[对应学生用书　课下限时集训(二十)]

一、选择题
1．能用电解原理说明的问题是(　　)
①电解是把电能转化成化学能
②电解是化学能转化成电能
③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化
④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现
⑤任何溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生
A．①②③④　　　　　　　　B．②③⑤
C．③④  D．①③④⑤
解析：选D　电解过程是将电能转化成化学能，①正确，②错误；电解质溶液导电的过程实质上发生了电解，属于化学变化且是氧化还原反应，③、⑤正确；通过外加电源，一些不能自发的氧化还原反应可通过电解原理实现，④正确。2·1·c·n·j·y
2．电化学在日常生活中有广泛的应用，下列说法或做法正确的是(　　)
A．暴雨后遭洪水浸泡的铁门生锈是因为发生化学腐蚀
B．白铁皮(铁镀锌)表面有划损时，不能阻止铁被腐蚀
C．废弃的干电池不能随意丢弃，但可以土埋处理
D．不能将铁制自来水管与铜制水龙头连接
解析：选D　被洪水浸泡的铁门发生的是电化学腐蚀，A错误；白铁皮表面有划损时，腐蚀的是表面的锌，能阻止铁被腐蚀，B错误；废弃的干电池会对土壤、地下水造成重金属污染，不能土埋处理，C错误；铁和铜是两种活泼性不同的金属，易形成原电池，会加速铁制自来水管的腐蚀，D正确。
3．(2014·锦州模拟)下列图示中关于铜电极的连接错误的是(　　)


解析：选C　锌比铜的活泼性强，铜为原电池的正极，A正确；电解精炼铜，粗铜作阳极，溶解，铜离子在阴极纯铜上析出，B正确；电镀池中，镀件应作阴极，镀层金属作阳极，C错误；电解氯化钠溶液，若用铜作电极，只能作阴极，D正确。2-1-c-n-j-y
4．(2014·南安模拟)某学生欲完成2HCl＋2Ag===2AgCl↓＋H2↑反应，设计了如图四个实验，你认为可行的是(　　)


解析：选C　要想实验反应2HCl＋2Ag===2AgCl↓＋H2↑，需设计电解池装置，Ag作阳极，盐酸为电解质溶液，符合条件的只有C。
5．用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为升高、不变、降低的是(　　)21教育网
A．AgNO3　　　CuCl2　　　Cu(NO3)2
B．KCl  Na2SO4  CuSO4
C．CaCl2　  KOH  NaNO3
D．HCl　  HNO3　  K2SO4
解析：选B　由电解规律可得：
类型
化学物质
pH变化

放O2生
酸型
CuSO4、AgNO3、
Cu(NO3)2
降低

放H2生碱型
KCl、CaCl2
升高

电解电解质型
CuCl2
升高


HCl
升高

电解
H2O型
NaNO3、Na2SO4、K2SO4
不变


KOH
升高


HNO3
降低

6.用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(方括号内物质)，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是(　　)www.21-cn-jy.com
A．AgNO3[AgNO3]    B．NaOH[NaOH]
C．KCl[KCl]         D．CuSO4[CuO]
解析：选D　A项，4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3，脱离反应体系的物质是4Ag＋O2，相当于2Ag2O，所以应当加入适量的Ag2O才能复原(加入AgNO3，会使NO的量增加)，错误；B项，2H2O2H2↑＋O2↑，脱离反应体系的是2H2＋O2，相当于2H2O，加入适量水才能复原，错误；C项，2KCl＋2H2O2KOH＋H2↑＋Cl2↑，脱离反应体系的是H2＋Cl2，相当于2HCl，应通入适量HCl气体才能复原，错误；D项，2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑，脱离反应体系的是2Cu＋O2，相当于2CuO，加入适量CuO可以复原，正确。
7.


利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是(　　)
A．a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀
B．一段时间后，a管液面高于b管液面
C．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小
D．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋
解析：选C　a管发生吸氧腐蚀，a处溶液的pH增大，b管发生析氢腐蚀，b处溶液的H＋减小pH增大，故C错误。www-2-1-cnjy-com
8．(2014·河南安阳高三联考)若用如图装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中所列各项对应关系均正确的一组是(　　)


