（人教版選修4）第三節(jié)《電解池》過關(guān)訓練試題（時間：45分鐘滿分：100分）一、選擇題(每小題4分，每小題有1－2個正確選項，共40分)1．下列有關(guān)工業(yè)生產(chǎn)的敘述正確的是(D)A．合成氨生產(chǎn)過程中將NH3液化分離，可加快正反應速率，提高N2、H2的轉(zhuǎn)化率B．硫酸工業(yè)中，在接觸室安裝熱交換器是為了利用SO3轉(zhuǎn)化為H2SO4時放出的熱量C．電解飽和食鹽水制燒堿采用離子交換膜法，可防止陰極室產(chǎn)生的Cl2進入陽極室D．電解精煉銅時，同一時間內(nèi)陽極溶解銅的質(zhì)量比陰極析出銅的質(zhì)量小解析：本題通過對工業(yè)合成氨、制硫酸、氯堿工業(yè)、精煉銅相關(guān)知識的考查，檢查同學們對化學工業(yè)生產(chǎn)知識的掌握情況。A項，將NH3液化分離，可提高N2、H2的轉(zhuǎn)化率，但不能加快正反應速率；B項，是利用SO2氧化為SO3時放出的熱來預熱即將參加反應的SO2和O2，使其達到適宜于反應的溫度，還可以冷卻反應后生成的氣體；C項，Cl2在陽極室產(chǎn)生；D項，由于陽極為粗銅，較活潑的雜質(zhì)金屬先溶解，故同一時間內(nèi)陽極溶解銅的質(zhì)量比陰極析出銅的質(zhì)量小。2．下列關(guān)于實驗現(xiàn)象的描述不正確的是(C)A．把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡B．用鋅片作陽極，鐵片作陰極，電解氯化鋅溶液，鐵片表面出現(xiàn)一層鋅C．把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵D．把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率加快解析：銅片和鐵片緊靠并浸入稀H2SO4溶液中，銅片上的H＋獲得由鐵片傳遞過來的電子：2H＋＋2e－=H2↑，所以可觀察到銅片表面出現(xiàn)氣泡。用鋅板作陽極、鐵片作陰極電解ZnCl2溶液，實為電鍍，兩極發(fā)生的反應如下：陽極反應：Zn－2e－=Zn2＋，陰極反應：Zn2＋＋2e－=Zn，陰極上析出鋅。銅片插入FeCl3溶液發(fā)生的反應是Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋，并沒有單質(zhì)鐵的析出。向盛有鋅粒和鹽酸的試管中滴入幾滴CuCl2溶液，發(fā)生反應：Zn＋Cu2＋=Cu＋Zn2＋，置換出的Cu與剩余的Zn接觸，置于鹽酸中，構(gòu)成了原電池，加速2H＋＋2e－=H2↑反應，可觀察到氣泡放出速率加快。3．電解CuSO4溶液時，若要求達到以下三點要求：①陽極質(zhì)量減少②陰極質(zhì)量增加③電解質(zhì)溶液中Cu2＋濃度不變，則可選用的電極是(B)A．含Zn、Ag的銅合金作陽極，純銅作陰極B．純銅作陽極，含Zn、Ag的銅合金作陰極C．用純鐵作陽極，用純銅作陰極D．用石墨作陽極，用惰性電極(Pt)作陰極解析：題目中的三點要求正好符合了電鍍時的三個特點。4．下面有關(guān)電化學的圖示，完全正確的是(D)解析：在Cu－Zn原電池中，Zn為負極，選項A不正確；電解精煉銅時粗銅為陽極，精銅為陰極，選項B不正確；在鐵上鍍鋅時，應讓鍍層金屬鋅作陽極，鍍件鐵作陰極，選項C不正確；電解飽和食鹽水時陽極上產(chǎn)生Cl2，可用淀粉碘化鉀溶液檢驗，陰極上產(chǎn)生的H2可用向下排空氣法收集后點燃驗證，生成的NaOH用酚酞檢驗，選項D正確。A．裝置名稱：①是原電池，②是電解池B．硫酸濃度變化：①增大，②減小C．電極反應式：①中陽極：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，②中正極：Zn－2e－=Zn2＋D．離子移動方向：①中H＋向陰極方向移動，②中H＋向負極方向移動解析：①中有外加電源為電解池，②為原電池，A錯誤；①中電解水，硫酸濃度增大，②中負極材料消耗硫酸，硫酸濃度減小，B正確；②中正極反應為2H＋＋2e－=H2↑，C錯誤；②中H＋向正極移動，D錯誤。6．