人教版（2019）化学选择性必修一 4.2 电解池 小节自测（B）卷（含解析）

2020—2021学年人教版（2019）选择性必修一章节自我强化训练
第四章化学反应与电能
第二节电解池小节自测（B）卷
1.下列有关电解应用的说法错误的是( )
A.电解熔融可得到金属铝
B.电解熔融NaCl或饱和NaCl溶液可制得单质钠
C.利用电解法可在铁表面镀上一层均匀光滑的银
D.利用电解原理可除去粗铜中的杂质得到高纯度的铜
2.如图所示甲、乙两个装置，所盛溶液体积和浓度均相同且足量，当电路中通过的电子都是0.1mol时，下列说法正确的是（　　）
A.溶液的质量变化：甲减小乙增大
B.溶液pH值变化：甲减小乙增大
C.相同条件下产生气体的体积：V甲=V乙
D.电极反应式：甲中阴极：Cu2++2e﹣＝Cu，乙中负极：Mg﹣2e﹣＝Mg2+
3.用石墨作电极电解下列溶液,其实质不是电解水的是(?? )
A.NaNO3溶液?????B.NaOH溶液?????
C.Na2SO4溶液?????D.NaCl溶液
4.如图所示,用石墨作电极电解氯化铜溶液。下列说法正确的是( )
A.M极是正极
B.溶液中的阴离子向N极移动
C.M极上产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
D.M、N两极上通过0.4mol电子时,在N极上析出6.4g Cu
5.21世纪是钛的世纪,电解可制得钛,装置如图所示。下列叙述正确的是( )
A.a为电源正极
B.石墨电极上发生还原反应
C.阴极发生的反应为
D.每生成0.1mol钛,转移电子0.2mol
6.甲学生想在铁质钥匙上镀铜,乙学生想在铜质汤匙上镀银,甲、乙两学生设计的装置分别如图a、b所示。下列叙述正确的是( )
A.甲学生的装置有错误,铁质钥匙应连接电源的负极
B.两学生均应使用硫酸铜溶液作电镀液
C.图b中铜质汤匙上发生的电极反应为
D.若图b中的电镀液为硝酸银溶液,则电镀后电镀液的浓度减小
7.1L某溶液中含有的离子(忽略水解,水电离出的H+、OH-除外)如下表所示:
离子
Cu2+
Al3+
Cl-
物质的量浓度/(mol/L)
1
1
a
1
用惰性电极电解该溶液,当电路中有3mol电子通过时,下列说法正确的是(?? )
A.电解该溶液相当于只电解CuCl2
B.a=3
C.阳极生成0.5mol Cl2
D.阴极析出的金属是铜与铝
8.下列图示中铜电极的连接或铜电极电极类型的判断错误(?? )
A.
B.
C.
D.
9.如图所示装置中,a电极材料为Pt,b电极材料为Ag、c、d均为石墨电极。通电结束后,在c、d两电极上的试管中共收集到336mL(标准状况下)气体。则下列判断正确的是( )
A.M为电源负极
B.电解过程中溶液pH增大
C.b电极上有2.16g固体析出
D.电解过程中NaOH溶液PH减小
10.如图是一种利用电解原理制取并用来处理工业废氨水的装置。为不影响的产量,需要向废氨水中加入适量稀硝酸调节溶液的pH约为5。下列说法正确的是( )
A.阴极的电极反应式为
B.工作过程中阳极附近溶液的pH逐渐增大
C.处理废氨水的反应为
D.理论上处理1mol ,电路中转移6mol电子
11.双极膜(BP)是阴、阳复合膜,在直流电的作用下,阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-,作为H+和OH-离子源。利用双极膜电渗析法电解食盐水可获得淡水、NaOH和HCl,其工作原理如下图所示,M、N为离子交换膜。下列说法错误的是(???)
