高一化学知识点章节调研检测试题26.doc

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第九章 第二节 电解池

一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)
1．下列有关用惰性电极电解AgNO3溶液一段时间后的说法正确的是 (　　)
A．电解过程中阳极质量不断增加
B．电解过程中溶液的pH不断升高
C．此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况
D．电解后两极产生的气体体积比为2∶1
解析：用惰性电极电解AgNO3溶液，总反应式为：4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3.在阴极上有Ag生成，所以阴极质量不断增加．电解产生了HNO3，pH不断减小．加入Ag2O后，Ag2O＋2HNO3===2AgNO3＋H2O，恰好可使溶液恢复至电解前的状况．阴极析出银，不产生气体．
答案：C
2．如图装置分别通电一段时间后，溶液的质量增加的是 (　　)

解析：A池中的反应是：2H2O2H2↑＋O2↑，B池中的反应为：CuCl2Cu＋Cl2↑，A、B两池中溶液质量都减少；C池是电镀池，溶液质量不变；D池中的反应是2Ag＋Cu(NO3)22AgNO3＋Cu，溶液的质量增加．
答案：D

3．某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为
3∶1.用石墨做电极电解该混合溶液时，根据电极产物，可明显分
为三个阶段．下列叙述不正确的是 (　　)
A．阴极自始至终只析出H2
B．阳极先析出Cl2，后析出O2
C．电解最后阶段为电解水
D．溶液pH不断增大，最后为7
解析：由题意知：n(H＋)∶n(Cl－)＝2∶3，在阴极放电的是H＋，在阳极放电的是Cl－，Cl－放电完后是OH－.因此反应开始在两极放电的是H＋、Cl－，相当于电解盐酸．由H2SO4电离的H＋放电完后，在两极放电的是由水电离的H＋和剩余的Cl－，相当于电解NaCl的水溶液．Cl－放电完后，在两极放电的是由水电离的H＋和OH－，相当于电解水．故A、B、C是正确的．溶液pH的变化是不断增大，但最后溶质是NaOH和Na2SO4，pH不会为7.
答案：D

4．如图为用惰性电极电解CuCl2溶液并验证其产物的实验装
置，则下列说法不正确的是 (　　)
A．电源a极为负极
B．KI—淀粉溶液会变蓝色
C．若加入适量CuCl2可使电解后的溶液恢复原状态
D．电极Ⅰ上发生的电极反应为：Cu－2e－===Cu2＋
解析：用惰性电极电解CuCl2溶液，阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，故Ⅱ为阳极，电源b为正极，a为负极，阴极(Ⅰ)的反应为Cu2＋＋2e－===Cu.
答案：D
5．(2010·潍坊模拟)现将氯化铝溶液蒸干灼烧并熔融后用铂电极进行电解，下列有关电极产物的判断正确的是 (　　)
A．阴极产物是氢气　　 　B．阳极产物是氧气
C．阴极产物是铝和氧气 D．阳极产物只有氯气
解析：将氯化铝溶液蒸干灼烧得到Al2O3，电解熔融的Al2O3，阳极为O2－放电，阳极产物为氧气；阴极为Al3＋放电，阴极产物为Al.
答案：B
6．500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)＝6 mol/L，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是 (　　)
A．原混合溶液中c(K＋)为2 mol/L
B．上述电解过程中共转移2 mol电子
C．电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol
D．电解后溶液中c(H＋)为2 mol/L
解析：该溶液用石墨作电极电解，阳极反应为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，生成1 mol氧气失去4 moL电子，阴极反应先为：Cu2＋＋2e－===Cu，后为：2H＋＋2e－
===H2↑，生成1 mol氢气得2 mol电子，而阴阳两极得失电子数相等，故Cu2＋得2 mol电子生成1 mol铜，原溶液中c(Cu2＋)＝2 mol/L，由电荷守恒式c(K＋)＋2c(Cu2＋)＝c(NO)得c(K＋)为2 mol/L[Cu(NO3)2水解的c(H＋)忽略不计]．电解后c(H＋)应为4 mol/L.
答案：A
7．金属镍有广泛的用途．粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备
高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋) (　　)
A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－===Ni
B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
解析：用电解法制备高纯度的镍时，用纯镍作阴极，粗镍作阳极，含Ni2＋的溶液作电解质溶液．
其中阳极反应式：Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Ni－2e－===Ni2＋；阴极反应式：Ni2＋＋2e－===Ni.因此电解过程中，阳极质量的减少和阴极质量的增加并不相等．电解质溶液中存在的阳离子有Zn2＋、Fe2＋、Ni2＋.阳极泥中只有Cu和Pt.
答案：D
8．按如图装置实验，若x轴表示流入阴极的电子的物质的量，则y轴可表示(　　)

