2022年高二化学同步测试12《第1课时电解原理电解食盐水》(鲁科版选修4).docx

第1章 第2节 第1课时(45分钟100分)(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题(此题包括10小题，每题5分，共50分)1以下关于电解池形成的闭合回路的表达中，正确的选项是()A电解池中的闭合电路是由电子的定向运动形成的B金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阴极，从电解池的阴极流向电源的正极C在电解质溶液中，阴离子向阴极运动，阳离子向阳极运动D相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子数与阴离子在阳极上失去的电子数相等解析：电解池中的闭合回路在溶液中是由离子的定向移动形成的，B中电子从电解池的阳极流向电源的正极。答案：D2pHa的某电解质溶液中，插入两支石墨电极通直流电一段时间后，溶液的pH>a，那么该电解质可能是()ANaOH BH2SO4CAgNO3DNa2SO4解析：分析4个选项知A、B、D实质为电解H2O，由此得A选项pH升高，B选项pH降低，D不变，C选项是电解AgNO3和H2O，产生HNO3，pH降低，C错。答案：A3(2022·福州高二质检)如以下列图所示，某学生设计了一个“黑笔写红字的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，以下表达正确的选项是()A铅笔端作阳极，发生复原反响B铂片端作阴极，发生氧化反响C铅笔端有少量的氯气产生Da点是负极，b点是正极解析：这是将化学原理实现趣味化的实验，根据原理可知电极反响为：阴极：2H2eH2(复原反响)阳极：2ClCl22e(氧化反响)假设要能够出现“黑笔写红字的现象，必须是铅笔作阴极，这样铅笔附近产生的OH会使酚酞变红。因此与铅笔相连的a点是直流电源的负极。答案：D4关于电解NaCl溶液的以下表达，正确的选项是()A电解时，在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B假设在阳极附近的溶液中滴加KI溶液，溶液呈棕色C假设在阴极附近的溶液中滴加酚酞溶液，溶液呈无色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解析：电解NaCl溶液时，阳极反响式：2ClCl22e，阴极反响式：2H2eH2。电解时在阳极附近溶液中参加KI溶液，产生的Cl2置换出I2，使溶液呈棕色。在阴极附近溶液中滴入酚酞，因阴极附近产生OH，溶液呈碱性，那么溶液呈红色。电解一段时间后，得到NaOH溶液，呈碱性。答案：B5(2022·深圳市高二质检)如右图所示，在一U形管中装入含有紫色石蕊的Na2SO4溶液，通直流电，一段时间后U形管内会形成一个倒立的三色“彩虹，从左到右颜色的次序是()A蓝、紫、红 B红、蓝、紫C红、紫、蓝 D紫、红、蓝解析：电极反响式为：阳极：4OH2H2OO24e，阳极区溶液呈酸性，溶液呈红色，阴极：4H4e2H2，阴极区溶液呈碱性，溶液呈蓝色，最下面仍为石蕊的颜色紫色。答案：C6电解某盐溶液时在阴阳两极上一定相等的是()A析出金属的物质的量 B析出金属的质量C通过的电子数目 D放出气体的体积解析：电解池的阳极上一定不会析出金属，A、B项不成立；阴、阳两极假设同时放出气体，放出气体的体积不一定相等，如用石墨电极电解食盐水时两极放出气体的体积相等，假设用石墨电极电解Na2SO4溶液时，阴、阳两极放出H2、O2的体积比为21，D项不符合题意。答案：C7用石墨电极分别加电解以下物质的水溶液一段时间后，向剩余电解质溶液中参加一定量的一种物质(括号内)，溶液能恢复到与原来溶液完全一样的是(双选)()ACuCl2(CuCl2) BNaOH(NaOH)CNaCl(HCl) DCuSO4Cu(OH)2解析：电解CuCl2溶液的化学方程式为CuCl2CuCl2，所以电解后加CuCl2能恢复原状；电解NaOH溶液的化学方程式为：2H2O2H2O2，电解后加水能恢复原状；电解NaCl溶液时电解方程式为：2NaCl2H2OCl2H22NaOH，电解后通入HCl发生反响：NaOHHCl=NaClH2O，能使溶液恢复原状；电解CuSO4溶液的化学方程式为：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，电解后参加Cu(OH)2发生反响：H2SO4Cu(OH)2=CuSO42H2O，生成CuSO4和H2O的物质的量之比12与电解时消耗的二者之比11不符，故参加Cu(OH)2无法恢复原状。答案：AC8某同学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，设计了如下列图的装置(垂直使用)。以下对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的选项是()Aa为正极，b为负极；NaClO和NaClBa为负极，b为正极；NaClO和NaClCa为阳极，b为阴极；HClO和NaClDa为阴极，b为阳极；HClO和NaCl解析：电解饱和食盐水的方程式为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，NaOH在阴极区生成，Cl2在阳极区生成。