苏教版化学选修四试题：专题1 第二单元 化学能与电能的转化 第3课时课后达标检测 Word版含答案

课后达标检测
[基础巩固]
1．下列说法正确的是()
①电解是把电能转变成化学能的过程②电解是化学能转变成电能的过程③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现⑤任何溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生
A．①②③④B．②③⑤
C．③④D．①③④⑤
解析：选D。

从能量角度看，电解是把电能转变成化学能的过程，故①对、②错；电解质溶液的导电过程，必将伴随着两个电极上氧化还原反应的发生，同时生成新的物质，故③、⑤对；某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理供给电能也可以实现，故④对。

所以D选项符合题意。

2．有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是()
A．甲中负极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
B．乙中阳极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C．丙中H＋向碳棒方向移动
D．丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体
解析：选C。

由图可知，甲、丙是原电池，甲中Zn为负极，电极反应为Zn－2e－=== Zn2＋，A项错误；丙中Fe为负极，碳棒为正极，H＋向碳棒方向移动，C项正确；乙、丁为电解池，乙中Ag为阳极，自身失去电子，B项错误；丁中放电顺序为I－＞Cl－，开始时阳极产生碘单质，阴极产生H2，D项错误。

3．为使反应Cu＋2H2O===Cu(OH)2↓＋H2↑能够发生，下列设计方案正确的是() A．用铜片作负极，石墨电极作正极，氯化钠溶液为电解质溶液构成原电池
B．用铜片作电极，外接直流电源电解硫酸铜溶液
C．用铜片作阳极，铁片作阴极，电解硫酸钠溶液
D．用铜片作阴、阳电极，电解稀硫酸
解析：选C。

该反应为不能自发进行的氧化还原反应，必须设计为电解池才能发生。

阳
极为Cu 放电，阴极为H ＋
放电，即用Cu 作阳极，电解质溶液中为H 2O 放电，选项C 符合要求。

4．如图所示，下列叙述正确的是( )
A ．Y 为阴极，发生还原反应
B ．X 为正极，发生氧化反应
C ．Y 与滤纸接触处有氧气生成
D ．X 与滤纸接触处变红
解析：选A 。

从题图中可以看出，左边的装置为原电池而右边的装置为电解池。

根据原电池原理，较活泼的一极作原电池的负极，所以Zn 为负极，Cu 为正极。

再根据电解原理，Y 与Zn 片相连为阴极，X 与Cu 片相连为阳极，Y 极的电极反应式为2H ＋＋2e －===H 2↑(还原反应)；X 极的电极反应式为4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑(氧化反应)。

Y 极上H ＋放电，同时产生了OH －，呈碱性，使酚酞溶液呈红色。

5．将含有KCl 、CuBr 2、Na 2SO 4三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：①溶液中几乎没有Br －；②电解质溶液为无色；③最终溶液显碱性；④K ＋、Na ＋和SO 2－
4的浓度几乎没有变化。

正确的是(设Cl 2、Br 2全部从溶液中逸出)( ) A ．①②③
B ．③
C ．①④
D ．均正确 解析：选A 。

溶液中存在的阴离子有Cl －、Br －、SO 2－4、OH －，阳离子有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 2－4在溶液中不放电，阳离子首先放电的是Cu 2＋，其次是H ＋。

所以先电解CuBr 2，阳极逸出Br 2，阴极析出Cu 。

CuBr 2消耗完后继续电解HCl(H ＋来自于水中)。

当Cl －
被消耗尽时，则继续电解水。

由于水被消耗，c (K ＋)、c (Na ＋)和c (SO 2－4)会增大。

6．用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为1∶3的CuSO 4和NaCl 的混合溶液，可能发生的反应有( )
①2Cu 2＋＋2H 2O=====通电
2Cu ＋4H ＋＋O 2↑ ②Cu 2＋＋2Cl －=====通电
Cu ＋Cl 2↑ ③2Cl －＋2H ＋=====通电
H 2↑＋Cl 2↑
④2H 2O=====通电2H 2↑＋O 2↑
A ．①②③
B ．①②④
C ．②③④
D ．②④
解析：选D 。

由题意知，溶液中CuSO 4和NaCl 的物质的量之比为1∶3，得n (Cu 2＋)∶n (Cl
－)＝1∶3。

根据离子的放电顺序，阳离子：Cu 2＋＞H ＋＞Na ＋，阴离子：Cl －＞OH －＞SO 2－
4，知溶液电解过程可分为三个阶段：第一阶段电解CuCl 2溶液：Cu 2＋＋2Cl －=====通电Cu ＋Cl 2↑，
第二阶段电解NaCl 溶液：2Cl －＋2H 2O=====通电H 2↑＋Cl 2↑＋2OH －
，第三阶段电解水：2H 2O=====通电2H 2↑＋O 2↑，故②④正确。

