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选修4第四章第三节电解池（原卷版）
第I卷（选择题）
一、单选题
1．关于如图所示装置的叙述正确的是（）
A．甲乙装置中的锌片都作负极
B．甲乙装置中的溶液内的H+在铜片上被还原
C．甲乙装置中锌片上发生的反应都是还原反应
D．甲装置中铜片上有气泡生成，乙装置中的铜片质量减小
2．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是
A．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色
C．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
3．下列金属中，通常采用电解法冶炼的是（
）
A．Na
B．Cu
C．Fe
D．Ag
4．用石墨电极电解溶液，当为时，停止电解，欲使电解质溶液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的(
)
A．
B．
C．
D．
5．用惰性电极电解CuCl2和NaCl的混合溶液，阴极和阳极上最先析出的物质分别是(
)
A．和
B．和
C．和
D．和
6．下图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是（
）
A．A
B．B
C．C
D．D
7．下列金属冶炼的反应原理，错误的是( )
A．2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
B．MgO＋H2Mg＋H2O
C．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
D．2HgO2Hg＋O2↑
8．下列氢能的制取、贮存及利用过程(如图所示)，未涉及的能量转化形式是（
）
A．光能转化为化学能
B．机械能转化为电能
C．电能转化为化学能
D．电能转化为光能
9．化学与生产、生活密切相关，下列叙述正确的是（ ）
A．淀粉、油脂和蛋白质都是天然高分子化合物
B．葡萄糖注射液不能产生丁达尔效应现象，不属于胶体
C．14C可用于文物年代的鉴定，14C与12C互为同素异形体
D．从海水中可以得到NaCl，电解饱和NaCl溶液可以得到金属Na
10．化学与生产、生活、科技等密切相关，下列说法不正确的是（
）
A．加大清洁能源的开发利用，提高资源的利用率
B．研究使用高效催化剂，可提高反应中原料的转化率
C．氯碱工业中，采用阳离子交换膜可以提高烧碱的纯度
D．用代替氯气处理饮用水，可以杀菌消毒，还能沉降水中悬浮物
11．下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是（
）
A．a为负极，b为正极
B．a为阳极，b为阴极
C．电解过程中，d电极质量增加
D．电解过程中，氯离子浓度不变
12．镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。下列叙述不正确的是( )
A．该电池放电的时候，负极材料是Cd
B．放电时每转移3
mol的电子时，正极有3
mol的NiOOH被氧化
C．充电时，阴极附近pH增大
D．充电时，阳极反应是Ni(OH)2+OH--e-＝NiOOH+H2O
13．以纯碱溶液为原料，通过电解的方法可制备小苏打，原理装置图如下：装置工作时，下列有关说法正确的是
A．乙池电极接电池正极，气体X为H2
B．Na+由乙池穿过交换膜进入甲池
C．NaOH溶液Z比NaOH溶液Y浓度大
D．甲池电极反应：4-4e－+2H2O=4+O2↑
14．用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如图①。电解过程中的实验数据如图②，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积（标准状况）。则下列说法正确的是
A．电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生
B．a电极上发生的反应方程式为：2H++2e-=
H2↑和
4OH-－4e-=
2H2O
+
O2↑
C．曲线0～P段表示H2和O2混合气体的体积变化，曲线P～Q段表示O2的体积变化
D．从开始到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为17g·mol-1
15．氯碱工业中用隔膜式电解槽电解饱和食盐水，下列说法错误的是（
）
A．Na+从右边电解室通过交换膜进入左边电解室
B．阴极可以得到浓度较高的烧碱溶液
C．电解槽的阳极用金属钛网制成，阴极用钢网制成
D．电解槽阳极室的电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑
16．如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收，并用阴极排出的溶液吸收。下列说法正确的是
A．N极反应式为
B．M极反应式为
C．离子交换膜为阴离子交换膜
D．b极为直流电源的正极
17．下列图示中关于铜电极的连接错误的是
A．铜锌原电池
B．电解精炼铜