用如圖裝置(X、Y是直流電源的兩極)分別進行下列各組實驗，則下表中所列各項對應關(guān)系均正確的一組是(C)選項電源X極實驗前U形管中液體通電后現(xiàn)象及結(jié)論A正極Na2SO4溶液U形管兩端滴入酚酞試液后，a管中呈紅色B正極AgNO3溶液b管中電極反應式是4OH－－4e－=2H2O＋O2↑C負極KCl和CuCl2混合溶液相同條件下，a、b兩管中產(chǎn)生的氣體總體積可能相等D負極Fe(OH)3膠體和導電液b管中液體顏色加深解析：X為正極，電解Na2SO4溶液時，實質(zhì)是電解水，a管中電極為陽極，OH－放電，a管中c(H＋)>c(OH－)，滴加酚酞試液不變色，A錯誤；X為正極，電解AgNO3溶液時，b管中電極為陰極，電極反應式為Ag＋＋e－=Ag，B錯誤；Fe(OH)3膠體粒子帶有正電荷，X為負極時，F(xiàn)e(OH)3膠體粒子向a管移動，a管中液體顏色加深，D錯誤。7．如圖甲為鋅銅原電池裝置，乙為電解熔融氯化鈉裝置。則下列說法正確的是(B)A．甲裝置中鋅為負極，發(fā)生還原反應，銅為正極，發(fā)生氧化反應B．甲裝置鹽橋的作用是使反應過程中ZnSO4溶液和CuSO4溶液保持電中性C．乙裝置中鐵極的電極反應式為2Na－2e－=2Na＋D．乙裝置中B是氯氣出口，A是鈉出口解析：甲裝置為原電池，Zn為負極，發(fā)生氧化反應，Cu為正極，發(fā)生還原反應，A錯；乙裝置中鐵為陰極，2Na＋＋2e－=Na，C錯；石墨為陽極，2Cl－－2e－=Cl2↑，A為Cl2出口，B是Na出口，D錯。8．如圖，電解質(zhì)溶液是NaCl的水溶液，過一段時間發(fā)現(xiàn)d極附近有黃綠色氣體產(chǎn)生，以下說法正確的是(B)A．a(chǎn)是電源的正極B．電子流動的方向：d→bC．c極發(fā)生氧化反應D．如果將c、d兩電極互換，則c上也會生成黃綠色氣體解析：d極附近有黃綠色氣體產(chǎn)生，應該是Cl－放電，說明d極是陽極，所以b是正極，A錯；電子流向是陽極→電源正極，電源負極→陰極即d→b，a→c，B對；c極得電子，化合價降低，發(fā)生還原反應，C錯；如果c是活性電極則不產(chǎn)生黃綠色氣體，D錯。右圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列實驗現(xiàn)象中正確的是(D)A．逸出氣體的體積，a電極的小于b電極的B．一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體C．a(chǎn)電極附近呈紅色，b電極附近呈藍色D．a(chǎn)電極附近呈藍色，b電極附近呈紅色解析：電解稀Na2SO4水溶液，其本質(zhì)是電解水；b極為陽極：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，a極為陰極：4H＋＋4e－=2H2↑。a極逸出氣體為氫氣，b極逸出氣體為氧氣，二者都是無色無味的氣體，且a極氫氣的體積是b極氧氣的體積的2倍，則A、B均錯誤；a極氫離子得電子，所以a極附近氫氧根離子濃度增大，石蕊試液變藍色；b極氫氧根離子放電，致使b極附近氫離子濃度增大，石蕊試液變紅色，則C錯誤，D正確。10．在100mLH2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作電極電解，兩極上均收集到2.24L氣體(標準狀況)，則原混合液中Cu2＋物質(zhì)的量濃度為(A)A．1mol·L－1 B．2mol·L－1C．3mol·L－1 D．4mol·L－1解析：電解開始時，只有Cu和O2生成。當CuSO4溶液電解完全時，實質(zhì)為電解H2SO4溶液，由電解過程可知，實質(zhì)為電解水，生成H2和O2。在生成這兩種氣體時，H2和O2的體積比為21。由電極反應式：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，Cu2＋＋2e－=Cu,2H＋＋2e－=H2↑，知Cu2＋得電子數(shù)和H＋得電子數(shù)之和等于OH－失電子數(shù)，應有如下關(guān)系：eq\f(2.24L,22.4L·mol－1)×4＝eq\f(2.24L,22.4L·mol－1)×2＋2n(Cu2＋)解得：n(Cu2＋)＝0.1mol，c(Cu2＋)＝eq\f(0.1mol,0.1L)＝1mol·L－1。11．如下圖所示，通電后A極上析出Ag，下列對該裝置的有關(guān)敘述中正確的是(B)A．P是電源的正極B．F極上發(fā)生的反應為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑C．電解時，甲、乙、丙三池中，除E、F兩極外，其余電極均參加了反應D．