A.阴极室发生的反应为2H++2e-H2↑
B.M为阳离子交换膜,N为阴离子交换膜
C.若去掉双极膜(BP),阳极室会有Cl2生成
D.电路中每转移1mol电子,两极共得到0.5mol气体
12.利用氯碱工业中的离子交换膜技术原理，可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。下列说法中正确的是( )
阴极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑
B. 从A口出来的是NaOH溶液
C. b是阳离子交换膜，允许Na+通过
D. Na2SO4溶液从G口加入
13.某同学用如图所示的装置在浸有(铁氰化钾)溶液(浅黄色)的滤纸上可写出蓝色的字“神奇的化学”。已知(蓝色沉淀),下列说法正确的是( )
A.铁片上发生氧化反应
B.b是直流电源的负极
C.阳极反应为
D.“电笔”笔尖材料是铁,电极反应式为
14.某实验小组同学设计的电化学装置如图所示,下列说法错误的是( )
A.乙池中正极反应为
B.为了使电池持续供电,工作时必须有参与循环
C.甲池中Fe电极上的电极反应为
D.乙池中转移0.6mol电子时,甲池中阳极质最减少16.8g
15.电解NaB（OH）4溶液制备H3BO3的原理如图所示，下列叙述错误的是（　　）
A．M室发生的电极反应式：2H2O﹣4e﹣＝O2↑+4H+
B．a、c为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜
C．N室中：a%＜b%
D．每生成1mol H3BO3，则有1mol Na+进入N室
16.用滴有酚酞和氯化钠溶液的湿润滤纸分别做甲、乙两个实验，下列判断不正确的是( )

A.b极附近有气泡冒出 B.d极附近出现红色
C.a、c极上都发生氧化反应 D.甲中的铁比乙中的铁更易被腐蚀
17.三氧化二镍（Ni2O3）可用于制造高能电池元件。电解法制备过程如?下：用NaOH?溶液将NiCl2溶液的pH调至7.5，加入适量硫酸钠固体?后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO-，把二价镍（可简单写成Ni2+）氧化为Ni3+，再将Ni3+经一系列反应后转化为Ni2O3．电解装置如图所示。下列说法不正确的是（　　）
A. 加入适量硫酸钠的作用是增加离子浓度，增强溶液的导电能力
B. 电解过程中阳极附近溶液的pH降低
C. 电解过程中，溶液中的Cl-经阳离子交换膜向阳极移动
D. ClO-氧化Ni2+的离子方程式为：ClO-+H2O+2Ni2+=Cl-+2Ni3++2OH-
18.用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水（含、、、）的装置如图（a、b为石墨电极）所示，下列说法正确的是( )

A.电池工作时，正极反应为
B.电解时，电子流动路径：负极→外电路→阴极→溶液阳极→正极
C.试管中NaOH溶液可以用饱和食盐水替代
D.忽略能量损耗，当电池中消耗2.24L（标准状况）时，b极会产生0.1mol气体
19.如图两个装置中用滴有酚酞的NaCl溶液作电解质溶液,进行化学能和电能相互转化的研究。请回答:
（1）.写出两个铁电极上的电极反应式。
甲:________________________________________________;
乙:________________________________________________。
（2）.乙装置中_________电极(填“Fe”或“石墨”)附近的溶液先变红。
（3）.检验乙中石墨电极反应产物的方法及现象是_______________________________。
（4）.如果起始时乙中盛有足量的一定浓度的溶液,反应一段时间后,要使溶液恢复到起始状态,可向溶液中加入一定量的__________________(填化学式)。
（5）.“84消毒液”是常用的消毒剂。电解氯化钠稀溶液可制备“84消毒液”,装置如图所示。通电时氯气被溶液完全吸收,若所得消毒液仅含一种溶质,写出相应的化学反应方程式:___________________________________________。
20.由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。若用如图所示实验装置则可制得纯净的Fe(OH)2沉淀, 两极材料分别为石墨和铁。
（1）.a电极材料为__________,该电极的电极反应式为__________.
