4.2电解池 同步练习题 2023-2024学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1

4.2电解池同步练习题 一、选择题 1．化学与生产生活密切相关，下列说法不正确的是 A．利用丁达尔效应可鉴别Al(OH)3胶体和KCl溶液 B．电解饱和食盐水可得到氢氧化钠溶液 C．将Cl2通入澄清石灰水中可制得漂白粉 D．服用小苏打片可以治疗胃酸过多 2．碳中和和碳达峰是我国建设人与自然和谐共生现代化的重要保证。科研人员利用如图电解装置实现制取HCOOH．下列有关说法不正确的是 A．电极a为阳极 B．阴极的电极反应式为： C．工作一段时间后，阴极区溶液浓度降低的原因是电解后溶液pH减小 D．当有0.1mol电子发生转移时，应有迁至阴极区 3．有关如图装置的叙述正确的是 A．该装置中Fe为阴极，电极反应为： Fe－3e－＋ 3OH－=Fe(OH)3 B．这是电解NaOH溶液的装置 C．该装置中Pt为负极，电极反应为：O2 ＋ 2H2O ＋ 4e－=4OH－ D．这是一个原电池装置 4．海水资源的开发利用中，对各工业体系的某项操作叙述错误的是 选项 工业体系 操作 A 溴工业：制备单质溴 热空气将吹出后用吸收 B 碘工业：制备单质碘 在蒸发皿中灼烧干海带，并用玻璃棒搅拌 C 淡水工业：制备蒸馏水 用太阳能将海水蒸发再液化得到初步的淡水 D 氯碱工业：氢气、烧碱和含氯产品 用电解得到的和石灰乳混合加工得到漂白粉 A．A B．B C．C D．D 5．用惰性电极电解下列溶液一段时间后，再加入一定量的某种物质(方括号内物质)，不能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是 A．AgNO3溶液[AgOH(s)] B．K2SO4溶液[H2O(l)] C．KCl溶液[HCl(g)] D．CuSO4溶液[CuCO3(s)] 6．一种电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置如图所示。下列说法正确的是 A．b为直流电源的负极 B．阴极反应式为2H++2e-=H2↑ C．工作时，乙池中溶液的pH减小 D．若有1 mol离子通过A膜，理论上阳极生成5.6mL气体 7．下列离子方程式正确的是 A．用酸性高锰酸钾溶液滴定草酸： B．热的纯碱溶液去除油污： C．用惰性电极电解溶液： D．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应： 8．通过火法冶金炼出的铜是粗铜，含有Fe、Zn、Ag、Au、Pt等杂质，可利用电解法将粗铜提纯。下列说法错误的是 A．提纯时粗铜作阴极 B．用硫酸铜溶液作电解质溶液 C．阳极反应之一是Cu-2e-=Cu2+ D．电解槽底部的阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料 二、填空题 9．粗铜精炼 应用_______原理，以待精炼的铜作_______，以纯铜作_______，用硫酸铜溶液作电解质溶液． 10．电化学在生活中有着广泛的应用 I．乙醛酸是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图所示。该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。 (1)N电极上的电极反应式为__________。 (2)若有通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为______。 II．某课外活动小组用如图所示装置进行实验，试回答下列问题： (3)若开始时开关K与a连接,则B极的电极反应式为__________。 (4)若开始时开关K与b极连接，则B极的电极反应式为__________，总反应的离子方程式为__________。 (5)若开始时开关K与b连接，下列说法正确的是______。(填字母) A．溶液中向A极移动 B．从A极处逸出的气体能使湿润的淀粉试纸变蓝 C．