學業分層測評(四)(建議用時：45分鐘)[學業達標]1．關于原電池、電解池的電極名稱，下列說法錯誤的是()【導學號：92410055】A．原電池中失去電子的一極為負極B．電解池中與直流電源負極相連的一極為陰極C．原電池中相對活潑的一極為正極D．電解池中發生氧化反應的一極為陽極【解析】根據兩池的結構與反應原理可確定，原電池中相對活潑的一極為負極。【答案】C2．某學生欲完成2HCl＋2Ag=2AgCl＋H2↑反應，設計了下列四個實驗，你認為可行的實驗是()【解析】反應不能自發進行，應設計成電解池，金屬銀失電子作陽極與電源的正極相連。【答案】C3．用惰性電極分別電解下列各物質的溶液：①CuCl2②CuSO4③NaBr④NaNO3⑤鹽酸⑥H2SO4⑦KOH其中只有水被電解的有()【導學號：92410056】A．①②⑤ B．②④⑥⑦C．④⑥⑦ D．③⑤⑥⑦【解析】只有水被電解即在陰極上H＋放電，在陽極上OH－放電。【答案】C4．用惰性電極電解飽和Na2CO3溶液，若保持溫度不變，則一段時間后()A．溶液的pH變大B．c(Na＋)與c(COeq\o\al(2－,3))的比值變大C．溶液濃度變大，有晶體析出D．溶液濃度不變，有晶體析出【解析】用惰性電極電解飽和Na2CO3溶液，實際是電解水，故Na2CO3會結晶析出，若保持溫度不變，則仍為原溫度下的飽和溶液，故溶液濃度不變，pH不變，c(Na＋)∶c(COeq\o\al(2－,3))不變，故選D。【答案】D5．下列描述中，不符合生產實際的是()【導學號：92410057】A．電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極B．電解法精煉粗銅，用純銅作陰極C．電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網作陰極D．在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極【解析】電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用碳作陽極，如果用鐵作陽極，則鐵失電子而消耗，故A不對；B、C、D符合生產實際，正確。【答案】A6．海水提鎂的最后一步是將氯化鎂電解獲取金屬鎂，下列有關該電解過程的敘述中，正確的是()A．兩個電極必須都用惰性電極B．陽極可以用金屬電極，陰極必須是惰性電極C．電解熔融狀態的氯化鎂D．電解氯化鎂的水溶液【解析】電解MgCl2獲取金屬鎂，也就是說鎂離子需要得電子，如果在水溶液中，水電離的氫離子會優先得電子，因此只能在熔融狀態下進行。在陰極發生的是鎂離子得到電子的反應，對電極材料沒有要求，在陽極上發生失電子的反應，如果使用活性電極時會優先失電子，所以陽極必須用惰性電極。【答案】C7．工業上電解食鹽水的陰極區產物是()【導學號：92410058】A．氯氣 B．氫氣和氯氣C．氫氣和氫氧化鈉 D．氯氣和氫氧化鈉【解析】用惰性電極電解食鹽水時，陰極反應式為2H＋＋2e－=H2↑，破壞水的電離平衡，陰極區域OH－與Na＋結合成NaOH。【答案】C8．如圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時間后，b極附近溶液呈藍色。下列說法中不正確的是()A．x是正極，y是負極B．a極產生氫氣，b極生成I2C．a極和Pt電極都有氣泡產生D．U形管中溶液的堿性增強【解析】淀粉遇碘變藍→b極生成I2，即確定b極發生反應2I－－2e－=I2，則b極是陽極，x是負極，y是正極，a極H＋放電，發生反應2H＋＋2e－=H2↑，產生氫氣，U形管中總反應式為2KI＋2H2Oeq\o(=,\s\up17(電解))2KOH＋H2↑＋I2，溶液的堿性增強，故A錯誤，B、D正確；石墨為陰極，鉑為陽極，電極反應分別是Cu2＋＋2e－=Cu,4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，C正確。【答案】A9．把分別盛有熔融的KCl、MgCl2、Al2O3的三個電解槽串聯，在一定條件下通電一段時間后，析出鉀、鎂、鋁的物質的量之比為()【導學號：92410059】A．1∶2∶3 B．3∶2∶1C．6∶3∶1 D．6∶3∶2【解析】該題考查了電解中轉移電子的物質的量與析出金屬的化合價及物質的量的關系。在氯化鉀、氯化鎂、氧化鋁中K、Mg、Al分別為＋1價、＋2價、＋3價，在串聯電路中，相同時間通過的電量相同，當都通過6mol電子時，析出K、Mg、Al的物質的量分別為6mol、3mol、2mol，則n(K)∶n(Mg)∶n(Al)＝6∶3∶2。【答案】D10．用如下圖所示的裝置進行電解。通電一會兒，發現濕潤的淀粉KI試紙的C端變為藍色。(1)E為電源的________極，銅為________極。(2)A中發生反應的化學方程式為_____________________________________________，溶液酸性________。(3)在B中觀察到的現象是_______________________________。(4)D端的電極反應式為___________________________________。