（2）.若白色沉淀在电极周围生成,则电解液d是__________(填序号,下同);若白色沉淀在两极之间的溶液中生成,则电解液d是__________。
A.纯水??????BNaCl溶液
C.NaOH溶液??????D.CuCl2溶液
（3）.液体c为苯,其作用是__________
（4）.要想尽早在两极之间的溶液中看到白色沉淀, 可以采取的措施是(???)
A.改用稀硫酸作电解液
B.适当增大电源电压
C.适当降低电解液温度
21.电解原理在物质提纯、解决环境污染等方面均有极为重要的应用,试回答下列问题。
（1）.工业品氢氧化钾溶液中含有某些含氧酸盐杂质,可用离子交换膜法电解提纯,其工作原理如图所示。
①右侧的电极名称为_________极,阳极的电极反应式是________________________。
②通电后,阴极附近溶液的pH会增大,其主要原因是__________(填序号)。
a.阳极区的移向阴极
b.阴极产生的金属钾与水反应生成了大量的
c.阴极上发生还原反应生成了和
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从_________(填“A”或“B”)口导出。
（2）.水体中富含硝酸盐会导致水污染,如图是用电化学法除去水中的装置图:
①b为电源________(填“正”或“负”)极
②阴极的电极反应式为______________,总反应的离子方程式为_______________________。
③实验测得,电解过程中转移了2mol电子,则阴极室中的电解液质量减少________g。
22.利用如图所示装置,甲中盛有100mL 0.1mol/LCuSO4溶液,乙中盛有100mL 0.2mol/L Na2SO4溶液。
（1）.通电一段时间,观察到湿润的淀粉KI试纸的__________(选填“C” 或“D”)端变蓝。
（2）.装置乙中Al极的电极反应式为:__________。一段时间后观察到装置乙中的现象是:__________。
（3）.若电解一段时间后,装置甲中收集到气体0.056 L(标准状况下),则:装置甲中发生反应的离子反应方程式为__________。
（4）.若电解一段时间后,装置甲中溶液需加入0.005molCu2(OH)2CO3才能恢复原来的浓度和pH,则电解过程中转移电子的物质的量为__________。
（5）.某新型燃料电池,以甲醇为燃料,另一极通入一定量的CO2和O2的混合气体。一定比例的Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物为电解质,则负极反应式为__________。正极反应式为__________
23.如图1是甲醇燃料电池工作的示意图,其中A、B、D均为石墨电极,C为铜电极。
（一）.该电池工作一段时间后,断开K,此时C电极质量减小3.2g。
(1)甲中负极的电极反应式为_____________________________________。
(2)此时乙中溶液中各离子浓度由大到小的顺序是___________________________________。
（二）.连接K,继续电解一段时间,当A、B两极上产生的气体体积相同时,断开K。
(1)此时乙中A极析出的气体在标准状态下的体积为___________________________。
(2)该过程中丙中溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量的变化关系如图2所示,则图中曲线②表示的是______(填离子符号)的变化;此时要使丙中溶液中金属阳离子恰好完全沉淀,需要__________mL 5.0溶液。
