2021年高中化学第四章电化学基础3_2电解原理的应用课后作业含解析人教版选修4

电解原理的应用作业时限：45分钟作业满分：100分一、选择题(每小题4分，每小题有1个正确选项，共44分)1．下列叙述正确的是( C )A．电镀时，通常把待镀的金属制品作阳极B．氯碱工业是电解熔融的NaCl，在阳极能得到Cl2C．氢氧燃料电池(酸性电解质)中O2通入正极，电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2OD．下图中电子由Zn极流向Cu，盐桥中的Cl－移向CuSO4溶液解析：电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极；氯碱工业电解的是饱和食盐水而不是熔融的NaCl；氢氧燃料电池，O2为氧化剂作正极；D中的装置为原电池，电子由负极经导线流向正极，盐桥为内电路，阴离子移向负极。

2.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( B )A．a为正极，b为负极；NaClO和NaClB．a为负极，b为正极；NaClO和NaClC．a为阳极，b为阴极；HClO和NaClD．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl3．电解CuSO4溶液时，若要达到以下三点要求：①阳极质量减少；②阴极质量增加；③溶液中c(Cu2＋)不变。

可选用的电极是( A )A．纯铜作阳极，含Zn、Ag的铜合金作阴极B．含Zn、Ag的铜合金作阳极，纯铜作阴极C．用纯铁作阳极，用纯铜作阴极D．用石墨作阳极，用惰性电极(Pt)作阴极4．下列关于铜电极的叙述正确的是( C )A．铜锌原电池中铜是负极B．用电解法精炼粗铜时，粗铜作阴极C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极D．电解稀硫酸制H2和O2时铜作阳极解析：铜锌原电池中锌活泼，锌作负极；电解精炼铜时，粗铜中的铜失去电子，作阳极；电镀铜时，应选用铜片作阳极，镀件作阴极，含有铜离子的溶液作电镀液；电解稀硫酸时，铜作阳极，失电子的是铜而不是溶液中的OH－，因而得不到氧气。

5．下列有关电化学装置完全正确的是( C )A．装置①是原电池，总反应是：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋B．装置①中，铁作负极，电极反应式为：Fe3＋＋e－===Fe2＋C．装置②通电一段时间后石墨Ⅱ电极附近溶液红褐色加深D．若用装置③精炼铜，则d极为粗铜，c极为纯铜，电解质溶液为CuSO4溶液解析：装置①是原电池，Fe比Cu活泼，所以Fe为负极，负极反应为：Fe－2e－===Fe2＋，电池总反应为：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，A、B项均错误；装置②是胶体的电泳现象，氢氧化铁胶体粒子带正电荷，通电后，氢氧化铁胶体粒子向阴极移动，即向石墨Ⅱ移动，因此石墨Ⅱ电极附近溶液红褐色加深，C项正确；由电流方向可知，c是阳极，d是阴极，电解精炼铜时粗铜作阳极，即c为粗铜，d为纯铜，D项错误。

6．用石墨电极电解100 mL H2SO4与CuSO4的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24 L(标准状况)气体，则原混合液中Cu2＋的物质的量浓度为( A )A．1 mol/L B．2 mol/LC．3 mol/L D．4 mol/L7．1 L 0.1 mol/L AgNO3溶液在以Ag作阳极，Fe作阴极的电解槽中电解，当阴极增重2.16 g时。

下列判断(设电解按理论进行，溶液不蒸发)正确的是( C )A．溶液的浓度变为0.08 mol/L B．阳极上产生112 mL O2(标准状况)C．转移的电子数是1.204×1022个 D．反应中有0.01 mol的Ag被氧化8．用如图所示的装置进行实验，反应一段时间后断开K，向烧杯中加入0.1 mol CuO 后CuSO4溶液恰好恢复到反应前的浓度和pH。

下列说法中不正确的是( C )A．铜棒为正极，其电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑B．烧杯右侧碳棒为阴极，其电极表面有红色物质析出C．反应中消耗锌的质量为13 gD．导线中通过电子的物质的量为0.2 mol解析：图中左侧装置为原电池，铜棒为正极，其电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，锌为负极；右侧装置为电解池，右侧碳棒为阴极，电极反应式Cu2＋＋2e－===Cu，该极析出0.1 mol Cu时，向烧杯中加入0.1 mol CuO后CuSO4溶液恰好恢复到反应前的浓度和pH，电路中通过的电子为0.2 mol。

则Zn－2e－===Zn2＋，锌溶解6.5 g。

9.取一张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圆呈浅红色。

下列说法错误的是( D )A. b电极是阴极B. a 电极与电源的正极相连C ．电解过程中水是氧化剂D. b 电极附近溶液的pH 变小解析：a 电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圆呈浅红色，说明a 极附近产生了Cl 2，所以a 极与电源的正极相连，即a 为阳极，电极反应式为2Cl －－2e －===Cl 2↑，b 为阴极，电极反应式为2H 2O －4e －===H 2↑＋2OH －，所以b 极附近的pH 增大。

