高中化学1.2.1电解的原理同步练习鲁科版选修4

1.2.1 电解的原理同步练习 鲁科版选修41．某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。

通电时，为使Cl 2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置，以下对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )A ．a 为正极，b 为负极；NaClO 和NaClB ．a 为负极，b 为正极；NaClO 和NaClC ．a 为阳极，b 为阴极；HClO 和NaClD ．a 为阴极，b 为阳极；HClO 和NaCl解析：电解饱和食盐水的方程式为2NaCl ＋2H 2O=====通电2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑，NaOH 在阴极区生成，Cl 2在阳极区生成。

按照该学生制作的竖直的家用环保型消毒装置，若将阳极置于上方，则氯气一生成即逸出，不能与NaOH 作用。

显然，应将阳极置于下方，阴极置于上方，下方阳极生成的氯气通过溶液时即可很好地被阴极生成的NaOH 吸收。

反应为Cl 2＋2NaOH===NaCl ＋NaClO ＋H 2O 。

还应注意的是图中电极a 、b 是电源的电极而非电解池的电极。

与电解装置上方阴极相连的a 为电源的负极，则b 为正极。

答案：B2．在0℃和1×105Pa 下，用铂电极电解硫酸铜溶液，当阴极产生6.4 g 铜时，阳极放出( ) A ．1.12 L 氢气 B ．1.12 L 氧气 C ．2.24 L 氢气D ．2.24 L 氧气解析：用铂电极进行电解，两极反应为： 阴极：Cu 2＋＋2e －===Cu 阳极：4OH －4e －===2H 2O ＋O 2↑电解时阴极上流入的电子数等于阳极上流出的电子数，且两极产物的关系为Cu→12O 2，阴极上产生气体为氧气，其体积为 6.4 g 64 g/mol ×12×22.4 L/mol＝1.12 L 。

答案：B3．如图所示，X 、Y 分别是直流电源的两极，通电后发现a 极板质量增加，b 极板处有无色、无臭气体放出。

符合这一情况的是下表中的( )解析：由题意知，通电后a极板质量增加，说明有金属析出，由此可知，a极为电解池的阴极，则X为电源负极，B、C均不符合；又b极放出的是无色无臭的气体，可淘汰D。

答案：A4．用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(方括号内物质)，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是( )A．AgNO3[AgNO3] B．NaOH[H2O]C．KCl[KCl] D．CuSO4[CuO]解析：记住一点：加入的物质必须是阴阳极产物化合后的物质。

答案：BD5．电解100 mL 16%的氢氧化钠溶液(密度为1 g/cm3)，用石墨作电极，10 min后电解液的浓度为19.5%，这是因为( )A．溶质增加了3.5 gB．氢氧化钠的物质的量不变，而水被电解了1 molC．氢氧化钠的消耗比水的消耗少D．氢氧化钠不参加反应，只有水参加反应，且放出H2和O2，消耗了18 g水解析：电解NaOH溶液，阴极、阳极分别析出H2和O2，相当于电解了水。

设电解后溶液为x g,100×16%＝19.5%x，推出x＝82 g，故电解了18 g水。

答案：BD6．在0 ℃和1×105Pa下，用铂电极电解硫酸铜溶液，当阴极产生6.4 g铜时，阳极放出( ) A．1.12 L氢气B．1.12 L氧气C ．2.24 L 氢气D ．2.24 L 氧气解析：用铂电极进行电解，两极反应为： 阴极：Cu 2＋＋2e －―→Cu 阳极：4OH －―→2H 2O ＋O 2↑＋4e －电解时阴极上流入的电子数等于阳极上流出的电子数，且两极产物的关系为Cu ～12O 2，阳极上产生气体为氧气，其体积为 6.4 g 64 g/mol ×12×22.4 L/mol＝1.12 L 。

答案：B7．对下列各溶液进行电解，通电一段时间后，溶液颜色不会发生显著改变的是( ) A ．以石墨为电极，电解含石蕊的0.1 mol/L 的硫酸溶液 B ．以铜为电极，电解1 mol/L 的硫酸溶液 C ．以石墨为电极，电解含酚酞的饱和食盐水 D ．以石墨为电极，电解1 mol/L 的溴化钾溶液解析：B 项，以铜为电极阳极被氧化生成Cu 2＋溶液变蓝；C 项，产生NaOH 使溶液变红；D 项，阳极生成Br 2，使溶液变橙色。