通電后，甲池溶液的pH減小，而乙、丙兩池溶液的pH不變解析：根據(jù)題意，通電后A極上析出Ag，說明A極上的反應為Ag＋＋e－=Ag，即A為陰極，則P為負極，Q為正極，所以A錯誤；F為陽極，電極反應為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，所以B正確；電解時，甲、乙、丙三池中，丙池中的惰性電極和甲、乙池中的陰極(A、C)均不參與反應，所以C錯誤；通電后，甲池為電鍍池，乙池為電解精煉池，兩池的pH不變，而丙池為水的電解，溶液中c(H＋)增大，pH減小，所以D錯誤。故正確答案為B。12．CuI是一種不溶于水的白色固體，它可由反應2Cu2＋＋4I－=2CuI＋I2而得到?，F(xiàn)以石墨為陰極，以Cu為陽極電解KI溶液，通電前向電解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。電解開始不久陰極區(qū)溶液呈紅色，而陽極區(qū)溶液呈藍色，對這個現(xiàn)象的正確解釋是()①陰極2H＋＋2e－=H2↑，使c(OH－)>c(H＋)②陽極2Cu－4e－＋4I－=2CuI＋I2，I2遇淀粉變藍③陽極Cu－2e－=Cu2＋，Cu2＋顯藍色④陽極2I－－2e－=I2，碘遇淀粉變藍(A)A．①②B．①③C．①④D．③④解析：由于陽極材料是Cu，屬于活潑電解，故Cu－2e－=Cu2＋，但是由于Cu2＋與I－之間發(fā)生氧化還原反應2Cu2＋＋4I－=2CuI＋I2，陽極反應可將兩者加和得2Cu－4e－＋4I－=2CuI＋I2，其藍色是由淀粉遇I2所致，故A選項符合題意。二、非選擇題：本題包括4小題，共52分13．（除標注外，每空2分，共14分）電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應用。下圖表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導線與直流電源相連。請回答以下問題：(1)若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則：①電解池中X極上的電極反應式為__________________。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是____________________。②Y電極上的電極反應式是________________，檢驗該電極反應產(chǎn)物的方法是____________________。(2)如果用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則：①X電極的材料是______________，電極反應式是___________。②Y電極的材料是______________，電極反應式是___________。(說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應不必寫出)解析：(1)用惰性電極電解飽和食鹽水時，陽極反應：2Cl－－2e－=Cl2↑；陰極反應：2H＋＋2e－=H2↑。與電源正極相連的為陽極，反之為陰極。所以X為陰極，Y為陽極。X極在反應過程中消耗了H2O電離出的H＋，溶液呈堿性，加入酚酞試液變成紅色；Y極產(chǎn)生Cl2，能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變?yōu)樗{色(2)電解精煉Cu時，用含雜質(zhì)的Cu為陽極，純Cu為陰極。反應過程中陽極上的Cu以及比Cu活潑的金屬失去電子，成為離子，進入溶液，活潑性比Cu差的金屬形成陽極泥；在陰極只有Cu2＋能得電子成為單質(zhì)，其他較活潑的金屬對應的離子不能得電子。根據(jù)裝置圖，X為陰極，Y為陽極。所以，X電極的材料是純銅，電極反應式為Cu2＋＋2e－=Cu；Y電極的材料是粗銅，電極反應式為Cu－2e－=Cu2＋。答案：(1)①2H＋＋2e－=H2↑放出氣體，溶液變紅②2Cl－－2e－=Cl2↑把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍色(2)①純銅（1分）Cu2＋＋2e－=Cu②粗銅（1分）Cu－2e－=Cu2＋14．(每空2分，共14分)(1)根據(jù)下圖回答下列問題：①打開K2，閉合K1。A極可觀察到的現(xiàn)象是________；B極的電極反應為_______________________________。