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1、第四章 第三节 第 2 课时一、选择题1关于电解 NaCl 水溶液，下列叙述正确的是( )A电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B若在阳极附近的溶液中滴入 KI 溶液，溶液呈黄色C若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色D电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性解析：用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，发生的反应是2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，故电解一段时间后电解液呈碱性。电解= = = = =电解时，阳极发生氧化反应：2Cl2e=Cl2，在阳极附近的溶液中滴入 KI 溶液时，发生反应 2ICl2=2ClI2，故溶液呈黄色；阴极发生还原反应：2H2e=H2，因
2、而阴极附近的溶液呈碱性，滴入酚酞试液变红。答案：B2关于电解法精炼铜的下列说法正确的是( )A粗铜作阳极，纯铜作阴极，硫酸铜为电解质溶液B纯铜作阳极，粗铜作阴极，硫酸铜为电解质溶液C电解结束后，溶液中 Cu2浓度不变D电解结束后，溶液中 Cu2浓度变大解析：电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO4为电解质溶液，因粗铜中活泼金属失电子形成的阳离子如 Zn2，会逐渐代替 Cu2，故 c(Cu2)将会有所减小。答案：A3某小组为研究电化学原理，设计甲、乙、丙三种装置(C1、C2、C3均为石墨)。下列叙述正确的是( )A甲、丙中是化学能转变为电能，乙中是电能转变为化学能BC1、C2分别是阳极、
3、阴极，锌片、铁片上都发生氧化反应CC1上和 C3上放出的气体相同，铜片上和铁片上放出的气体也相同D甲中溶液的 pH 逐渐升高，丙中溶液的 pH 逐渐减小解析：本题考查原电池和电解池，考查考生结合实验装置判断电池类型和根据电极反应式分析问题的思维能力。难度中等。A 项，甲图为原电池，将化学能转化为电能，乙、丙为电解池，将电能转化为化学能；B 项，C1、C2分别做电解池的阳极和阴极，原电池中 Zn 和 Cu 分别为负极和正极，分别发生氧化反应和还原反应；C 项，C1和 C3上均为 Cl失电子被氧化生成 Cl2，甲中 Cu 片和丙中 Fe 片上均生成 H2；D 项，甲中不断消耗 H，溶液的 pH 升
4、高，丙中生成 NaOH 溶液，pH 也逐渐升高。答案：C4Cu2O 是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取 Cu2O 的电解池示意图如图所示，电解总反应为 2CuH2O 电解,Cu2OH2。下列说法正确的是( )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 Cu2O 生成解析：石墨作阴极，阴极上是溶液中的 H反应，电极反应为 2H2e=H2，A选项正确；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；阳极与电源的正极相连，C 选项错误；阳极反应为2Cu2OH2e=Cu2O
5、H2O，当有 0.1 mol 电子转移时，有 0.05 mol Cu2O 生成，D 选项错误。答案：A5以 KCl 和 ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是( )A未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D镀锌层破损后对铁制品失去保护作用解析：电镀过程中 Zn 与电源正极相连，若给原电池充电，则 Zn 应接电源负极，A 错误；导线中通过的电子，在阴极均被 Zn2得到，所以通过的电子与锌析出的物质的量成正比，B 错误；只要电流恒定，阴阳极得失电子
6、的速率不变，所以电解反应速率不变，C 正确；镀锌层破损后，Zn 比铁活泼，Zn 作负极，Fe 作正极，Fe 被保护，D 错误。答案：C6取一张用饱和 NaCl 溶液浸湿的 pH 试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现 a 电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圆呈浅红色。下列说法错误的是( )Ab 电极是阴极Ba 电极与电源的正极相连接C电解过程中，水是氧化剂Db 电极附近溶液的 pH 变小解析：a 电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圆呈浅红色，说明a 极附近产生了 Cl2，所以 a 极与电源的正极相连，即 a 为阳极，电极反应式为2Cl2e=Cl2
7、，b 为阴极，电极反应式为 2H2O4e=H22OH，所以 b 极附近的 pH 增大。答案：D7(2014全国大联考)Cu2O 是一种半导体材料，用作制造整流器的材料，还可以用于制船底防污漆(杀死低级海生动物)、农作物的杀菌剂。在实验室里可模拟工业过程制取 Cu2O，总反应式是2CuH2OCu2OH2，其装置如右图，下列有关说法= = = = =通电不正确的是( )A该实验符合绿色化学的设计理念B图中的虚线框内需连接直流电源，且正极与石墨相连CCuO 高温加热分解也可以得到 Cu2OD上述装置中，阳极的电极反应式是 2Cu2OH2e=Cu2OH2O解析：利用电解反应制取 Cu2O 时，铜被氧化