参考答案
1.答案：B
解析：电解NaCl溶液时无法制取单质钠,得到的是氢氧化钠。
2.答案：A
解析：
3.答案：D
解析：题述四种溶液中所含阳离子相同,阳离子放电顺序为H+>Na+,阴离子放电顺序为Cl->OH->含氧酸根,因此D项的NaCl溶液在阳极上为Cl-放电,D项符合题意。
4.答案：C
解析：M极与电源的正极相连,为阳极,A项错误;溶液中的阴离子向阳极(M极)移动,B项错误;M极上,失电子发生氧化反应生成,与KI发生反应:,淀粉遇碘变蓝色,C项正确;N极上的电极反应为,M、N两极上通过0.4mol电子时,在N极上析出12.8g Cu,D项错误。
5.答案：C
解析：中Ti得电子,化合价降低,作阴极,电极反应式为,则a为电源负极,A项错误,C项正确;石墨电极为阳极,发生氧化反应,B项错误;的化合价从+4降到0,因此每生成0.1mol,钛,转移电子0.4mol,D项错误。
6.答案：A
解析：电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极,因此甲学生应将铁质钥匙连接在电源的负极上,A项正确;电镀液为含也镀层金属离子的盐溶液,因此乙学生应使用可溶性银盐溶液,B项错误;图b中铜质汤匙上发生的电极反应为,C项错误;若图b中的电镀液为硝酸银溶液,则阳极上发生反应,阴极上发生反应:,故电镀后电镀液的浓度保持不变,D项错误。
7.答案：C
解析： 根据电子守恒可知,该反应过程中涉及的反应有:阳极为2Cl--2e-=Cl2↑(产生0.5mol氯气),2H2O-4e-=4H++O2↑;阴极为Cu2++2e-=Cu(产生1mol铜),2H++2e-=H2↑,A、D项错误,C项正确;由溶液呈电中性可知,a=4,B项错误。
8.答案：C
解析：锌比铜的活泼性强,铜为原电池的正极.A项正确;电解精炼铜时,粗铜作阳极,铜离子在阴极上析出,B项正确;电镀池中,镀件应作阴极,镀层金属作阳极,C项不正确;电解食盐水时,若用铜作电极,铜只能作阴极,D项正确
9.答案：C
解析：电解NaOH溶液的过程相当于电解,由,可知,,又,故,,则c电极上的试管中收集到的是,该电极上发生氧化反应,故M为电源正极,A项错误;电解溶液时总反应的离子方程式为,溶液酸性增强,pH减小,B项错误;M为电源正极,则a电极为阳极,b电极为阴极,通电过程中b电极上有Ag析出,当d电极上的试管中收集到0.01mol时,该过程中转移电子0.02mol,由可知,,C项正确;电解NaOH溶液相当于电解水,故电解过程中NaOH浓度增大,pH增大,D项错误。
10.答案：C
解析：根据装置图可知阳极的电极反应式为,阴极的电极反应式为,则工作过程中阳极附近溶液的pH逐渐减小,故A、B项错误;根据题意,该装置用将氧化为,反应方程式为,C项正确;由C项中化学方程式可知理论上处理1mol 需要1.5mol ,根据阴极反应式知,生成1.5mol ,电路中转移3mol电子,D项错误。
11.答案：D
解析：阴极室H+得电子发生还原反应:2H++2e-=H2↑,A项正确;电解后食盐水变为淡水,则Na+、Cl-通过M、N膜除去,则Na+移向阴极生成NaOH,Cl-移向阳极生成HCl,故M为阳离子交换膜,N为阴离子交换膜,B项正确;若去掉双极模,迁移至阳极的Cl-会放电产生氯气,C项正确;阴、阳极产生的气体分别是氢气和氧气,电路中每转移1mol电子,阴极生成0.5mol氢气,阳极生成0.25mol氧气,则两极共得到0.75mol气体,D项错误。
