2013年人教版化学选修4电子题库 第四章第三节知能演练轻松闯
关
1.下列叙述中错误的是( )
A .电解池是电能转化为化学能的装置
B .原电池跟电解池连接后,电子从原电池负极流向电解池阳极
C .电镀时,电镀池里的阳极材料发生氧化反应
D .电解饱和食盐水时,阴极得到氢氧化钠溶液和氢气
解析:选B 。电解池中电能转化为化学能,A 正确;原电池跟电解池连接后,电子从原电池负极流向电解池阴极,因此B 错误;电镀时,电镀池里的阳极材料发生氧化反应;电解饱和食盐水时,阴极反应为2H ++2e -===H 2↑。阴极区得到氢氧化钠溶液和氢气,所以选项
C 、
D 正确。
2.(2012·高二测试)用铂电极分别电解KCl 溶液和K 2SO 4溶液时,都会出现的现象或实验结果是( )
A .溶液中K +离子浓度都不变
B .溶液的pH 都不变
C .阳极上都生成能使湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色的无色气体
D .阴极上都生成可燃性气体
解析:选D 。用Pt 电极电解KCl 溶液,反应为2KCl +2H 2O=====电解2KOH +H 2↑+Cl 2↑,
溶液的pH 将增加,B 错。用惰性电极电解K 2SO 4溶液,相当于电解水,K +浓度将增加,A 错。电解KCl 溶液,阴极上产生H 2,阳极上产生黄绿色气体Cl 2,电解K 2SO 4溶液,阴极上产生H 2,阳极上产生O 2,所以C 错。二者阴极均产生可燃性气体H 2,D 对。
3.(2012·高二月考)某同学为了使反应2HCl +2Ag===2AgCl ↓+H 2↑能进行,设计了下列四个实验,如下图所示,你认为可行的方案是( )
解析:选C 。据已知反应2HCl +2Ag===2AgCl ↓+H 2↑为非自发氧化还原反应,所以要实
现该反应,必为电解池,Ag 作阳极,阴极为任意电极,A 、C 为电解装置,但A 中Ag 为阴极,不会溶解,故正确答案为C 。
4.如图两装置中,溶液体积均为200 mL,开始时,电解质溶液的浓度为0.1 mol/L,工作一段时间后,测得导线上都通过0.02 mol e-。若不考虑溶液体积的变化,则下列叙述中正确的是( )
A.同条件时产生气体体积:①=②
B.电极上析出固体质量:①<②
C.电极反应式:①中阳极:4OH--4e-===2H2O+O2↑
②中负极:2H++2e-===H2↑
D.溶液的pH变化:①变小②增大
解析:选D。图①为电解池,电极反应为阴极:Cu2++2e-===Cu,阳极:4OH--4e-===O2↑+2H2O。图②为原电池,电极反应为正极:2H++2e-===H2↑,负极:Zn-2e -===Zn2+,导线上通过0.02 mol e-时,①中阴极生成0.01 mol Cu,阳极生成0.005 mol O2,②中正极生成H2 0.01 mol,负极溶解Zn 0.01 mol,①中OH-放电使溶液中c(H+)变大,pH变小,②中c(H+)减小,pH变大。
5.(2012·黄冈高二调研)用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液,电解一段时间后,再加入W,
组号X Y Z W
A C Fe NaCl H2O
B Pt Cu CuSO4CuSO4溶液
C C C H2SO4H2O
D Ag Fe AgNO3AgNO3晶体
解析:选C。选项22
状态,应通入适量的HCl气体;选项B中,电解CuSO4溶液时SO2-4的物质的量没变,加CuSO4溶液不能复原;选项C中,电解H2SO4溶液实质是电解水,再加适量水,可恢复原状;选项D中,实质是铁上电镀银,AgNO3溶液浓度不变,不需加AgNO3晶体。6.如图甲为锌铜原电池装置,乙为电解熔融氯化钠装置。则下列说确的是( )
A.甲装置中锌为负极,发生还原反应,铜为正极,发生氧化反应
B.甲装置盐桥的作用是使反应过程中ZnSO4溶液和CuSO4溶液保持电中性
C.乙装置中铁极的电极反应式为:2Na-2e-===2Na+
D.乙装置中B是氯气出口,A是钠出口
解析:选B。甲装置为原电池,Zn为负极,发生氧化反应,Cu为正极,发生还原反应,A 错;乙装置中铁为阴极,2Na++2e-===Na,石墨为阳极:2Cl--2e-===Cl2↑,A为Cl2出口,B是Na出口,故C、D错。
7.金属镍有广泛的用途。某粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt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Fe 2+<Ni 2+<Cu 2+)( )
