2022年高三化学寒假自我小测：48电解池（四） Word版含解析

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1.用质量均为100 g的铜作电极电解硝酸银溶液。电解一段时间后，两电极质量相差28 g，此时阴极质量为（ ）
A.121.6 g B.88.2 g C.89.6 g D.21.6 g
思路解析：可根据电解的方程式计算，但此题有简便解法：根据电解的规律，阴极质量必然会增大，即大于100 g，故选A。
答案：A
2.把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为（ ）
A.1∶2∶3 B.3∶2∶1 C.6∶3∶1 D.6∶3∶2
思路解析：假设电路中通过1 ml电子，根据K+→K(得1e-)、Mg2+→Mg(得2e-)、Al3+→Al(得3e-)，析出K、Mg、Al的物质的量分别为、、，物质的量之比为∶∶ =6∶3∶2。
答案：D
3.下列说法不正确的是（ ）
A.不能自发进行的氧化还原反应，一般可以通过电解实现
B.电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化
C.电解池和原电池中均发生氧化还原反应
D.电解、电离、原电池均需要通电
思路解析：电离不需要通电，而是溶于水或熔化状态下发生的。
答案：D
4.用石墨电极电解AlCl3溶液时，图4-14所示的电解液变化曲线合理的是（ ）
图4-14
思路解析：阴极：2H++2e-====H2↑，阳极：2C1-—2e-====C12↑，阴极H2O电离的OH-与Al3+结合生成Al(OH)3沉淀。当C1-全部放电后，此时解离水，pH和沉淀质量不变。
答案：AD
5.做电解水实验时，为了增强水的导电能力，可以加入的试剂是（ ）
A.CuSO4 B.KCl C.KOH D.K2SO4
思路解析：做电解水的实验，只能H+和OH-放电，其他离子不能放电。
答案：CD
6.如图4-15所示的两个装置中，溶液的体积均为200 mL，开始时电解质溶液的浓度均为0.1 ml·L-1，工作一段时间后，测得导线上通过0.02 ml 电子，若不考虑盐的水解和溶液的体积变化，则下列叙述正确的是（ ）
图4-15
A.产生气体的体积①>② B.电极上析出固体物质的质量①>②
C.溶液pH变化①增大②减少 D.电极反应式：
①中阳极：4OH-－4e-====2H2O+O2↑
②中负极2H++2e-====H2↑
思路解析：①为电解CuSO4溶液，两极反应分别为：
阴极：2Cu2++4e-====2Cu
阳极：4OH--4e-====2H2O+O2↑
总反应式为：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑
②为原电池，两极反应为：
负极：Zn－2e-====Zn2+
正极：2H++2e-====H2↑
总反应式为：Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑
当通过0.02 ml 电子时，①中阳极产生0.005 ml O2，②中产生0.01 ml H2；①中阴极析出0.01 ml Cu，②中没有固体析出：①电解后有H2SO4生成，溶液pH变小，②消耗H2SO4，溶液pH变大。
答案：B
7.电解CuCl2和NaCl的混合溶液，阴极和阳极上分别析出的物质是（ ）
A.H2和C12 B.Cu和C12 C.H2和O2 D.Cu和O2
思路解析：阴极放电顺序：Cu2+>H+>Na+，故Cu2+放电：Cu2++2e-====Cu。阳极放电顺序：Cl-> OH-，故Cl-放电：2Cl-－2e-====C12↑。
答案：B
8.用惰性电极电解2 L 1.0 ml·L-1CuSO4溶液，在电路中通过0.5 ml 电子后，调换正负极继续电解，电路中又通过了1 m1电子，此时溶液中c(H+)(假设溶液体积不变)为（ ）
A.1.5 ml·L-1 ml·L-1 C.0.5 ml·L-1 ml·L-1
思路解析：调换正负极前后电极反应式如下：
调换前：阳极：4OH-―4e-====2H2O＋O2↑阴极：2Cu2+＋4e-====2Cu
调换后：阳极：2Cu－4e-====2Cu2+（先）4OH-―4e-====2H2O＋O2↑（后） 阴极：2Cu2+＋4e-====2Cu
故电路中转移的1.5 ml 电子中，只有1 ml由OH-放电产生，即消耗的n(OH-)====1 ml，亦即溶液中积累的n(H+)=1 ml，则c(H+)=0.5m1·L-1
答案：C
9.用铂电极电解CuCl2溶液时，当电流为IA，通电时间为t min时，阴极增加的质量为m g，在阳极收集到的气体体积(标准状况)为V L。又知1个电子的电荷量为Q，铜的摩尔质量为M g·ml-1，则计算阿伏加德罗常数NA的算式为（ ）
A.It／QV B.32 It/mQ C.672 It／QV D.30 MIt/mQ
思路解析：阳极：2C1--2e-====C12↑
n(Cl2)＝，n(e-)＝ml故ml×2=ml，NA=
阴极：Cu2++2e-====Cu
n(Cu)＝ml故×2 ml=ml，NA=
