【优化探究】高考化学一轮复习 课时知能评估21

一、单项选择题
1．pH ＝a 的某电解质溶液中，插入两支惰性电极，通直流电一段时间后，溶液的pH>a ，则电解质可能是( )
A ．NaOH
B ．H 2SO 4
C ．AgNO 3
D ．Na 2SO 4
答案：A
2．(2011年宿州模拟)某同学为了使反应2HCl ＋2Ag===2AgCl ＋H 2↑能进行，设计了如图所示的四个实验，你认为可行的方案是( )
解析：该反应中Ag 失电子被氧化；H ＋得电子被还原生成H 2，所以用Ag 作阳极，电解含Cl －的溶液即可。

答案：C
3．(2008年高考全国Ⅰ理综)电解100 mL 含c (H ＋)＝0.30 mol/L 的下列溶液，当电路中通过0.04 mol 电子时，理论上析出金属质量最大的是( )
A ．0.10 mol/L Ag ＋
B ．0.20 mol/L Zn 2＋
C ．0.20 mol/L Cu 2＋
D ．0.20 mol/L Pb 2＋
解析：根据金属活动性顺序可知：排在氢以后的金属为Ag 和Cu ，而Zn 和Pb 排在H 以前，所以Ag ＋、Cu 2＋的氧化性比H ＋大，应优先于H ＋放电而析出，因为0.01 mol Ag 的质量小于0.02 mol Cu 的质量，所以C 项正确。

答案：C
4．下列有关用惰性电极电解AgNO 3溶液一段时间后的说法正确的是( )
A ．电解过程中阴极质量不断减小
B ．电解过程中溶液的pH 不断升高
C ．此时向溶液中加入适量的Ag 2O 固体可使溶液恢复到电解前的状况
D ．电解后两极产生的气体体积比为2∶1
解析：用惰性电极电解AgNO 3溶液，电极反应式为：阴极：4Ag ＋＋4e －===4Ag ，阳极：4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑。

总反应式为4AgNO 3＋2H 2O=====电解4Ag ＋O 2↑＋4HNO 3。

在阴极上有Ag 生成，
所以阴极质量不断增加。

电解产生了HNO3，pH不断减小。

加入Ag2O后，Ag2O＋2HNO3===2AgNO3＋H2O，恰好可使溶液恢复至电解前的状况。

答案：C
5．(2010年高考海南化学改编)利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是( )
A．电解时以精铜作阳极
B．电解时阴极发生氧化反应
C．粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu===Cu2＋＋2e－
D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
解析：电解时粗铜作阳极，与电源正极相连，失电子发生氧化反应；精铜作阴极，与电源负极相连，得电子发生还原反应，A、B、C错误；因为在金属活动顺序表中Ag、Pt排在Cu 的后面，所以电解时Ag、Pt不会失电子，D正确。

答案：D
6．金属镍有广泛的用途。

粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)( )
A．阳极发生还原反应，其电极反应式为：Ni2＋＋2e－===Ni
B．电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等
C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Ni2＋和 Zn2＋
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
解析：电解时，阳极上金属按还原性由强到弱的顺序(Zn＞Fe＞Ni＞Cu＞Pt)发生氧化反应，即Zn－2e－===Zn2＋；Fe－2e－===Fe2＋；Ni－2e－===Ni2＋。

Cu、Pt还原性比Ni弱，不能失去电子溶解。

当阳极上Ni失电子溶解后，它们以单质的形式沉积在电解槽底，形成阳极泥。

阴极上金属离子按氧化性由强到弱的顺序(Ni2＋＞Fe2＋＞Zn2＋)发生还原反应，即Ni2＋＋2e －===Ni。

Fe2＋、Zn2＋比Ni2＋氧化性弱，并不在阳极析出，而是留在电解液里。

阳极发生氧化反应，A错误；电解过程中，阳极Zn、Fe、Ni溶解，阴极只有Ni析出，两电极质量的改变不等，B错误；电解液中除Zn2＋、Ni2＋外，还有Fe2＋，C错误。

答案：D
7．如图，烧杯中的溶质均足量，a、b、c、d、e均为石墨电极，通电一段时间后，a电极上有红色物质析出，以下说法正确的是( )
A．e电极上可以析出使湿润淀粉KI试纸变蓝的气体
B ．c 电极周围溶液变红
C ．A 烧杯内溶液的pH 升高
D ．B 烧杯中加一定量的KCl 固体可恢复原状
解析：先根据A 烧杯中的变化判断电源的正负极，a 电极上析出铜，连接电源负极，因此可以判断出，b 、d 为阳极，c 、e 为阴极，e 上应该析出铜，A 相当于电镀装置，通电一段时
间后溶液保持不变，B 中总反应是：2KCl ＋2H 2O=====电解2KOH ＋Cl 2↑＋H 2↑，因此电解后要恢复原
状，应该通入HCl 气体。