12.答案：C
解析：
13.答案：D
解析：由题给信息可知,该装置为电解池,阳极上发生氧化反应,阴极上发生还原反应,又因“电笔”划过的地方有蓝色的字出现,表明划过的地方有生成,则“电笔”笔尖材料是铁,作阳极发生氧化反应,故b为正极,a为负极,铁片上发生还原反应,A、B、C项错误,D项正确。
14.答案：C
解析：乙池为原电池,电池总反应为在正极得电子生成,其电极反应为,A项正确;为了使电池长时间持续供电,负极产生的应作为正极反应物循环使用,B项正确;甲池中Fe电极与乙池中正极相连,为电解池的阳极,Fe失去电子生成,其电极反应为,C项错误;根据甲池中Fe电极反应式可知,有0.6mol电子发生转移时,消耗铁16.8g,D项正确。
15.答案：B
解析：
A．M室中石墨电极为阳极，电解时阳极上水失电子生成O2和H+，电极反应式为2H2O﹣4e﹣═O2↑+4H+，故A正确；
B．原料室中的通过b膜进入产品室，M室中氢离子通入a膜进入产品室，原料室中的Na+通过c膜进入N室，则a、c为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜，故B错误；
C．N室中石墨为阴极，电解时阴极上水得电子生成H2和OH﹣，原料室中的钠离子通过c膜进入N室，溶液中c（NaOH）增大，所以N室：a%＜b%，故C正确；
D．理论上每生成1mol H3BO3，则M室中就有1mol氢离子通入a膜进入产品室即转移1mol e﹣，原料室中的1mol Na+通过c膜进入N室，故D正确；
故选：B。
16.答案：A
解析：题图甲构成原电池，题图乙为电解池，b极是正极，电极反应为，所以无气泡冒出，A错误；题图乙中d极上电极反应为，d极附近溶液呈碱性，酚酞遇碱变红，B正确；是原电池的负极，发生氧化反应，c是电解池的阳极，发生氧化反应，所以a、c极上都发生氧化反应，C正确；甲中的铁 是原电池的负极被腐蚀，而乙中的铁是电解池的阴极被保护，所以甲中的铁比乙中的铁更易被腐蚀，D正确。
17.答案：C
解析：
A．硫酸钠是一种强电解质，向其中加入硫酸钠，是为了增加离子浓度，增强溶液的导电能力，故A正确；
B．电解过程中，阴极反应：2H++2e-=H2↑，促进水的电离，氢氧根离子浓度增大，该极附近溶液的pH升高，阳极反应：2Cl--2e-=Cl2↑，电解过程中阳极附近生成的氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，溶液的pH降低，故B正确；
C．阳离子交换膜只允许阳离子自由通过，电解过程中，溶液中的Cl-不能通过阳离子交换膜，故C错误；
D．ClO-氧化Ni2+，生成氯离子、+3价的镍，离子反应为：ClO-+H2O+2Ni2+=Cl-+2Ni3++2OH-，故D正确；
故选：C
18.答案：D
解析：根据题图可知，左侧为原电池，通入燃料的电极为负极，通入的电极为正极，因此右侧装置为电解池，a为阳极，b为阴极，阳极上先放电生成溴单质，阴极上水得电子生成和。电池工作时，酸性条件下正极反应为，A错误；电子不进入电解质溶液，所以电子流动路径为负极→外电路→阴极、阳极→外电路→正极，B错误；NaOH溶液用于吸收生成的，饱和食盐水不能吸收，所以不能用饱和食盐水代替NaOH溶液，C错误；b极上生成，忽略能量损耗，电池中消耗的等于右侧b极上生成的氢气，则消耗2.24L（标准状况）时，b极会产生0.1mol气体，D正确。
19.答案：（1）.;
（2）.Fe
（3）.用湿润的淀粉-KI试纸靠近石墨电极所在一侧的支管口,试纸变蓝
（4）.CuO或
（5）.
