高中鲁科版 (2019)第1章 化学反应与能量转化第3节 电能转化为化学能——电解同步练习题

第一章　化学反应与能量

第3节　电能转化为化学能——电解

第二课时 电解原理的应用  达标测试

1.下列关于电解氯化钠水溶液(铁作阴极、石墨作阳极)的叙述正确的是(　　)

A.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色

B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕黄色

C.电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠

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

【答案】B

【解析】电解食盐水时发生的反应：

阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑

阴极：2H＋＋2e－===H2↑

总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

对照分析选项，C错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后发生反应：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，溶液呈棕黄色，B正确；阴极附近产生大量的OH－，滴加酚酞后变红色，A错误；电解后生成NaOH，溶液呈碱性，D错误。

2.在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是(　　)

A.锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子

B.铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子

C.铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子

D.锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子

【答案】A

【解析】本题考查的是电镀的原理。电镀原理是镀层金属作阳极，镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液。

3.利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Au等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是(　　)

A.电解时以纯铜作阳极

B.电解时阳极发生还原反应

C.纯铜连接电源负极，其电极反应式是Cu－2e－===Cu2＋

D.电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Au等金属的阳极泥

【答案】D

【解析】电解法精炼金属铜时，粗铜作阳极，失去电子逐渐溶解，Cu2＋得到电子后析出，附着在阴极上，故纯铜作阴极；在电解池中，阴极接电源的负极，发生还原反应，阳极接电源的正极，发生氧化反应，A、B、C错误；越活泼的金属越易失去电子，故比铜活泼的Fe、Zn先失去电子，变成

Fe2＋、Zn2＋进入溶液，然后是铜失去电子，变成Cu2＋进入溶液，因Ag、Au等金属不如铜活泼，故在铜溶解后便沉淀在电解槽底部成为阳极泥，D正确。

4.下列描述中，不符合生产实际的是(　　)

A.电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极

B.电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极

C.电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极

D.在镀件上电镀锌，用锌作阳极

【答案】A

【解析】电解池的阳极发生失电子氧化反应、阴极发生得电子还原反应。电解熔融的Al2O3制Al时，若用Fe作阳极，会发生反应Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋移动到阴极上发生反应Fe2＋＋2e－===Fe，使得到的Al不纯。

5.关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是(　　)

A.都用粗铜作阳极、纯铜作阴极B.电解液的成分都保持不变

C.阳极反应都只有Cu－2e－===Cu2＋D.阴极反应都只有Cu2＋＋2e－===Cu

【答案】D

【解析】A项，电镀时镀件作阴极；B项，电解精炼铜时电解液成分改变；C项，电解精炼铜时，杂质若有比铜活泼的金属(如锌)，则还会发生Zn－2e－===Zn2＋的反应。

6.下列有关电化学的示意图中正确的是(　　)

【答案】D

【解析】选项A，Zn应为原电池负极，Cu为原电池正极；选项B，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换；选项C，粗铜应连接电源正极，纯铜接在电源的负极；选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl－在阳极放电产生Cl2，溶液中的H＋在阴极获得电子而产生H2。

7.铜是一种重要的金属材料,有着非常重要的应用。下列图示中关于铜电极的连接错误的是(　　)

【答案】C

【解析】镀件作阴极,与电源负极相连,C选项错误。

8.若在铜片上镀银时,下列叙述正确的是(　　)

①将铜片接在电源的正极上

②将银片接在电源的正极上

③在铜片上发生的反应是Ag++e-Ag

④在银片上发生的反应是4OH--4e-O2↑+2H2O

⑤需用硫酸铜溶液作为电镀液

⑥需用硝酸银溶液作为电镀液

A.①③⑥   B.②③⑥C.①④⑤   D.②③⑤

【答案】B

【解析】在铜片上镀银,铜片作阴极,电极反应式为Ag++e-Ag；银片作阳极,电极反应式为Ag-e-Ag+；电解液应含有Ag+,故B正确。

9.如图A为直流电源，B为浸透饱和NaCl溶液和酚酞溶液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后发现B上的c点显红色，为实现铁上镀铜，接通K后，使c、d两点短路，下列叙述正确的是(　　)