C．镀件上镀铜
D．电解氯化铜溶液
18．将下图所示实验装置的
K
闭合，下列判断正确的是
A．Cu
电极上发生还原反应
B．电子沿
Zn→a→b→Cu
路径流动
C．片刻后甲池中c(SO42-)增大
D．片刻后可观察到滤纸b点变红色
19．关于下列各装置图的叙述中，不正确的是（
）
A．用装置①精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液
B．装置②的总反应是：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
C．装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连
D．若装置①是电镀池，则待镀件放在电极b
20．如图，甲是利用微生物将废水中的尿素[CO(NH2)2]的化学能直接转化为电能,并生成环境友好物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中错误的是（
）
A．乙装置中溶液颜色不变
B．铜电极应与Y相连接
C．M电极反应式：CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2↑+N2↑+6H+
D．当N电极消耗0.25mol气体时，铜电极质量减少16g
第II卷（非选择题）
二、填空题
21．利用所学电化学反应原理，解决以下问题：
(1)如图是电解未知浓度的硝酸银溶液的示意图，请根据要求答题。
①Fe电极叫做__极，C电极的反应式为__。
②当某电极的固体质量增重21.6g时，整个装置共产生气体（标准状况下）体积2.24L，推断该气体的组成__。
(2)图中甲池的总反应式为N2H4+O2=N2+2H2O。
①甲池中负极上的电极反应式为___。
②乙池中石墨电极上发生的反应为___。
③要使乙池恢复到电解前的状态，应向溶液中加入适量的___。
A．CuO
B．Cu(OH)2
C．CuCO3
D．CuSO4
(3)某科研小组用SO2为原料制取硫酸。
①利用原电池原理，用SO2、O2和H2O来制备硫酸，该电池用多孔材料作电极，它能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池负极的电极反应式：_。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如图。请写出开始时阳极反应的电极反应式：___。
22．回答下列问题：
(1)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，采用肼(N2H4)燃料电池为电源，用离子交换膜控制电解液中c(OH－)制备纳米Cu2O，其装置如图甲、乙。
①上述装置中D电极应连接肼燃料电池的____极(填“A”或“B”)?
②该电解池的阳极反应式为________
③当反应生成14.4g
Cu2O时，至少需要肼________
mol。
23．(1)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态水。已知室温下2gSiH4自燃放出热量89.2kJ．SiH4自燃的热变化方程式为_____。
(2)写出用惰性电极电解饱和食盐水的总电极反应式：_____。
(3)写出用惰性电极电解硫酸铜溶液的总化学方程式：______。
24．已知铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。现用如图装置进行电解实验，测得当铅蓄电池中转移0.4mol电子时，铁电极的质量减少11.2g.(铁的相对原子质量：56)请回答下列问题:
①A是铅蓄电池的__________极，
②Ag电极的电极反应式是__________，该电极的电极产物有__________g.
③Cu电极的电极反应式是__________，CuSO4溶液的浓度__________(填“减小”“增大”或“不变”)。
④如图表示电解进行过程中某个物理量x随时间t的变化曲线，其中曲线Ⅰ表示左侧U形管中的变化，曲线Ⅱ表示右侧U形管中的变化，则x表示（_______）
A．U形管中产生的气体的体积
B．U形管中阳极质量的减少量C．U形管中阴极质量的增加量
25．铅蓄电池的充放电反应为Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(1)。某铅蓄电池的正、负极标记被磨损，试用如困装置设计实验，识别出此铅蓄电池的正、负极。
(1)将A接E、B接F，B电极出现_____________现象，电极反应式为_____________，说明F为正极。
(2)铅蓄电池工作时(放电)，E电极的反应式为_____________，充电时该极与外接电源的_____________极相连。
(3)若有0.2mol电子发生转移，则正极消耗PbO2的物质的量是______mol。
(4)如图是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸。
①若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，则滤纸出现____色，铅笔芯c点处的电极反应式为________________。
