2017人教版高中化学选修四4.3.1《电解原理》word课后作业.doc

1、高中化学 4-3-1 电解原理 45 分钟作业 新人教版选修 4 一、选择题(每小题 4 分，每小题有 12 个正确选项) 1用惰性电极实现电解，下列说法正确的是( ) A电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液 pH 不变 B电解稀氢氧化钠溶液，要消耗 OH ，故溶液 pH 减小 C电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为 12 D电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为 11 解析：电解稀 H2SO4，实质上是电解水，硫酸的物质的量不变，但溶液体积减小，浓 度增大，故溶液 pH 减小，A 不正确。电解稀 NaOH 溶液，阳极消耗 OH ，阴极消耗 H ，实质也

2、是电解水，NaOH 溶液浓度增大，故溶液的 pH 增大，B 不正确。电解 Na2SO4 溶液时，在阳极发生反应：4OH 4e =2H2OO 2，在阴极发生反应： 2H 2e =H2，由于两电极通过电量相等，故析出 H2 与 O2 的物质的量之比为 21，C 不正确。电解 CuCl2 溶液时，阴极反应为 Cu2 2e =Cu，阳极反应为 2Cl 2e =Cl2，两极通过电量相等时，Cu 和 Cl2 的物质的量之比为 11，D 正确。 答案：D 2下列关于实验现象的描述不正确的是( ) A把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡 B用锌片作阳极，铁片作阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现

3、一层锌 C把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁 D把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快 解析：铜片和铁片紧靠并浸入稀 H2SO4 溶液中，铜片上的 H 获得由铁片传递过来的 电子：2H 2e =H2，所以可观察到铜片表面出现气泡。用锌板作阳极、铁片作阴极 电解 ZnCl2 溶液，实为电镀，两极发生的反应如下：阳极反应：Zn 2e =Zn2 ，阴极 反应：Zn 2 2e =Zn，阴极上析出锌。铜片插入 FeCl3 溶液发生的反应是 Cu 2Fe3 =Cu2 2Fe 2 ，并没有单质铁的析出。向盛有锌粒和盐酸的试管中滴入几滴 CuCl2 溶液，发生反应：ZnC

4、u 2 =CuZn 2 ，置换出的 Cu 与剩余的 Zn 接触，置于 盐酸中，构成了原电池，加速 2H 2e =H2反应，可观察到气泡放出速率加快。 答案：C 3在外界提供相同电量的条件下，Cu 2 和 Ag 分别按 Cu2 2e =Cu 和 Ag e =Ag 在电极上放电，析出铜的质量为 1.92g，则析出银的质量为( ) A1.62g B6.48g C3.24g D12.96g 解析：电解过程中，电极上析出金属的质量与电子转移数量成正比，析出 1mol 铜需 转移 2mol 电子，析出 1mol 银需转移 1mol 电子，外界提供电量相同时： Cu641.92g 2Ag216x x6.48

5、g 答案：B 4将含有 KCl、CuBr 2、Na 2SO4 三种物质的水溶液用铂电极进行电解，且电解时间 足够长。有以下结论：溶液中几乎没有 Br ；电解质溶液为无色；最终溶液显碱性； K 、Na 和 SO 的浓度几乎没有变化。正确的是(设 Cl2、Br 2 全部从溶液中逸出)( )24 A B仅 C D 均正确 解析：此题电解的是混合溶液，目的是考查学生对阴、阳离子放电顺序掌握的熟练性。 溶液中存在的阴离子有：Cl 、Br 、SO 、OH ，阳离子有：24 K 、Cu 2 、Na 、H 。因用 Pt 电极电解足够长的时间，阴离子首先放电的是 Br ，其次 是 Cl ，最后是 OH ，SO

6、在溶液中不放电，阳离子先放电的是 Cu2 ，其次是 H 。24 所以先电解 CuBr2，两极分别析出 Cu 和 Br2，当 CuBr2 电解完毕时，相当于继续电解 HCl(H 来自于水中)，当 Cl 被消耗尽时，则继续电解水。由于 Cu2 转化为单质铜，电解 液变为无色；Cl 放电时，水电离出的 H 放电，使溶液中的 c(OH )增大；由于水被消耗， c(K )、c(Na )和 c(SO )会增大。24 答案：A 5根据金属活动性顺序表，Cu 不能发生：Cu2H 2O=Cu(OH)2H 2的反应。但 选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四组电极和电解液中， 能实现该反应