解析：（1）.甲是原电池,铁作负极失去电子变成;乙中铁是阴极,在阴极放电生成。
（2）.由于电解时阴极附近先生成,故铁电极附近的溶液先变红色。
（3）.石墨电极上产生的是氯气,可用淀粉-KI试纸检验。
（4）.电解溶液可得到、Cu和:,故加入适量的CuO或(可看成)即可。
（5）.”84消毒液”的主要成分是NaClO,电解时阴极上有放出且溶质只有一种(NaClO),由此可写出对应方程式为
20.答案：（1）.Fe; Fe-2e-Fe2+
（2）.C; B; （3）.隔绝空气，防止白色沉淀被氧化; 4.B
解析：（1）.铁的化合价升高,铁作阳极与电源的正极相连, 发生反应Fe-2e-Fe2+。
（2）.若要在电极周围生成白色沉淀, 则电解质溶液应该选择氢氧化钠溶液.若在两极之间的溶液中产生白色沉淀,阴极应该发生反应2H2O +2e-H2↑+2OH-,氢氧根离子向阳极移动,亚铁离子向阴极移动,二者在两极之间的溶液中反应生成氢氧化亚铁白色沉淀,因此应选择氯化纳溶液
（3）.氢氧化亚铁不稳定,容易被空气中的氧气氧化,因此苯起到了隔绝空气的作用。
（4）.适当增大电压,反应速率加快,同时离子的迁移速率也加快,能尽早看到白色沉淀
21.答案：（1）.①阴; ;②c;③B
（2）.①负; ②; ;③3.6
解析：（1）.由该电解池的工作原理示意图可知,左侧电极为阳极,阳极上失电子生成和,右侧电极为阴极,阴极上得电子生成和,则阳极区多余的通过阳离子交换膜流向阴极区,在阴极区形成KOH溶液,则KOH溶液从B口导出。
（2）.由图示生成物和可知a为正极,b为负极,A为阳极,B为阴极。在阴极上得电子生成,故阴极的电极反应式为,阳极的电极反应式为,则由阴极反应式和阳极反应可知,总反应为。电解过程中,转移2mol电子时,阳极上生成0.5mol ,消耗1mol水,产生2mol ,并进入阴极室,即进入阴极室的为2g;转移2mol电子时,阴极室中逸出0.2mol ,即5.6g ,故阴极室中电解液质量减少5.6g-2g=3.6g。
22.答案：（1）.C; （2）.Al-3e-= Al3+ ;产生白色沉淀 ;
（3）.2Cu2+ + 2H2O2Cu + O2↑+ 4H+ ;
（4）.0.03mol; （6）.CH3OH- 6e-+3CO32-=4CO2+2H2O ; O2+4e-+2CO2=2CO32-(或2CH3OH- 12e-+ 6CO32-=8CO2+4H2O ; 3O2+12e-+6CO2=6CO32-)
解析：
23.答案：（一）.(1)
(2)
（二）.(1)2.24L
(2); 280
解析： （一）.(1)甲醇燃料电池是原电池,甲醇在负极失电子发生氧化反应,电极反应为。
(2)100mL 1的溶液中含有 0.1mol, 0.1mol,电解溶液时,阴极反应式为,阳极反应式为,C极有3.2g(0.05mol) Cu,阳极反应式为,C极有3.2g(0.05mol)Cu溶解时转移电子0.1mol, A极(阳极)有0.1mol 生成,B极(阴极)有0.05mol Cu生成,剩余 0.05mol,该过程中的物质的量没有变化,溶液中还存在水的电离平衡,所以离子浓度大小顺序为。
（二）.(1)工作一段时间后,断开K,此时A、B两极上产生的气体体积相同,分析电极反应可知,B为阴极,电解过程中先在B极放电,放电完毕后,在B极放电,设生成气体的物质的量为x,已知溶液中物质的量为0.1mol,则有:
0.1mol 0.2mol 2x x
A为阳极,电解过程中在A极放电生成,则有:
4x x
由0.2mol+2x=4x,可得x=0.1mol。则乙中A极析出的氧气的物质的量为0.1mol,在标准状况下的体积为2.24L。
(2)在D极放电时,丙中电解总反应为,由此反应式可知,图2中①为的物质的量与转移电子物质的量的关系,②为的物质的量与转移电子物质的量的关系,③为的物质的量与转移电子物质的量的关系,则转移电子0.4mol时,丙中阳极上生成的物质的量为0.2mol,已知在D极放电时的电极反应为,则当有0.4mol电子发生转移时,由图2可知恰好放电完毕,故电解前丙中的物质的量为0.4mol,的物质的量为0.1mol,电解生成的为0.4mol,所以当有0.4mol电子发生转移时,丙中含有0.2mol ,0.5mol ,要使丙中溶液中金属阳离子恰好完全沉淀,需要加入5.0溶液的体积为(0.2×2+0.5×2)mol÷5.0=0.28L=280mL。