②若用KI-淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将a、b与铅蓄电池的E、F电极相连，铅笔芯c点处出现蓝色，则b接的是_______(填“E”或“F”)电极。
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选修4第四章第三节电解池（解析版）
第I卷（选择题）
一、单选题
1．关于如图所示装置的叙述正确的是（）
A．甲乙装置中的锌片都作负极
B．甲乙装置中的溶液内的H+在铜片上被还原
C．甲乙装置中锌片上发生的反应都是还原反应
D．甲装置中铜片上有气泡生成，乙装置中的铜片质量减小
【答案】D
【解析】
试题分析：A．乙为电解池装置，Zn为阴极，故A错误；B．乙为电解池装置，Cu为阳极，Cu被氧化，故B错误；C．甲为原电池，Zn为负极，发生氧化反应，故C错误；D．甲装置中Cu为正极，氢离子在铜片上得到点被还原生成氢气，乙装置中Cu为阳极，发生氧化反应，铜片质量减小，故D正确；故选D。
2．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是
A．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色
C．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
【答案】B
【解析】
铁作阴极、石墨作阳极电解氯化钠水溶液，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上水电离出的氢离子发电，破坏水的电离平衡，溶液呈碱性。
A项、在阴极是氢离子得到电子生成氢气，该极附近的溶液显碱性，滴入酚酞试液，溶液呈红色，故A错误；
B项、在阳极附近是氯离子失电子得到氯气，滴入KI溶液，氯气能将碘离子氧化为碘单质而使得溶液呈棕色，故B正确；
C项、电解时在阳极是氯离子失电子得到氯气，在阴极是氢离子得到电子生成氢气，故C错误；
D项、电解一段时间后，全部电解液几乎是氢氧化钠，溶液显示碱性，故D错误；
故选B。
3．下列金属中，通常采用电解法冶炼的是（
）
A．Na
B．Cu
C．Fe
D．Ag
【答案】A
【解析】
炼活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al，一般用电解熔融的氯化物（Al是电解熔融的Al2O3）制得；冶炼较不活泼的金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu，常用还原剂有（C、CO、H2等）；冶炼不活泼的金属Hg、Ag用加热分解氧化物的方法制得。
A．Na的性质很活泼，用电解其氯化物的方法冶炼，故A正确；
B．Cu用热还原法冶炼，故B错误；
C．Fe用热还原法冶炼，故C错误；
D．Ag用热分解法冶炼，故D错误；
故选A。
4．用石墨电极电解溶液，当为时，停止电解，欲使电解质溶液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的(
)
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【解析】
当c(Cu2+)=0.5mol/L时，说明阴极只有铜离子放电，电解总反应方程式为，当产物Cu以固体形式析出，O2以气体形式逸出，故应加入适量CuO或CuCO3才能使溶液复原，所以选B。
5．用惰性电极电解CuCl2和NaCl的混合溶液，阴极和阳极上最先析出的物质分别是(
)
A．和
B．和
C．和
D．和
【答案】B
【解析】
移向阴极的离子有Cu2+、H+和Na+，根据阴极放电顺序可知Cu2+先放电：；移向阳极的离子为Cl-和OH-，根据阳极放电顺序可知Cl-先放电：，故阴极和阳极上最先析出的物质分别是Cu和Cl2，所以选B。
6．下图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是（
）
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】A
【解析】
通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，这说明a电极应该是阴极，溶液中的金属阳离子放电。b电极是阳极，溶液中的OH－放电生成氧气，这说明X是负极，Y是正极。所以选项A符合，B中没有金属析出，C中电极名称不正确，D中生成氯气，答案选A。
7．下列金属冶炼的反应原理，错误的是( )
A．2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
B．MgO＋H2Mg＋H2O
C．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
D．2HgO2Hg＋O2↑
【答案】B
【解析】
A.
电解熔融的氯化钠得到钠，2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑，故A正确；
B.
电解熔融的氯化镁得到镁，故B错误；
C.
用热还原法得到铁，Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2，故C正确；
D.