7、最为恰当的是( ) A B C D 阳极 石墨棒 Cu Cu Cu 阴极 石墨棒 石墨棒 Fe Pt 电解液 CuSO4 溶液 Na2SO4 溶液 H2SO4 溶液 H2O 解析：Cu 作阳极时，自身失电子电极反应为 Cu2e =Cu2 阴极反应为 2H 2e =H2；C 项电解液 H2SO4 会与生成的 Cu(OH)2 中和，实际上不会生成 Cu(OH)2；D 项中 H2O 导电能力不强，故 B 项中 Na2SO4 溶液起增强导电性作用。电解总 反应为 Cu2H 2O Cu(OH)2H 2 = = = = =电 解 答案：B 6将两根铂插入 500mL 的 CuSO4 溶液中进行电解，通电一

8、段时间后，某电极质量增 加 0.064g(设电解时无 H2 放出，且不考虑水解和溶液体积变化)。此时溶液中 H 浓度约为( ) A410 3 mol/L B310 3 mol/L C110 3 mol/L D110 7 mol/L 解析：用铂电极电解 CuSO4，阴极：Cu 2 2e =Cu；阳极： 4OH 4e =2H2OO 2 ，电极质量增加 0.064g，一定为阴极，由 2CuSO42H 2O 2CuO 22H 2SO4，每生成 1mol Cu 同时生成 1mol H2SO4，则 c(H ) = = = = =通 电 410 3 mol/L。 0.064 g64 g/mol 2 0.5

9、L 答案：A 70.4mol CuSO4 和 0.4mol NaCl 溶于水，配成 1 L 溶液，用惰性电极进行电解，当一 个电极得到 0.3molCu 时，另一个电极上生成的气体在标准状况下的体积是( ) A5.6L B6.72L C1.344L D11.2L 解析：阴极有 Cu2 与 H ， Cu2 放电，有 0.3mol Cu 析出时，则得到 0.320.6mol e ，阳极有 Cl 、OH ，Cl 放电失去 0.4mol 电子，则 OH 放电失去 0.2mol 电子，生成 0.2mol Cl2 和 0.05mol O2，生成的气体在标准状况下的体积为 (0.20.05)mol22.4

10、L/mol5.6L。 答案：A 8将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧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( ) A632 B631 C123 D321 解析：设电路中通过 6mol 电子，根据 K e =K 可算得析出 6molk；根据 Mg2 2e =Mg 算得析出 3molmg；根据 Al3 3e =Al 算得析出 2mol Al。析出钾、 镁、铝的物质的量之比为 632。 答案：A 9将等物质的量 K2SO4、NaCl、Ba(NO 3)2、AgNO 3 混合均匀后，置于指定容器中， 加入足量的水，经搅拌、静置、过滤。取滤液，用铂电极电解该滤液

11、一段时间。则两个极 区析出的氧化产物与还原产物的质量比约为( ) A35.5108 B10835.5 C81 D12 解析：四种物质混合加水，最后过滤后，得到 KNO3 和 NaNO3 的混合溶液，所以阳极 产物为 O2，阴极产物为 H2。 答案：C 10某溶液中含有两种溶质 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 H2 B阳极先极出 Cl2，后析出 O2 C电解最后阶段为电解水 D溶液 pH 不断增大，最后为 7 解析：电解质溶液中，n(Na )n(Cl )n(H )n(SO )

12、3321。开始电解24 产生 H2 和 Cl2，随着产生 H2 和 Cl2 的同时生成的 OH 中和 H2SO4，且 OH 过量，最后是 电解水，因而最后溶液的 pH7，阴极只放出 H2。三个阶段分别相当于电解 HCl NaCl H 2O。 答案：D 二、非选择题(共 60 分) 11如下图为持续电解含一定 CaCl2 水溶液的装置( 以铂为电极 )，A 为电流表。电解 一段时间 t1 后，将 CO2 持续通入电解液中。 (1)电解时，F 极发生_反应，电极反应式为：_ ，E 极发生_反 应，电极反应式为：_，电解总反应式为： _。 (2)电解池中产生的现象： _ _ _ 解析：溶液中含有 C

13、a2 、H 、Cl 、OH ，通电时，Ca 2 、H 移向阴极，由于 H 放电能力比 Ca2 强，在 E 极上发生反应：2H 2e =H2；Cl 、OH 移向阳极，Cl 在阳极放电；2Cl 2e =Cl2，电解至 t1 后，溶液中 OH 浓度增大，通入 CO2 后会有 CaCO3 沉淀生成。 答案：(1)氧化 2Cl 2e =Cl2 还原 2H 2e =H2 2Cl 2H 2O 2OH H 2Cl 2 = = = = =电 解 (2)通电后 E 极处溶液呈红色。 通电时，E 极、F 极均有气体生成。 通 CO2 时，溶液中先出现白色沉淀继续通 CO2 沉淀又消失。 12如图当线路接通时，发现

