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電解原理真題練習(xí)附答案

時(shí)間: 焯杰2 化學(xué)備考

  電解原理真題基礎(chǔ)練習(xí)

  B.因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能,電鍍時(shí)通過(guò)的電量與鋅的析出量無(wú)確定關(guān)系

  C.電鍍時(shí)保持電流恒定,升高溫度不改變電解反應(yīng)速率

  D.鍍鋅層破損后對(duì)鐵制品失去保護(hù)作用

  解析:電鍍時(shí),通常把待鍍的金屬制品作陰極,把鍍層金屬作陽(yáng)極,用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液,因此在鐵制品上鍍鋅時(shí),鐵作陰極,鋅作陽(yáng)極。由于鋅比鐵活潑,因此未通電前可以構(gòu)成原電池,但此時(shí)鋅作負(fù)極失去電子,鐵作正極,而電鍍時(shí)鋅仍然失電子,所以選項(xiàng)A不正確;在氧化還原反應(yīng)中需滿(mǎn)足得失電子守恒,因此電鍍時(shí)通過(guò)的電量與鋅的析出量有確定關(guān)系而與能量變化無(wú)關(guān),B不正確;由于電鍍時(shí)保持電流恒定,因此導(dǎo)線中通過(guò)的電子速率是不變的,所以升高溫度不能改變電解反應(yīng)速率,C正確;鍍鋅層破損后,由于鋅比鐵活潑,所以即使發(fā)生電化學(xué)腐蝕也是鋅失去電子而保護(hù)了鐵,即選項(xiàng)D也不正確。

  答案:C

  2.(2011•新課標(biāo)全國(guó)高考)鐵鎳蓄電池又稱(chēng)愛(ài)迪生電池,放電時(shí)的總反應(yīng)為:Fe+Ni2O3+3H2O===Fe(OH)2+2Ni(OH)2下列有關(guān)該電池的說(shuō)法不正確的是(  )

  A.電池的電解液為堿性溶液,正極為Ni2O3、負(fù)極為Fe

  B.電池放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2

  C.電池充電過(guò)程中,陰極附近溶液的pH降低

  D.電池充電時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)為2Ni(OH)2+2OH--2e-===Ni2O3+3H2O

  解析:由放電時(shí)的反應(yīng)可以得出鐵做還原劑失去電子,Ni2O3做氧化劑得到電子,因此選項(xiàng)A、B均正確;充電可以看作是放電的逆過(guò)程,即陰極為原來(lái)的負(fù)極,所以電池放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2,所以電池充電過(guò)程時(shí)陰極反應(yīng)為Fe(OH)2+2e-===Fe+2OH-,因此電池充電過(guò)程中,陰極附近溶液的pH會(huì)升高,C不正確;同理分析選項(xiàng)D正確。

  答案:C

  3.下圖中能驗(yàn)證氯化鈉溶液(含酚酞)電解產(chǎn)物的裝置是(  )

  A.       B.

  C.       D.

  解析:與直流電源的正極相連接的為陽(yáng)極,陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng),失去電子回到正極;與直流電源的負(fù)極相連接的為陰極,陰極上發(fā)生還原反應(yīng),接受負(fù)極輸出的電子。據(jù)此判斷,D圖右電極為陽(yáng)極,發(fā)生反應(yīng):2Cl--2e-===Cl2↑,可觀察到碘化鉀淀粉溶液變藍(lán),證明有Cl2生成;左電極為陰極,發(fā)生反應(yīng):2H++2e-===H2↑,可觀察到陰極區(qū)溶液變紅,證明有NaOH生成,收集的氣體經(jīng)點(diǎn)燃可證明氫氣。

  答案:D

  4.電解CuSO4和NaCl的混合溶液,開(kāi)始陰極和陽(yáng)極上分別析出的物質(zhì)是(  )

  A.H2和Cl2        B.Cu和Cl2

  C.H2和O2 D.Cu和O2

  解析:CuSO4和NaCl的混合溶液中,陽(yáng)離子有Cu2+、H+、Na+,首先放電的是Cu2+,陰離子有Cl-、OH-、SO2-4,其中Cl-放電能力最強(qiáng),所以陰極析出Cu,陽(yáng)極析出Cl2。