反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质溶液的浓度 D．若标准状况下B极产生气体，则溶液中转移电子 (6)该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。 ①该电解槽的阳极反应式为__________。 ②制得的氢氧化钾溶液从出口______导出(填“A”“B”“C”或“D”)。 11．为了减少对环境的污染，煤直接燃烧前要进行脱硫处理。应用电解法对煤进行脱硫处理具有脱硫效率高、经济效益高等优点。电解脱硫的基本原理是利用电极反应将转化成，再将煤中的含硫物质(主要是)氧化为和(如下图所示)： (1)阳极的电极反应是___________。 (2)电解刚刚开始时，观察到阴极石墨棒上有无色气体产生，请用化学用语解释产生该现象的原因：___________。 (3)电解过程中，混合溶液中的物质的量浓度将___________(填“变大”“变小”或“不变”)，理由是___________。 12．化学反应过程中，不仅有物质的变化，同时还伴有能量的变化。 (1)如图所示的原电池装置中，银电极作_____(填“正”或“负”)极，负极的电极反应式为_____。 (2)在镀件上镀铜时，铜电极作_____(填“阳”或“阴”)极；工业上通过电解熔融NaCl制取金属钠，其电解总反应方程式为_____。 (3)实验在25℃、101kPa时，lmolCH4完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出的热量为890.31kJ/mol，则32gCH4在此状态下完全燃烧放出的热量为_____kJ，该反应的热化学方程式为_____。 13．物质A～G有下图所示转化关系（部分反应物、生成物没有列出）。其中A为某金属矿的主要成分，经过一系列反应可得到B和C。单质C可与E的浓溶液发生反应，G为砖红色沉淀。 请回答下列问题： （1）写出下列物质的化学式：B__________、E__________、G__________； （2）利用电解可提纯C物质，在该电解反应中阳极物质是____________，阴极物质是__________，电解质溶液是__________； （3）反应②的化学方程式是__________。 （4）将0.23 mol B和0.11 mol氧气放入容积为1 L的密闭容器中，发生反应①，在一定温度下，反应达到平衡，得到0.12 mol D，则反应的平衡常数K=___________。若温度不变，再加入0.50 mol氧气后重新达到平衡，则B的平衡浓度___________（填“增大”、“不变”或“减小”），氧气的转化率___________（填“升高”、“不变”或“降低”），D的体积分数___________（填“增大”、“不变”或“减小”）。 14．金属钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐研磨等优点，主要作为钢的添加剂。工业上常用钼精矿(主要成分是MoS2，含有钙、硅等元素)制备金属钼，其中用氧化焙烧法提取钼的工艺流程如图1所示： 已知：①焙烧后得到MoO3、SiO2、CaMoO4的混合物。 ②MoO3溶于氨水，钼酸钙(CaMoO4)不溶于氨水。 回答下列问题： (1) “焙烧”产物中Mo元素的化合价为 _______。尾气的主要成分为 _______。 (2) “氨浸”过程中相关反应的离子方程式为 _______。 (3) “氨浸”操作中，温度不宜过高，原因是 _______。其他条件一定时，钼的浸出率与氨浸温度、时间的关系如图2、图3所示。“氨浸”条件宜采用 _______。 (4) “沉淀转溶”过程所得滤渣②的成分为 _______。 (5) “沉钼”过程中发生反应的离子方程式为 _______。 (6)电氧化法是一种极具发展前景的钼精矿冶金工艺，其工作原理如图4所示。电解过程中阳极上发生的电极反应式为 _______。 【参考答案】 一、选择题 1．C 解析：A．丁达尔效应是胶体特有性质，利用丁达尔效应可以可鉴别Al(OH)3胶体和KCl溶液，故A正确； B．电解饱和食盐水可得到氯气、氢气和氢氧化钠溶液，故B正确； C．