4-3-1《電解池》時練
雙基練習(xí)
1．下列關(guān)于電解池工作原理的說法中，錯誤的是( )
A．電解池是一種將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置
B．電解池中使用的液體只能是電解質(zhì)溶液
C．電解池工作時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)
D．與原電池不同，電解池放電時，電極本身不會參加電極反應(yīng)
答案：BD
2．如圖中X、Y分別是直流電的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)，a極板質(zhì)量增加，b極板處有無色無味氣體放出，符合這一情況的是( )
a極板b極板X電極Y電極
A鋅石墨負(fù)極CuSO4
B石墨石墨負(fù)極NaOH
C銀鐵正極AgNO3
D銅石墨負(fù)極CuCl2
解析：a極板質(zhì)量增加，說明X為負(fù)極，排除C。且該電解質(zhì)溶液中含有不活潑金屬離子。又排除B。b極板處有無色無臭氣體放出，說明溶液中無Cl－，排除D。
答案：A
3．①電解是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；②電能是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能；③電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化，金屬導(dǎo)電是物理變化；④不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)可通過電解的原理實現(xiàn)；⑤任何物質(zhì)被電解時，必導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)發(fā)生。這五種說法中正確的是( )
A．①③④⑤ B．②③⑤
C．③④ D．①②
解析：電解即是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故①對②錯，在電解過程中，電解質(zhì)導(dǎo)電時會發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而這一過程需要有外加電，金屬導(dǎo)電時是電子的定向移動，屬物理變化，故③④⑤正確。
答案：A
4．電解100 L含c(H＋)＝0.30 ol/L的下列溶液，當(dāng)電路中通過0.04 ol電子時，理論上析出金屬質(zhì)量最大的是( )
A．0.10 ol/L Ag＋ B．0.20 ol/L Zn2＋
C．0.20 ol/L Cu2＋ D．0.20 ol/L Pb2＋
解析：本題考查電解基本原理及計算。選項A，根據(jù)離子放電能力，首先是Ag＋在陰極獲得電子產(chǎn)生0.01 ol Ag，即1.08 g Ag。選項B，首先是H＋在陰極獲得電子產(chǎn)生0.015 ol H2，然后Zn2＋獲得0.01 ol電子，產(chǎn)生0.005 ol Zn，即0.325 g。選項C，首先是Cu2＋在陰極獲得電子產(chǎn)生0.02 ol Cu，即1.28 g。選項D，首先是H＋在陰極獲得電子產(chǎn)生H2，然后析出0.005 ol Pb，即 1.035 g。
答案：C
5．用惰性電極實現(xiàn)電解，下列說法正確的是( )
A．電解稀硫酸，實質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變
B．電解稀NaOH溶液，要消耗OH－，故溶液pH減小
C．電解Na2SO4溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2
D．電解CuCl2溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶1
解析：A項錯誤，電解水后H＋濃度增大，pH減小；B項錯誤，電解NaOH溶液相當(dāng)于電解水，OH－濃度增大，pH增大；C項錯誤，電解Na2SO4溶液相當(dāng)于電解水，陰極上的H2和陽極上的O2物質(zhì)的量之比為2∶1；D項正確，電解CuCl2溶液，陰極上析出Cu和陽極上析出的Cl2物質(zhì)的量之比為1∶1。
答案：D
6．將兩個鉑電極插入500 L CuSO4溶液中進(jìn)行電解，通電一定時間后，某一電極增重0.064 g(設(shè)電解時該電極無氫氣析出，且不考慮水解和溶液體積變化)，此時溶液中氫離子濃度約為( )
A．4×10－3 ol/L B．2×10－3 ol/L
C．1×10－3 ol/L D．1×10－7 ol/L
解析：解法一：根據(jù)電解規(guī)律可知陰極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu，增重0.064 g，應(yīng)是Cu的質(zhì)量，根據(jù)總反應(yīng)式：
2CuSO4＋2H2O=====電解 2Cu＋O2↑＋2H2SO4?→4H＋
2×64 g 4 ol
0.064 g x
x＝0.002 ol，c(H＋)＝0.002 ol0.5 L＝4×10－3 ol/L。