用热分解法得到汞，2HgO2Hg＋O2↑，故D正确。
综上所述，答案为B。
8．下列氢能的制取、贮存及利用过程(如图所示)，未涉及的能量转化形式是（
）
A．光能转化为化学能
B．机械能转化为电能
C．电能转化为化学能
D．电能转化为光能
【答案】A
【解析】
A．图中所示并没有光能转化为化学能的过程，光能转化为化学能一般像绿色植物光合作用等，A符合题意；
B．风轮机、水轮机中均有机械能转化为电能的过程，B不合题意；
C．电解池就是将电能转化为化学能，C不合题意；
D．图中灯泡亮着就是将电能转化为光能，D不合题意；
故答案为：A。
9．化学与生产、生活密切相关，下列叙述正确的是（ ）
A．淀粉、油脂和蛋白质都是天然高分子化合物
B．葡萄糖注射液不能产生丁达尔效应现象，不属于胶体
C．14C可用于文物年代的鉴定，14C与12C互为同素异形体
D．从海水中可以得到NaCl，电解饱和NaCl溶液可以得到金属Na
【答案】B
【解析】
A．高分子化合物的相对分子质量特别大，一般达1万以上、一般具有重复结构单元，油脂不是高分子化合物，天然有机高分子化合物有淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶等，故A错误；
B．医用葡萄糖注射液葡萄糖是溶质，水是溶剂，是葡萄糖的水溶液，不属于胶体，溶液不能产生丁达尔效应现象，故B正确；
C．14C与12C是碳元素的不同核素，不是单质，故C错误；
D．电解饱和NaCl溶液电解过程中阳极上氯离子失电子发生氧化反应，2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑；阴极上是氢离子得到电子生成氢气，电极反应为：2H++2e﹣=H2↑，实质是：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑得不到金属钠，故D错误；
故选B。
10．化学与生产、生活、科技等密切相关，下列说法不正确的是（
）
A．加大清洁能源的开发利用，提高资源的利用率
B．研究使用高效催化剂，可提高反应中原料的转化率
C．氯碱工业中，采用阳离子交换膜可以提高烧碱的纯度
D．用代替氯气处理饮用水，可以杀菌消毒，还能沉降水中悬浮物
【答案】B
【解析】
A．清洁能源燃烧更充分，能源的利用率更高，故A正确；
B．催化剂只能加快化学反应速率，对平衡无影响，不能提高原料的转化率，故B错误；
C．氯碱工业中，采用阳离子交换膜，可以防止阳极产生的氯气与阴极产生的氢氧化钠反应，从而提高烧碱的纯度，故C正确；
D．高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒，其还原产物为三价铁离子，水解产生氢氧化铁胶体，可吸附水中的悬浮物，故D正确；
故选：B。
11．下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是（
）
A．a为负极，b为正极
B．a为阳极，b为阴极
C．电解过程中，d电极质量增加
D．电解过程中，氯离子浓度不变
【答案】C
【解析】
A选项，根据电流方向可知a为正极，b为负极，故A错误；
B选项，根据电流方向可知a为正极，b为负极，故B错误；
C选项，根据电流方向可知a为正极，b为负极，c为阳极，d为阴极，电解过程中，d电极铜离子得到电子变为铜单质，质量增加，故C正确；
D选项，电解过程中，c极氯离子失去电子变为氯气，因此浓度减小，故D错误；
综上所述，答案为C。
12．镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。下列叙述不正确的是( )
A．该电池放电的时候，负极材料是Cd
B．放电时每转移3
mol的电子时，正极有3
mol的NiOOH被氧化
C．充电时，阴极附近pH增大
D．充电时，阳极反应是Ni(OH)2+OH--e-＝NiOOH+H2O
【答案】B
【解析】
根据总反应中各元素的化合价的变化可知，放电时Cd被氧化为负极，NiOOH被还原为正极。
A．放电时时Cd被氧化为负极，故A正确；
B．放电时Cd被氧化，NiOOH被还原，故B错误；
C．充电时阴极发生还原反应，电极方程式为Cd(OH)2+2e-Cd+2OH-，所以充电时阴极附近pH增大，故C正确；
D．充电时阳极失电子发生氧化反应，根据总反应可得阳极反应为Ni(OH)2+OH--e-＝NiOOH+H2O，故D正确；
综上所述答案为B。
13．以纯碱溶液为原料，通过电解的方法可制备小苏打，原理装置图如下：装置工作时，下列有关说法正确的是
A．乙池电极接电池正极，气体X为H2
B．Na+由乙池穿过交换膜进入甲池
C．NaOH溶液Z比NaOH溶液Y浓度大
D．甲池电极反应：4-4e－+2H2O=4+O2↑
【答案】D
【解析】
装置图分析可知放出氧气的电极为阳极，电解质溶液中氢氧根离子放电生成氧气，气流浓度增大，碳酸根离子结合氢离子生成碳酸氢根离子，出口为碳酸氢钠，则电极反应，4+2H2O-4e-=4+O2↑，气体X为阴极上溶液中氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，电极连接电源负极，放电过程中生成更多氢氧根离子，据此分析判断。
