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高中化学电解池测试题和答案
一、选择题(本题型共15题,每题2分,共30分)
1.下列关于电解池的说法正确的是()A.电解池是将化学能转化为电能的装置B.电解池的阳极发生还原反应C.电解精炼铜时,粗铜作阳极D.电解饱和食盐水时,阴极产生Cl₂
2.用石墨作电极电解CuSO₄溶液,下列说法正确的是()A.阳极产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝B.阴极质量不变C.溶液的pH逐渐增大D.电解过程中SO₄²⁻向阴极移动
3.下列离子在电解池阴极上放电能力最强的是()A.Ag⁺B.Cu²⁺C.H⁺D.Na⁺
4.下列关于电镀的说法错误的是()A.电镀时,待镀金属作阴极B.镀层金属作阳极C.电镀液中必须含有镀层金属离子D.电镀过程中,阳极质量增大
5.用惰性电极电解下列溶液,电解一段时间后,溶液pH不变的是()A.NaCl溶液B.CuSO₄溶液C.Na₂SO₄溶液D.AgNO₃溶液
6.电解精炼铜时,电解液中Cu²⁺浓度的变化是()A.增大B.减小C.不变D.无法判断第1页共7页
7.用惰性电极电解AgNO₃溶液,当电路中通过
0.2mol电子时,阴极析出金属Ag的质量为()A.
10.8g B.
21.6g C.
32.4g D.
43.2g
8.下列关于电解池离子移动方向的描述正确的是()A.电解时,阳离子向阳极移动,阴离子向阴极移动B.电解时,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动C.电解时,所有离子均向阳极移动D.电解时,所有离子均向阴极移动
9.用石墨电极电解MgCl₂溶液,下列产物中正确的是()A.阳极产生Cl₂B.阴极产生H₂C.溶液中生成MgOH₂沉淀D.以上都正确
10.电解池与原电池的本质区别是()A.能量转化形式不同B.是否有电子转移C.电极是否参与反应D.反应是否可逆
11.下列装置属于电解池的是()A.锌铜原电池(Zn、Cu、稀硫酸)B.含开关的铜锌导线连接(无电源)C.石墨电极连接直流电源,插入NaCl溶液(开关闭合)D.铜片插入AgNO₃溶液(无电源)
12.用惰性电极电解饱和Na₂CO₃溶液,一段时间后,溶液中()A.Na₂CO₃浓度增大B.Na₂CO₃浓度减小C.Na₂CO₃浓度不变D.pH增大
13.下列电极反应式书写正确的是()A.电解池阳极Cu-2e⁻=Cu²⁺B.电解NaCl溶液阴极2H⁺-2e⁻=H₂↑第2页共7页C.电镀铜阴极Cu²⁺+2e⁻=CuD.电解AgNO₃溶液阳极4OH⁻-4e⁻=O₂↑+2H₂O
14.下列关于电解精炼铜的说法错误的是()A.阳极是粗铜,阴极是纯铜B.电解液是硫酸铜溶液C.阳极泥中含有Ag、Au等不活泼金属D.阴极质量增加,阳极质量减小,电解液中Cu²⁺浓度不变
15.用惰性电极电解KOH溶液,当转移
0.4mol电子时,生成气体的总体积(标准状况)为()A.
4.48L B.
6.72L C.
8.96L D.
11.2L
二、填空题(本题型共10题,每题3分,共30分)
1.用惰性电极电解熔融NaCl时,阳极的电极反应式为________________,阴极的电极反应式为________________,总反应的化学方程式为________________
2.用石墨电极电解CuNO₃₂溶液,电解过程中,阳极的现象是________________,阴极的电极反应式为________________,溶液的pH变化为________________(填“增大”“减小”或“不变”)
3.电镀铁件时,待镀铁件应作________极,镀层金属(如Cr)作________极,电镀液中必须含有________(填离子符号),阴极的电极反应式为________
4.电解饱和食盐水(氯碱工业)的阳极产物是________,阴极产物是________和________,总反应的离子方程式为________
5.用惰性电极电解MgSO₄溶液,电解后溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”),理由是________________第3页共7页
6.电解精炼铜时,阳极的主要反应为________,阴极的主要反应为________,粗铜中的杂质(如Zn、Fe、Ag、Au)中,________(填元素符号)会进入电解液,________(填元素符号)会形成阳极泥
7.用惰性电极电解AgNO₃溶液,当电路中通过
0.1mol电子时,阳极生成的气体在标准状况下的体积为________L,阴极析出Ag的质量为________g
8.电解池工作时,电子从电源的________极沿导线流向电解池的________极,再从电解池的________极沿导线流回电源的________极
9.用惰性电极电解AlCl₃溶液,阴极的电极反应式为________,阳极的电极反应式为________,总反应的化学方程式为________
10.下列装置中,能实现铁上镀锌的是________(填字母,A、B、C、D中选择),其中锌片应连接电源的________极,铁制品应连接电源的________极,电镀液为________溶液(假设A为Zn-Fe连接导线无电源,B为Zn、Fe连接直流电源正负极(Zn接正,Fe接负),C为Zn、Fe、ZnSO₄溶液,D为Zn、Fe、ZnCl₂溶液)
三、简答题(本题型共5题,每题4分,共20分)
1.简述氯碱工业中电解饱和食盐水的原理,说明阳极和阴极发生的主要反应,以及最终得到的主要产品
2.为什么电解精炼铜时,电解液必须用硫酸铜溶液,而不能用其他可溶性铜盐溶液?