答案：B
8．(2010年赣榆一模)金属钛生产方法的新动向——电解法：首先将二氧化钛粉末用浇注或压制成形，烧结后作阴极，以石墨为阳极，以CaCl 2为熔盐，所加电压为2.8V ～3.2V 。

电解一定时间后，阴极由白色变为灰色，在扫描电子显微镜下观察，有海绵状钛生成，阳极析出气体为氧气。

下列说法错误的是( )
A ．阴极的电极反应式为TiO 2＋4e －===Ti ＋2O 2－
B ．电解时Ca 2＋向阴极移动
C ．电解过程中使用 2.8V ～3.2V 电压的主要原因可能是在此电压下，熔融的氯化钙不能电解
D ．电解时每转移4 mol 电子，阳极有2 mol O 2生成
答案：D
二、双项选择题
9．用惰性电极实施电解，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 减小
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1∶2
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1∶1
答案：AD
10．(2011年唐山模拟)如图a 、b 、c 、d 均为石墨电极，通电进行电解(电解液足量)。

下列说法正确的是( )
A ．甲中a 的电极反应式为：4OH －－4e －
===O 2↑＋2H 2O
B ．电解时向乙中滴入酚酞溶液，c 电极附近变红
C．向乙中加入适量盐酸，溶液组成可以恢复
D．当b极有64 g Cu析出时，d电极产生2 g气体
解析：本题易误选C，在电解液足量的情况下，电解过程中只逸出H2和Cl2，只需补充氢和氯两种元素即可，不能加入盐酸，因为盐酸中有H2O，应通入适量HCl气体才能达到目的。

答案：AD
三、非选择题
11．(2011年上饶模拟)用惰性电极电解NaCl与NaHCO3混合溶液，测得溶液pH变化如图所示。

(1)在0→t1时间内，两个电极上的电极反应式为：
阳极____________________；阴极__________。

(2)用离子方程式表示0→t1时间内，溶液pH升高比较缓慢的原因：__________。

(3)将等物质的量的KI和CuCl2溶于水，用惰性电极电解，该电解反应可分为________个阶段(填表不一定填满)。

2
解析：(1)由于HCO－3、Na＋均不易放电，故阳极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑；
阴极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑。

(2)随着反应的进行c(OH－)增大，HCO－3＋OH－===CO2－3＋H2O，故而开始pH变化缓慢，当HCO－3完全反应后，pH增幅加大。

(3)开始电解时阳极是I－失电子，阴极是Cu2＋得电子；当I－完全反应时，Cu2＋有1/2被还原，此时阳极变成Cl－失电子，相当于电解CuCl2溶液；当Cu2＋完全反应时，Cl－有1/2被氧化；
以后阴极是H 2O 电离的H ＋得电子，此段相当于电解KCl 溶液；当Cl －
完全反应后，最后相当于电解KOH 溶液。

答案：(1)2Cl －－2e===Cl 2↑ 2H ＋＋2e －===H 2↑
(2)HCO －3＋OH －===CO 2－3＋H 2O
(3)4 ①CuI 2 Cu 2＋＋2I －=====电解Cu ＋I 2
②CuCl 2 Cu 2＋＋2Cl －=====电解Cu ＋Cl 2↑ ③KCl 2Cl －＋2H 2O=====电解Cl 2↑＋H 2↑＋2OH －
④KOH 2H 2O=====电解2H 2↑＋O 2↑
12．(2010年高考全国Ⅱ理综)如图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO 4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。

(指示剂的pH 变色范围：6.8～8.0，酸色—红色，碱色—黄色)
回答下列问题：
(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________(填编号)。

①A 管溶液由红变黄；
②B 管溶液由红变黄；
③A 管溶液不变色；
④B 管溶液不变色。

(2)写出A 管中发生反应的反应式：____________________。

(3)写出B 管中发生反应的反应式：_________________。

(4)检验a 管中气体的方法是_______________。

(5)检验b 管中气体的方法是_________________。

(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是_________________。

解析：本题结合电解原理考查化学实验现象描述、实验设计能力。

该电解的本质是电解
水，A 、B 极分别是阴极和阳极，阴极反应为2H ＋＋2e －===H 2↑，故该极区溶液呈碱性，则Mg 2＋＋2OH －===Mg(OH)2↓。

