一、选择题
1．在化学能与电能的转化过程中，下列叙述正确的是( ) A．电解法精炼铜时，电解质溶液中的铜离子浓度不变
B．用惰性材料作电极的电解池装置中，阳离子在阳极放电，阴离子在阴极放电 C．电镀时，电镀槽里的阳极材料发生氧化反应 D．原电池的负极与电解池的阴极都发生氧化反应
解析：电解法精炼铜时，由于粗铜中含有比铜活泼的金属，先放电形成离子进入溶液，而电解质溶液中的铜离子在阴极放电，导致电解质溶液中的铜离子浓度减小，A错误；用惰性材料作电极的电解池装置中，阳离子在阴极放电，阴离子在阳极放电，B错误；电镀时，电镀槽里的阳极材料直接放电，发生氧化反应，C正确；原电池的负极与电解池的阳极都发生氧化反应，D错误。 答案：C
2．铅蓄电池是典型的可充电电池，电池总反应式为：Pb＋PbO2＋4H2PbSO4＋2H2O。下列说法正确的是( )
A．放电时，负极的电极反应式是PbO2＋4H＋SO24＋2e===PbSO4＋2H2O
＋
－
－
＋
－
＋2SO24
放电
充电
B．充电时，蓄电池的正极和外接电源的正极相连 C．放电时，PbO2发生氧化反应
D．充电时，电解液中H2SO4的浓度将变小 答案：B
3．某小组为研究电化学原理，设计甲、乙、丙三种装置(C1、C2、C3均为石墨)。下列叙述正确的是( )
A．甲、丙中是化学能转变为电能，乙中是电能转变为化学能 B．C1、C2分别是阳极、阴极，锌片、铁片上都发生氧化反应 C．C1上和C3上放出的气体相同，铜片上和铁片上放出的气体也相同 D．甲中溶液的pH逐渐升高，丙中溶液的pH逐渐减小
解析：本题考查原电池和电解池，考查考生结合实验装置判断电池类型和根据电极反应式分析问题的思维能力。难度中等。
A项，甲图为原电池，将化学能转化为电能，乙、丙为电解池，将电能转化为化学能；B项，C1、C2分别做电解池的阳极和阴极，原电池中Zn和Cu分别为负极和正极，分别发生氧化反应和还原反应；C项，C1和C3上均为Cl失电子被氧化生成Cl2，甲中Cu片和丙中Fe片上均生成H2；D项，甲中不断消耗H，溶液的pH升高，丙中生成NaOH溶液，pH也逐渐升高。
答案：C
＋
－
4．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍(已知：氧化性Fe2＋ 5．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图所示，电解 电解总反应为2Cu＋H2O=====Cu2O＋H2↑。 下列说法正确的是( ) A．石墨电极上产生氢气 B．铜电极发生还原反应 C．铜电极接直流电源的负极 D．当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成 解析：石墨作阴极，阴极上是溶液中的H反应，电极反应为2H＋2e===H2↑，A选项正确；由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu＋2OH－2e===Cu2O＋H2O，当有0.1 mol电子转移时，有0.05 mol Cu2O生成，D选项错误。 答案：A 6．以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是( ) A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程 B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系 C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率 D．镀锌层破损后对铁制品失去保护作用 解析：电镀过程中Zn与电源正极相连，若给原电池充电，则Zn应接电源负极，A错误；导线中通过的电子，在阴极均被Zn得到，所以通过的电子与锌析出的物质的量成正比，B错误；只要电流恒定，阴阳极得失电子的速率不变，所以电解反应速率不变，C正确；镀锌层破损后，Zn比铁活泼，Zn作负极，Fe作正极，Fe被保护，D错误。 答案：C 7．Cu2O是一种半导体材料，用作制造整流器的材料，还可以用于制船底防污漆(杀死低级海通电 生动物)、农作物的杀菌剂。在实验室里可模拟工业过程制取Cu2O，总反应式是2Cu＋H2O=====Cu2O＋H2↑，其装置如图，下列有关说法不正确的是( ) 2＋ － － ＋ ＋ － A．该实验符合绿色化学的设计理念 B．图中的虚线框内需连接直流电源，且正极与石墨相连 C．CuO高温加热分解也可以得到Cu2O D．上述装置中，阳极的电极反应式是2Cu＋2OH－2e===Cu2O＋H2O 解析：利用电解反应制取Cu2O时，铜被氧化，应用铜作阳极，连直流电源的正极；石墨是电解池的阴极，与电源的负极相连。 答案：B 8．如下图所示是根据图甲的电解池进行电解时某个量(纵坐标x)随时间变化的函数图象(各电解池都用石墨作电极，不考虑电解过程中溶液浓度变化对电极反应的影响)，这个量x表示 ( ) A．