  答案:B

  5.關(guān)于電解NaCl水溶液,下列敘述正確的是(  )

  A.電解時(shí)在陽(yáng)極得到氯氣,在陰極得到金屬鈉

  B.若在陽(yáng)極附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色

  C.若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液,溶液呈無(wú)色

  D.電解一段時(shí)間后,將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中,充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行?/p>

  解析:電解NaCl水溶液,陽(yáng)極生成Cl2,陰極生成NaOH和H2。Cl2可與KI反應(yīng)生成I2,溶于水呈棕色溶液。

  答案:B

  6.火法煉銅得到的粗銅中含多種雜質(zhì)(如鋅、金和銀等),其性能遠(yuǎn)不能達(dá)到電氣工業(yè)的要求,工業(yè)上常用電解精煉法將粗銅提純。在電解精煉時(shí)(  )

  A.精煉時(shí)粗銅接電源負(fù)極

  B.精煉時(shí)純銅作陰極

  C.雜質(zhì)都將以單質(zhì)形式沉積到池底

  D.純銅片增重2.56 g,電路中通過(guò)電子為0.04 mol

  解析:由金屬活動(dòng)順序Zn>Cu>Ag>Au可知,首先鋅失去電子進(jìn)入溶液,而后是銅失去電子,由于雜質(zhì)Au、Ag很少,銅溶解時(shí),二者以單質(zhì)形式沉積到池底。純銅增重2.56 g時(shí),得到電子:[2.56 g/64 (g/mol)]×2=0.08 mol,即電路中通過(guò)電子0.08 mol。D不正確。

  答案:B

  7.電解CuSO4溶液時(shí),若要達(dá)到以下三個(gè)要求:①陽(yáng)極質(zhì)量減少;②陰極質(zhì)量增加;③電解液中c(Cu2+)不變,則可選用的電極是(  )

  A.純銅作陽(yáng)極,含Zn、Ag的Cu合金作陰極

  B.含Zn、Ag的Cu合金作陽(yáng)極,純銅作陰極

  C.用純鐵作陽(yáng)極,純銅作陰極

  D.用石墨作陽(yáng)極,用惰性電極(Pt)作陰極

  解析:根據(jù)題目中的三個(gè)要求,很顯然是電鍍銅原理,只要選擇純銅作陽(yáng)極,就可使陽(yáng)極質(zhì)量減少,陰極質(zhì)量增加,電解液中c(Cu2+)不變。故選A。

  答案:A

  8.鎳鎘可充電電池,電極材料是Cd和NiOOH,電解質(zhì)是KOH,放電時(shí)的電極反應(yīng)式:Cd+2OH--2e-===Cd(OH)2,2NiOOH+2H2O+2e-===2Ni(OH)2+2OH-。下列說(shuō)法不正確的是(  )

  A.電池的總反應(yīng)式:Cd+2NiOOH+2H2O??2Ni(OH)2+Cd(OH)2

  B.電池充電時(shí),鎘元素被還原

  C.電池放電時(shí),電池負(fù)極周?chē)芤旱膒H不斷增大

  D.電池充電時(shí),電池的負(fù)極和電源的正極連接xkb1.com

  解析:將放電時(shí)的兩個(gè)電極反應(yīng)相加得到電池的總反應(yīng):Cd+2NiOOH+2H2O????放電充電2Ni(OH)2+Cd(OH)2,A正確;充電時(shí),Cd由+2價(jià)變?yōu)?價(jià),被還原,B正確;放電時(shí)負(fù)極要消耗OH-,因此pH應(yīng)變小,C錯(cuò)誤;充電時(shí),電池的負(fù)極應(yīng)與電源的負(fù)極相連,D錯(cuò)誤。

  答案:CD

  9.按下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),若乙中橫坐標(biāo)x表示流入電極的電子的物質(zhì)的量,下列敘述中不正確的是(  )

  A.E表示生成銅的物質(zhì)的量

  B.E表示總反應(yīng)中消耗水的物質(zhì)的量

  C.F表示反應(yīng)生成氧氣的物質(zhì)的量

  D.F表示生成硫酸的物質(zhì)的量

  解析:甲裝置是電解CuSO4的實(shí)驗(yàn)裝置,其電解方程式為2CuSO4+2H2O=====通電 2Cu↓+O2↑+2H2SO4,可得2CuSO4~2H2O~2Cu~O2~2H2SO4~4e-,結(jié)合圖乙可知選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