解法二：n(Cu)＝0.064 g64 g/ol＝0.001 ol，電解過程中轉(zhuǎn)移e－的物質(zhì)的量為n(e－)＝2n(Cu2＋)＝0.002 ol，放電的n(OH－)＝0.002 ol，所以溶液中n(H＋)＝0.002 ol，c(H＋)＝4×10－3 ol/L。
答案：A
7．把分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氧化鋁的三個電解槽串聯(lián)，用惰性作電極在一定條件下通電一段時間后，析出鉀、鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為( )
A．1∶2∶3 B．3∶2∶1
C．6∶3∶1 D．6∶3∶2
解析：本題是氧化還原與電解原理的應(yīng)用問題。應(yīng)用的原則就是串聯(lián)電路導(dǎo)線上電流相等，其實就是各電極反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。設(shè)轉(zhuǎn)移3 ol電子，生成鉀3 ol，生成鎂32 ol，生成鋁1 ol，則比值為6∶3∶2。
答案：D
8．如圖所示，在一U形管中裝入含有紫色石蕊的Na2SO4試液，通直流電，一段時間后U形管內(nèi)會形成一個倒立的三色“彩虹”，從左到右顏色的依次是( )
A．藍(lán)、紫、紅 B．紅、藍(lán)、紫
C．紅、紫、藍(lán) D．紫、紅、藍(lán)
解析：用惰性電極電解Na2SO4溶液，實際上就是電解水，其兩極反應(yīng)式為：
陰極：4H＋＋4e－===2H2↑
陽極：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
故陰極區(qū)域富集OH－，溶液呈堿性，使石蕊試液變藍(lán)；陽極區(qū)域富集H＋，溶液中c(H＋)增大，使石蕊試液變紅。
答案：C
9．在相同溫度下用惰性電極電解下列物質(zhì)的水溶液，一段時間后溶液酸性增強(qiáng)或堿性減弱的是( )
A．HCl B．NaOH
C．Na2SO4 D．CuSO4
解析：A實質(zhì)電解HCl，溶液酸性變?nèi)�，B實質(zhì)電解水，NaOH濃度增大，堿性變強(qiáng)，C實質(zhì)電解水，溶液始終呈中性，D中陽極上水電離出的OH－放電，使c(H＋)增大，酸性增強(qiáng)，符合題意。
答案：D
10．(2011•梅州高二質(zhì)檢)復(fù)習(xí)電化學(xué)知識后，某學(xué)生設(shè)計了一個“黑筆寫彩字”的趣味實驗。濾紙先用某混合溶液浸濕，然后平鋪在一塊鉑片上，右端是C、Cu兩電極浸入氯化鐵溶液中，電路接通后，用鉛筆在濾紙上寫字，會出現(xiàn)彩色字跡。據(jù)此判斷電極與反應(yīng)現(xiàn)象均正確的是( )
濾紙混合溶液d極反應(yīng)產(chǎn)物陰極反應(yīng)產(chǎn)物字體顏色
A氯化鈉、無色酚酞Fe2＋氫氣紅色
B碘化鉀、淀粉Cu2＋氫氣紫色
C硫酸鈉、無色酚酞Fe2＋氧氣紅色
D碘化鉀、淀粉Cu2＋氫氣藍(lán)色
解析：A項電解NaCl可在陰極使酚酞顯紅色，則a為陰極產(chǎn)生H2，d極為正極，產(chǎn)物為Fe2＋；B、D項電解KI可在陽極產(chǎn)生I2使淀粉顯藍(lán)色，則a端為陽極產(chǎn)生I2，陰極產(chǎn)生H2，d極為負(fù)極生成Cu2＋；C項電解Na2SO4溶液實質(zhì)為電解H2O，則a端顯紅色，說明a端為陰極產(chǎn)生H2，d端為正極生成Fe2＋。
答案：AD
11．如圖為以惰性電極進(jìn)行電解的串聯(lián)電解裝置圖
(1)寫出A、B、C、D各電極上的電極方程式。
A________________________________；
B________________________________；
C________________________________’
D________________________________。
(2)在A、B、C、D各電極上析出生成物的物質(zhì)的量比為______________________________________。
解析：由圖可知：B、D兩極為陽極，A、C兩極為陰極，然后根據(jù)電解的原理即可寫出電極反應(yīng)式，根據(jù)電子守恒法可計算，A、B、C、D各電極上析出生成物的物質(zhì)的量之比。
答案：(1)Cu2＋＋2e－===Cu 2Cl－－2e－===Cl2↑
Ag＋＋e－===Ag 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(2)2∶2∶4∶1
能力提升
12．(2011•榆林高二調(diào)研)從NO－3、SO2－4、H＋、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－等離子中選出適當(dāng)?shù)碾x子組成電解質(zhì)，采用惰性電極對其溶液進(jìn)行電解。
(1)兩極分別放出H2和O2時，電解質(zhì)的化學(xué)式可能是________。
(2)若陰極析出金屬，陽極放出O2，電解質(zhì)的化學(xué)式可能是__
_________________________________________________________。
(3)兩極分別放出氣體，且體積比為1∶1，電解質(zhì)的化學(xué)式可能是__________________________________。