3.用石墨电极电解滴有酚酞的饱和NaCl溶液时,观察到阴极附近溶液变红,阳极有气体产生,解释阴极附近溶液变红的原因
4.为什么电镀时,镀层金属必须作阳极?若镀层金属作阴极,会有什么后果?第4页共7页
5.电解池工作时,为什么阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动?
四、计算题(本题型共4题,每题5分,共20分)
1.用惰性电极电解500mL
0.2mol/L的AgNO₃溶液,当电路中通过
0.1mol电子时,求
(1)阴极析出Ag的质量;
(2)阳极生成O₂的体积(标准状况);
(3)电解后溶液中H⁺的物质的量浓度(忽略溶液体积变化)
2.用惰性电极电解一定浓度的CuSO₄溶液,当电路中通过
0.4mol电子时,停止电解,此时测得溶液质量减少了
28.4g(不考虑气体溶解),求原CuSO₄溶液的物质的量浓度(溶液体积为1L,电解前后体积变化忽略不计)
3.用铅蓄电池电解500mL
0.1mol/L的AgNO₃溶液,当铅蓄电池中转移
0.5mol电子时,求
(1)铅蓄电池的负极反应式;
(2)电解后AgNO₃溶液的pH(忽略溶液体积变化)
4.用惰性电极电解一定量的Na₂SO₃溶液,当电路中通过
0.6mol电子时,生成的气体在标准状况下的体积为多少升?(已知SO₃²⁻在阳极可能被氧化为SO₄²⁻,阴极H⁺放电生成H₂)答案汇总
一、选择题
1.C
2.A
3.A
4.D
5.C
6.B
7.B
8.B
9.D
10.A
11.C
12.C
13.C
14.D
15.B
二、填空题
1.2Cl⁻-2e⁻=Cl₂↑;Na⁺+e⁻=Na;2NaCl熔融电解2Na+Cl₂↑
2.有无色气体产生(O₂);Cu²⁺+2e⁻=Cu;减小第5页共7页
3.阴;阳;Cr³⁺;Cr³⁺+3e⁻=Cr
4.Cl₂;H₂;NaOH;2Cl⁻+2H₂O电解Cl₂↑+H₂↑+2OH⁻
5.不变;电解实质是电解水,溶液仍为饱和溶液,H⁺和OH⁻浓度变化抵消
6.Cu-2e⁻=Cu²⁺;Cu²⁺+2e⁻=Cu;Zn、Fe;Ag、Au
7.
0.56;
1088.负;阴;阳;正
9.2Al³⁺+6H₂O+6e⁻=2AlOH₃↓+3H₂↑;2Cl⁻-2e⁻=Cl₂↑;2AlCl₃+6H₂O电解2AlOH₃↓+3H₂↑+3Cl₂↑
10.B;正;负;ZnSO₄(或ZnCl₂)
三、简答题
1.氯碱工业中,电解饱和食盐水时,阳极(惰性电极)上Cl⁻放电生成Cl₂(2Cl⁻-2e⁻=Cl₂↑),阴极上H₂O电离出的H⁺放电生成H₂(2H₂O+2e⁻=H₂↑+2OH⁻),总反应为2Cl⁻+2H₂O电解Cl₂↑+H₂↑+2OH⁻,溶液中剩余的Na⁺与OH⁻结合生成NaOH,故主要产品为Cl₂、H₂和NaOH
2.电解精炼铜时,电解液需提供Cu²⁺,且阳极粗铜中的杂质(如Zn、Fe、Ni等)会溶解为相应阳离子进入溶液,而阴极只析出Cu²⁺,若用其他可溶性铜盐(如CuNO₃₂),阳极放电的将是OH⁻(生成O₂),且溶液中会引入NO₃⁻,影响电解纯度和产物,而CuSO₄溶液中SO₄²⁻不参与放电,能保证电解精炼效果
3.电解饱和NaCl溶液时,阴极上H₂O电离出的H⁺放电2H₂O+2e⁻=H₂↑+2OH⁻,H⁺不断消耗,破坏水的电离平衡,使溶液中OH⁻浓度增大,溶液呈碱性,酚酞遇碱变红,故阴极附近溶液变红第6页共7页
4.电镀时,镀层金属作阳极,在电流作用下失去电子成为阳离子进入电镀液,补充因阴极镀层金属离子放电而减少的金属阳离子,使镀层金属离子浓度保持不变,保证镀层均匀、牢固若镀层金属作阴极,则镀层金属离子会在阴极放电沉积,而待镀金属(如铁)会溶解,导致镀层无法形成或质量差
5.电解池工作时,阴极因得到电子而带负电荷,阳极因失去电子而带正电荷,根据异性电荷相互吸引的原理,带正电荷的阳离子会被带负电荷的阴极吸引,带负电荷的阴离子会被带正电荷的阳极吸引,从而在电场作用下定向移动,形成电流通路
四、计算题
1.
(1)
10.8g;
(2)
0.56L;
(3)
0.2mol/L
2.
0.2mol/L
3.
(1)Pb+SO₄²⁻-2e⁻=PbSO₄;
(2)pH=
04.
6.72L第7页共7页。
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