A．乙池电极为电解池阴极，和电源负极连接，溶液中氢离子放电生成氢气，A错误；
B．电解池中阳离子移向阴极，钠离子移向乙池，B错误；
C．阴极附近氢离子放电破坏了水的电离平衡，电极附近氢氧根离子浓度增大，NaOH溶液Y比NaOH溶液Z浓度大，C错误；
D．放出氧气的电极为阳极，电解质溶液中氢氧根离子放电生成氧气，氢离子浓度增大，碳酸根离子结合氢离子生成碳酸氢根离子，出口为碳酸氢钠，则电极反应为4+2H2O-4e-=4+O2↑，D正确；
故选D。
14．用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如图①。电解过程中的实验数据如图②，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积（标准状况）。则下列说法正确的是
A．电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生
B．a电极上发生的反应方程式为：2H++2e-=
H2↑和
4OH-－4e-=
2H2O
+
O2↑
C．曲线0～P段表示H2和O2混合气体的体积变化，曲线P～Q段表示O2的体积变化
D．从开始到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为17g·mol-1
【答案】D
【解析】
当转移电子的物质的量为0.2mol电子时，两极电极反应为：
A．电解过程中，a电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生，排除
B．a电极上发生的反应方程式为：Cu2＋＋2e－=
Cu和4OH-—4e-==2H2O十O2↑，排除
C．曲线0～P段表示O2混合气体的体积变化，曲线P～Q段表示H2和O2的体积变化，排除
D．从开始到Q点时收集到的混合气体共0.2mol,其中氢气与氧气均为0.1mol，故气体的平均摩尔质量为=17g·mol-1
故答案为D。
15．氯碱工业中用隔膜式电解槽电解饱和食盐水，下列说法错误的是（
）
A．Na+从右边电解室通过交换膜进入左边电解室
B．阴极可以得到浓度较高的烧碱溶液
C．电解槽的阳极用金属钛网制成，阴极用钢网制成
D．电解槽阳极室的电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑
【答案】A
【解析】
根据图示，该装置为电解池，左侧Cl-放电生成氯气，发生氧化反应，做阳极；右侧水放电生成氢气和OH-，为阴极；钠离子通过离子交换膜进入到右侧，Na+结合OH-，所以溶液为氢氧化钠溶液。
A.结合以上分析可知，阳离子向阴极移动，即Na+从左边电解室通过交换膜进入右边电解室，故A错误；
B.根据图示，左侧Cl-放电生成氯气，右侧水放电生成氢气和OH-，在阴极室Na+结合OH-，生成氢氧化钠溶液，故B正确；
C.因为金属钛性质稳定，不与氯气反应，所以金属钛网能做电解槽的阳极，阴极用钢网制成，故C正确；
D.根据图示，左侧Cl-放电生成氯气，所以电解槽阳极室的电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，故D正确；
故答案：A。
16．如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收，并用阴极排出的溶液吸收。下列说法正确的是
A．N极反应式为
B．M极反应式为
C．离子交换膜为阴离子交换膜
D．b极为直流电源的正极
【答案】B
【解析】
A．N极发生还原反应，为电解池的阴极，电极反应式为，故A错误；
B．M极发生氧化反应，为电解池的阳极，电极反应式为，故B正确；
C．由阴、阳极反应式可知，阳极区产生的透过离子交换膜进入阴极区，则应选择阳离子交换膜，故C错误；
D．N极为阴极，则b极为直流电源的负极，故D错误。
综上所述，答案为B。
17．下列图示中关于铜电极的连接错误的是
A．铜锌原电池
B．电解精炼铜
C．镀件上镀铜
D．电解氯化铜溶液
【答案】C
【解析】
A．铜锌原电池中，锌的活泼性强于铜，较活泼的金属锌作负极，较不活泼的金属铜作正极，故A正确；
B．电解池中，与电源正极相连为阳极，与电源负极相连为阴极，电解精炼铜时，粗铜作阳极，阳极上铜失电子发生氧化反应，纯铜作阴极，阴极上铜离子得电子发生还原反应，故B正确；
C．电镀时，镀层铜作阳极，镀件作阴极，电解过程中，铜离子在阴极析出，图示中电极连接相反，无法完成在镀件上镀铜，故C错误；
D．电解氯化铜溶液时，惰性电极作阳极，则阳极上氯离子放电生成氯气，无论阴极是否活泼，阴极上都是铜离子得电子生成铜，故D正确；
答案选C。
18．将下图所示实验装置的
K
闭合，下列判断正确的是
A．Cu
电极上发生还原反应
B．电子沿
Zn→a→b→Cu
路径流动
C．片刻后甲池中c(SO42-)增大
D．片刻后可观察到滤纸b点变红色
【答案】A
【解析】
关闭K后，甲、乙装置能自发的进行氧化还原反应，所以是原电池，锌易失电子作负极，铜作正极，则含有硫酸钠溶液的滤纸是电解池，a是阴极，b是阳极。