8、，应用铜作阳极，连直流电源的正极；石墨是电解池的阴极，与电源的负极相连。答案：B8(2014长春市第一次调研)如图所示的两个实验装置，溶液的体积均为 200 mL。开始时电解质溶液的浓度均为 0.1 mol/L，工作一段时间后，测得导线中均通过 0.02 mol 电子，若不考虑盐的水解和溶液的体积变化，下列叙述中正确的是( )A产生气体的体积(标准状况)：B溶液的 pH 变化：减小，增大C电极上生成物质的质量：D电极反应式：中阳极 2Cl2e=Cl2，中负极 2H2e=H2解析：本题考查考生对原电池和电解池原理的理解和掌握，意在考查考生的分析和判断能力。的阳极反应：2Cl2e=Cl2，导线中通
9、过 0.02 mol 电子时，V(Cl2)n(Cl2)Vm0.01 mol22.4 L/mol0.224 L，中的正极反应为：2H2e=H2，导线中通过 0.02 mol 电子时，V(H2)n(H2)Vm0.01 mol22.4 L/mol0.224 L，所以产生气体的体积：，A 项错误；相当于电解 CuCl2本身，生成的 Cl2与 H2O 反应，从而使溶液pH 减小，相当于 Zn 和稀 H2SO4中的 H反应，所以 H减少，酸性减弱，溶液 pH 增大，B 项正确；由以上分析可知，m(Cl2)n(Cl2)M(Cl2)0.01 mol71 g/mol0.71 g，阴极反应：Cu22e=Cu，导线
10、中通过 0.02 mol 电子时，m(Cu)n(Cu)M(Cu)0.01 mol64 g/mol0.64 g，所以电极上生成物质的质量为 0.71 g0.64 g1.35 g，由以上分析可知，m(H2)n(H2)M(H2)0.01 mol2 g/mol0.02 g，所以电极上生成物质的质量为 0.02 g，C 项错误；中负极：Zn2e=Zn2，D 项错误。答案：B9某溶液中含有溶质 NaCl 和 H2SO4，它们的物质的量之比为 31。用石墨作电极电解溶液时，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阴极只析出 H2B阳极先析出 Cl2，后析出 O2C电解最后阶段为电解水D溶
11、液 pH 不断增大，最后为 7解析：电解质溶液中，n(Na)n(Cl)n(SO)331，开始电解产生 H2和24Cl2，同时生成 OH中和 H2SO4，且生成 OH多，最后相当于电解水，因而 pH7，阴极只生成 H2。三个阶段分别为电解 HCl、NaCl、H2O。答案：D10将 KCl 和 CuSO4两种溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液 pH 随时间 t 变化的曲线如图所示，则下列说法正确的是( )A整个过程中两电极反应 2Cl2e=Cl2、2H2e=H2不可能同时发生B电解至 C 点时，往电解质溶液中加入适量 CuCl2固体，即可使电解质溶液恢复至原来的浓度CAB 段表
12、示电解过程中 H被还原，pH 增大D原混合溶液中 KCl 和 CuSO4浓度之比恰好为 21解析：图像分为三段，因此整个电解过程也有三个过程。第一个过程相当于电解CuCl2溶液，CuCl2水解呈酸性，随着电解的进行，浓度减小，酸性减弱，pH 增大，C 项错误；第二个过程相当于电解 CuSO4溶液，因产物中不断生成 H2SO4，故酸性不断增强，pH 减小；第三个过程相当于电解水。若原混合溶液中 KCl 和 CuSO4浓度之比恰好为21，则达 B 点时 CuCl2消耗完，接着只电解水，则与图像不符，D 项错误；根据 BC，溶液的 pH 明显下降，说明 B 点时 Cl已耗完，而 Cu2过量，继续电解
13、，水量减少，由此可判断 B 项错误；综上分析可知 A 项正确。答案：A二、非选择题11如右图所示中的 A 为直流电源，B 为浸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 上的 a 为_极。(2)滤纸 B 上发生的总化学反应方程式为：_。(3)欲在电镀槽中实现在铁上镀锌，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_溶液或_溶液(只要求填两种电解质溶液)。解析：根据 c 点酚酞变红，则该极的反应为 2H2e=H2，即该极为阴极，与电源的负极相连，所以 a
14、点是正极。(2)滤纸 B 上发生的总反应方程式为 2NaCl2H2OH2Cl22NaOH。(3)c、d 两点短路后，e 为阳极，反应为= = = = =电解Zn2e=Zn2。阴极上镀锌，则阴极反应为 Zn22e=Zn。电解液用含镀层离子的电解质，所以可用 ZnSO4溶液或 Zn(NO3)2溶液等。答案：(1)正(2)2NaCl2H2OH2Cl22NaOH= = = = =电解(3)Zn2e=Zn2 Zn22e=ZnZnSO4 Zn(NO3)212(2014江苏昆山检测)现在工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水制取H2、Cl2、NaOH。请回答下列问题：(1)在电解过程中，与电源正极相连的电
