2019_2020学年高中化学第4章电化学基础第3节电解池第1课时电解原理课后提能层级练新人教版选修415788.pdf

第一课时 电解原理 课后提能 层级练 层级一 基础达标练 1电解池中，阳极的电极材料一定()A发生氧化反应 B与电源正极相连 C是铂电极 D得电子 解析：选 B 阳极材料若为活泼金属将直接发生氧化反应，若为惰性金属或碳棒，则看电解质溶液中阴离子放电顺序。2同一溶液中的下列离子，在电解过程中最容易失去电子的是()AOH BI CCl DSO24 答案：B 3电解下列物质的水溶液时，在阳极无气体放出的是()AAgNO3 BCuCl2 CNaOH DNa2S 解析：选 D A、B、C 阳极分别放出 O2、Cl2、O2。4(双选)用铂电极电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是H2和O2的是()A稀 NaOH 溶液 B盐酸 CMgSO4溶液 DAgNO3溶液 解析：选 AC B 项中 Cl比 OH更易放电，阳极上得到 Cl2；D 项中 Ag比 H更易放电，阴极上得到 Ag。5某同学为了使反应 2HCl2Ag=2AgClH2能进行，设计了下列四个实验，如图所示，你认为可行的方案是()解析：选 C 此反应为非自发的氧化还原反应，需设计成电解池，且 Ag 失电子作阳极，电解质溶液中的 H得电子生成 H2。6关于如图所示两个装置的叙述，正确的是()A装置名称：是原电池，是电解池 B硫酸浓度变化：增大，减小 C电极反应式：中阳极：4OH4e=2H2OO2，中正极：Zn2e=Zn2 D离子移动方向：中 H向阴极方向移动，中 H向负极方向移动 解析：选 B 中有外加电源，为电解池，为原电池，A 错误；中电解水，硫酸浓度增大，中负极材料消耗硫酸，硫酸浓度减小，B 正确；中正极反应为 2H2e=H2，C 错误；中 H向正极移动，D 错误。7用惰性电极电解下列电解质溶液，请你写出下列反应式(注意得失电子的顺序)。(1)CuCl2溶液 阴极：_；阳极：_；总方程式：_。(2)HCl 溶液 阴极：_；阳极：_；总方程式：_。(3)CuSO4溶液 阴极：_；阳极：_；总方程式：_。答案：(1)Cu22e=Cu 2Cl2e=Cl2 CuCl2=电解CuCl2(2)2H2e=H2 2Cl2e=Cl2 2HCl=电解H2Cl2(3)Cu22e=Cu 4OH4e=O22H2O 2CuSO42H2O=电解2Cu2H2SO4O2 8根据如图所示装置回答：(1)当 X 为 Pt，Y 为 Fe，Z 为 AgNO3时：阳极反应式为_，阴极反应式为_，电解反应式为_。(2)当 X 为 Cu，Y 为 Fe，Z 为 CuSO4时：阳极反应式为_，阴极反应式为_，解析：电解池中与电源正极相连的是阳极(X)，与电源负极相连的是阴极(Y)。答案：(1)4OH4e=2H2OO2 4Ag4e=4Ag 2H2O4AgNO3=电解4AgO24HNO3(2)Cu 2e=Cu2 Cu22e=Cu 层级二 应试提能练 1电解 CuCl2与 NaCl 的混合溶液，阴极上和阳极上最先析出的物质为()AH2和 Cl2 BCu 和 Cl2 CH2和 O2 DCu 和 O2 解析：选 B 溶液中 Cu2、H、Na移向阴极，Cu2先放电得到 Cu；Cl、OH移向阳极，Cl先放电得到 Cl2。2用阳极 X 和阴极 Y 电解 Z 的水溶液，电解一段时间后，再加入 W，能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的一组是()选项 X Y Z W A C Fe NaCl H2O B Pt Cu Cu(NO3)2 Cu(NO3)2溶液 C C C H2SO4 H2O D Ag Fe AgNO3 AgNO3晶体 解析：选 C 2NaCl2H2O=电解2NaOH H2Cl2，应加入 HCl 复原，A 项不符合题意；2Cu(NO3)22H2O=电解2CuO24HNO3，应加入 CuO 或 CuCO3复原，B 项不符合题意；AgNO3浓度保持不变，D 项不符合题意。