7．用惰性电极电解某溶液时，发现两极只有H 2和O 2生成，则电解一段时间后，下列有关该溶液(与电解前同温度)的说法中正确的有( )
①该溶液的pH 可能增大；②该溶液的pH 可能减小；
③该溶液的pH 可能不变；④该溶液的浓度可能增大；
⑤该溶液的浓度可能不变；⑥该溶液的浓度可能减小
A ．①②③
B ．①②③④
C ．①②③④⑤
D ．全部 解析：选C 。

用惰性电极电解稀NaOH 水溶液，pH 增大，电解稀H 2SO 4溶液，pH 减小，电解稀Na 2SO 4水溶液，pH 不变，NaOH 、H 2SO 4、Na 2SO 4的浓度均增大。

用惰性电极电解饱和Na 2SO 4水溶液，溶液的浓度不变。

8．在水中加等物质的量的Ag ＋、Pb 2＋、Na ＋、SO 2－4、NO －3、Cl －
，该溶液放在用惰性电极作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量之比为( )
A ．35.5∶108
B ．16∶207
C ．8∶1
D ．108∶35.5
解析：选C 。

溶液中的六种离子，有四种发生反应生成沉淀，Ag ＋＋Cl －===AgCl ↓、Pb 2
＋＋SO 2－
4===PbSO 4↓，最后溶液就成了NaNO 3溶液；而电解NaNO 3溶液，实质上就是电解水，电解方程式为2H 2O=====通电
2H 2↑＋O 2↑。

氧化产物和还原产物的质量之比为m (O 2)∶m (H 2)＝(1 mol ×32 g ·mol －1)∶(2 mol ×2 g·mol －1)＝8∶1，即C 项正确。

9．用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH 。

则电解过程中转移的电子的物质的量为
( )
A ．0.1 mol
B ．0.2 mol
C ．0.3 mol
D ．0.4 mol
解析：选D 。

由电解CuSO 4溶液反应的化学方程式2CuSO 4＋2H 2O=====通电2Cu ＋O 2↑＋
2H 2SO 4知，电解过程中只析出Cu 和放出O 2，故电解后加入CuO 就可以复原。

但本题提示加入0.1 mol Cu(OH)2可以复原，说明电解过程中阴极不仅有Cu 生成，还有H 2生成。

0.1 mol Cu(OH)2相当于0.1 mol CuO 和0.1 mol H 2O ，由电子守恒0.1 mol CuO ～0.1 mol Cu ～0.2 mol
e－，0.1 mol H2O～0.1 mol H2～0.2 mol e－，共计0.4 mol e－。

10．从H＋、Cu2＋、Na＋、SO2－4、Cl－五种离子中选择并恰当地组成电解质，按下列要求进行电解：
(1)以石墨为电极进行电解，使电解质质量减少，水质量不变，则可采用的电解质是____________。

(2)以石墨为电极进行电解，使电解质质量不变，水质量减少，则可采用的电解质是____________。

(3)以石墨为阳极，铁棒为阴极进行电解，使电解质和水的质量都减少，则可采用的电解质是____________。

(4)以石墨为电极进行电解，阴极析出金属，阳极放出O2时，则可采用的电解质是____________。

(5)以石墨为电极进行电解，两极分别放出气体，且体积比为1∶1时，则可采用的电解质是____________。

解析：根据离子的放电顺序，阳离子：Cu2＋＞H＋＞Na＋，阴离子：Cl－＞OH－＞SO2－4。

(1)以惰性电极电解时，电解质质量减少，水质量不变，只电解电解质，电解质可能为HCl、CuCl2。

(2)以惰性电极电解时，电解质质量不变，水质量减少，只电解水，电解质可能为H2SO4、Na2SO4、NaHSO4。

(3)石墨为阳极，铁棒为阴极，电极材料不参加反应，电解质和水的质量都减少，既电解电解质又电解水，电解质可能为CuSO4、NaCl。

(4)以石墨为电极进行电解，若阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质中阳离子放电，水中氢氧根离子放电，电解质可能为CuSO4。

(5)以石墨为电极进行电解，两极分别放出气体，且体积比为1∶1时，这可能是氢离子在阴极放电，氯离子在阳极放电。

答案：(1)HCl、CuCl2(2)H2SO4、Na2SO4、NaHSO4(3)CuSO4、NaCl(4)CuSO4 (5)HCl、NaCl
11．如图所示，X和Y均为石墨电极：
(1)若电解液为滴有酚酞的饱和食盐水，电解反应的离子方程式为_________________
________________________________________________________________________。

电解过程中________(填“阴”或“阳”)极附近会出现红色。

(2)若电解液为500 mL含A溶质的某蓝色溶液，电解一段时间，观察到X电极表面有红色固体物质生成，Y电极有无色气体生成。

当溶液中原有溶质完全电解后，取出X电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6 g。

①电解后溶液的c(H＋)＝________。

要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定
量的________(填物质的化学式，假设电解前后溶液的体积不变)。