B 项反应为4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑。

气体的检验容易忽视取出试管过
程中将试管堵住。

电解一段时间后，将电解液倒入烧杯内，由于两极产生H ＋和OH －恰好反应，
故溶液基本恢复电解前的状态，溶液仍为红色，白色沉淀溶解。

答案：(1)①④
(2)2H ＋＋2e －===H 2↑(写2H 2O ＋2e －===2OH －＋H 2↑同样给分)、Mg 2＋＋2OH －
===Mg(OH)2↓
(3)4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑(写2H 2O －4e －===4H ＋＋O 2↑同样给分)
(4)用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有蓝色火焰
(5)用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃
(6)溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)
13．工业上处理含Cr 2O 2－7的酸性工业废水用以下方法：①往工业废水中加入适量的NaCl ，搅拌均匀；②用Fe 为电极进行电解，经过一段时间有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀产生；③过滤回收沉淀，废水达到排放标准。

试回答下列问题：
(1)电解时的电极反应：
阳极____________________；
阴极______________________。

(2)写出Cr 2O 2－7转变成Cr 3＋的离子反应方程式______________。

(3)电解过程中Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀是怎样产生的？__________。

(4)能否用Cu 代替Fe 为电极？________(填“能”或“否”)，为什么？________________。

解析：Fe 作电极时，阳极反应：Fe －2e －===2Fe 2＋，阴极反应：2H ＋＋2e －===H 2↑，阳极生成的Fe 2＋与Cr 2O 2－7发生氧化还原反应生成Fe 3＋、Cr 3＋。

随着电解的进行c (H ＋)逐渐降低，最终生成Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀；不能用Cu 代替Fe 。

答案：(1)Fe －2e －===Fe 2＋ 2H ＋＋2e －===H 2↑
(2)6Fe 2＋＋Cr 2O 2－7＋14H ＋===6Fe 3＋＋2Cr 3＋＋7H 2O
(3)上述②中的反应消耗H ＋，电解阴极也消耗H ＋，所以随着电解的进行，c (H ＋)逐渐降低，最终生成Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀
(4)否 因为Cu 2＋不具有还原性，不能使Cr 2O 2－7生成Cr 3＋
14．在如图所示的装置中，若通入直流电5min 时，铜电极质量增加2.16 g ，试回答：
(1)电源电极X 为________极。

(2)pH 变化：A________，B________，C________。

(填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)通电5 min 时，B 中共收集224 mL 气体(标准状况)，溶液体积为200 mL 。

则通电前CuSO 4溶液的物质的量浓度为________(设电解前后溶液体积无变化)。

(4)若A 中KCl 溶液的体积也是200 mL ，电解后，溶液的pH 为________(设电解前后溶液体积无变化)。

解析：(1)C 装置的铜电极质量增加，说明铜极上有金属析出，即溶液中的银离子被还原生成银单质，故铜极为阴极，由此可确定X 极为负极。

(2)A 装置是电解KCl 溶液，阴极析出氢气，阳极析出氯气，溶液中氢氧根离子浓度增大。

B 装置阴极上先析出铜，当铜离子消耗完后析出氢气，而阳极上析出氧气，溶液中氢离子浓度增大。

C 装置阴极析出银单质，阳极上的银失去电子变成银离子，理论上溶液的物质的量浓度不变。

(3)B 装置两极上电子转移的数目与C 装置中转移的电子数目相同。

C 装置中转移的电子
数目为 2.16 g 108 g/mol
＝0.02 mol 。

经判断，B 装置两极上的反应为： 阴极：Cu 2＋＋2e －===Cu,2H ＋＋2e －
===H 2↑
阳极：4OH －－4e －===O 2↑＋2H 2O
根据题意可得：2n (H 2)＋2n (Cu)＝4n (O 2)＝0.02 mol ， n (H 2)＋n (O 2)＝224 mL 22 400 mL/mol
，解得n (Cu)＝0.005 mol ，CuSO 4溶液的物质的量浓度为： 0．005 mol/0.2 L ＝0.025 mol/L
(4)A 装置的反应为：2KCl ＋ 2H 2O=====电解2KOH ＋H 2↑＋Cl 2↑，
即反应中转移电子的物质的量与生成的氢氧根离子的物质的量相等，为0.02 mol 。

c (OH －)＝0.02 mol 0.2 L
＝0.1 mol/L, 故pH ＝13。

答案：(1)负 (2)增大 减小 不变
(3)0.025 mol/L (4)13。