①c(Ag＋)　②c(AgNO3)　③a棒的质量　④b棒的质量　⑤溶液的pH
A．①③ B．③④
C．①②④ D．①②⑤
解析：该电解池中随着电解的进行，c(Ag＋)不变，c(AgNO3)不变，溶液的pH不变，阳极反应为：Ag－e－===Ag＋；阴极反应为：Ag＋＋e－===Ag.
答案：D
9．如图装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色．下列说法中不正确的是 (　　)

A．X是正极，Y是负极
B．X是负极，Y是正极
C．CuSO4溶液的pH逐渐减小
D．NaCl溶液的pH逐渐变大
解析：根据实验现象知道，b极是电解池的阴极，则X是正极，Y是负极．烧杯内电解CuSO4溶液，产物为Cu、O2和H2SO4，电解后溶液酸性增强，U形管电解NaCl溶液，产物为Cl2、H2和NaOH，溶液的碱性增强．
答案：B
10．(2010·安庆模拟)如图所示，将两烧杯用导线如图相连，Pt、Cu、Zn、C分别为四个电极，当闭合开关后，以下叙述正确的是 (　　)

A．Cu极附近OH－浓度增大
B．Cu极为原电池负极
C．电子流向是由C极流向Pt极
D．当C极上有4 mol电子转移时，Pt极上有1 mol O2生成
解析：闭合开关后，右侧装置中有自发的氧化还原反应，是原电池，Zn作原电池的负极，C作正极．左侧装置是电解池，Cu作阴极，Pt作阳极，B项错误．Cu电极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，OH－浓度增大，A项正确．电子流向应由电解池的阳极Pt流向原电池的正极C，C项错误．Pt电极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，当有4 mol电子转移时，Pt电极上有2 mol Cl2生成．
答案：A
二、非选择题(本题包括4小题，共50分)
11．(17分)如图为相互串联的甲乙两电解池．

试回答：
(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，A是________极，材料是________，电极反应为________________________________，B是________极，材料是________，主要电极反应为________________________________，电解质溶液为________．
(2)乙池中若滴入少量酚酞试液，电解一段时间后Fe极附近呈________色．
(3)若甲池中阴极增重12.8g，则乙池中阳极放出的气体在标准状况下的体积为
________．若此时乙池剩余液体为400 mL，则电解后得到碱液的物质的量浓度为
________，pH为________．
解析：(1)甲为粗铜精炼装置，A是阴极，材料为纯铜，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，B是阳极，材料为粗铜，主要电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，电解质溶液为CuSO4或CuCl2溶液．
(2)乙池为电解NaCl溶液的装置，其中铁作阴极，H＋放电，相当于生成了OH－，使酚酞试液变红色．
(3)若甲池阴极增重12.8 g，即生成了0.2 mol 纯铜，转移了0.4 mol 电子，根据串联电路中转移电子数相等，由乙池中阳极上发生的反应2Cl－－2e－===Cl2↑知，产生0.2 mol Cl2，标准状况下的体积为4.48 L；由阴极上的电极反应2H＋＋2e－===H2↑知，溶液中剩余0.4 mol OH－，若乙池中剩余液体为400 mL，则电解后得到OH－的物质的量浓度为1.0 mol/L，pH为14.
答案：(1)阴　纯铜　Cu2＋＋2e－===Cu　阳　粗铜
Cu－2e－===Cu2＋　CuSO4(其它合理也可以)
(2)红　(3)4.48 L　1.0 mol/L　14
12．(12分)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)工业品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)，其工作原理如图所示．