选项
电源
X极
实验前U形
管中液体
混合溶液通电
后现象或结论

A
正极
Na2SO4
U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色

B
正极
AgNO3溶液
b管中电极反应式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

C
负极
KCl和CuCl2
相同条件下，a、b两管中产生的气体总体积可能相等

D
负极
Fe(OH)3胶体
b管中液体颜色加深

解析：选C　本题考查电解池原理。A项，电解Na2SO4溶液，a为阳极，OH－失电子破坏水的电离平衡，阳极周围呈酸性，不会使酚酞变红，错误；B项，电解硝酸银溶液，a为阳极，电极反应式为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，错误；C项电解KCl和CuCl2的混合溶液，先电解CuCl2，再电解KCl，随着反应的进行，继续电解则为电解水，阳极依次生成Cl2、O2，阴极依次生成Cu和H2，两极产生气体的总体积可能相等，正确；D项为电泳，Fe(OH)3胶粒带正电，向阴极移动，a管颜色加深，错误。21·cn·jy·com
9．(2014·杭州模拟)假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。①～⑧为各装置中的电极编号。下列说法错误的是(　　)


A．当K闭合时，A装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源
B．当K断开时，B装置锌片溶解，有氢气产生
C．当K闭合后，整个电路中电子的流动方向为①→⑧；⑦→⑥；⑤→④；③→②
D．当K闭合后，A、B装置中pH变大，C、D装置中pH不变
解析：选A　当K闭合时，B装置构成原电池，在电路中作电源，整个电路中电子的流动方向为③→②；①→⑧；⑦→⑥；⑤→④；B装置中消耗H＋，pH变大，A装置中相当于电解饱和食盐水，pH变大；C装置中相当于在银上镀铜，pH不变；D装置中相当于铜的电解精炼，pH不变。版权所有
10．用a、b两个质量相等的Pt电极电解AlCl3和CuSO4的混合溶液[n(AlCl3)∶n(CuSO4)＝1∶9]。t1时刻a电极得到混合气体，其中Cl2在标准状况下为224 mL(忽略气体的溶解)；t2时刻Cu全部在电极上析出。下列判断正确的是(　　)【来源：21·世纪·教育·网】
A．a电极与电源的负极相连
B．t2时刻，两电极的质量相差3.84 g
C．电解过程中，溶液的pH不断增大
D．t2时刻后，b电极的电极反应是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
解析：选B　根据a电极得到Cl2，即2Cl－－2e－===Cl2↑，则电极a为阳极，与电源的正极相连，A错误；根据生成Cl2的体积可求得原混合溶液中含Cl－ 0.02 mol，故CuSO4为0.06 mol，t2时刻阴极b上Cu2＋完全析出，其电极质量增加0.06 mol×64 g/mol＝3.84 g，B正确；Cl－和Cu2＋放电时，溶液pH不变，当OH－和Cu2＋放电时，溶液酸性增强；t2时刻后，a、b两极分别是OH－和H＋放电，溶液pH又保持不变，b电极的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑。【出处：21教育名师】
二、非选择题
11．如图甲、乙是电化学实验装置。


(1)若甲、乙两烧杯中均盛有饱和NaCl溶液。
①甲中石墨棒上的电极反应式为_________________________________________；
②乙中总反应的离子方程式为____________________________________________；
③将湿润的淀粉－KI试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2。若反应中Cl2和I2的物质的量之比为5∶1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为_____________________________________________________________。
(2)若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO4溶液。
①甲中铁棒上的电极反应式为__________________________________________；
②如果起始时乙中盛有200 mL pH＝5的CuSO4溶液(25 ℃)，一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入________(填写物质的化学式)________g。21·世纪*教育网
解析：(1)若两烧杯中均盛有饱和NaCl溶液，则：
①甲装置为原电池，石墨棒作正极，O2放电，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
②乙装置为电解池，石墨棒上发生氧化反应，Fe电极不参与反应，其实质与用惰性电极电解食盐水相同，离子方程式为2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。
③Cl2和I2的物质的量之比为5∶1，生成HCl和HIO3。
(2)若两烧杯中均盛有CuSO4溶液，则：
①甲装置为原电池，铁作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋。
②乙装置为电解池，电解反应为2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，根据电解方程式，从电解质溶液中析出Cu，放出O2，因此只需加入CuO(或CuCO3)即可恢复到电解前的状态。由电解反应式可知，2H＋～CuO～CuCO3，电解后n(H＋)＝0.1 mol/L×0.2 L＝0.02 mol，故m(CuO)＝0.02 mol××80 g/mol＝0.8 g，m(CuCO3)＝0.02 mol××124 g/mol＝1.24 g。
答案：(1)①O2＋2H2O＋4e－===4OH－
②2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑
③5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3
(2)①Fe－2e－===Fe2＋
②CuO(或CuCO3)　0.8(或1.24)
12．按如图所示装置进行实验，请回答下列问题：