14、M(用石蕊试液浸润过的滤纸 )a 端显蓝色，b 端显红色， 且知甲中电极材料是锌、银，乙中电极材料是铂、铜，且乙中两极不发生变化。回答： (1)甲、乙分别是什么装置_、_。 (2)写出 A、B、 C、D 的电极名称以及电极材料 _、_、_、_。 答案：(1)原电池 电解池 (2)A：负极，Zn B：正极，Ag C ：阳极，Pt D：阴极，Cu 13某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数数值，其 实验方案的要点为：用直流电电解氯化铜溶液，所用仪器如下图所示。在电流强度为 I A。通电时间为 ts 后，精确测得电极上析出铜的质量为 mg。 试回答： (1)连接这些仪器的正确

15、顺序为( 用图中标注仪器接线柱的英文字母表示。下同) E 接_，C 接_，_接 F。 实验线路中的电流方向_ _C_ 。 (2)写出 B 电极上发生反应的离子方程式： _；G 试管中淀粉 KI 溶液变化的现象为_ _，相应 的离子方程式是_。 (3)为精确测定电极上析出的铜的质量，所必需的实验步骤的先后顺序应是 _。(选填下列操作步骤的编号 ) 称量电解前电极质量 刮下电解后电极上的铜并清洗 用蒸馏水清洗电解后的电极 低温烘干电极后称量 低温烘干刮下的铜后称量 再次低温烘干后称量至恒重 (4)已知电子的电量为 1.61019 C。试列出阿伏加德罗常数的计算公式： NA _。 解析：(1)G 为

16、 Cl2 的吸收装置，所以 B 为阳极，A 为阴极，则仪器的连接顺序为 E 接 D，C 接 A，B 接 F。实验线路中的电流方向与电子流向正好相反，为 FB ACDE。 (2)B 电极产生 Cl2，电极反应的离子方程式为 2Cl 2e =Cl2，它使淀粉 KI 溶液 变蓝，离子方程式为 Cl22I =2Cl I 2。 (3)测定电极上析出的 Cu 的质量的先后顺序应为 ，而无须刮下电极上析出的 铜再称量。另外，之所以烘干称量两次的原因在于减少称量误差。 (4)由电量守恒得： QIt 2NA1.601019 mg64 gmol 1 NA 64m It21.610 19 答案：(1)D A B F

17、 B A D E (2)2Cl 2e =Cl2 变蓝色 Cl22I =2Cl I 2 (3) (4) 64m It21.610 19 14按要求回答问题： (1)写出用惰性电极电解下列溶液时的阴极产物。 CuCl 2 溶液_； KCl 溶液_； AgNO 3 溶液_； NaOH 溶液_； (2)写出用惰性电极电解下列溶液时的阳极产物。 KOH 溶液_； Na 2SO4 溶液_； ZnCl 2 溶液_； (3)当以铜为电极电解下列溶液时，写出其电极反应式。 AgNO 3 溶液 阳极：_； 阴极：_； 总反应：_。 稀 H2SO4 阳极：_； 阴极：_； 总反应：_。 答案：(1)Cu H 2 A

18、g H 2 (2)O 2 O 2 Cl 2 (3)4OH 4e =O22H 2O 4Ag 4e =4Ag 2H2O4Ag O24Ag 4H 2H 2O4e =O24H = = = = =电 解 4H 4e =2H2 2H 2O=O22H 2 15用惰性电极电解 NaCl 和 CuSO4 的混合溶液 250mL， 经过一段时间后，两极均生成 11.2 L(标准状况) 气体，求原溶液中 Cu2 和 Cl 的物质 的量浓度范围。 解析：根据题意，在阴极放电的离子有 Cu2 、H ，在阳极放电的离子有 Cl 、OH (若只有 Cl 放电，阴阳两极生成的气体不可能一样多)。设 c(Cl ) xmol/L，c(Cu 2 )y mol/L。 阴极反应： Cu2 0.25ymol2e 0.5ymol=Cu,2H 2e 1mol= H20.5mol 阳极反应： 2Cl 0.25xmol2e 0.25xmol=Cl20.125 xmol 4OH 4e (20.5xmol)= =2H2OO 2(0.50.125x)mol 因为阳极生成的气体不可能全为 O2，所以 00.50.125x0.5,0x4mol/L。 又根据阴阳两极通过电子数相等得：0.5y10.25x20.5x，即 x42y，又 0x4mol/L，所以 0y2mol/L。 答案：见解析