3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：选 D 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 4OH4e=2H2OO2，在阴极发生反应 4H4e=2H2，由于两电极通过的电量相等，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 Cu22e=Cu，阳极反应为 2Cl2e=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。4Cu2O 可由电解制取，如图所示，电解总反应：2CuH2O=Cu2OH2。下列说法正确的是()A石墨电极上产生氢气 B铜电极发生还原反应 C铜电极接直流电源的负极 D该反应也可设计为原电池 解析：选 A 电解总反应：2CuH2O=Cu2OH2，金属铜失电子，说明金属铜一定作阳极，石墨作阴极，在阴极上是溶液中的氢离子得电子，产生氢气，故 A 正确；铜电极本身失电子，发生氧化反应，故 B 错误；铜电极是电解池的阳极，接直流电源的正极，故 C 错误；反应 2CuH2O=Cu2OH2属于非自发性的氧化还原反应，不能设计成原电池，故 D 错误。5在水中加入等物质的量的 Ag、Na、Ba2、NO3、Cl、SO24，用惰性电极进行电解，一段时间后，在两极上得到的氧化产物和还原产物的质量之比为()A81 B227 C35.5108 D10835.5 解析：选 A Ag与 Cl、Ba2与 SO24均生成沉淀，相当于电解 NaNO3溶液，实质是电解H2O，两极得到的产物为 H2和 O2，氧化产物与还原产物的质量之比为1 mol32 g/mol2 mol2 g/mol81。6用 Pt 电极电解含有 0.1 mol Cu2和 0.1 mol X3的溶液，阴极析出固体物质的质量m(g)与电路中通过电子的物质的量n(mol)的关系如图所示。则离子的氧化能力由大到小的排列正确的是()ACu2X3H BHX3Cu2 CX3HCu2 DCu2HX3 解析：选 D 本题的解题信息在图象中，开始通电就有固体析出，且通过 0.2 mol 电子后，就再没有固体析出了，说明是 Cu2放电的结果，X3不放电。故选 D。7从 NO3、SO24、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 11，电解质的化学式可能是_。解析：(1)组为电解水型，即阳极 OH放电，阴极 H放电。(2)组阳极 OH放电，阴极排在 H 后的金属阳离子放电。(3)组气体体积比为 11，不是电解水型，经分析可得相应答案。答案：(1)H2SO4、HNO3、Ba(NO3)2(2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4(3)HCl、BaCl2 8某温度下，取一定质量的硫酸铜溶液，用石墨作电极进行电解，当阳极产生标准状况下气体 1.12 L 时，CuSO4恰好被完全电解，得到密度为 1.2 gcm3的溶液 200 mL。请回答下列问题：(1)阴极的电极反应式为_；总反应的离子方程式为_。(2)电解后所得溶液的 pH 为_。(3)若要使电解后所得溶液恢复至电解前的原状态，需要加入何种物质(只要求写出一种)，其化学式为_，加入物质的质量为_g。解析：(1)由n(O2)0.05 mol 可知通过的电子n(e)0.2 mol，产生的n(H)0.2 mol，原 CuSO4的物质的量为n(CuSO4)0.1 mol，电解消耗的 H2O 为 0.1 mol 即 1.8 g。(2)c(H)0.2 mol0.2 L1 molL1，pH0。(3)电解产物是 0.1 mol Cu 和 0.05 mol O2，加入 0.1 mol(8 g)CuO 或 0.1 mol(12.4 g)CuCO3均可使溶液恢复到原状态。答案：(1)Cu22e=Cu 2Cu22H2O=电解2CuO24H(2)0(3)CuO 8(或 CuCO3 12.4)