各电解池析出气体的体积 B．各电解池阳极质量的增加量 C．各电解池阴极质量的增加量 D．各电极上放电的离子总数 解析：电解NaCl溶液时阴、阳极都产生气体，电解AgNO3溶液时阴极上产生单质银，电解CuSO4溶液时阴极上产生单质铜，所以随着电解的进行，阴极质量的增加量有如题中图示的变化。 答案：C 9．某溶液中含有溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3∶1。用石墨作电极电解溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是( ) A．阴极只析出H2 C．电解最后阶段为电解水 ＋ － － － B．阳极先析出Cl2，后析出O2 D．溶液pH不断增大，最后为7 2－ 解析：电解质溶液中，n(Na)∶n(Cl)∶n(SO4)＝3∶3∶1，开始电解产生H2和Cl2，同时生成OH中和H2SO4，且生成OH多，最后相当于电解水，因而pH>7，阴极只生成H2。三个阶段分别为电解HCl、NaCl、H2O。 答案：D 10．(2015·山东19所名校调研)某兴趣小组设计如图实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表指针偏转。下列有关描述正确的是 ( ) A．断开K2，闭合K1时，铜电极为阳极 B．断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红 C．断开K1，闭合K2时，铜电极发生还原反应 D．断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极 解析：由题意断开K2，闭合K1时，两极均有气泡生成，确定电源左侧为正极，右侧为 － － 负极，石墨为阳极，Cu为阴极，阳极的电极反应为2Cl－2e===Cl2↑，不能使酚酞变红，故A、B选项都错；断开K1，闭合K2时，形成原电池，Cu为负极，发生氧化反应，H2－2e － － － － －－ ＋2OH===2H2O，石墨为正极，发生还原反应，Cl2＋2e===2Cl，故C项错误，D项正确。 答案：D 二、非选择题 11．如图所示中的A为直流电源，B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色，请填空： (1)电源A上的a为________极。 (2)滤纸B上发生的总化学反应方程式为：______________________________________。 (3)欲在电镀槽中实现在铁上镀锌，接通K点，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为________，电极f上发生的反应为________，槽中盛放的电镀液可以是________溶液或________溶液(只要求填两种电解质溶液)。 解析：根据c点酚酞变红，则该极的反应为2H＋2e===H2↑，即该极为阴极，与电源电解的负极相连，所以a点是正极。(2)滤纸B上发生的总反应方程式为2NaCl＋2H2O=====H2↑＋Cl2↑＋2NaOH。(3)c、d两点短路后，e为阳极，反应为Zn－2e===Zn。阴极上镀锌，则阴极反应为Zn＋2e===Zn。电解液用含镀层离子的电解质，所以可用ZnSO4溶液或Zn(NO3)2溶液等。 答案：(1)正 电解 (2)2NaCl＋2H2O=====H2↑＋Cl2↑＋2NaOH (3)Zn－2e===Zn Zn＋2e===Zn ZnSO4 Zn(NO3)2 12、电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题。 ①电解池中X极上的电极反应式是____________。 ②Y电极上的电极反应式是______________________，检验该电极反应产物的方法是___________________。 ③该反应的总反应方程式是：____________________。 (2)如果用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则 － 2＋ 2＋ － 2＋ － － 2＋ ＋ － ①X电极的材料是_________，电极反应式是__________。 ②Y电极的材料是_________，电极反应式是__________。 【答案】 (1)①2H＋2e===H2↑ ②2Cl－2e===Cl2↑ 把湿润的KI淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色 电解 ③2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ (2)①精铜 Cu2＋2e===Cu ＋ － － － ＋ － ②粗铜 Cu－2e===Cu2 － ＋ 13．25 ℃时，用石墨电极电解2.0 L 0.5 mol·L CuSO4溶液。