人教版 (2019)选择性必修1第四章 化学反应与电能第二节 电解池第2课时同步达标检测题

第四章　第二节　第2课时

A组·基础达标

1．某同学设计如图所示装置，探究氯碱工业原理，下列说法正确的是(　　)

A．石墨电极与直流电源负极相连

B．用湿润淀粉－KI试纸在铜电极附近检验气体，试纸变蓝色

C．氢氧化钠在石墨电极附近产生，Na＋向石墨电极迁移

D．铜电极的反应式为2H＋＋2e－===H2↑

【答案】D

2．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

3．(2020·广东中山纪念中学高二检测)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Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则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；消毒液主要成分为NaClO和NaCl

B．a为负极，b为正极；消毒液主要成分为NaClO和NaCl

C．a为阳极，b为阴极；消毒液主要成分为HClO和NaCl

D．a为阴极，b为阳极；消毒液主要成分为HClO和NaCl

【答案】B　【解析】制取消毒液的有关反应有2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，因阳极生成Cl2，阴极生成NaOH，为使二者充分反应，Cl2应在下端产生，从而推知电源b为正极，a为负极，消毒液的主要成分是NaClO和NaCl。

4．某同学欲在铜钥匙上镀锌，有关说法正确的是(　　)

A．用铜钥匙作阳极，石墨棒作阴极，CuSO4溶液做电解质溶液

B．Zn与铜钥匙用导线相连插入ZnSO4溶液中

C．Zn作阳极，铜钥匙作阴极，ZnSO4溶液作电镀液电解

D．在电镀过程中溶液中的Zn2＋浓度减小，Cu2＋浓度增大

【答案】C

5．(2020·河北邢台第八中学高二检测)两个装置中，液体体积均为200 mL，开始工作前电解质溶液的浓度均为0.5 mol·L－1，工作一段时间后，测得有0.2 mol电子通过，若忽略溶液体积的变化，下列叙述正确的是(　　)

A．产生气体体积①＝②

B．①中阴极质量增加，②中正极质量减小

C．①中阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，②中负极反应式为2H＋＋2e－===H2↑

D．溶液的pH变化：①减小，②增大

【答案】D　【解析】①为电解池，阳极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑(或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑)，阴极反应为2Cu2＋＋4e－===2Cu；②为原电池，负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极反应为2H＋＋2e－===H2↑。两个装置中的CuSO4和H2SO4的物质的量都是0.1 mol，当通过0.2 mol电子时两种物质正好完全反应，①生成0.05 mol O2，②生成0.1 mol H2，由此可知只有D正确。

6．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。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

【答案】A　【解析】石墨作阴极，电极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，A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错误；阳极与电源的正极相连，C错误；阳极反应为2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，当有0.1 mol 电子转移时，有0.05 mol Cu2O生成，D错误。

7．电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，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。

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溶液，则：

(1)电解池中X电极上的电极反应式是______________________，在X电极附近观察到的现象是___________________________________________________________________。

(2)Y电极上的电极反应式是________________________，检验该电极反应产物的方法是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

【答案】(1)2H＋＋2e－===H2↑　有气体放出，溶液变红

(2)2Cl－－2e－===Cl2↑　把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝

8．如图，甲烧杯中盛有100 mL 0.50 mol·L－1 AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100 mL 0.25 mol·L－1 CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9 g。

(1)发现A极比C极重，说明A极和C极上分别析出什么物质？说明电源E为正极还是负极？

(2)A极比C极重1.9 g，则A极上析出单质的质量为多少？ C极上析出单质的质量为多少？

(3)写出B极的电极反应式；计算B极析出气体的体积。 (标准状况)

【答案】(1)A极比 C极重，说明A极上有Ag析出，说明电源E极是负极，则C极为阴极，C极上有铜析出。

(2)设A极析出的Ag为x mol，则对应析出的铜为 mol(电子守恒)，即得108x－ 64×＝1.9，x＝0.025，则析出Ag的质量为2.7 g，析出铜的质量为0.8 g。

(3)B 极的电极反应式： 4OH－ －4e－===O2↑＋2H2O；根据(2)可知，该过程转移0.025 mol电子，则B极生成O2的体积V＝22.4 L·mol－1× mol＝0.14 L。

B组·能力提升

9．以等质量的铂棒和铜棒作电极，电解硫酸铜溶液，通电一段时间后，其中一极增加质量为a g，此时两极的质量差为(　　)

①a g　②2a g　③ g　④无法判断

A．①　　　　　 B．①②　　　　　　　　

C．①②③　　　　　 D．④

【答案】B　【解析】有两种可能：①如果电解池中，Cu作阴极，Pt作阳极，本实验为电解硫酸铜溶液，Cu棒增重，而Pt棒的质量不变，因此二者的质量差为a g。②如果电解池中，Cu作阳极，Cu是活性电极，Cu棒本身参与反应，即Cu－2e===Cu2＋，因此Cu极减重，Pt作阴极，阴极受保护，阴极本身不参与反应，此时溶液中的Cu2＋被还原而使阴极增重，即Cu2＋＋2e===Cu，综合两极情况后，可得出阴极增加质量的数值应等于阳极铜棒失重的数值，因此两极质量相差2a g。

10．电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，如图是电解污水的实验装置示意图，实验用污水中主要含有可被吸附的悬浮物(不导电)。下列有关推断明显不合理的是(　　)

A．阴极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－

B．通电过程中烧杯内产生可以吸附悬浮物的Fe(OH)3

C．通电过程中会产生气泡，把悬浮物带到水面形成浮渣弃去

D．如果实验用污水导电性不良，可加入少量Na2SO4固体以增强导电性

【答案】A　【解析】A项是阴极H2O电离出的H＋得电子，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。

11．(2020·山西太原第五中学高二检测)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。

下列叙述正确的是(　　)

A．通电后中间隔室的SO离子向正极区迁移，正极区溶液pH增大

B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品

C．负极区反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，负极区溶液pH降低

D．当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成

【答案】B　【解析】在负极区发生的电极反应为4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－，在正极区发生的电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，故正极区pH减小，A错误；Na＋移向负极区，生成NaOH, SO移向正极区，生成H2SO4，B正确；根据负极区电极反应可知C错误；每通过1 mol 电子，有0.25 mol O2生成，D错误。

12．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0.2 mol CuO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电极上的电极反应式为_________________________________________________

________________________________________________________________________。

②电解质溶液d最好选________(填编号，下同)。

A．纯水　　 B．CuSO4溶液

C．NaOH溶液　　 D．H2SO4溶液

③液体c为________。

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