氢氧化钙微溶，应该将Cl2通入石灰乳中可制得漂白粉，故C错误； D．碳酸氢钠能与盐酸反应，且碱性较弱，服用小苏打片可以治疗胃酸过多，故D正确； 故选C。 2．C 【分析】利用电解装置实现制取HCOOH，则电极b上通入，得电子为电解池的阴极，电极反应式为；a为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+； 解析：A．由题意电解制取HCOOH，根据电解池原理得知，a为阳极，b为阴极，选项A正确； B．阴极上得电子产生HCOO－，电极反应式为：，选项B正确； C．工作一段时间后，阴极区溶液浓度降低的原因是参与电极反应而消耗,选项C不正确； D．根据阴极反应式可知，当有0.1mol电子发生转移时，负电荷增加0.1mol，应有迁至阴极区，保持电中性，选项D正确； 答案选C。 3．D 【分析】这是一个原电池装置，铁为负极，Pt为正极。 解析：A．图为原电池装置，铁为负极，电极反应为： Fe-2e-+2OH-═Fe(OH)2，故A错误； B．这是原电池装置，故B错误； C．该装置中Pt为正极，氧气在电极上得电子发生还原反应，电极反应为：O2＋2H2O＋ 4e－=4OH－，故C错误； D．这是一个原电池装置，铁为负极，Pt为正极，总反应为2Fe+O2＋2H2O=2Fe(OH)2，O2＋2H2O+4Fe(OH)2=4Fe(OH)3，故D正确； 故选D。 4．B 解析：A．工业上制备单质溴，是先利用氯气将海水中的溴转化为Br2，再用二氧化硫作吸收剂将Br2转化为HBr达到富集的目的，最后再用氯气氧化，A项正确； B．工业上制备单质碘，在坩埚中灼烧干海带，得到海带灰溶于沸水过滤得到含I-的滤液，加入酸化的过氧化氢，I-被氧化生成碘单质，加入四氯化碳萃取分液得到碘的四氯化碳溶液，蒸馏得到碘单质，B项错误； C．制备蒸馏水，利用太阳能提供热量可使海水蒸发，冷却得到淡水，所以用太阳能将海水蒸发再液化得到初步的淡水，C项正确； D．氯碱工业是电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氯气和氢气，用电解得到的氯气和石灰乳混合加工得到漂白粉，D项正确； 答案选B。 5．A 解析：A．电解AgNO3溶液，银离子在阴极放电生成Ag，氢氧根离子在阳极放电生成氧气，结合元素守恒可知，应加入氧化银使溶液恢复到原来的成分和浓度，不能加入AgOH(s)，故A错误； B．电解K2SO4溶液，阳极氢氧根离子放电生成氧气，阴极氢离子放电生成氢气，实质为电解水，加入一定量的H2O(l)能使溶液恢复到原来的成分和浓度，故B正确； C．电解KCl溶液，氢离子在阴极放电生成氢气，氯离子在阳极放电生成氯气，结合元素守恒可知，需要加入一定量的HCl能使溶液恢复到原来的成分和浓度，故C正确； D．电解CuSO4溶液，铜离子在阴极放电生成Cu，氢氧根离子在阳极放电生成氧气，结合元素守恒可知，应加入一定量的CuO使溶液恢复到原来的成分和浓度，由于CuCO3(s)与硫酸反应生成硫酸铜、二氧化碳和水，二氧化碳从溶液中逸出，所以加入一定量的CuCO3(s)也可以使溶液恢复到原来的成分和浓度，故D正确； 故选：A。 6．C 【分析】该装置制备高纯Cr和硫酸，甲池中Cr电极上Cr3+得电子发生还原反应，则Cr为阴极，阴极电极反应式为Cr3++3e-=Cr；阳极电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，从而实现目的，据此分析解答。 解析：A. 该装置制备高纯Cr和硫酸，甲池中Cr电极上Cr3+得电子发生还原反应，则Cr为阴极，连接阴极的电极a为负极，则b为正极，A项错误； B. 阴极反应式为Cr3++3e-=Cr；阳极反应式为2H2O−4e−=O2↑+4H+，B项错误； C. 甲池中硫酸根离子通过交换膜进入乙池、丙中生成的氢离子通过交换膜进入乙池，所以导致乙池中硫酸浓度增大，溶液的pH减小，C项正确； D. 若有1 mol离子通过A膜，则丙池生成1mol氢离子，根据氢离子和氧气关系知，理论上阳极生成气体0.25mol，但没有指明为标准状况，不能计算氧气的体积，D项错误； 答案选C。 