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

4.2电解池同步练习题 一、选择题 1．图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图，下列说法正确的是 A．从E口逸出的气体是Cl2 B．从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性 C．每生成22.4L Cl2，便产生2mol NaOH D．粗盐水中含Ca2+、Mg2+、SO等离子，提纯时先加Na2CO3溶液 2．铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下，下列说法正确的是 A．可用陶瓷等硅酸盐产品作吸收塔内衬材料 B．采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率 C．合成槽中会随着合成的进行而不断减小 D．冰晶石可作为电解熔融氯化铝制铝时的助熔剂 3．是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．基态O原子中含有的末成对电子个数为 B．标准状况下，中含有的键个数为 C．电解精炼铜时在阴极得到，转移的电子数为 D．中含有的阴离子个数为 4．观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是 A．装置①中阳极上析出红色固体 B．装置④的离子交换膜允许阳离子、阴离子、水分子自由通过 C．装置②的待镀铁制品应与电源正极相连 D．装置③闭合电键后，外电路电子由a极流向b极 5．氯及其化合物的转化具有重要应用．下列说法不正确的是 A．溶液的氧化性随的减小而增强 B．氯碱工业以、为原料电解制备、和 C．工业上通过和石灰乳反应来生产漂白粉 D．氯在有机化工和无机化工生产中可以相互转化 6．镁-锂双离子二次电池的装置如图所示，下列说法中错误的是 A．放电时，Mg为负极 B．充电时每转移1mol电子，左侧电解质溶液质量减少5g C．充电时，阳极的电极反应式为 D．电池工作时发挥了镁离子和锂离子电池的性能优势，并减少了锂资源的应用 7．将电催化转化成燃料和化学品具有重要意义。甲酸可以作为氢载体直接用于甲酸燃料电池。某科学家在常温下用S-In催化剂电催化还原制甲酸的机理如图甲所示，反应历程如图乙所示，其中吸附在催化剂表面的原子用*标注。下列说法错误的是 A．使用S-In催化剂，可以降低反应的活化能 B．在催化剂表面的催化作用下转化为和 C．电催化还原制甲酸的总反应式为 D．电催化还原制备甲酸时，阳极电势比阴极低 8．《石雅》云：“青金石色相如天，或复金屑散乱，光辉灿烂，若众星丽于天也。”青金石中主要矿物的化学组成可表示为(Na，Ca)8(AlSiO4)6(SO4，Cl，S)2，故其可看作由Na2SO4、Na2S、NaCl、CaCl2、CaSO4、Al2O3和SiO2等组成。下列说法正确的是 A．Al2O3和SiO2均既能与强酸反应，又能与强碱反应 B．Na2SO4、NaCl和Na2S的焰色都呈黄色 C．用AgNO3溶液可区分Na2SO4溶液和CaCl2溶液 D．以惰性材料为电极电解NaCl水溶液可制得金属钠 二、填空题 9．在实验室，高锰酸钾因其强氧化性和溶液颜色鲜艳而用于物质的鉴定，酸性高锰酸钾溶液是氧化还原滴定的重要试剂。 (1)KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂，其消毒原理与下列物质相同的是___________ (填标号)。 a.“84”消毒液(NaClO溶液) b.硫酸铜溶液 c.双氧水 d.75%的酒精 (2)高锰酸钾保存在棕色试剂瓶中，下列试剂不需要保存在棕色试剂瓶中的是___________ (填标号)。 a.浓盐酸 b.硝酸银 c.氯水 d.烧碱 (3)实验室用高锰酸钾和浓盐酸制氧气，反应的化学方程式是。 ①该反应的氧化剂是___________(填化学式)，其氧化性比MnO2___________(填“强”或“弱”)。 ②若有0.4mol还原剂被氧化，则标准状况下产生Cl2的体积为___________ L。 (4)高锰酸钾的制备可分两步进行：第一步，二氧化锰与氢氧化钾共熔并加入氯酸钾，得到锰酸钾；第二步，电解锰酸钾溶液。 ①实验室熔融二氧化锰、氢氧化钾、氯酸钾时应选择___________ (填标号)。 A．普通玻璃坩埚 B．石英坩埚 C．陶瓷坩埚 D．铁坩埚 ②第一步熔融时生成K2MnO4反应的化学方程式为___________。 ③电解法制备KMnO4的装置如图所示，该装置发生的总反应的化学方程式为___________。 10．从海水中提取镁的工艺流程如图所示： 回答下列问题： (1)海水通过结晶、过滤得到的固体物质主要是___________。 (2)怎样使失去晶体水，得到？___________。 (3)上述工艺流程涉及到的四大基本反应类型有：___________。 (4)写出电解熔融的电极反应式___________。 11．完成下列问题。 (1)精炼铜时，粗铜应与直流电源的_______(填。正"或。负")极相连。精炼过程中，电解质溶液中的c(Fe2+)、c(Zn2+)会逐渐增大而影响进一步电解。甲同学设计如图所示除杂方案： 已知： 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cu(OH)2 开始沉淀时的pH 2.3 7.5 5.6 完全沉淀时的pH 3.9 9.7 6.4 乙同学认为应将方案中的pH调节到8，你认为此观点____(填”正确"或”不正确")，理由是____。 (2)某化学小组用如图装置电解CuCl2溶液制少量漂白液： ①其阳极的电极反应式为_______；导气管W端应与出气口_______(填”X"或”Y")连接。烧杯中发生反应的离子方程式为_______。 ②若电路中转移0.2mo1电子时，阴极质量增重_______g。 12．化学物质在不同的领域发挥着重要的作用。根据要求回答下列问题： (1)实验室需用Fe、C棒设计一套装置来电解饱和溶液并检验两极生成的气体产物，则棒应接直流电源的___________(填“正极”或“负极”)；电解开始后，阴极产物为___________(填化学式)。 (2)将溶液蒸干得到的物质是___________；是一种液态化合物，遇水剧烈反应，产生白雾，同时生成能使品红溶液褪色的气体，其水解反应的化学方程式为___________。 (3)工业废水处理时向浓度均为的和混合液中滴加碳酸铵溶液，当加入碳酸铵溶液至生成两种沉淀，则溶液中___________。[已知，] 13．已知存在如下反应： ① A + B F + G ② A + C(溶液) → H + G ③ C(溶液) + E→L+ D(蓝色沉淀) ④ DB+H2O ⑤ A + E + H2O → J + I(气体单质) ⑥ J + H + H2O → K + L (以上反应中，反应物和生成物均已给出，有的反应方程式未配平) 其中A、G为常见金属单质，L是家庭厨房必备的一种盐，主要由海水中获得。请回答： (1)电解L稀溶液可制备“84消毒液”，通电时氯气被溶液完全吸收，若所得消毒液仅含一种溶质，写出相应的化学方程式：_______。 (2)写出F的一种工业用途_______ (3)反应②的离子方程式为_______ (4)除反应⑥外，还有多种化学反应可由H生成K。下列物质能与H反应生成K的是_______(填选项字母) A．CO2 B．NaHCO3 C．NaHSO4 D．NaClO E.NH4NO3 F.NH3·H2O 写出你所选任意一种试剂和H反应生成K的离子方程式：_______ 14．电化学与科研、生产、生活紧密相联。回答下列问题： (1)某兴趣小组研究酸碱性环境对电化学反应的影响，连接如图装置。 设计如下两个独立实验。 ①向左侧烧杯中滴入NaOH溶液，出现蓝灰色沉淀，继续缓慢滴入NaOH溶液，灵敏电流计指针向右偏转(电子从左向右运动)，此时左侧的电极反应式为_____。 ②向右侧烧杯中滴入NaOH溶液，有微小气泡生成，灵敏电流计指针向左偏转，左侧无明显变化。此时原电池中的总反应的化学方程式为_______。 (2)我国科学家设计了一种协同转化装置，实现对天然气中和的高效去除，装置如图所示。其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯。 ①ZnO@石墨烯是_______(填“阳”或“阴”)极。 ②石墨烯电极区发生反应为： i.EDTAEDTA； ii._______。 ③协同转化总反应的化学方程式为_______。 ④工作时，ZnO@石墨烯电极区的pH基本保持不变，结合工作原理解释其原因：_______。 