答案：CD
10.如图4-16中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极板有无色无臭气体放出，符合这一情况的是（ ）
图4-16
思路解析：选项A，X电极为负极，则Y为正极，a极相应发生还原反应Cu2++2e-====CuO，质量增加，b极板上发生氧化反应4OH-―4e-====2H2O+O2↑，放出无色无臭的气体，符合题意。选项B，X电极为负极，则Y为正极。a极板为阴极，发生还原反应2H++2e-====H2↑，质量未增加。b极板上发生氧化反应4OH-―4e-====2H2O+O2↑，放出无色无臭气体。排除B。选项C，X为正极，Y为负极，a极板(银)为阳极，金属作电极，因此失电子Ag－e-====Ag+，b极发生还原反应Ag++e-====Ag↓，a极板质量未增加，b极板未放出无色无臭气体，排除C。选项D，X为负极'a为阴极，Y为正极，b为阳极。a板上发生还原反应Cu2++2e-====Cu，质量增加，b极板上发生氧化反应2Cl-―2e-====Cl2↑，冒出浅黄绿色气体，故不符合题意。
答案：A
11.从、、H+、Cu2+、Ba2+、Ag+、Cl-等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。
(1)两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是______________________________。
(2)若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式可能是_________________________。
(3)两极分别放出气体，且体积比为1∶1，电解质的化学式可能是____________________。
思路解析：题中提供的电解质离子是七种，其实还包括OH-，即八种。这些离子放电的顺序是：
阳极：Cl->OH->（、）
阴极：Ag+>Cu2+>H+>Ba2+
(1)两极分别放出H2和O2，即H+和OH-放电，实质是电解H2O，水中的溶质应是起导电作用而又不改变H+和OH-放电的顺序，它可以是HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2、Ba(OH)2中的任意一种，但不是BaSO4。
(2)阴极析出金属，即Ag+或Cu2+放电；阳极放出O2，即OH-放电。水中的溶质可以是AgNO3、Cu(NO3)2、Ag2SO4、CuSO4中的任意一种。
(3)两极都生成气体，且气体体积比为1∶1，则放电的离子应是Cl-和H+。水中的溶质可以是HCl、BaC12中的任意一种。
答案：(1) HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2、Ba(OH)2中的任意一种 (2)AgNO3、Cu(NO3)2、Ag2SO4、CuSO4中的任意一种 (3) HCl、BaC12中的任意一种
我综合 我发展
12.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：
3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，下列叙述不正确的是（ ）
A.放电时负极反应为：Zn-2e-+2OH-====Zn(OH)2
B.充电时阳极反应为：Fe(OH)2-3e-+50H-====+4H2O
C.放电时每转移3 ml 电子，正极有1 ml K2FeO4被氧化
D.放电时正极附近溶液的碱性增强
思路解析：本题考查了原电池、电解池相关的知识，放电时装置为原电池，Zn作负极；充电时，装置变为电解池阳极发生氧化反应，所以A、B正确。放电时正极反应为：FeO2-4+4H2O+3e-＝Fe(OH)2+5OH-，故电极附近溶液的碱性增强，正极所发生的反应为还原而不是氧化，故C错。
答案：C
13.在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅捧，可以上下搅动液体，装置如图4-17。接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。根据上述实验回答：
图4-17
(1)阳极上的电极反应式为___________________________。
(2)阴极上的电极反应式为___________________________。
(3)原上层液体是____________________________________。
(4)原下层液体是____________________________________。
(5)搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是_______________________。
(6)要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是______________________________，现象是___________________________________________________________________。
