4.2电解池同步练习题
一、选择题
1.电解原理具有广泛的应用。下列关于图示四个装置的叙述不正确的是
A.装置甲可以在铁钉上镀铜
B.若装置乙可以电解精炼铜,则X电极为纯铜
C.装置丙的a端产生氯气
D.装置丁可以观察到白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变为红褐色
2.21世纪化学的最新定义为“化学是一门创造新物质的科学”。下列有关说法不正确的是
A.开发利用太阳能、生物质能等清洁能源,有利于节约资源
B.为增强治疗缺铁性贫血效果,可在口服硫酸亚铁片时同服维生素C
C.铝合金的大量使用归功于人们能使用焦炭从氧化铝中获得铝
D.葡萄中含有的花青素在碱性环境下显蓝色,可用苏打粉检验假葡萄酒
3.某小组设计电解饱和食盐水的装置如图,通电后两极均有气泡产生且溶液不变蓝,下列叙述正确的是
A.铜电极上发生还原反应 B.石墨电极附近溶液呈红色
C.溶液中的向石墨电极移动 D.铜电极附近观察到黄绿色气体
4.下列说法正确的是
A.钢铁的腐蚀都是析氢腐蚀
B.电解精炼铜时,阳极泥中含有Zn、Fe、Au、Ag等金属
C.电镀铜时用待镀的金属制品作阳极,铜作阴极
D.氯化铝溶液蒸干灼烧产物为氧化铝
5.工业上常用电解法冶炼的金属是
A.钠 B.铁 C.铜 D.银
6.下列方程式与所给事实不相符的是
A.将等物质的量浓度的NH4HSO4溶液和NaOH溶液等体积混合:H++OH-=H2O
B.用铁作电极电解饱和食盐水:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
C.Na2S2O3溶液中通入足量氯气:+4Cl2+5H2O=2+8C1-+10H+
D.用碳酸钠溶液处理锅炉水垢:CaSO4(s)+(aq) CaCO3(s)+(aq)
7.某同学设计的利用NO-空气质子交换膜燃料电池通过电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置如图所示。下列说法错误的是
A.Pt( I )的电极反应式为O2+4e- +4H+=2H2O
B.电解池中II和III之间的X膜应为质子交换膜
C.工作时,I池中通过阴膜向II池中移动
D.若Pt(II )极消耗11.2 L NO,则Cr棒质量增加26 g
8.某电化学装置如图所示,A、B分别为两个电极。下列说法错误的是
A.若A、B均为相同的石墨电极,a、b之间接上电流计,则电流计指针不偏转
B.若A为锌片,B为铜片,a、b之间接上电流计,则电流计指针发生偏转
C.若A为锌片,B为铜片,a接电源负极、b接电源正极,则溶液中基本不变
D.若B为粗铜,A为精铜,a接电源正极、b接电源负极,则A减少的质量与B增加的质量不相等
二、非选择题
9.化学反应过程中,不仅有物质的变化,同时还伴有能量的变化。
(1)如图所示的原电池装置中,银电极作_____(填“正”或“负”)极,负极的电极反应式为_____。
(2)在镀件上镀铜时,铜电极作_____(填“阳”或“阴”)极;工业上通过电解熔融NaCl制取金属钠,其电解总反应方程式为_____。
(3)实验在25℃、101kPa时,lmolCH4完全燃烧生成二氧化碳和液态水,放出的热量为890.31kJ/mol,则32gCH4在此状态下完全燃烧放出的热量为_____kJ,该反应的热化学方程式为_____。
10.I.已知:①2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g) ΔH= 768.2 kJ mol 1
②2Cu2O(s)+Cu2S(s)=6Cu(s)+SO2(g) ΔH=+116.0 kJ mol 1
(1)则Cu2S(s)+O2(g)=2Cu(s)+SO2(g) ΔH=_______。
II.如图所示,E为浸过含酚酞的Na2SO4溶液的滤纸;A、B均为铂片,压在滤纸两端;R、S为电源的电极;M、N是用多微孔的Ni制成的电极,在碱溶液中可视为惰性电极:G为电流计;K为开关;C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央滴一滴紫色的KMnO4溶液,将开关K打开,接通电源一段时间后,C、D中有气体产生。