解析：題中提供的電解質(zhì)離子是七種，其實還包括OH－，即八種。這些離子放電的順序是：
陽極：Cl－＞OH－＞(NO－3、SO2－4)
陰極：Ag＋＞Cu2＋＞H＋＞Ba2＋
(1)兩極分別放出H2和O2，即H＋和OH－放電，實質(zhì)是電解H2O，水中的溶質(zhì)應(yīng)是起導(dǎo)電作用而又不改變H＋和OH－放電的順序，它可以是HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2、Ba(OH)2中的任意一種，但不是BaSO4。
(2)陰極析出金屬，即Ag＋和Cu2＋放電；陽極放出O2，即OH－放電。水中的溶質(zhì)可以是AgNO3、Cu(NO3)2、Ag2SO4、CuSO4中的任意一種。
(3)兩極都生成氣體，且氣體體積比為1∶1，則放電的離子應(yīng)是Cl－和H＋。水中的溶質(zhì)可以是HCl、BaCl2中的任意一種。
答案：(1)HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2、Ba(OH)2中任意一種
(2)AgNO3、Cu(NO3)2、Ag2SO4、CuSO4中的任意一種
(3)HCl、BaCl2中的任意一種
13．由于Fe(OH)2極易被氧化，所以實驗室很難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應(yīng)制得白色純凈的Fe(OH)2沉淀。用如圖所示電解裝置可以制得白色純凈的Fe(OH)2沉淀。兩電極的材料分別為石墨和鐵。
(1)a極材料應(yīng)為__________，電極反應(yīng)式為_______________。
(2)電解液c可以是( )
A．純水 B．NaCl溶液
C．NaOH溶液 D．CuCl2
(3)d為苯，其作用為__________，在加入苯之前對c應(yīng)作何簡單處理______________________________。
(4)為了較短時間內(nèi)看到白色沉淀，可采取的措施是( )
A．改用稀硫酸作電解液
B．適當(dāng)增大電的電壓
C．適當(dāng)減小兩極間的距離
D．適當(dāng)降低電解液的溫度
解析：由于制取Fe(OH)2，必須有Fe2＋和OH－，而題中提供的為鐵單質(zhì)，所以鐵作電解池陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2＋；OH－可以反應(yīng)前加入，也可以電解后使電解液顯堿性，電解NaCl溶液也能實現(xiàn)；有機(jī)物苯起隔絕空氣的作用，而加熱c則是為了除去溶解的O2，目的均為阻止Fe(OH)2與O2接觸；短時間內(nèi)看到白色沉淀，也就是加快Fe(OH)2的生成速率，B、C可以實現(xiàn)。
答案：(1)Fe Fe－2e－===Fe2＋ (2)BC
(3)隔絕空氣，防止生成的Fe(OH)2被氧化生成Fe(OH)3 加熱除去溶解的O2 (4)BC
14．如圖所示，甲、乙兩池電極材料都是鐵棒與碳棒，請回答下列問題：
(1)若兩池中均為CuSO4溶液，反應(yīng)一段時間后：
①有紅色物質(zhì)析出的是甲池中的__________棒，乙池中的__________棒。
②乙池中陽極的電極反應(yīng)式是：__________________。
(2)若兩池中均勻飽和NaCl溶液：
①寫出乙池中總反應(yīng)的離子方程式：___________________ _____________________________________________________.
②甲池中碳極的電極反應(yīng)式是__________，乙池碳極的電極反應(yīng)屬于__________(填“氧化反應(yīng)”或“還原反應(yīng)”)。
③將濕潤的淀粉KI試紙放在乙池碳極附近，發(fā)現(xiàn)試驗變藍(lán)，解釋其原因：。
解析：甲為原電池，乙為電解池。
(1)若兩池中均為CuSO4溶液，則：
甲負(fù)極Fe：Fe－2e－===Fe2＋，正極C：Cu2＋＋2e－===Cu。
乙陽極C：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，陰極Fe：2Cu2＋＋4e－===2Cu。
(2)若均為NaCl溶液，則：
甲負(fù)極：Fe：2Fe－4e－===2Fe2＋，正極C：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
乙陽極C：2Cl－－2e－===Cl2↑，陰極Fe：2H＋＋2e－===H2↑
答案：(1)①碳 鐵�、�4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(2)①2Cl－＋2H2O=====電解Cl2↑＋H2↑＋2OH－
②2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 氧化反應(yīng)
③在乙池碳棒電極上生成Cl2，Cl2與I－反應(yīng)生成I2，I2遇淀粉變藍(lán)
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