【参考答案】 一、选择题 1．B 【分析】由图示可知，阳离子钠离子向右侧移动，则电级B为阴极、电极A为阳极。 解析：A．由分析可知，B极为阴极，阴极电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，A错误； B．离子浓度越大，溶液导电能力越大，所以从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性，B正确； C．未指明温度、压强，气体摩尔体积未知，无法计算氯气的物质的量，C错误； D．除去粗盐水中Ca2+、Mg2+、SO等离子时，应先加过量氯化钡溶液除去硫酸根离子，碳酸钠溶液用来除去过量的氯化钡和钙离子，所以碳酸钠溶液应放在氯化钡溶液之后加，D错误； 答案选B。 2．B 解析：A．陶瓷成分中含有二氧化硅，二氧化硅在高温下会与碳酸钠发生反应，因此不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料，故A错误； B．采用溶液喷淋法可增大反应物的接触面积，提高吸收塔内烟气吸收效率，故B正确； C．合成槽中发生反应：，所得溶液中碳酸钠的浓度逐渐增大，相同浓度时碳酸钠溶液碱性强于碳酸氢钠，因此所得溶液碱性逐渐增强，故C错误； D．电解熔融氧化铝制铝，可加冰晶石作助溶剂，故D错误； 故选：B。 3．C 解析：A．基态O原子中含有2个末成对电子，所以基态O原子中含有的末成对电子个数为，故A错误； B．标准状况下，水为液体，不适用气体摩尔体积，故B错误； C．电解精炼铜时，阴极反应为，所以得到，即1mol，转移的电子数为，故C正确； D．中阴离子为，物质的量为1mol，有的阴离子个数为，故D错误； 故答案选C。 4．D 解析：A．装置①中阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上铜离子放电生成铜，所以阴极上析出红色固体，故A错误； B．离子交换膜只允许离子通过，水分子是分子，不能通过，故B错误； C．装置②的待镀铁制品应与电源负极相连，故C错误； D．装置③中，a电极是负极，b电极是正极，负极上氢气失电子，正极上氧气得电子，所以电子从a极沿导线流向b极，故D正确； 故答案选D。 5．B 解析：A．溶液的氧化性来自， 溶液的pH越小，酸性越强，其氧化性就越强，故A正确； B．氯碱工业是电解饱和食盐水，电解反应是：，所以氯碱工业是以、为原料电解制备、和，故B错误； C．氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水，工业上通过和石灰乳反应来生产漂白粉，故C正确； D．氯在有机化工和无机化工生产中可以相互转化，故D正确； 故答案选B。 6．C 【分析】放电时，左边镁为负极失电子发生氧化反应，反应式为Mg-2e-=Mg2+，右边为正极得电子发生还原反应，反应式为，电解质溶液中锂离子透过锂离子交换膜移向正极，充电时，外加电源的正极与右侧相连，阳极上LiFePO4失电子发生氧化反应，负极与左侧相连，据此解答。 解析：A．由分析可知，放电时，Mg为负极，故A正确； B．充电时，导线上每通过1mole-，左室发生还原反应，反应式为Mg2++2e-=Mg，反应减少0.5mol Mg2+，但右侧将有1molLi+移向左室，所以溶液质量减轻12-7=5g，故B正确； C．充电时，阳极的电极反应式为，故C错误； D．电池工作时可发挥镁离子和锂离子电池的性能优势，能减少锂资源的应用，故D正确； 故答案选C。 7．D 解析：A．催化剂的催化原理是降低反应的活化能，提高反应速率，故A正确； B．根据图甲可知，催化剂活性位点在催化过程中的作用是活化水分子，将转化为和，故B正确； C．结合图乙反应历程图的起始物质和最终物质，可以得出电催化二氧化碳转化为甲酸的总反应式为，故C正确； D．电解池中，阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连，电源正极电势高于负极，所以电解池的阳极电势高于阴极，故D错误； 故答案选D。 【点睛】本题主要考查催化机理分析、根据催化机理图能判断微粒的转化及作用、根据反应历程图书写转化反应、综合应用信息书写总的反应方程式、判断电解池中阳极、阴极电势高低，注意对题干中信息的提取和应用。 8．B 解析：A．