A.a为直流电源的负极B.c极上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑

C.f电极为铜板D.e极发生还原反应

【答案】B

【解析】K断开时，接通电路后，B上的c点显红色则证明c极为电解池的阴极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，a为直流电源的正极，C为电镀池，e为阳极，f为阴极，f电极为铁，e电极为铜，发生氧化反应。

10.如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05 mol·L－1的CuCl2溶液，B池中加入0.1 mol·L－1的AgNO3溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是(　　)

A.2∶2∶4∶1  B.1∶1∶2∶1C.2∶1∶1∶1   D.2∶1∶2∶1

【答案】A

【解析】由电解规律可知：a、c为阴极，b、d为阳极。a极上析出Cu，b极上析出Cl2，c极上析出Ag，d极上析出O2。由电子守恒可得出：2e－～Cu～Cl2～2Ag～O2，所以a、b、c、d四个电极上所析出物质的物质的量之比为2∶2∶4∶1。

11.电解原理在化学工业中有着广泛的应用。

(1)如图,其中a是电解质溶液,X、Y是两块电极板。若X、Y是惰性电极,a是CuSO4溶液,则电解时的化学方程式为_________________________________；通电一段时间后,向烧杯中的电解质溶液中加入0.2molCuO粉末,电解质溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH,则电解过程中转移的电子的物质的量为_____。若X、Y分别是铁和铜,a仍是CuSO4溶液,则Y极的电极反应式为________。  

(2)已知+2价的铁的化合物通常具有较强的还原性,易被氧化。实验室用亚铁盐溶液与烧碱反应很难制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀,但是用电解的方法可以制得纯净的Fe(OH)2沉淀。制备装置如图所示,其中a、b两电极材料分别为铁和石墨。

①a电极上的反应式为______________________________。  

②电解质溶液d最好选____________(填编号)。  

A.纯水  B.CuSO4溶液      C.NaOH溶液  D.H2SO4溶液

③液体c为____________(填编号)。  

A.四氯化碳   B.硝基苯    C.苯  D.乙醇

【答案】(1)2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4         0.4 mol　Cu-2e-Cu2+

(2)①Fe-2e-Fe2+　②C　③C

【解析】(1)用惰性电极电解CuSO4溶液的化学方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4；通电一段时间后,向烧杯中的电解质溶液中加入0.2molCuO粉末,电解质溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH,说明在电解的过程中刚好生成了0.2molCu和0.1molO2,所以转移的电子的物质的量为0.4mol。当X、Y分别是铁和铜时,Y极的电极反应式为Cu-2e-Cu2+。

(2)该小题主要考查在无氧环境下制备Fe(OH)2沉淀,所以液体c应选择密度比水小且与水不互溶的物质,故选C。

12.下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液,电极均为石墨电极。             

接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4的质量分数为 10.47%,乙中c电极质量增加。据此回答问题。

(1)电源的N端为____________极。 

(2)电极b上发生的电极反应式为____________________________。 

(3)列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：__________________。 

(4)电极c的质量变化是____________g。 

【答案】 (1)正

(2)4OH--4e-2H2O+O2↑

(3)    水减少的质量：100 g×(1-)≈4.5 g,生成O2的体积：××

22.4 L·mol-1=2.8 L

(4)16

【解析】由题中信息c的电极质量增加知：c极上析出铜,故 c为阴极,d为阳极,e为阴极,f为阳极。

(1)N端为正极,M端为负极,a为阴极,b为阳极。

(2)甲烧杯中b极上发生反应为4OH--4e-2H2O+O2↑。

(3)电解K2SO4溶液实质是电解水,设电解水的质量为m,则100 g×10.00%=(100 g-m)×10.47%,解得m≈4.5 g,即0.25 mol H2O,每电解2 mol H2O转移4 mol 电子,故整个装置发生电极反应转移0.5 mol电子,产生O2的体积为V=n·Vm=×22.4 L·mol-1=2.8 L。

(4)c极上析出铜的质量为×64 g·mol-1=16 g。