回答下列问题:
(2)R为_______(填“正”或“负”)极。
(3)通电一段时间后,M极附近溶液的pH_______(填“变大”、“变小”或“不变”);B极区的电极反应式为_______。
(4)滤纸上的紫色点向_______(填“A”或“B”)方向移动。
(5)通电一段时间后,C、D中的气体产生到一定量时,切断外电源并接通开关K,C、D中的气体逐渐减少,C中的电极反应式为_______。
【参考答案】
一、选择题
1.D
解析:A.Cu与电源正极相连,为阳极,失去电子,阴极上铜离子得到电子,可以在铁钉上镀铜,故A正确;
B.电解精炼铜,Y为粗铜,与电源正极相连,X电极为精铜,故B正确;
C.a为阳极,b为阴极,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电,故C正确;
D.图中有外接电源,铁为阴极,不溶解,故D错误;
故答案选D。
【点睛】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握实验装置的作用、电化学为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意实验的评价性分析,题目难度不大。
2.C
解析:A.开发利用太阳能、生物质能等清洁能源,可以节约化石资源,减少二氧化碳的排放,缓解温室效应,符合“社会主义生态文明观”要求,故A正确;
B.维生素C具有还原性,可防止亚铁被氧化,可在口服硫酸亚铁片时同服维生素C,可增强治疗缺铁性贫血效果,故B正确;
C.焦炭不能还原氧化铝,工业上利用电解熔融的氧化铝的方法,故C错误;
D.碳酸钠溶液呈碱性,花青素在碱性环境下显蓝色,向葡萄酒中加入碳酸钠,如果溶液不变蓝,说明是假葡萄酒,故D正确;
故选C。
3.A
【分析】如果铜做阳极,电极反应为:, 使溶液变蓝,但题目要求通电后两极均有气泡产生且溶液不变蓝,所以铜为阴极,和电源负极相连,石墨电极为阳极,和电源正极相连,据此分析。
解析:A.铜为阴极,发生还原反应,故A正确;
B.石墨电极为阳极,电极反应为:,溶液显酸性,附近溶液不变红,故B错误;
C.电解池中阳离子向阴极移动,即向铜电极移动,故C错误;
D.石墨电极为阳极,电极反应为:,石墨电极附近观察到黄绿色气体,故D错误;
故选A。
4.D
解析:A.当钢铁表面的水膜呈酸性时,发生析氢腐蚀;当钢铁表面的水墨呈弱酸性或中性时,发生吸氧腐蚀,则钢铁的腐蚀不都是析氢腐蚀,故A错误;
B.Zn、Fe的活泼性比铜强,先于Cu放电,所以电解精炼铜时,阳极泥中不含有Zn、Fe,故B错误;
C.电镀过程中,镀件作阴极,镀层金属作阳极,所以电镀铜时用待镀的金属制品作阴极、铜作阳极,故C错误;
D.氯化铝水解生成氢氧化铝和HCl,HCl易挥发,升高温度促进其挥发,所以将氯化铝溶液加热蒸干得到氢氧化铝固体,灼烧得到氧化铝固体,故D正确;
答案选D。
【点睛】由易挥发的酸根组成的盐,其盐溶液蒸干不能得到溶质。
5.A
解析:电解法冶炼的是K~Al的活泼金属,故选项A正确。
6.B
解析:A.等物质的量浓度的NH4HSO4溶液和NaOH溶液等体积混合,则反应为氢离子和氢氧根离子生成水分子:H++OH-=H2O,与所给事实相符,故A不符合题意;
B.用铁作电极电解饱和食盐水,阳极铁会发生氧化反应生成亚铁离子,与所给事实不相符,故B符合题意;
C.Na2S2O3溶液中通入足量氯气发生氧化还原反应生成硫酸根离子和氯离子,+4Cl2+5H2O=2+8C1-+10H+,故与所给事实相符,C不符合题意;
D.碳酸钠溶液处理锅炉水垢可以将硫酸钙沉淀转化更难溶的碳酸钙:CaSO4(s)+(aq) CaCO3(s)+(aq),与所给事实相符,故D不符合题意;
故选B。
7.D
【分析】图中左边装置为NO-空气质子交换膜燃料电池,通入O2的Pt(I)作正极,NO失电子被氧化的Pt(II)作负极,右边电解池中Cr棒作阴极,Cr3+在此得电子获得高纯铬,石墨作阳极,水中OH-在此失电子被氧化为O2,H+透过质子交换膜(X膜)迁移到II区域,与从I透过阴膜迁移来的聚集获得硫酸,据此可分析解答。