5 min后，在一个石墨电极上有6.4 g Cu生成。 试回答下列问题： (1)发生氧化反应的是________极，电极反应为_______________________。 (2)若电解后溶液的体积不变，则电解后溶液的pH为________。 (3)若将溶液恢复到与电解前一样，则需加入________mol的________。 (4)若用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差________g，电解液的pH________(填“变小”、“变大”或“不变”)。 64 g－1 解析：(1)n(CuSO4)＝2.0 L×0.5 mol·L＝1.0 mol，而在阴极析出的Cu为－164 g·L＝0.1 mol，故CuSO4未完全电解，阳极发生氧化反应，电极反应为4OH－4e===2H2O＋O2↑。 (2)总反应： 电解 2CuSO4＋2H2O=====2Cu ＋ O2↑ ＋ 2H2SO4 2 2 2 1 2 0.1 mol 0.1 mol 0.1 mol 0.05 mol 0.1 mol 0.1 mol×2＋－1 所以电解后c(H)＝＝0.1 mol·L。 2.0 L故pH＝－lg0.1＝1。 (3)电解后生成的0.1 mol Cu和0.05 mol O2脱离该体系，即相当于0.1 mol CuO，因此若将溶液复原，则应加入0.1 mol CuO。 (4)此时为电镀池，阳极：Cu－2e===Cu，阴极：Cu＋2e===Cu，因此若阴极上析出6.4 g铜，则阳极溶解6.4 g铜，电解后两铜片质量差为6.4 g＋6.4 g＝12.8 g，而电解液的pH不变。 答案：(1)阳 4OH－4e===2H2O＋O2↑ (2)1 (3)0.1 CuO (4)12.8 不变 － － － 2＋ 2＋ － － － －1 14．(2015·温州中学测试)右图由莫菲滴管改装成的微型电解装置。 (1)若用该装置来电解含3 mol NaCl和1 mol H2SO4的混合溶液，已知a、b两极均为石墨。当从导管口收集到44.8 L(标准状况下)氢气时，阳极生成的气体及对应的物质的量________。 (2)若b极是铜锌合金，a极是纯铜，电解质溶液中含有足量的Cu，通电 一段时间后，若b极恰好全部溶解，此时a极质量增加7.68 g，溶液质量增加0.03 g，则合金中Cu、Zn的物质的量之比为________。 解析：(1)生成44.8 L H2，转移4 mol电子，则阳极将生成1.5 mol Cl2和0.25 mol O2。 (2)a极增加7.68 g Cu，其物质的量为0.12 mol，由得失电子守恒可知，b极Cu、Zn的物质的量之和为0.12 mol，溶液中部分Cu变成Zn，即： Cu ～ Zn Δm 64 g 65 g 1 g 溶液质量增加0.03 g，可知Zn的物质的量为0.03 mol，所以Cu、Zn的物质的量之比为0.09∶0.03，即3∶1。 答案：(1)1.5 mol Cl2,0.25 mol O2 (2)3∶1 15．(2015·江门模拟)蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置，有一种蓄电池在充电和放放电 ――→Fe(OH)2＋Ni(OH)2，用该蓄电池电解(阴、阳极均为电时发生的反应是NiO2＋Fe＋2H2O充电 惰性电极)M(NO3)x溶液时，若此蓄电池工作一段时间后消耗0.36 g水。 (1)电解时，电解池的阳极应连接________(填序号)。 A．NiO2 C．Fe(OH)2 B．Fe D．Ni(OH)2 2＋ 2＋ 2＋ 2＋ 2＋ (2)电解M(NO3)x溶液时某一极质量增加了m g，金属M的相对原子质量的计算式为________(用m、x表示)。 (3)此蓄电池电解含有0.01 mol CuSO4和0.01 mol NaCl的混合溶液100 mL，转移相同量的电子时，阳极产生气体________L(标准状况)，电解后溶液加水稀释至1 L，溶液的pH为________。 解析：(1)电解池的阳极应连原电池的正极，故连NiO2。 (2)蓄电池工作时，消耗0.36 g水，通过0.02 mol电子，由电子守恒知＝0.02，M＝50mx。 (3)通过电子0.02 mol，首先产生0.005 mol Cl2，转移电子的物质的量为0.01 mol，0.02 mol－0.01 mol－－ 然后发生4OH－4e===2H2O＋O2↑，产生O2为＝0.0025 mol，V气＝(0.002 4 mxM5 mol＋0.005 mol)×22.4 L/mol＝0.168 L。产生n(H)＝0.0025 mol×4＝0.01 mol，c(H ＋ ＋ )＝0.01 mol/L，pH＝2。 答案：(1)A (2)50mx (3)0.168 2 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容