A、铜电极上铜离子得电子发生还原反应生成铜，故A正确；
B、电子从Zn→a，b→Cu路径流动，电子不能进入电解质溶液，故B错误；
C、锌作负极，负极上锌失电子发生氧化反应生成锌离子进入溶液，硫酸根离子不参加反应，所以硫酸根离子浓度不变，故C错误；
D、电解池中，a电极上氢离子放电生成氢气，同时a电极附近生成氢氧根离子，导致溶液碱性增强，所以a点变红色，故D错误；
答案选A。
19．关于下列各装置图的叙述中，不正确的是（
）
A．用装置①精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液
B．装置②的总反应是：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
C．装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连
D．若装置①是电镀池，则待镀件放在电极b
【答案】B
【解析】
A．精炼铜时，粗铜为阳极，精铜作阴极，用装置①精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液，选项A正确；
B．装置②是原电池，铁的活泼性大于铜，铁是负极，总反应是：Fe+2Fe3+=3Fe2+，选项B错误；
C．装置③是外接电流阴极保护法，钢闸门应与外接电源的负极相连，选项C正确；
D．若装置①是电镀池，则待镀件应连接负极做阴极，根据电流由正极流向a，a为阳极，b为阴极，待镀件连接电极b，选项D正确；
答案选B。
20．如图，甲是利用微生物将废水中的尿素[CO(NH2)2]的化学能直接转化为电能,并生成环境友好物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中错误的是（
）
A．乙装置中溶液颜色不变
B．铜电极应与Y相连接
C．M电极反应式：CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2↑+N2↑+6H+
D．当N电极消耗0.25mol气体时，铜电极质量减少16g
【答案】D
【解析】
该装置是将化学能转化为电能的原电池，由甲图可知，M是负极，N是正极，电解质溶液为酸性溶液，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，在铁上镀铜，则铁为阴极，应与负极相连，铜为阳极应与正极相连。以此分析解答。
A．在铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极相连，电解质的浓度不会发生变化，所以颜色不变，故A不符合题意；
B．铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极Y相连，故B不符合题意；
C．CO(NH2)2在负极M上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，电极反应式为CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2↑+N2↑+6H+，故C不符合题意；
D．当N电极消耗0.25mol氧气时，则转移0.25?4=1.0mol电子，所以铁电极增重m=64g/mol=32g，故D符合题意；
故答案：D。
第II卷（非选择题）
二、填空题
21．利用所学电化学反应原理，解决以下问题：
(1)如图是电解未知浓度的硝酸银溶液的示意图，请根据要求答题。
①Fe电极叫做__极，C电极的反应式为__。
②当某电极的固体质量增重21.6g时，整个装置共产生气体（标准状况下）体积2.24L，推断该气体的组成__。
(2)图中甲池的总反应式为N2H4+O2=N2+2H2O。
①甲池中负极上的电极反应式为___。
②乙池中石墨电极上发生的反应为___。
③要使乙池恢复到电解前的状态，应向溶液中加入适量的___。
A．CuO
B．Cu(OH)2
C．CuCO3
D．CuSO4
(3)某科研小组用SO2为原料制取硫酸。
①利用原电池原理，用SO2、O2和H2O来制备硫酸，该电池用多孔材料作电极，它能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池负极的电极反应式：_。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如图。请写出开始时阳极反应的电极反应式：___。
【答案】阴极
4OH－－4e－=2H2O+O2↑
H2和O2
N2H4＋4OH－－4e－=N2↑＋4H2O
2H2O－4e－=O2↑＋4H＋或4OH－－4e－=2H2O＋O2↑
A、C
SO2＋2H2O－2e－=SO＋4H+
HSO＋H2O－2e－=SO＋3H+
【解析】
(1)①Fe电极连接的是电源的负极，因此为电解质的阴极，C电极为阳极，是水中氢氧根失去电子，其电极反应式为4OH－－4e－=2H2O+O2↑；故答案为：阴；4OH－－4e－=2H2O+O2↑。