【点睛】公式的使用是学生们的易错点，并且也是高频考点，在使用时一定看清楚两点:①条件是否为标准状况，②在标准状况下，该物质是否为气体。如：本题D项没有标明条件，不能使用该公式计算氧气的体积。 7．A 解析：A．酸性高锰酸钾溶液滴定草酸生成二氧化碳和锰离子，A正确； B．热的纯碱溶液去除油污是碳酸根离子水解生成氢氧根离子使溶液显碱性，，B错误； C．用惰性电极电解溶液，氯离子放电生成氯气、铜离子放电生成铜，反应为，C错误； D．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应生成二氧化硫和硫单质：，D错误； 故选A。 8．A 解析：A．提纯时粗铜作阳极，铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，故A错误； B．电解法将粗铜提纯，用硫酸铜溶液作电解质溶液，铜离子在阴极得到电子生成铜单质，故B正确； C．阳极反应之一是阳极铜失去电子生成铜离子，Cu-2e-=Cu2+，故C正确； D．阳极粗铜中金、银不放电成为阳极泥，电解槽底部的阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料，故D正确； 故选A。 二、填空题 9． 电解 阳板 阴极 解析：略 10．(1) (2)2 (3) (4) (5)B (6) D 【分析】根据质子的移动方向，M电极是阳极、N是阴极，N电极上HOOC-COOH得电子生成HOOC-CHO；乙二醛与M电极的产物氯气反应生成乙醛酸； 解析：（1）N是阴极，N电极上HOOC-COOH得电子生成HOOC-CHO，N电极上的电极反应式为； （2）若有通过质子交换膜，则电路中转移2mol电子，阴极发生反应，阴极生成1mol乙醛酸；阳极生成1mol氯气，氯气和乙二醛发生反应，阳极生成1mol乙醛酸，该装置中生成的乙醛酸为2。 （3）若开始时开关K与a连接, 构成原电池，为铁的吸氧腐蚀，铁为负极，则B极的电极反应式为； （4）若开始时开关K与b极连接，构成电解池，B为阴极，B极的电极反应式为，A为阳极，阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2，实质为电解饱和食盐水，总反应的离子方程式为。 （5）A．A为阳极、B为阴极，溶液中向B极移动，故A错误； B．A为阳极，阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2，从A极处逸出的氯气能使湿润的淀粉试纸变蓝，故B正确； C．电解放出氢气、氯气，反应一段时间后，通入适量氯化氢气体可恢复到电解前电解质溶液的浓度，加盐酸使电解质溶液的浓度降低，故C错误； D．A为阳极、B为阴极，B生成氢气，若标准状况下B极产生气体，氢气的物质的量为0.1mol，则导线中转移电子，溶液中没用电子移动，故D错误； 选B； （6）①阳极水失电子生成氧气，阳极反应式为为。 ②阴极反应式为，阴极生成氢氧化钠，制得的氢氧化钾溶液从出口D导出。 11．(1)Mn2＋−e−＝Mn3＋ (2)2H＋＋2e−＝H2↑ (3) 增大 混合溶液中反应生成H+ 【分析】根据原理装置图可知，Mn2＋在阳极失去电子，发生氧化反应，阳极的电极反应式为Mn2＋−e−＝Mn3＋，H＋在阴极得到电子，发生还原反应，阴极的电极反应式为2H＋＋2e−＝H2↑，混合液中发生反应FeS2＋15Mn3＋＋8H2O═Fe3＋＋15Mn2＋＋2SO＋16H＋，据此分析解答问题。 解析：（1）Mn2＋在阳极失去电子，发生氧化反应，阳极的电极反应式为Mn2＋−e−＝Mn3＋，故答案为Mn2＋−e−＝Mn3＋； （2）H＋在阴极得到电子，发生还原反应，阴极的电极反应式为2H＋＋2e−＝H2↑，故答案为2H＋＋2e−＝H2↑； （3）混合溶液中发生FeS2＋15Mn3＋＋8H2O═Fe3＋＋15Mn2＋＋2SO＋16H＋，的物质的量浓度将增大；故答案为增大；混合溶液中反应生成H+。 12．