解析:A.Pt(I)作正极,O2在此得电子并结合通过质子交换膜迁移来的H+,电极反应方程式为O2+4e- +4H+=2H2O,A选项正确;
B.作为阳极的石墨电极处,水中OH-在此失电子被氧化为O2,H+透过质子交换膜(X膜)迁移到II区域,获得硫酸,B选项正确;
C.工作时,I池中通过阴膜向II池中移动获得硫酸,C选项正确;
D.未标明气体所处环境的温度与压强,无法计算,D选项错误;
答案选D。
8.D
【分析】自发的氧化还原反应可以设计成原电池;
解析:A.若A、B均为相同的石墨电极,a、b之间接上电流计,不能构成原电池,电流计指针不偏转,A项正确;
B.若A为锌片,B为铜片,a、b之间接上电流计,构成铜锌、溶液原电池,电流计指针发生偏转,B项正确;
C.若A为锌片,B为铜片,a接电源负极、b接电源正极,构成电解池,阳极的电极反应式为、阴极的电极反应式为,溶液中基本不变,C项正确;
D.若B为粗铜,A为精铜,a接电源正极、b接电源负极,构成电解池,阳极的电极反应式为、阴极的电极反应式为,A减少的质量与B增加的质量相等,D项错误。
故选D。
二、非选择题
9.(1)正 Cu-2e-=Cu2+
(2) 阳 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
(3) 1780.62 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.31kJ mol-1
解析:(1)如图装置,发生的自发反应是铜与硝酸银的反应,Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,铜电极做负极,电极反应式是Cu-2e-=Cu2+;银电极作正极;故答案是正、Cu-2e-=Cu2+;
(2)电镀中,利用了电解池的原理,被镀金属做阳极,镀件做阴极,故在镀件上镀铜时,铜电极作阳极;工业上通过电解熔融NaCl制取金属钠,其电解总反应方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑;
(3)热化学方程式中,化学计量数与反应热成正比。lmolCH4完全燃烧生成二氧化碳和液态水,放出的热量为890.31kJ/mol,则32gCH4,即=2mol,在此状态下完全燃烧放出的热量为2mol×890.31kJ/mol=1780.62 kJ;该反应的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.31kJ mol-1;
10.(1) 217.4 kJ mol 1
(2)负
(3) 变大 4OH- 4e-=2H2O+O2↑或2H2O 4e-=O2↑+4H+
(4)B
(5)H++2OH- 2e-=2H2O
解析:(1)根据盖斯定律方程式①加上方程式②的和除以3得到Cu2S(s)+O2(g)=2Cu(s)+SO2(g) ΔH= 217.4 kJ mol 1;故答案为: 217.4 kJ mol 1。
(2)根据M、N是用多微孔的Ni制成的电极,C、D和电解池中都充满浓KOH溶液,接通电源一段时间后C、D中有气体产生,根据C产生的气体比D多,说明C生成的是氢气,M为阴极,则R为负极,S为正极;故答案为:负。
(3)通电一段时间后,M极产生氢气,剩余氢氧根,氢氧根浓度增大,因此附近溶液的pH变大;B极是阳极,是水电离出的氢氧根失去电子生成氧气和水,其电极反应式为4OH- 4e-=2H2O+O2↑或2H2O 4e-=O2↑+4H+;故答案为:变大;4OH- 4e-=2H2O+O2↑或2H2O 4e-=O2↑+4H+。
(4)根据电解池异性相吸得到滤纸上的紫色点向阳极即B方向移动;故答案为:B。
(5)通电一段时间后,C、D中的气体产生到一定量时,切断外电源并接通开关K,C、D中的气体逐渐减少,形成了H2 O2 KOH燃料电池,C中是氢气,是燃料,作负极,其电极反应式为H++2OH- 2e-=2H2O;故答案为:H++2OH- 2e-=2H2O。