②打開K1，閉合K2。A極可觀察到的現(xiàn)象是________；B極的電極反應為_____________________________________。(2)根據(jù)下圖回答下列問題：③將較純凈的CuSO4溶液放入如圖所示的裝置中進行電解，石墨電極上的電極反應為________，電解反應的離子方程式為______________________________________________。④實驗完成后，銅電極增重ag，石墨電極產(chǎn)生氣體的體積為________L(標準狀況)。解析：(1)①此時為原電池，A極(鋅)為負極，不斷溶解，B極為正極，電極反應為Cu2＋＋2e－=Cu。②此時為電解池，A極為陰極，電極反應為Cu2＋＋2e－=Cu，故A極上鍍上了一層紅色的銅，B極為陽極，電極反應為Cu－2e－=Cu2＋。(2)③此時為惰性電極電解CuSO4溶液，石墨電極上的電極反應為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，總反應的離子方程式為2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up17(電解))2Cu＋O2↑＋4H＋。④V(O2)＝eq\f(ag,64g/mol)×eq\f(1,2)×22.4L/mol＝eq\f(22.4a,128)L＝eq\f(7a,40)L。答案：(1)①鋅不斷溶解Cu2＋＋2e－=Cu②A極上鍍上了一層紅色的銅Cu－2e－=Cu2＋(2)③4OH－－4e－=2H2O＋O2↑2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋④eq\f(7a,40)（每空2分，共12分）右圖中的A為直流電源，B為滲透飽和氯化鈉溶液和酚酞試液的濾紙，C為電鍍槽，接通電路后，發(fā)現(xiàn)B上的c點顯紅色。請?zhí)羁眨?1)電源A的a為________極。(2)濾紙B上發(fā)生的總反應方程式為_______________________________________。(3)欲在電鍍槽中實現(xiàn)鐵上鍍鋅，接通K點，使c、d兩點短路，則電極e上發(fā)生的反應為__________________________________，電極f上發(fā)生的反應為____________________________________，槽中盛放的電鍍液可以是________________________________或________________________________(只要求填兩種電解質(zhì)溶液)。解析：根據(jù)c點酚酞變紅，則該極的反應為2H＋＋2e－=H2↑，即該極為陰極，與電源的負極相連，所以a點是正極。(2)濾紙B上發(fā)生的總反應方程式為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up17(電解))H2↑＋Cl2↑＋2NaOH。(3)c、d兩點短路后，e為陽極，反應為Zn－2e－=Zn2＋，陰極上鍍鋅，則陰極反應為Zn2＋＋2e－=Zn，電解液用含鍍層離子的電解質(zhì)，所以可用ZnSO4溶液或Zn(NO3)2溶液等。答案：(1)正(2)2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH(3)Zn－2e－=Zn2＋Zn2＋＋2e－=ZnZnSO4溶液Zn(NO3)2溶液16．(12分)下圖中電極a、b分別為Ag電極和Pt電極，電極c、d都是石墨電極。通電一段時間后，只在c、d兩極上共收集到336mL(標準狀況)氣體。回答：(1)直流電源中，M為________極。(2)Pt電極上生成的物質(zhì)是________，其質(zhì)量為________g。(3)電源輸出的電子，其物質(zhì)的量與電極b、c、d分別生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為2________________________。(4)AgNO3溶液的濃度________，(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，AgNO3溶液的pH________，H2SO4溶液的濃度________，H2SO4溶液的pH________。(5)若H2SO4溶液的質(zhì)量分數(shù)由5.00%變?yōu)?.