A .阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni 2++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Fe 2+和Zn 2+
D .电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu 和Pt
解析:选D 。阳极应发生氧化反应。电解后溶液中的阳离子主要为Ni 2+。根据金属原子的还原性顺序和金属阳离子的氧化性顺序知,阳极反应为:Zn -2e -===Zn 2+,Fe -2e -===Fe 2+,Ni -2e -===Ni 2+,Cu 、Pt 在该条件下不失电子,形成阳极泥。阴极反应为:Ni 2++2e -===Ni ,Zn 2+、Fe 2+在该条件下不得电子。比较两电极反应,因Zn 、Fe 、Ni 相对原子质量不等,当两电极通过电量相等时,阳极减少质量与阴极增加质量不等。
8.Cu 2O 是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu 2O 的电解池示意图如图所
示,电解总反应为:2Cu +H 2O=====电解Cu 2O +H 2↑。下列说确的是( )
A .石墨电极上产生氢气
B .铜电极发生还原反应
C .铜电极接直流电源的负极
D .当有0.1 mol 电子转移时,有0.1 mol Cu 2O 生成
解析:选A 。由电解总反应可知,Cu 参加了反应,所以Cu 作电解池的阳极,发生氧化反应,B 选项错误;石墨作阴极,阴极上是溶液中的H +反应,电极反应为2H ++2e -===H 2↑,A 选项正确;阳极与电源的正极相连,C 选项错误;阳极反应为2Cu +2OH --2e -===Cu 2O +H 2O ,当有0.1 mol 电子转移时,有0.05 mol Cu 2O 生成,D 选项错误。
9.(2012·高二测试)用如图所示的装置进行实验,反应一段时间后断开K ,向右侧烧杯中加入0.1 mol CuO 后CuSO 4溶液恰好恢复到反应前的浓度和pH 。下列说法中不.
正确的是( )
A .铜棒为正极,其电极反应式为:2H ++2e -===H 2↑
B .烧杯右侧碳棒为阴极,其电极表面有红色物质析出
C .反应中消耗锌的质量为13 g
D .导线过电子的物质的量为0.2 mol 解析:选C 。该装置左部分为原电池,Zn 为负极,失电子溶解,Cu 为正极,电极反应为
2H++2e-===H2↑,该原电池作电源对CuSO4溶液进行电解,烧杯右侧碳棒为阴极,电极反应为Cu2++2e-===Cu,据n(CuO)=n(Cu)=0.1 mol,故导线中转移电子数为0.2 mol,溶解的锌为0.1 mol×65 g/mol=6.5 g,故只有C错误。
10.(1)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
若电解电路过2 mol电子,MnO2的理论产量为________g。
(2)用惰性电极电解NaHSO3溶液的装置如下图所示。阳极区放出气体的成分为______________(填化学式)。
解析:(1)阴极上得电子,发生还原反应,H+得电子生成氢气。因为MnSO4~MnO2~2e -,通过2 mol电子产生1 mol MnO2,质量为87 g。
(2)电解过程中,部分HSO-3通过阴离子交换膜进入阳极区,HSO-3与H+发生反应:HSO-3+H+===SO2↑+H2O,阳极主要是OH-放电:4OH--4e-===O2↑+2H2O,生成的O2部分氧化HSO-3:O2+2HSO-3===2SO2-4+2H+,所以阳极区放出的气体是O2、SO2。答案:(1)2H++2e-===H2↑87
(2)O2、SO2
11.如图装置闭合电键时,电流表A的指针将发生偏转。试回答下列问题。
(1)A池是________,Zn的电极名称是________;
B池是________,Pt的电极名称是________(填电解池、原电池、阴、阳、正、负极等)。(2)写出下列有关反应:
Cu极上电极反应:
________________________________________________________________________;
C极上电极反应:
________________________________________________________________________。
(3)B池中的总反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________。
(4)如果要用B池给铁片上镀上一层Cu,则B池应作何改进