②请推测原溶液中所含的酸根离子可能是________。

设计实验验证推测，写出实验的操作步骤、现象和结论：
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：(1)电解饱和食盐水，阳极Cl －放电生成Cl 2，阴极是水电离出的H ＋放电生成H 2，同时生成OH －，阴极附近会出现红色。

(2)蓝色溶液，说明是可溶性铜盐溶液，X 极有红色固体物质生成，说明溶液中的Cu 2
＋放电，X 极是阴极，Y 极是阳极，有无色气体生成，说明是溶液中的OH －放电，阴离子为
含氧酸根离子SO 2－4或NO －3。

生成铜0.025 mol ，由电解反应的离子方程式2Cu 2＋＋2H 2O=====通电2Cu ＋O 2↑＋4H ＋可知，生成的H ＋为0.05 mol ，c (H ＋)＝0.1 mol·L －
1。

使其恢复至电解前的状态，可加入氧化铜或碳酸铜。

答案：(1)2Cl －＋2H 2O=====通电Cl 2↑＋H 2↑＋2OH －
阴
(2)①0.1 mol·L －1 CuO(或CuCO 3) ②SO 2－4(或NO －3) 取少量待测液于试管中，滴加盐酸无明显现象，继续滴入氯化钡溶液，若有白色沉淀产生，则证明含有硫酸根离子(或取少量待测液于试管中，滴加浓硫酸，再加入铜粉，若有红棕色气体产生，则证明含有硝酸根离子)
[能力提升]
12．如图X 是直流电源。

Y 池中c 、d 为石墨棒，Z 池中e 、f 是质量相同的铜棒。

接通电路后，发现d 附近显红色。

(1)①电源上b 为________极(用“正”“负”“阴”或“阳”填空，下同)。

②Z 池中e 为________极。

③连接Y 、Z 池线路中，电子流动的方向是d________e(用“→”或“←”填空)。

(2)①写出c 极上反应的电极反应式：_____________________________________
________________________________________________________________________。

②写出Y 池中反应的化学方程式：________________________________________
________________________________________________________________________。

③写出Z 池中e 极上反应的电极反应式：________________________________
________________________________________________________________________。

答案：(1)①负 ②阳 ③← (2)①2Cl －－2e －===Cl 2↑
②2NaCl ＋2H 2O=====通电
2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑
③Cu －2e －===Cu 2＋ 13．蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。

有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是NiO 2＋Fe ＋2H 2O 放电
充电Fe(OH)2＋Ni(OH)2。

(1)若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是________(填字母)。

A ．NiO 2
B ．Fe
C ．Fe(OH)2
D ．Ni(OH)2
(2)该电池放电时，正极附近溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(3)充电时该电池阳极的电极反应式为_________________________________。

(4)用此蓄电池分别电解以下两种溶液，假如电路中转移了0.02 mol e －，且电解池的电极均为惰性电极，试回答下列问题：
①电解M(NO 3)x 溶液时某一电极增加了a g M ，则金属M 的相对原子质量为____________________(用含a 、x 的表达式表示)。

②电解含有0.01 mol CuSO 4和0.01 mol NaCl 的混合溶液100 mL ，阳极产生的气体在标准状况下的体积是________；将电解后的溶液加水稀释至 1 L ，此时溶液的c (H ＋)＝________mol/L 。

解析：(1)根据原电池反应中元素化合价变化可知，被还原的物质为NiO 2。

(2)NiO 2在正极反应，电极反应式为NiO 2＋2H 2O ＋2e －===Ni(OH)2＋2OH －，由于有氢氧根离子生成，pH 增大。

(3)充电时，蓄电池的正极与外电源的正极相连，作阳极，发生氧化反应，电极反应式为Ni(OH)2－2e －＋2OH －===NiO 2＋2H 2O 。

(4)①由题意，电路中转移了0.02 mol e －时，有
a g M 析出，其摩尔质量为a g ×x 0.02 mol
＝50xa g/mol ，其相对原子质量为50xa 。

②电路中转移了0.02 mol e －时，溶液中Cu 2＋在阴极上恰好完全析出，在阳极上放电的离子有Cl －和OH －，生成的气体有氯气和氧气，根据电子守恒有2n (Cl 2)＋4n (O 2)＝0.02 mol ，又n (Cl 2)＝0.005 0 mol ，则n (O 2)＝0.002 5 mol ，阳极产生的气体在标准状况下的体积为0.007 5 mol ×22.4 L/mol ＝0.168 L ；生成的氧气为0.002 5 mol 时，消耗氢氧根离子0.01 mol ，生成氢离子0.01 mol ，最后1 L 溶液中氢离子浓度为0.01 mol/L 。

答案：(1)A (2)增大
(3)Ni(OH)2－2e －＋2OH －
===NiO 2＋2H 2O
(4)①50xa ②0.168 L 0.01。