15、极的电极反应式为_。(2)电解之前食盐水需要精制，目的是除去粗盐中含有的 Ca2、Mg2、SO等杂质24离子，使用的试剂有：aNa2CO3溶液bBa(OH)2溶液c稀盐酸其合理的加入顺序为_(填试剂序号)。(3)如果在容积为 10 L 的离子交换膜电解槽中，1 min 内在阳极可产生 11.2 L(标准状况)Cl2，这时溶液的 pH 是(设体积维持不变)_。解析：(1)与电源正极相连的电极为阳极，Cl放电。(2)为了除尽杂质，除杂剂要稍过量，所以要考虑后加的试剂能够将前面加入的过量试剂也除去，最后加入的物质可依靠其特性如挥发性而除去。(3)由 2NaCl2H2O2NaOHCl2H2可知：= =
16、 = = =电解n(NaOH)2n(Cl2)21 mol，11.2 L22.4 Lmol1c(OH)c(NaOH)0.1 mol/L 所以溶液的 pH13。1 mol10 L答案：(1)2Cl2e=Cl2(2)bac(3)1313(2014温州高二检测)25 时，用石墨电极电解 2.0 L 0.5 molL1 CuSO4溶液。5 min 后，在一个石墨电极上有 6.4 g Cu 生成。试回答下列问题：(1)发生氧化反应的是_极，电极反应为_。(2)若电解后溶液的体积不变，则电解后溶液的 pH 为_。(3)若将溶液恢复到与电解前一样，则需加入_mol 的_。(4)若用等质量的两块铜片代替石墨作电
17、极，电解后两铜片的质量相差_g，电解液的 pH_(填“变小” 、 “变大”或“不变”)。解析：(1)n(CuSO4)2.0 L0.5 molL11.0 mol，而在阴极析出的 Cu 为0.1 mol，故 CuSO4未完全电解，阳极发生氧化反应，电极反应为64 g64 gL14OH4e=2H2OO2。(2)总反应：2CuSO42H2O2Cu O2 2H2SO4= = = = =电解2 2 2 1 20.1 mol 0.1 mol 0.1 mol 0.05 mol 0.1 mol所以电解后 c(H)0.1 molL1。0.1 mol 22.0 L故 pHlg0.11。(3)电解后生成的 0.1 m
18、ol Cu 和 0.05 mol O2脱离该体系，即相当于 0.1 mol CuO，因此若将溶液复原，则应加入 0.1 mol CuO。(4)此时为电镀池，阳极：Cu2e=Cu2，阴极：Cu22e=Cu，因此若阴极上析出 6.4 g 铜，则阳极溶解 6.4 g 铜，电解后两铜片质量差为 6.4 g6.4 g12.8 g，而电解液的 pH 不变。答案：(1)阳 4OH4e=2H2OO2(2)1(3)0.1 CuO(4)12.8 不变14(2014福建龙岩高二期中)右图由莫菲滴管改装成的微型电解装置。(1)若用该装置来电解含 3 mol NaCl 和 1 mol H2SO4的混合溶液，已知a、b
19、两极均为石墨。当从导管口收集到 44.8 L(标准状况下)氢气时，阳极生成的气体及对应的物质的量_。(2)若 b 极是铜锌合金，a 极是纯铜，电解质溶液中含有足量的 Cu2，通电一段时间后，若 b 极恰好全部溶解，此时 a 极质量增加 7.68 g，溶液质量增加 0.03 g，则合金中 Cu、Zn的物质的量之比为_。解析：(1)生成 44.8 L H2，转移 4 mol 电子，则阳极将生成 1.5 mol Cl2和 0.25 mol O2。(2)a 极增加 7.68 g Cu，其物质的量为 0.12 mol，由得失电子守恒可知，b 极 Cu、Zn 的物质的量之和为 0.12 mol，溶液中部分
20、 Cu2变成 Zn2，即：Cu2 Zn2 m64 g 65 g 1 g溶液质量增加 0.03 g，可知 Zn 的物质的量为 0.03 mol，所以 Cu、Zn 的物质的量之比为 0.090.03，即 31。答案：(1)1.5 mol Cl2,0.25 mol O2(2)3115(2014江门模拟)蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置，有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是 NiO2Fe2H2OFe(OH)2Ni(OH)2，用该蓄电池电解(阴、充电阳极均为惰性电极)M(NO3)x溶液时，若此蓄电池工作一段时间后消耗 0.36 g 水。(1)电解时，电解池的阳极应连接_(填序号)。ANiO2 BF
21、eCFe(OH)2DNi(OH)2(2)电解 M(NO3)x溶液时某一极质量增加了 m g，金属 M 的相对原子质量的计算式为_(用 m、x 表示)。(3)此蓄电池电解含有 0.01 mol CuSO4和 0.01 mol NaCl 的混合溶液 100 mL，转移相同量的电子时，阳极产生气体_L(标准状况)，电解后溶液加水稀释至 1 L，溶液的 pH为_。解析：(1)电解池的阳极应连原电池的正极，故连 NiO2。(2)蓄电池工作时，消耗 0.36 g 水，通过 0.02 mol 电子，由电子守恒知0.02，M50mx。mxM(3)通过电子 0.02 mol，首先产生 0.005 mol Cl2，转移电子的物质的量为 0.01 mol，然后发生 4OH4e=2H2OO2，产生 O2为0.0025 mol，V气0.02 mol0.01 mol4(0.002 5 mol0.005 mol)22.4 L/mol0.168 L。产生 n(H)0.0025 mol40.01 mol，c(H)0.01 mol/L，pH2。答案：(1)A(2)50mx(3)0.168 2