(1)判断装置的名称：A池为________，B池为________。
(2)锌极为______极，电极反应式为__________________；铜极为________极，电极反应式为__________________；石墨棒C1为________极，电极反应式为________________；
石墨棒C2附近发生的实验现象为
________________________________________________________________________。
(3)当C2极析出224 mL气体(标准状况)时，锌的质量________(填“增加”或“减少”)________g，CuSO4溶液的质量________(填“增加”或“减少”)________g。
解析：A池中Zn、Cu放入CuSO4溶液中构成原电池，B池中两个电极均为石墨电极，在以A为电源的情况下构成电解池，即A原电池带动B电解池。A池中Zn为负极，Cu为正极，B池中C1为阳极，C2为阴极，阴极区析出H2，周围OH－富集，酚酞变红，且n(H2)＝＝0.01 mol，故电路中转移电子的物质的量为0.01 mol×2＝0.02 mol，根据得失电子守恒，锌极有0.01 mol Zn溶解，即Zn极质量减少0.01 mol×65 g/mol＝0.65 g，铜极上有0.01 mol Cu析出，即CuSO4溶液增加量为Zn溶解的质量减去铜析出的质量，即0.65 g－0.64 g＝0.01 g。　　21*cnjy*com
答案：(1)原电池　电解池
(2)负　Zn－2e－===Zn2＋　正　Cu2＋＋2e－===Cu　阳
2Cl－－2e－===Cl2↑　有无色气体产生，附近溶液出现红色　(3)减少　0.65　增加　0.01
13．(2014·武汉模拟)如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题，其中乙装置中X为阳离子交换膜。21教育名师原创作品


请按要求回答相关问题：
(1)甲烷燃料电池负极电极反应式是：________________________________________________________________________。
(2)石墨电极(C)的电极反应式为________________________________________________________________________。
(3)若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体体积为________ L。
(4)铜丝a处在开始一段时间的现象为______________；原因是________________________________________________________________________。
解析：(1)碱性条件下，甲烷燃料电池总反应为CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，所以负极反应式为CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O。(2)石墨电极(C)为电解池阳极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。(3)乙装置中铁电极为阴极，电极反应为2H＋＋2e－=== H2↑。若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，转移电子0.4 mol，则乙装置中铁电极上生成0.2 mol H2，体积为4.48 L。(4)铜丝a为电解池阴极，电极反应为2H＋＋2e－=== H2↑，开始一段时间后，水的电离平衡正向移动，使溶液显碱性，酚酞遇碱变红。
答案：(1)CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O
(2)2Cl－－2e－===Cl2↑　(3)4.48
(4)溶液变红　由于2H＋＋2e－===H2↑，水的电离平衡正向移动，使溶液显碱性，酚酞遇碱变红


1．如图所示，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极板处有无色无味的气体放出，符合这一情况的是(　　)【版权所有：21教育】

a极板
b极板
x电极
z溶液

A
锌
石墨
负极
CuSO4

B
石墨
石墨
负极
NaOH

C
银
铁
正极
AgNO3

D
铜
石墨
负极
CuCl2

　
解析：选A　由题意知a极板质量增加，a应为阴极，则b为阳极，x为电源的负极，y为电源正极。A项，a极板为阴极，b极板为阳极，电解时，a极有Cu附着，b极有O2放出，正确；B项；电解时a极无质量变化，错误；C项，阳极为Fe，为活性电极，电解时Fe在阳极放电溶解，无气体生成，错误；D项，电解时，Cl－在阳极放电生成Cl2，Cl2为黄绿色有刺激气味的气体，错误。21cnjy.com
2．常温下，某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为5∶2，用石墨作电极电解该混合溶液时，根据电解产物，可分为三个阶段。下列叙述不正确的是(　　)
A．溶液pH不断增大，最后为7
B．阳极先析出Cl2，后析出O2
C．阴极始终只析出H2
D．电解最后阶段为电解水
解析：选A　由题意知溶质为NaCl和H2SO4且物质的量之比为5∶2，即n(Cl－)∶n(H＋)＝5∶4。阳极(阴离子放电)：4Cl－－4e－===2Cl2↑、4OH－－4e－===O2↑＋2H2O；阴极(阳离子放电)：4H＋＋4e－===2H2↑。所以，阴极产物始终为H2；阳极先产生Cl2，后析出O2；电解的最后阶段为电解水；因n(Cl－)∶n(H＋)＝5∶4，H2SO4电离出的H＋反应完后，再放电的H＋来自水的电离，最终pH大于7。【来源：21cnj*y.co*m】
3.