答案：A8．以铁为阳极、铜为阴极，对足量的NaOH 溶液电解，一段时间后，得到2 mol Fe(OH)3沉淀，此间共消耗水的物质的量为( ) A ．3 mol B ．4 mol C ．5 molD ．6 mol解析：本题发生的反应有：Fe ＋2H 2O=====通电Fe(OH)2＋H 2↑；4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3，综合上述两个反应可知：生成2 mol Fe(OH)3共消耗水的物质的量是5 mol 。

答案：C9．电解100 mL 含c (H ＋)＝0.30 mol·L －1的下列溶液，当电路中通过0.04 mol 电子时，理论上析出金属质量最大的是( ) A ．0.10 mol·L －1Ag ＋ B ．0.20 mol·L －1 Zn 2＋C ．0.20 mol·L －1Cu 2＋D ．0.20 mol·L －1Pb 2＋解析：100 mL 溶液中各离子的物质的量分别为n (H ＋)＝0.03 mol ，n (Ag ＋)＝0.01 mol ，n (Zn2＋)＝0.02 mol ，n (Cu 2＋)＝0.02 mol ，n (Pb 2＋)＝0.02 mol ，当分别电解它们的溶液通过0.04mol 电子时；A 中0.01 mol Ag 全部析出，其质量为1.08 g ；B 中H ＋首先放电，因此析出Zn为0.005 mol ，质量为0.325 g ，C 中0.02 mol Cu 全部析出，质量为1.28 g ；D 中H ＋首先得电子，析出Pb 为0.005 mol ，质量为1.035 g ，因此C 中析出金属质量最大。

答案：C10．在50 mL 2 mol·L －1硫酸铜溶液中插入两个电极，通电电解(不考虑水分蒸发)则： (1)若两极均为铜片，电解过程中硫酸铜溶液的浓度________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2)若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是__________________。

(3)若阳极为纯锌，阴极为铜片，如不考虑氢离子在阴极上放电，当电路中有0.04 mol 电子通过时，阴极增重______g ，阴极上的电极反应式是____________________。

解析：(1)两极均为铜片，电解液为CuSO 4溶液，这是一个电镀装置，电解过程中电解质溶液的浓度不变。

(2)阳极为纯锌，为活泼金属，通电电解时，锌发生氧化反应：Zn ―→Zn 2＋＋2e －。

(3)若阳极为纯锌，阴极为铜片，不考虑H ＋在阴极上放电，则阴极反应为Cu 2＋得电子的还原反应：Cu 2＋＋2e －―→Cu。

当电路中有0.04 mol 电子通过时，有0.04 mol×12×64 g·mol－1＝1.28 g 铜析出。

答案：(1)不变 (2)Zn ―→Zn 2＋＋2e －(3)1.28 Cu 2＋＋2e －―→Cu11．电解原理在化学工业中有广泛应用。

右图表示一个电解池，装有电解液a ；X 、Y 是两块电极板，通过导线与直流电源相连。

请回答以下问题：(1)若X 、Y 都是惰性电极，a 是饱和NaCl 溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液。

①电解池中X极上的电极反应式为________________________________________________________________________。

在X极附近观察到的现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

②Y电极上的电极反应式为________________________________________________________________________，检验该电极反应产物的方法是________________________________________________________________________。

(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液①X电极的材料是________，电极反应式为________________________________________________________________________。

②Y电极的材料是________，电极反应式为________________________________________________________________________。

(说明：杂质发生的电极反应不必写出)解析：此题综合考查电解原理及其应用。

由于X极与直流电源的负极相连，所以进行电解时，X为阴极，电解饱和氯化钠溶液阴极氢离子放电，生成氢气，同时产生氢氧根离子，溶液显碱性，使酚酞变红。

阳极氯离子放电，生成氯气，检验氯气的方法之一是使用湿润的淀粉碘化钾试纸，现象为使试纸变蓝。

电解精炼铜，要用粗铜作阳极，纯铜作阴极。

答案：(1)①2H＋＋2e－―→H2↑有气体放出，溶液变红②2Cl－―→Cl2↑＋2e－把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色(2)①纯铜Cu2＋＋2e－―→Cu②粗铜Cu―→Cu2＋＋2e－。