(1)正 Cu-2e-=Cu2+ (2) 阳 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ (3) 1780.62 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.31kJ•mol-1 解析：（1）如图装置，发生的自发反应是铜与硝酸银的反应，Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag，铜电极做负极，电极反应式是Cu-2e-=Cu2+；银电极作正极；故答案是正、Cu-2e-=Cu2+； （2）电镀中，利用了电解池的原理，被镀金属做阳极，镀件做阴极，故在镀件上镀铜时，铜电极作阳极；工业上通过电解熔融NaCl制取金属钠，其电解总反应方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑； （3）热化学方程式中，化学计量数与反应热成正比。lmolCH4完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出的热量为890.31kJ/mol，则32gCH4，即=2mol，在此状态下完全燃烧放出的热量为2mol×890.31kJ/mol=1780.62 kJ；该反应的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.31kJ•mol-1； 13． SO2 H2SO4 Cu2O 粗铜 精铜 CuSO4溶液 Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O 23.8mol-1·L 减小 降低 减小 【分析】砖红色沉淀G是葡萄糖和新制Cu(OH)2的反应，则G和单质C分别为Cu2O和Cu，结合反应①条件可确定B、D分别为SO2、SO3； E和F分别为H2SO4和CuSO4。 解析：（1）由分析可知，B是SO2，E是H2SO4，G是Cu2O； （2）电解精炼铜时，用粗铜做阳极，精铜做阴极，电解质溶液含有Cu2+，可以用CuSO4溶液； （3）反应②是加热条件下铜和浓硫酸的反应，化学方程式是Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O。 （4）将0.23 mol B和0.11 mol氧气放入容积为1 L的密闭容器中，发生反应①为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，，在一定温度下，反应达到平衡，得到0.12 mol SO3，则消耗了0.12mol SO2 和0.06mol O2，剩余的SO2 和 O2分别为0.11mol和0.05mol，容器体积为1L，所以平衡时SO2(g)、O2(g)和SO3(g)的物质的量浓度分别为0.11mol/L、0.05mol/L和0.12mol/L，根据 K=，带入数据求得K=23.8mol-1·L。平衡后通入O2，可以提高SO2的转化率，但O2自身转化率减小。由于通入的氧气过多，远远多于化学计量数之比，虽然平衡正向移动，SO3的物质的量会增大，但由于混合气的总的物质的量增加得更多，所以再达到平衡时SO3的体积分数会减小。 14．(1) +6 (2) (3) 受热易分解、挥发 80℃、60 min (4)和 (5) (6) 【分析】钼精矿经焙烧后杂质硫元素转为尾气，得到、、的混合物，用氨水溶浸后过滤得到钼酸铵滤液转到沉钼回收，得到、滤渣用转溶过滤得到富含钼酸根离子的滤液，和留在滤渣除去，在盐酸作用下，钼酸根离子生成钼酸后经系列操作即得到金属钼。 解析：（1）与中Mo元素的化合价为均为+6价。硫化物在空气中焙烧一般会生成相应的氧化物和，尾气的主要成分为，故为：+6，； （2）“氨浸”过程中，溶于氨水反应为。 （3）“氨浸”实验中，受热易分解、挥发，故温度不宜过高，根据温度和时间对钼浸出率的影响图可知，80℃时浸出率最高，60 min后浸出率增加变缓慢，故“氨浸”条件宜采用80℃、60 min，故为：受热易分解、挥发，80℃、60 min； （4）根据反应物可知，“沉淀转溶”过程发生反应，且不溶于氨水和溶液，滤渣②的成分为和，故为：和； （5）“沉钼”过程中发生反应的离子方程式为； （6）。 学科网（北京）股份有限公司 $$