  答案:D

  10.(2010•安徽淮北一中期末)我國(guó)第五套人民幣中的一元硬幣材料為鋼芯鍍鎳,依據(jù)你所掌握的電鍍?cè)?,你認(rèn)為硬幣制作時(shí),鋼芯應(yīng)該做(  )

  A.正極 B.負(fù)極

  C.陽(yáng)極 D.陰極

  解析:電鍍池中待鍍金屬應(yīng)做陰極。

  答案:D

  電解原理真題提升練習(xí)

  11.將濃度均為2 mol/L的AgNO3與Cu(NO3)2溶液各0.5 L混合,以銅為電極進(jìn)行電解,一段時(shí)間后陰極上有1.6 g銅析出。

  (1)直流電源已輸出__________mol電子。

  (2)溶液中c(Cu2+)為_(kāi)_________mol/L。

  解析:(1)陰極有Cu析出時(shí),Ag+已完全放電,所以直流電源已輸出電子:2 mol/L×0.5 L+1.6 g64 g•mol-1×2=1.05 mol。

  (2)因用銅作電極,當(dāng)Ag+、Cu2+在陰極析出時(shí),而在陽(yáng)極銅亦同時(shí)溶解成為Cu2+,最終使Cu2+增加;而Cu2+的增加與析出的Ag相對(duì)應(yīng),故此時(shí)Cu2+總量為12×2 mol/L×0.5 L+2 mol/L×0.5 L=1.5 mol,

  c(Cu2+)=1.5 mol0.5 L×2=1.5 mol/L。

  答案:(1)1.05 (2)1.5

  12.(2010•北京海淀區(qū)期末)如下圖所示的裝置,C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。接通電源后,向乙中滴入酚酞溶液,在F極附近顯紅色。試回答下列問(wèn)題:

  (1)A是外加電源的__________極,B是__________極。

  (2)甲是__________池,甲中總和反應(yīng)式是: _____________。

  (3)收集乙裝置中產(chǎn)生的氣體,則陰極和陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體在相同狀態(tài)下體積比為_(kāi)_________。

  (4)欲用丙裝置給銅鍍銀,銅件是__________(填G和H)極,電鍍液是__________溶液。

  (5)裝置丁是什么裝置,可以觀察到______________________,原因是__________________________________________。

  答案:(1)正極 負(fù)極

  (2)電解池 2CuSO4+2H2O=====通電2Cu+O2↑+2H2SO4

  (3)1∶1 (4)H AgNO3

  (5)電泳 Y極附近顏色變深;X附近顏色變淺,說(shuō)明氫氧化鐵膠粒帶正電荷

  13.請(qǐng)用如圖所示儀器裝置設(shè)計(jì)一個(gè)包括:電解飽和食鹽水并測(cè)定電解時(shí)產(chǎn)生的氫氣的體積和檢驗(yàn)氯氣的氧化性的實(shí)驗(yàn)裝置。

  (1)所選儀器連接時(shí),各接口的順序是(填各接口的代號(hào)字母):A接__________、__________接__________;B接__________、__________接__________。

  (2)實(shí)驗(yàn)時(shí),裝置中的石墨電極接電源的__________極,所發(fā)生的反應(yīng)為_(kāi)___________________________;鐵電極接電源的__________極,所發(fā)生的反應(yīng)為_(kāi)________________;此電解總反應(yīng)方程式為_(kāi)_____________________________。

  (3)實(shí)驗(yàn)測(cè)得產(chǎn)生的氫氣體積(已折算標(biāo)準(zhǔn)狀況)為5.60 mL,電解后溶液的體積恰好為50.0 mL,則溶液的pH為_(kāi)_________。

  解析:(1)原題U形管反應(yīng)器中的兩個(gè)電極未限定哪個(gè)是陽(yáng)極或陰極,可任意選用。而反應(yīng)器兩邊連接哪些儀器及其連接順序,取決于A、B為哪種電極以及電極產(chǎn)物和實(shí)驗(yàn)要求。