利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是(　　)
A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠
B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4
C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属
D．外加电流的阴极保护法中，Y是待保护金属
解析：选D　电解饱和食盐水时，阴极区得到H2和NaOH；铜的电解精炼时，应用粗铜作阳极、纯铜作阴极；电镀时，应以镀层金属作阳极、待镀金属作阴极。
4．某课外活动小组用如图所示装置进行实验(电解液足量)。下列说法正确的是(　　)


A．图一中若开始实验时开关K与a连接，B极的电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋
B．图一中若开始实验时开关K与b连接，一段时间后向电解液中加适量稀盐酸可使电解液恢复到电解前的浓度
C．图二中若开始实验时开关K与a连接，电解液的浓度保持不变
D．图二中若开始实验时开关K与b连接，A极减少的质量等于B极增加的质量
解析：选D　图一中若开始实验时开关K与a连接，则形成原电池，B极的电极反应式应为Fe－2e－===Fe2＋，A错误；图一中若开始实验时开关K与b连接，则形成电解池，铁棒作阴极，电解的总反应式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，根据质量守恒可知一段时间后向电解液中通入适量的HCl可使电解液恢复到电解前的浓度，B错误；图二中若开始实验时开关K与a连接，则形成原电池，电池的总反应式为Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag，电解液的浓度减小，C错误；图二中若开始实验时开关K与b连接，相当于电镀装置，根据电镀原理可知D正确。
5．下列有关电化学装置完全正确的是(　　)
A
B
C
D










铜的精炼
铁上镀银
防止Fe被腐蚀
构成铜锌原电池

解析：选C　电解精炼铜时，应该用粗铜作阳极，纯铜作阴极，A错误；铁上镀银时，应该用银作阳极，铁作阴极，B错误；C是外加电流的阴极保护法，正确；铜锌原电池中，锌应插入硫酸锌溶液中，铜应插入硫酸铜溶液中，D错误。
6．两串联的电解池，甲池盛有CuSO4溶液，乙池盛有一定量某硝酸盐的稀溶液，用惰性电极电解，当甲池的阴极上析出1.6 g Cu时，乙池的阴极上析出0.45 g固体，则乙池的溶质可能是(　　)
A．Cu(NO3)2  B．Al(NO3)3
C．NH4NO3  D．Mg(NO3)2
解析：选A　从离子的放电顺序分析，分别电解Al(NO3)2、NH4NO3、Mg(NO3)2的溶液时，阴极都不会析出固体，只有电解Cu(NO3)2溶液时才会在阴极析出铜。
7．用惰性电极电解100 mL 4 mol/L Cu(NO3)2溶液，一定时间后在阳极收集到标准状况下气体1.12 L。停止电解，向电解后的溶液中加入足量的铁粉，充分作用后溶液中的Fe2＋浓度为(设溶液的体积不变)(　　)
A．0.75 mol/L  B．3 mol/L
C．4 mol/L  D．3.75 mol/L
解析：选D　本题涉及的反应过程可分为两个阶段，第一个阶段是电解Cu(NO3)2溶液，第二个阶段是混合溶液与足量的铁粉反应，注意硝酸与足量铁粉反应是生成硝酸亚铁。电解后溶液中硝酸和硝酸铜分别为0.2 mol、0.3 mol，前者与足量的铁粉反应生成硝酸亚铁0.075 mol，后者与足量的铁粉反应生成0.3 mol硝酸亚铁。
8．用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如图甲。电解过程中的实验数据如图乙，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)。则下列说法不正确的是(　　)


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
B．b电极上发生的反应方程式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．曲线0～P段表示O2的体积变化
D．Q点时溶液中H＋的物质的量为0.4 mol
解析：选D　由电流方向可知，b电极为阳极，电解过程中，a电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生；b电极上发生的反应方程式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；曲线0～P段是阴极产生铜，阳极产生O2，曲线P～Q段是阴极产生H2，阳极产生O2，故A、B、C正确。0～P阶段产生1.12 L(标准状况)O2，转移电子0.2 mol，消耗0.2 mol OH－，积累0.2 mol H＋，P～Q段电解水，n(H＋)不变，D错误。
9.


将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是(　　)
A．液滴中的Cl―由a区向b区迁移
B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH―形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈
D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋
解析：选B　液滴边缘O2多，发生正极反应O2＋2H2O＋4e－===4OH－。液滴下的Fe发生负极反应，Fe－2e－===Fe2＋，为腐蚀区(a)。Cl－由b区向a区迁移，A错误，B正确；液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀，C错误；Cu不如Fe活泼，作正极，负极反应为：Fe－      2e－===Fe2＋，D错误。
10．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是(　　)
A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护
B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀
C．钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋
解析：选B　A中钢管与电源正极连接，成为电解池的阳极而溶解，加速了钢管的腐蚀，A错误；铁遇冷浓硝酸表面钝化，形成了一层致密的氧化物保护膜，可保护内部不被腐蚀，B正确；钢管与铜管露天堆放在一起，潮湿的空气作为电解质溶液，铜管为正极、钢管为负极发生电化学腐蚀，加速了钢管的腐蚀，C错误；钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应应是Fe－2e－===Fe2＋，D错误。21*cnjy*com