不与强酸反应，故A错误； B．、NaCl、都含钠元素，焰色都呈黄色，故B正确； C．、AgCl都是难溶于水的白色固体，用AgNO3溶液不能区分Na2SO4溶液和CaCl2溶液，故C错误； D．电解氯化钠水溶液得到的是氢氧化钠，不能制得钠单质，故D错误； 答案选B。 二、填空题 9． ac ad KMnO4 强 4.48 D 解析：(1)KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂，是其强氧化性消毒，“84”消毒液(NaClO溶液)、双氧水两者都是强氧化性消毒，硫酸铜溶液、75%的酒精是使蛋白质变性而消毒，因此其消毒原理与KMnO4消毒剂相同的是ac；故答案为：ac。 (2)高锰酸钾保存在棕色试剂瓶中，见光会分解的都需要保存在棕色试剂瓶中，硝酸银、氯气见光都要分解，因此不需要保存在棕色试剂瓶中的是ad；故答案为：ad。 (3)①高锰酸钾中锰化合价降低，因此该反应的氧化剂是KMnO4，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，因此KMnO4氧化性比MnO2强；故答案为：强。 ②反应方程式中16mol盐酸参与参与，但只有10mol盐酸被氧化生成5mol氯气，因此若有0.4mol还原剂被氧化，则产生氯气物质的量为0.2mol，在标准状况下产生Cl2的体积为0.2mol×22.4 L∙mol−1=4.48L；故答案为：4.48。 (4)①普通玻璃坩埚、石英坩埚、陶瓷坩埚都含有二氧化硅，熔融二氧化锰、氢氧化钾、氯酸钾时二氧化硅和KOH要反应，因此都不能使用，只能使用铁坩埚，故答案为：D。 ②第一步熔融时生成K2MnO4，还生成了KCl和H2O，反应的化学方程式为；故答案为：。 ③根据图中信息得到左边锰酸钾化合价升高变为高锰酸钾，是电解池阳极，右边为电解池阴极，水中氢离子得到电子生成氢气，因此该装置发生的总反应的化学方程式为；故答案为：。 10．(1) (2)将晶体置于气体氛围中脱水 (3)化合反应、分解反应、复分解反应 (4)阳极：；阴极： 解析：（1）海水中含有较多的，通过结晶、过滤得到的固体物质主要是； （2）在水溶液中会发生水解：，将晶体置于气体氛围中脱水，可以抑制的水解，从而得到； （3）上述工艺流程涉及到的①是化合反应，③④是复分解反应，⑤⑥⑦是分解反应； （4）电解熔融的，阳极是氯离子失电子生成氯气：，阴极是镁离子得电子生成镁单质：。 11．(1) 正 不正确 溶液中铜离子会形成沉淀，影响溶液中铜离子的浓度，从而影响阴极铜离子放电； (2) Cl--e-=Cl2↑ X Cl2+2OH-=ClO-+ Cl-+H2O； 6.4 【分析】电解质溶液中的c(Fe2+)、c(Zn2+)经过氧化氢溶液后，Fe2+被氧化成Fe3+，调pH=4后，使得Fe3+转化为氢氧化铁过滤除去。 解析：（1）精炼铜时，粗铜做阳极，与电源正极相连；当将pH到8时，溶液中的铜离子也会形成Cu(OH)2被除去，乙同学认为应将方案中的pH调节到8，你认为此观点不正确，理由是溶液中的铜离子会形成沉淀，影响溶液中铜离子的浓度，从而影响阴极铜离子放电，故答案是正；不正确；pH=8，溶液中铜离子会形成沉淀，影响溶液中铜离子的浓度，从而影响阴极铜离子放电； （2）电解CuCl2溶液，阳极（X极）是氯离子放电，阴极（Y极）是铜离子放电； ①其阳极的电极反应式为Cl--e-=Cl2↑；导气管W端应与出气口X连接。烧杯中通出的氯气与氢氧化钠溶液反应制取漂白液，发生的离子方程式是Cl2+2OH-=ClO-+ Cl-+H2O； ②阴极是增重是生成铜单质，根据总方式计算，若电路中转移0.2mo1电子时，阴极质量增重6.4g，故答案是Cl--e-=Cl2↑；X；Cl2+2OH-=ClO-+ Cl-+H2O；6.4。 12．(1) 负极 H2、NaOH (2) Al(OH)3 SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑ (3)150 解析：（1）棒为活性电极，作阳极会参与电极反应，因此电解饱和溶液，棒应作电解池的阴极，与直流电源的负极相连；电解时，阴极电极反应式为，则阴极产物为H2和NaOH。 （2）AlCl3在溶液中存在水解平衡AlCl3+3H2O⇌Al(OH)3+3HCl，加热时使平衡正向移动，且HCl具有挥发性，故加热蒸干后得到Al(OH)3；SOCl2遇水剧烈反应，产生的白雾说明有HCl生成，生成能使品红溶液褪色的气体为SO2，则该水解反应的化学方程式为SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑。 （3）=。 13． NaCl+H2O NaClO+H 2 ↑ 用作冶炼铝的原料；用作耐火材料。(任意一条) 2Al + 3Cu2+ = 2Al3+ + 3Cu b d f Al3++3=3CO2+Al(OH)3； Al3++3ClO-+3H2O=3HClO+Al(OH)3；Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3 ↓+3 【分析】A、G、I均为单质，其中A、G为金属且都常被用作输电线，且G单质有特殊颜色，故G为Cu，A为Al，L是家庭厨房必备的一种盐，主要由海水中获得，则L为NaCl，由反应②可知，该反应为置换反应，C溶液含有金属G的元素，由反应③中C的溶液与E反应得到L与蓝色沉淀D，可推知G为Cu、D为Cu(OH)2，E为NaOH，C为CuCl2，由反应④中加热D分解得到B为CuO，由反应⑤中金属A与NaOH反应得到J与气体单质I，则A为Al，I为H2，J为NaAlO2，反应①为铝热反应，可推知F为A12O3，结合反应②可知H为AlCl3，反应⑥为AlCl3+NaAlO2→Al(OH)3+NaCl，故K为Al(OH)3。 解析：(1)电解氯化钠稀溶液可制备“84消毒液”，通电时氯气被溶液完全吸收，若所得消毒液仅含一种溶质，反应的化学方程式为，故答案为NaCl+H2ONaClO+H 2 ↑； (2)F为A12O3，工业上用作冶炼铝的原料或用作耐火材料，故答案为用作冶炼铝的原料或用作耐火材料； (3)反应②的离子方程式为：2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu，故答案为2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu； (4)能与AlCl3反应生成Al(OH)3的物质有：碱或水解呈碱性的物质，AlCl3溶液与NaHCO3溶液、NaClO溶液发生双水解反应生成Al(OH)3，AlCl3溶液与NH3•H2O反应生成Al(OH)3与氯化铵； 任意一种试剂和H反应生成K的离子方程式：Al3++3=3CO2↑+Al(OH)3、Al3++3ClO-+3H2O=3HClO+Al(OH)3、Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3，故选bdf；Al3++3=3CO2↑+Al(OH)3、Al3++3ClO-+3H2O=3HClO+Al(OH)3、Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3。 14．(1) (2) 阴 2EDTA2EDTA 阴极ZnO@石墨烯电极反应为：，阴极消耗与转移电子数之比为1∶1，阳极生成与转移电子数之比为1∶1，故阴极消耗的阳极生成的，隔膜为质子交换膜，阳极生成的会移向阴极，故工作时，ZnO@石墨烯电极区的pH基本保持不变 解析：（1）①左侧电极发生转化，电极反应为：，故答案为：； ②向右侧烧杯中滴入NaOH溶液，有微小气泡生成，灵敏电流计指针向左偏转，左侧无明显变化，左侧为正极，溶解的得电子产生水，右侧负极上失电子产生氧气，此时原电池中的总反应的化学方程式为：。故答案为：； （2）①由图中信息可知左侧ZnO@石墨烯上，二氧化碳得电子生成CO，该电极应为阴极，故答案为：阴极； ②由图示可知生成的与硫化氢发生氧化还原反应生成S和，根据得失电子守恒可得反应方程式：22，故答案为： 22； ③协同转化过程中二氧化碳最终转化为CO，硫化氢最终转化为S，总反应为：，故答案为：； ④由图中信息可知阴极ZnO@石墨烯电极反应为：，阴极消耗与转移电子数之比为1∶1，阳极生成与转移电子数之比为1∶1，故阴极消耗的阳极生成的，隔膜为质子交换膜，阳极生成的会移向阴极，故工作时，ZnO@石墨烯电极区的pH基本保持不变，故答案为：阴极ZnO@石墨烯电极反应为：，阴极消耗与转移电子数之比为1∶1，阳极生成与转移电子数之比为1∶1，故阴极消耗的阳极生成的，隔膜为质子交换膜，阳极生成的会移向阴极，故工作时，ZnO@石墨烯电极区的pH基本保持不变； 学科网（北京）股份有限公司 $$