  設(shè)A上電極為鐵質(zhì)陰極、B上電極為石墨陽(yáng)極,則反應(yīng)器兩邊所選用的各儀器接口連接順序?yàn)椋篈接貯氣瓶的G端,把水?dāng)D入量筒,用量筒測(cè)量出的水量,以測(cè)定產(chǎn)生的H2體積。B接洗氣瓶的D端,生成的Cl2氧化洗氣瓶里的淀粉KI溶液,以證明其氧化性,多余的Cl2通入燒杯里的C導(dǎo)管,借助氫氧化鈉吸收Cl2,防止污染大氣。

  (2)根據(jù)電解飽和食鹽水陽(yáng)極所發(fā)生的反應(yīng)式:2Cl--2e-===Cl2↑,為防止電極被腐蝕,實(shí)驗(yàn)中一般選用石墨作陽(yáng)極。陰極發(fā)生的是水電離出的H+被還原,2H++2e-===H2↑,從而破壞水的電離平衡,在陰極區(qū)域里形成氫氧化鈉,顯堿性,陰極通常使用鐵電極。電解的總反應(yīng)方程式為2NaCl+2H2O=====電解 2NaOH+H2↑+Cl2↑。

  (3)已知電解產(chǎn)生H25.6 mL,相當(dāng)于0.005 6 L22.4 L/mol=0.000 25 mol,

  2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑

  2 mol  1 mol

  x    0.000 25 mol。

  x=2×0.000 25 mol=0.000 5 mol。

  c(OH-)=0.000 5 mol0.05 L=10-2 mol/L,pH=12。

  答案:(1)A接G、F接H;B接D、E接C

  (2)正極,2Cl--2e-===Cl2↑ 負(fù)極 2H++2e-===H2↑;2NaCl+2H2O=====電解 2NaOH+H2↑+Cl2↑

  (3)pH=12

  14.電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。如上圖表示一個(gè)電解池,裝有電解液a;X、Y是兩塊電極板,通過(guò)導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問(wèn)題:

  (1)若X、Y都是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液,則:

 ?、匐娊獬刂蠿電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________,在X極附近觀察到的現(xiàn)象是__________。

 ?、赮電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________,檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是__________。

  (2)如要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(yīng)式為_(kāi)____________。

  ②Y電極的材料是__________,電極反應(yīng)式為_(kāi)____________。

 ?、廴芤褐械腸(Cu2+)與電解前相比__________(填“變大”、“變小”或“不變”)。

  (3)如利用該裝置實(shí)現(xiàn)鐵上鍍鋅,電極X上發(fā)生的反應(yīng)為_(kāi)_______________________________________,電解池盛放的電鍍液可以是________或__________(只要求填兩種電解質(zhì)溶液)。

  解析:(1)①X與電源負(fù)極相連為陰極,發(fā)生還原反應(yīng):2H++2e-===H2↑,X極產(chǎn)物為H2和NaOH,所以現(xiàn)象為:有氣體產(chǎn)生,溶液變紅;電解池中向陰極方向移動(dòng)的是陽(yáng)離子:Na+、H+。

 ?、赮極為陽(yáng)極,發(fā)生氧化反應(yīng):2Cl--2e-===Cl2↑,檢驗(yàn)Cl2的方法是:把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近,試紙變藍(lán)色,證明生成Cl2。

  (2)①電解精煉銅時(shí),純銅作陰極,電極反應(yīng)為Cu2++2e-===Cu。

  ②粗銅作陽(yáng)極,電極反應(yīng)為Cu-2e-===Cu2+。

  ③電解過(guò)程有少量活潑金屬如Zn等在陽(yáng)極上失電子被氧化,所以溶液中c(Cu2+)減小。

  (3)鐵上鍍鋅,應(yīng)使鐵作陰極,鋅作陽(yáng)極,含Zn2+的電解質(zhì)溶液作電鍍液,X極即陰極上的電極反應(yīng)式為:Zn2++2e-===Zn,電鍍液可以是ZnCl2、ZnSO4等。

  答案:(1)①2H++2e-===H2↑ 放出氣體,溶液變紅

 ?、?Cl--2e-===Cl2↑ 把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近,試紙變藍(lán)色

  (2)①純銅 Cu2++2e-===Cu?、诖帚~ Cu-2e-===Cu2+?、圩冃 ?3)Zn2++2e-===Zn ZnCl2 ZnSO4

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