按照该学生制作的竖直的家用环保型消毒装置，假设将阳极置于上方，那么氯气一生成即逸出，不能完全与NaOH作用。显然，应将阳极置于下方，阴极置于上方，下方阳极生成的氯气通过溶液时即可很好地被阴极生成的NaOH吸收。反响为Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。还应注意的是图中电极a、b是电源的电极而非电解池的电极。与电解装置上方阴极相连的a为电源的负极，那么b为正极。答案：B9用石墨电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L氧气(标准状况)，从而可知M的相对原子质量为()A.B.C.D.解析：根据电解规律列出物质间的对应关系，设M的相对原子质量为Mr。MxxeO2Mr g22.4· La gb L解得：Mr。答案：C10在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨做电极电解，两极上均收集到2.24 L气体(标准状况下)，那么原混合液中，Cu2的物质的量浓度为()A1 mol·L1B2 mol·L1C3 mol·L1D4 mol·L1解析：分析H2SO4、CuSO4电解时阴、阳两极的电极反响可知，两极产生的气体为O2、H2各0.1 mol，O2得到0.4 mol电子，H2失去0.2 mol电子。由电子守恒知，还有0.2 mol电子是Cu2失去的，故Cu2的物质的量是0.1 mol，那么Cu2的物质的量浓度为1 mol·L1。答案：A二、非选择题(此题包括4小题，共50分)11(12分)用石墨电极分别电解熔融状态的NaOH和NaOH的水溶液，请写出它们的电极反响和电池反响。熔融的NaOHNaOH的水溶液阴极反响式阳极反响式电池反响答案：熔融的NaOHNaOH的水溶液阴极反响式2Na2e2Na2H2eH2阳极反响式4OH2H2OO24e4OH2H2OO24e电池反响4Na4OH4NaO22H2O2H2O2H2O212.(15分)如图为持续电解含有一定量CaCl2水溶液(含酚酞)的装置(以铂为电极)，A为电流表。电解一段时间t1后，将CO2连续通入电解液中。(1)电解时，F极发生_反响，电极反响式为_，E极发生_反响，电极反响式为_，电解总反响为_。(2)电解池中产生的现象：_。_。_。解析：溶液中含有：Ca2、H、Cl、OH，通电时，Ca2、H移向阴极，H放电能力比Ca2强，在E极上发生反响：2H2eH2，H2O电离出的H放电，OH富集在阴极(E极)，那么使阴极区溶液变红；Cl、OH移向阳极，Cl在阳极放电，2ClCl22e，总反响方程式：2Cl2H2OCl2H22OH；电解一段时间t1后，溶液中OH浓度增大，相当于Ca(OH)2、CaCl2的混合溶液，通入CO2：Ca22OHCO2=CaCO3H2O，继续通入CO2：CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2。答案：(1)氧化2ClCl22e复原2H2eH22Cl2H2O2OHH2Cl2(2)通电后E极处溶液呈红色通电时，E极、F极均有气体生成通入CO2时，溶液中先出现白色沉淀，继续通入CO2沉淀又消失13(13分)(2022·温州高二质检)在25 时，用石墨电极电解2.0 L 0.5 mol·L1 CuSO4溶液。5 min后，在一个石墨电极上有6.4 g Cu生成。试答复以下问题：(1)发生氧化反响的是_极，电极反响式为_。(2)假设电解后溶液的体积不变，那么电解后溶液的H为_。(3)假设将溶液恢复到与电解前一样，那么需参加_mol的_。解析：用石墨电极电解CuSO4溶液，电极反响分别为：阴极2Cu24e2Cu，阳极4OHO22H2O4e，电池反响为2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2。(1)由以上分析可知发生氧化反响的是阳极，电极反响式为4OHO22H2O4e。(2)由以上反响式可知：2Cu4eO22H2SO44H128 g1 mol 4 mol64 gn(O2) n(H)即n(H)0.2 molH0.1 mol·L1(3)由(2)可知从溶液中析出n(Cu)0.1 mol，n(O2)0.05 mol，故恢复至原状态应参加0.1 mol CuO(或0.1 mol CuCO3)。答案：(1)阳4OH4eO22H2O(2)0.1 mol·L1(3)0.1CuO或CuCO314(10分)(2022·榆林高二质检)将0.2 mol AgNO3、0.4 mol Cu(NO3)2、0.6 mol KCl溶于水，配成100 mL溶液，用石墨电极电解一段时间后，假设在一极析出0.3 mol Cu，试计算另一极上产生的气体体积(标准状况)。解析：三种物质溶于水时，AgNO3与KCl反响后溶液中含有0.2 mol KNO3、0.4 mol Cu(NO3)2和0.4 mol KCl。当有0.3 mol Cu生成时，先后发生反响：Cu22ClCuCl22Cu22H2O2CuO24H在阳极上先后生成Cl2和O2。n(Cl2)n(KCl)×0.4 mol0.2 mol，根据电子守恒有：0.3 mol×20.2 mol×24n(O2)，解得n(O2)0.05 mol，所以阳极共产生气体体积为：(0.2 mol0.05 mol )×22.4 L·mol15.6 L。答案：5.6 L