10.某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究电化学问题。

当闭合该装置的开关时，观察到电流计的指针发生偏转。

下列有关说法错误的是( D )A ．甲装置是原电池，乙装置是电解池B ．当甲中产生0.1 mol 气体时，乙中析出固体的质量为6.4 gC ．实验一段时间后，甲烧杯中溶液的pH 增大D ．将乙中的C 电极换成铜电极，则乙装置可变成电镀装置解析：乙中两个电极均为惰性电极，乙装置为电解池，甲为原电池，A 项正确；甲中Cu 为正极，电极反应为2H ＋＋2e －===H 2↑，n (e －)＝2n (H 2)＝2×0.1 mol＝0.2 mol ，乙中C 与甲中的负极相连为阴极，阴极反应为Cu 2＋＋2e －===Cu ，n (Cu)＝12n (e －)＝0.1 mol ，m (Cu)＝6.4 g ，B 项正确；甲烧杯中H ＋不断被消耗，溶液中的酸性减弱，溶液的pH 增大，C 项正确；若将乙装置变成电镀装置，铜电极应为阳极，而乙中的C 电极为阴极，故换成铜电极也不能构成电镀装置，D 项错误。

11．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。

其中正确的是(设Cl 2、Br 2全部从溶液中逸出)( A )A ．①②③ B．③ C．①④ D．全部解析：本题考查对阴、阳离子放电顺序的掌握。

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 ，当CuBr 2电解完毕时，相当于继续电解HCl(H＋来自于水中)，当Cl－被消耗尽时，则继续电解水。

由于Cu2＋转化为单质铜，电解液变为无色；Cl－放电时，水电离出的H＋放电，使溶液中的c(OH－)增大；由于水被消耗，c(K ＋)、c(Na＋)和c(SO2－4)会增大。

二、非选择题(共56分)12．(14分)某课外活动小组用如图所示装置进行实验，请回答下列问题：(1)若开始实验时开关K与a连接，则B极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋。

(2)若开始实验时开关K与b连接，则下列说法正确的是②(填序号)。

①溶液中Na＋向A极移动②从A极逸出的气体能使湿润的淀粉­KI试纸变蓝③反应一段时间后向电解液中加适量盐酸可使其恢复到电解前的浓度(3)该小组运用工业上离子交换膜法制烧碱的原理，用如下图所示装置电解K2SO4溶液。

①该电解槽的阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋(或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑)，通过阴离子交换膜的离子数<(填“>”“<”或“＝”)通过阳离子交换膜的离子数。

②图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH，则a、b、c、d由小到大的顺序为b<a<c<d。

③电解一段时间后，B口与C口产生气体的质量比为8∶1。

解析：(1)开关K与a连接时，是原电池装置，B极是负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋。

(2)若K 与b 连接，是电解池装置，且A 是阳极、B 是阴极；阳离子向阴极移动；阳极是Cl －失电子生成Cl 2，它能使湿润的淀粉­KI 试纸变蓝；阴极产生H 2，故由阴、阳两极逸出的气体可知，要使电解液恢复到电解前的浓度需通入HCl 气体而非加入盐酸。

(3)①由图示加入的物质可知，阳极是OH －失e －，阴极是H ＋得e －，据电荷守恒，则通过阳离子交换膜的K ＋数大于通过阴离子交换膜的SO 2－4数。

②电解后生成的硫酸和KOH 溶液的浓度均比原来的大，则b <a ，d >c ，又因为碱溶液的pH 大于酸溶液的pH ，则：b <a <c <d 。

③B 口产生O 2，C 口产生H 2，根据得失电子守恒知两者物质的量之比为1∶2，则质量之比为8∶1。

13．(14分)电解原理在化学工业中有着广泛的应用。

(1)如图，其中a 是电解液，X 、Y 是两块电极板。

若X 、Y 是惰性电极，a 是CuSO 4溶液，则电解时的化学方程式为2CuSO 4＋2H 2O=====通电2Cu ＋O 2↑＋2H 2SO 4。

通电一段时间后，向烧杯中的电解质溶液中加入0.2 mol CuO 粉末，电解质溶液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0.4_mol ；当X 、Y 分别是铁和铜，a 仍是CuSO 4溶液，则Y 极的电极反应式为Cu －2e －===Cu 2＋。

(2)已知＋2价的铁的化合物通常具有较强的还原性，易被氧化。

实验室用亚铁盐溶液与烧碱反应很难制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，但是若用电解的方法却可以较易制得纯净的Fe(OH)2沉淀。

制备装置如右图所示，其中a 、b 两电极材料分别为铁和石墨。

①a 电极上的反应式为Fe －2e －===Fe 2＋。

②电解液d 最好选C(填字母，下同)。

A ．纯水 B. CuSO 4溶液C. NaOH 溶液D. H 2SO 4溶液③液体c 为C 。

A ．四氯化碳B ．硝基苯C ．苯D ．乙醇解析：(1)本题主要考查用不同的电极电解CuSO 4溶液，先用惰性电极电解时的化学方程式为2CuSO 4＋2H 2O=====通电2Cu ＋O 2↑＋2H 2SO 4。