________________________________________________________________________。
解析:(1)A 池是原电池,Zn 活泼性强,为负极。B 池为电解池,Pt 电极与Cu 相连,为阳极。
(2)Cu 电极为正极,发生还原反应,2H ++2e -===H 2↑,
C 电极为阴极:Cu 2++2e -===Cu 。
(4)给铁片镀铜,则Pt 电极(阳极)换成Cu ,C 电极换成铁片。
答案:(1)原电池 负极 电解池 阳极
(2)2H ++2e -===H 2↑ Cu 2++2e -===Cu
(3)2CuSO 4+2H 2O=====电解2Cu +2H 2SO 4+O 2↑
(4)Pt 电极改为Cu 电极,C 电极换为铁片
12.电解原理在化学工业中有广泛的应用。如图表示一个电解池。装有电解液c ;A 、B 分
别是两
块电极板,通过导线与直流电源相连。
(1)若A 、B 都是惰性电极,电解质溶液c 是饱和NaCl 溶液,实验开始时,同时在U 形管
两边各滴入几滴酚酞试液,试判断: ①a 是________极(填“正”或“负”),B 是________极(填“阴”或“阳”);
②A 电极上的电极反应式为
________________________________________________________________________,
B 电极上的电极反应式为
________________________________________________________________________;
③检验A 电极产物的方法是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)如用电解法精炼粗铜,电解液c 选用CuSO 4溶液,则:
①A 电极的材料是________,电极反应式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
②B 电极的材料是________,电极反应式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:电流从正极流出,流入电解池的阳极,所以a 是正极,B 是阴极;A 电极的反应式为:2Cl --2e -===Cl 2↑,B 电极反应式为2H ++2e -===H 2↑;检验Cl 2的方法一般用湿润的淀粉碘化钾试纸,Cl 2能使试纸变蓝。也可以用湿润的有色布条或纸条,Cl 2能使布条或纸条
褪色。
答案:(1)①正阴
②2Cl--2e-===Cl2↑2H++2e-===H2↑
③把湿润的淀粉碘化钾试纸放在A电极附近,试纸变蓝
(2)①粗铜Cu-2e-===Cu2+
②纯铜Cu2++2e-===Cu
13.(2010·高考大纲全国卷Ⅱ)下图是一个用铂丝作电极,电解稀的MgSO4溶液的装置,电解液中加有中性红指示剂,此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色围:6.8~8.0,酸色——红色,碱色——黄色)
回答下列问题:
(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________(填编号);
①A管溶液由红变黄②B管溶液由红变黄
③A管溶液不变色④B管溶液不变色
(2)写出A管中发生反应的反应式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
(3)写出B管中发生反应的反应式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
(4)检验a管中气体的方法是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
(5)检验b管中气体的方法是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
(6)电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯观察到的现象是
________________________________________________________________________。
解析:本题考查电解原理和气体检验,意在考查学生化学用语书写能力和实验能力。根据图可以确定,A极为阴极,B极为阳极。A极H+放电,A极附近OH-增加,溶液碱性增强,A极附近溶液变黄色,同时Mg2+与OH-结合生成Mg(OH)2沉淀;B极OH-放电,使得溶液中H+增加,B极附近溶液显酸性,溶液仍为红色。电解后,将电解液倒入烧杯中,A 极附近生成的Mg(OH)2与B极附近
生成的H2SO4反应,生成MgSO4,即沉淀溶解,溶液呈红色。根据上述分析,a中收集的