②当某电极的固体质量增重21.6g时，则为铁电极上生成银单质，物质的量为0.2mol，阳极生成氧气，则根据得失电子守恒和4Ag—O2↑，则生成银时得到的氧气物质的量为，而整个装置共产生气体（标准状况下）体积2.24L即0.1mol，则说明阴极银离子反应完后，氢离子开始反应，因此该气体的组成H2和O2；故答案为：H2和O2。
(2)①根据甲池总反应得到甲池为原电池，N2H4中氮化合价升高，作原电池负极，因此甲池中负极上的电极反应式为N2H4＋4OH－－4e－=N2↑＋4H2O；故答案为：N2H4＋4OH－－4e－=N2↑＋4H2O。
②乙池中石墨连接电源的正极，石墨为阳极，其电极上发生的反应为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋或4OH－－4e－=2H2O＋O2↑；故答案为：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋或4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。
③乙池电解得到铜和氧气，只需将生成的物质两者反应即得到氧化铜，再加入到反应后的溶液中就能使乙池恢复到电解前的状态，应向溶液中加入适量的氧化铜，而碳酸铜加入后释放出二氧化碳，相当于加入的氧化铜，因此答案为AC。
(3)①利用原电池原理，用SO2、O2和H2O来制备硫酸，SO2中S化合价升高，为原电池负极，因此电池负极的电极反应式SO2＋2H2O－2e－=SO＋4H+；故答案为：SO2＋2H2O－2e－=SO＋4H+。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后电解该溶液可制得硫酸，HSO失去电子得到硫酸，为电解池的阳极，因此开始时阳极反应的电极反应式：HSO＋H2O－2e－=SO＋3H+；故答案为：HSO＋H2O－2e－=SO＋3H+。
22．回答下列问题：
(1)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，采用肼(N2H4)燃料电池为电源，用离子交换膜控制电解液中c(OH－)制备纳米Cu2O，其装置如图甲、乙。
①上述装置中D电极应连接肼燃料电池的____极(填“A”或“B”)?
②该电解池的阳极反应式为________
③当反应生成14.4g
Cu2O时，至少需要肼________
mol。
【答案】B
2Cu－2e－+2OH－=Cu2O+H2O
0.05
【解析】
肼(N2H4)燃料电池，肼(N2H4)化合价升高，作负极，氧气作正极，电解Cu制备纳米Cu2O，化合价升高，因此Cu为阳极；根据得失电子守恒进行计算。
(1)①肼(N2H4)燃料电池，肼(N2H4)为负极，氧气为正极，电解Cu制备纳米Cu2O，化合价升高，Cu作阳极，因此连接电源正极即装置中D电极应连接肼燃料电池的B极；故答案为：B。
②该电解池的阳极是Cu，Cu失去电子生成Cu2O，因此阳极反应式为2Cu－2e－+2OH－=Cu2O+H2O；故答案为：2Cu－2e－+2OH－=Cu2O+H2O。
③当反应生成14.4g
Cu2O即0.1mol铜，转移0.2mol电子，1mol肼(N2H4)反应生成N2转移4mol电子，根据得失电子守恒，得到至少需要肼；故答案为：0.05。
23．(1)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态水。已知室温下2gSiH4自燃放出热量89.2kJ．SiH4自燃的热变化方程式为_____。
(2)写出用惰性电极电解饱和食盐水的总电极反应式：_____。
(3)写出用惰性电极电解硫酸铜溶液的总化学方程式：______。
【答案】SiH4(g)＋2O2(g)=SiO2(s)＋2H2O(l)??△H=－1427.2kJ·mol－1
2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑
2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4
【解析】
(1)2g
SiH4即物质的量为=0.0625mol，自燃放出热量89.2kJ，则1mol释放=1427.2kJ的热量，热化学方程式为SiH4(g)＋2O2(g)=SiO2(s)＋2H2O(l)△H=－1427.2kJ·mol－1；
(2)用惰性电极电解饱和食盐水，生成氢氧化钠、氢气和氯气，方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑；
(3)用惰性电极电解硫酸铜溶液时，生成硫酸、铜和氧气，方程式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。
24．已知铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。现用如图装置进行电解实验，测得当铅蓄电池中转移0.4mol电子时，铁电极的质量减少11.2g.(铁的相对原子质量：56)请回答下列问题:
①A是铅蓄电池的__________极，
②Ag电极的电极反应式是__________，该电极的电极产物有__________g.