①该电解槽的阳极反应式是________________．
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口________(填写“A”或“B”)导出．
解析：(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－－4e－===2H2O＋O2↑，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，从而可在阴极区得纯的KOH，故液体应从B口导出．
答案：(1)2Al2O34Al＋3O2↑
(2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(3)①4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
②H＋放电，促进水的电离，OH－浓度增大，pH升高
③B

13．(11分)如图所示，A为直流电源，B为渗透饱和氯化钠溶
液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B
上的c点显红色，请填空：
(1)电源A的a为________极．
(2)滤纸B上发生的总反应方程式为：__________________________________________________________________.
(3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K点，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为：______________________________，电极f上发生的反应为：________________________________，槽中盛放的电镀液可以是________或________(只要求填两种电解质溶液)．
解析：电解饱和氯化钠溶液时发生的电解反应为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，根据“B上的c点显红色”可以判断c电极为阴极(为H＋放电)，故b为直流电源负极，a为直流电源正极．在电镀槽中实现铁上镀锌，则锌为阳极(e电极)，电极反应为：Zn－2e－===Zn2＋；铁为阴极(f电极)，电极反应为：Zn2＋＋2e－===Zn，电解液为含有Zn2＋的可溶性盐溶液．
答案：(1)正
(2)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
(3)Zn－2e－===Zn2＋　Zn2＋＋2e－===Zn　ZnSO4溶液　ZnCl2溶液

14．(10分)如图，A为直流电源，B为电解槽，c、d为石墨电极，B
中存放有100 mL NaCl和CuCl2的混合溶液，其中Cu2＋的物质的
量浓度0.1 mol/L，闭合S，d极收集到标准状况下气体甲448 mL，
该气体能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝．气体体积均在标准状况下
测定，假设溶液的体积变化忽略不计，不考虑电解产生的气体溶解
和吸收．请回答下列问题．
(1)A电源的a极是________，d极发生反应的电极反应式是_________________________________________________________________．
(2)c极理论上收集到的气体的体积是________(标准状况下)．
(3)假设100 mL溶液中，c(Cu2＋)＝a mol/L，c(Na＋)＝b mol/L，Cu2＋完全放电后，理论上d极产生甲气体的体积V的范围是____________________(用含a、b的代数式表示)．
解析：(1)Cl－在d极失去电子生成Cl2：2Cl－－2e－===Cl2↑，d极为电解池的阳极，c极为电解池的阴极，a极为电源的负极．
(2)含有Cu2＋、Na＋、H＋、Cl－、OH－的混合液中，根据放电能力，Cl－首先在d极失去电子，n(e－)＝0.04 mol，Cu2＋在c极获得电子0.02 mol，剩余0.02 mol e－由H＋获得，生成0.01 mol H2，即标准状况下的体积为224 mL.
(3)c(Cu2＋)＝a mol·L－1，当只有CuCl2提供的Cl－在d极放电时得到0.1a mol Cl2.c(Na＋)＝b mol·L－1，当溶液中所有的Cl－在d极放电时得到(0.1a＋0.05b) mol Cl2，故所得Cl2 积V范围为：2.24a L≤V≤(2.24a＋1.12b) L.
答案：(1)负极　2Cl－－2e－===Cl2↑
(2)224 mL
(3)2.24a L≤V≤(2.24a＋1.12b) L

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