9.答案：D解析：解答本題的關(guān)鍵是要結(jié)合圖象分析出Ⅰ為原電池裝置,Ⅱ?yàn)殡娊獬匮b置。k閉合時(shí),Ⅰ中發(fā)生放電過程消耗硫酸,Ⅱ中發(fā)生充電過程有硫酸生成,a電極作原電池的正極發(fā)生還原反應(yīng),b電極作原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),C電極作電解池的陰極發(fā)生還原反應(yīng),d電極作電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)。K閉合時(shí),c電極的電極反應(yīng)式為PbSO4+2e-Pb+SO42-,A項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí),Ⅱ中生成的H2SO4為0.2mol,B項(xiàng)錯(cuò)誤;電解池中的陰離子向陽極移動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)—段時(shí)間后Ⅰ、Ⅱ兩池的電壓相等時(shí),放電過程和充電過程結(jié)束,電路中電流為零,D項(xiàng)正確10.答案：C解析：本題的易錯(cuò)之處是不能依據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象和裝置圖推斷原電池和電解池的電極名稱、電極反應(yīng)及類型。甲圖中沒有電源,為原電池裝置;乙圖有電源,為電解池裝置,A項(xiàng)正確;依據(jù)題意可知,b電極四周有氫氧根離子生成,電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-,發(fā)生還原反應(yīng),則b電極為原電池的正極;a電極為原電池的負(fù)極,失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+;d電極為電解池的陰極,其旁邊有氫氧根離子生成,電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-則B項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤。電極為電解池的陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),a電極上也發(fā)生氧化反應(yīng),D項(xiàng)正確。11.答案：B解析：用銅作電極電解硝酸銀溶液時(shí),陽極上銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為Cu-2e-Cu2+,陰極上銀離子得電子生成銀,電極反應(yīng)式為Ag++e-Ag,總反應(yīng)式為Cu+2Ag+2Ag+Cu2+。設(shè)陰極析出銀的質(zhì)量為xg,依據(jù)電子守恒可知,陽極溶解銅的質(zhì)量,兩個(gè)電極的質(zhì)量之差為溶解銅的質(zhì)量和析出銀的質(zhì)量之和,所以,x=21.6,即析出銀的質(zhì)量為21.6g,溶解銅的質(zhì)量=,所以陽極的質(zhì)量為100g-6.4g=93.6g,陰極的質(zhì)量為100g+21.6g=121.6g,B項(xiàng)正確12.答案：C解析：A、依據(jù)鈉離子移向陰極確定②是陰極，出口①是電解池的陽極，溶液中的氯離子在陽極失電子生成氯氣，故A正確；B、依據(jù)裝置圖可知，出口②是電解池的陰極，溶液中的氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，離子交換膜是陽離子交換膜，只允許陽離子通過，故B正確；C、裝置是電解飽和食鹽水，電解過程是氯化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣、氯氣，反應(yīng)的離子方程式為：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-；故C錯(cuò)誤；D、裝置是電解原理是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，故D正確；故選C。13.答案：C解析：電解水時(shí)必需用惰性電極作陽極,A項(xiàng)錯(cuò)誤:電解精煉銅時(shí),粗銅作陽極,純銅作陰極,B項(xiàng)錯(cuò)誤銅作陽極時(shí)質(zhì)量減小,但銅作陰極時(shí)質(zhì)量可能增加.也可能不變,D項(xiàng)錯(cuò)誤14.答案：1.①;②2.①;②3.解析：15.答案：1.負(fù);2.增大;減小;不變;3.0.025mol·L-1

4.13解析：1.三個(gè)裝置是串聯(lián)的電觶池電解AgNO3溶液時(shí),Ag+在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成Ag,所以質(zhì)量增加的銅電極是陰極,則銀電極是陽極,故Y極是電源的正極,X極是電源的負(fù)極:

2.電解KCl溶液生成KOH,溶液的pH增大;電解CuSO4溶液生成H2SO4,溶液的pH減小;電解AgNO3溶液,銀為陽極,不斷溶解,Ag+的濃度基本不變,溶液的pH不變。

3.通電5min后,C中析出0.02molAg,電路中通過0.02mol電子。B裝置中共收集0.01mol氣體,若該氣體全為氧氣,則電路中需通過0.04mol電子,與事實(shí)不符因此,B裝置中的電解過程分為兩個(gè)階段,先電解0.04溶液生成O2,然后實(shí)質(zhì)是電解水,生成O2和H2,即B裝置中收集到的氣體是O2和H2的混合物:設(shè)電解CuSO4溶液時(shí)生成O2的物質(zhì)的量為x,電解H2O時(shí)生成O2的物質(zhì)的量為y,生成H2的物質(zhì)的量為2y,則4x+4y=0.02mol(電子守恒),x+3y=0.01mol,解得x=y=0.0025mol,所以n(CuSO4)=2×0.0025mol=0.005mol,c(CuSO4)=0.005mol÷0.2L=0.025mol·L-1。

4.通電5min后,A裝置中放出0.01molH2,溶液中生成0.02molKOH,c(OH)=0.02mol+0.2L=0.1mol·L-1,pH=1316.答案