③Cu电极的电极反应式是__________，CuSO4溶液的浓度__________(填“减小”“增大”或“不变”)。
④如图表示电解进行过程中某个物理量x随时间t的变化曲线，其中曲线Ⅰ表示左侧U形管中的变化，曲线Ⅱ表示右侧U形管中的变化，则x表示（_______）
A．U形管中产生的气体的体积
B．U形管中阳极质量的减少量C．U形管中阴极质量的增加量
【答案】负
2H++2e-=H2↑
0.4
Cu-2e-=Cu2+
不变
B
【解析】
已知铅蓄电池中转移0.4mol电子时，铁电极的质量减少11.2g，则左边电解池中Fe为阳极，Ag为阴极，则铅蓄电池A为负极，B为正极，据此解答。
①分析可知，A是铅蓄电池的负极，故答案为：负；
②Ag电极为电解池的阴极，氢离子在Ag电极得电子生成氢气，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，转移0.4mol电子时，生成0.2mol氢气，即0.2mol×2g/mol=0.4g，故答案为：2H＋＋2e－=H2↑；0.4；
③Cu与铅蓄电池的正极相连，为阳极，铜失电子生成铜离子，电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，Zn为阴极，溶液中的铜离子在阴极得电子生成铜，则溶液中的铜离子浓度不变，SO42-没有参与反应，浓度也不变，所以，CuSO4的浓度不变，故答案为：Cu－2e－=Cu2＋；不变；
④A．右侧U形管中无气体生成，与图象不符，A错误；
B．左侧U形管中阳极为Fe，发生反应为：Fe-2e-=Fe2+，右侧U形管中阳极为Cu，发生反应为：Cu-2e-=Cu2+，随反应时间的增大，质量减少量增大，且根据可知，相同时间内，Fe减少的质量小于Cu减小的质量，与图象相符，B正确；
C．稀硫酸电解池中阴极产生氢气，阴极的质量不变，与图象不符，C错误；
故答案为：B。
25．铅蓄电池的充放电反应为Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(1)。某铅蓄电池的正、负极标记被磨损，试用如困装置设计实验，识别出此铅蓄电池的正、负极。
(1)将A接E、B接F，B电极出现_____________现象，电极反应式为_____________，说明F为正极。
(2)铅蓄电池工作时(放电)，E电极的反应式为_____________，充电时该极与外接电源的_____________极相连。
(3)若有0.2mol电子发生转移，则正极消耗PbO2的物质的量是______mol。
(4)如图是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸。
①若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，则滤纸出现____色，铅笔芯c点处的电极反应式为________________。
②若用KI-淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将a、b与铅蓄电池的E、F电极相连，铅笔芯c点处出现蓝色，则b接的是_______(填“E”或“F”)电极。
【答案】有气泡产生
2Cl－－2e－
=
Cl2↑
Pb(s)
-
2e－+
SO42－
=
PbSO4
负
0.1
红
O2
+
4e－+
2H2O
=
4OH－
F
【解析】
(1)F要证明是正极，说明B为阳极，阳极应该阴离子氯离子放电变为氯气，因此B电极出现有气泡产生现象，电极反应式为2Cl－－2e－
=
Cl2↑；故答案为：有气泡产生；2Cl－－2e－
=
Cl2↑。
(2)铅蓄电池工作时(放电)，E电极为负极，其负极反应式为Pb(s)
-
2e－+
SO42－
=
PbSO4，充电时该极与外接电源的负极相连；故答案为：Pb(s)
-
2e－+
SO42－
=
PbSO4；负。
(3)根据Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(1)，1mol
PbO2反应转移2mol电子，若有0.2mol电子发生转移，则正极消耗PbO2的物质的量是0.1
mol；故答案为：0.1。
(4)①若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，则锌板为负极，铅笔为正极，氧气反应生成氢氧根，氢氧根使酚酞变红，因此滤纸出现红色，铅笔芯c点处的电极反应式为O2
+
4e－+
2H2O
=
4OH－；故答案为：红；O2
+
4e－+
2H2O
=
4OH－。
②若用KI-淀粉溶液浸湿滤纸，铅笔芯c点处出现蓝色，说明c点生成了单质碘，则c为阳极，连接电源正极，则b接的是正极即F电极；故答案为：F。
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精品试卷·第
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