思路解析：运用学过的电解原理相关知识，推知在阳极周围生成了I2，证明电解质溶液中含有I-；在阴极上有H2生成；所以上层液体为KI溶液(或NaI溶液)，下层液体密度大于水且与水不相溶，能从上层溶液中将I2萃取出来，说明下层液体为CCl4溶液(或CHCl3溶液)；再应用金属离子的检验方法——焰色反应，即可给出正确答案。
答案：(1)2I-―2e-====I2
(2)2H++2e-====H2↑
(3)KI(或NaI)等水溶液
(4)CCl4(或CHCl3等)
(5)I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度，所以绝大部分I2都转移到CCl4中
(6)焰色反应 透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色(其他合理答案同样给分，例如若③中答NaI水溶液，这里火焰呈黄色)
14.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电放电过程可表示为：
2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O
回答下列有关问题：
(1)电池的放电过程是______________(填“①”或“②”)。
(2)该电池属于______________ (填“酸”“碱”或“中”)性电池。
(3)反应①是______________ (填“放热”或“吸热”)反应。
(4)写出充电时的电极反应式：
阳极：___________________________________________________________。
阴极：___________________________________________________________。
(5)充电时，电池的正极应接电源的______________极。
(6)试简述回收该种废电池的意义。
思路解析：关键是准确判断①②哪个是放电过程和充电过程。原电池反应是自发反应，由性质可知Ag2O有强氧化性，Zn有强还原性，所以②是自发反应，即放电反应。
答案：(1)② (2)碱 (3)吸热
(4) 2Ag+2OH-－2e-====Ag2O+H2O
Zn(OH)2+2e-====Zn+2OH-
(5)正 (6)可减少重金属Ag+对环境的污染，又可将Ag回收利用。
15.一段时间后，图4-18的装置会出现什么现象？依据是什么？写出电极反应式和总反应式。
图4-18
思路解析：图中，甲是原电池，乙是电解池。原电池中，Zn为负极，C为正极。与甲池中Zn相连的乙池中的C棒为阴极，另一C棒为阳极。
答案：甲池中Zn棒会逐渐溶解，碳棒上有气泡冒出。乙池中，与Zn棒相连的碳棒上有红色物质析出，另一碳棒上有刺激性气味的气体放出。
甲池中，负极：Zn－2e-====Zn2+
正极：2H++2e-====H2↑
总式：Zn+2H+====Zn2++H2↑
乙池中，阳极：2Cl-－2e-====Cl2↑
阴极：Cu2++2e-====Cu
总式：CuCl2Cu+Cl2↑
我创新 我超越
16.由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，应用图4-19电解实验可制得白色的纯净Fe(OH)2沉淀,两电极的材料分别为石墨和铁。
图4-19
（1）a电极材料应为_________；b电极材料为________。b电极的电极反应式为_______。
（2）电解液c可以是（填编号）__________________。
A.纯水 B.NaCl溶液 C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液
（3）d为苯，其作用为_______________，在加入苯之前，对c溶液应作何简单处理？
（4）为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施有____________。
A.改用稀硫酸作电解液 B.适当增大电源的电压
C.适当减小两电极间的距离 D.适当降低电解液的浓度
思路解析：若要制得Fe(OH)2，必须使FeFe2+，Fe作阳极，发生Fe-2e-Fe2+。电解质溶液在选择时考虑到电解产生OH-，或本身就含有OH-,②选择BC。
生成的Fe（OH）2易被氧化为Fe(OH)3，故加苯前将电解液加热以除去溶液中溶解的O2，加苯的目的是为隔绝空气，防止Fe（OH）2氧化。
增加电压和减小两极间距离可以加速反应进行，在较短时间看到白色沉淀。
答案：（1）Fe 石墨 2H++2e-====H2↑ （2）BC （3）隔开空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化生成Fe(OH)3 加热c，以除去溶解的O2 （4）BC
a极板
b极板
x电极
溶质
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2