【解析】本題實質上是三個電解裝置串聯，首先判斷電源的正、負極，E為負極，F為正極；A中是以Pt為陽極、Fe為陰極電解AgNO3溶液。B中Cu為陽極，Cu溶解發生的反應為：Cu－2e－=Cu2＋，石墨為陰極發生的電極反應為：2H＋＋2e－=H2↑，由于水電離出的H＋放電，所以溶液中的c(OH－)>c(H＋)，故溶液中有氫氧化銅藍色沉淀生成。D端為陰極，發生電極反應為：2H＋＋2e－=H2↑。【答案】(1)負陽(2)4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up17(通電))4Ag＋4HNO3＋O2↑增強(3)銅片溶解，石墨電極上有氣體生成，溶液中有藍色沉淀生成(4)2H＋＋2e－=H2↑11．如圖所示，甲、乙為相互串聯的兩個電解池。【導學號：92410060】甲乙(1)甲池若為用電解原理精煉銅的裝置，則A電極名稱為________極，電極材料是________，電極反應式為____________________，電解質溶液可以是________。(2)乙池中鐵極電極反應式為________________________________，若在乙池中滴入少量酚酞試液，開始電解一段時間后，鐵極附近呈________色。(3)若將乙中的石墨電極改為銀電極，則乙池為________裝置，電解一段時間后，溶液的濃度________，現象______________________________________________________________________________________________。【解析】精煉銅時，粗銅作陽極，精銅作陰極，含Cu2＋的溶液作電解質溶液；鐵電極是電解池的陰極，溶液中Ag＋得電子生成Ag，陽極OH－放電，溶液呈酸性，滴入酚酞試液無變化；若銀電極作陽極，AgNO3溶液作電解液，形成電鍍池，溶液的濃度不變。【答案】(1)陰精銅Cu2＋＋2e－=Cu含Cu2＋的溶液(2)Ag＋＋e－=Ag無(3)電鍍不變鐵表面附著一層光亮的金屬銀12．電解原理在化學工業中有廣泛應用。如圖表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導線與直流電源相連。請回答以下問題：(1)若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則：①電解池中X極上的電極反應式是_________________________________，在X極附近觀察到的現象是_____________________________。②Y電極上的電極反應式是_______________________________________，檢驗該電極反應產物的方法是_________________________________。(2)如果用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則：①X極的材料是________，電極反應式為________________________。②Y極的材料是____________，電極反應式為________________。(說明：雜質發生的電極反應不必寫出)【解析】(1)用惰性電極電解飽和食鹽水時，陽極反應：2Cl－－2e－=Cl2↑；陰極反應：2H＋＋2e－=H2↑。與電源正極相連的為陽極，反之為陰極。所以X為陰極，Y為陽極。X極在反應過程中消耗了H2O電離出的H＋，溶液呈堿性，加入酚酞試液變成紅色；Y極產生Cl2，能使濕潤的KI-淀粉試紙變為藍色。(2)電解精煉Cu時，用含雜質的Cu為陽極，純Cu為陰極。反應過程中陽極上的Cu以及比Cu活潑的金屬失去電子，成為離子進入溶液，活潑性比Cu差的金屬形成陽極泥；在陰極只有Cu2＋能得電子成為單質，其他較活潑的金屬對應的離子不能得電子。根據裝置圖，X為陰極，Y為陽極。所以，X電極的材料是純銅，電極反應式為Cu2＋＋2e－=Cu；Y電極的材料是粗銅，電極反應式為Cu－2e－=Cu2＋。【答案】(1)①2H＋＋2e－=H2↑放出氣體，溶液變紅②2Cl－－2e－=Cl2↑把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍色(2)①純銅Cu2＋＋2e－=Cu②粗銅Cu－2e－=Cu2＋[能力提升]13．(2023·福建高考)某模擬“人工樹葉”電化學實驗裝置如下圖所示，該裝置能將H2O和CO2轉化為O2和燃料(C3H8O)。下列說法正確的是()【導學號：92410061】A．該裝置將化學能轉化為光能和電能B．該裝置工作時，H＋從b極區向a極區遷移C．每生成1molO2，有44gCO2被還原D．a電極的反應為：3CO2＋18H＋－18e－=C3H8O＋5H2O【解析】結合裝置圖此為電解裝置，模擬“人工樹葉”，故為電能轉化為化學能，A項錯誤；b極連接電源的正極，為陽極，在電解池中H＋為陽離子，向a極(陰極)區移動，B項正確；右側H2O→O2發生的是氧化反應，每生成1molO2，轉移4mol電子，C3H8O中碳元素的化合價是－2,3CO2→C3H8O，轉移18mol電子，故生成1molO2消耗2/3molCO2，C項錯誤；a電極發生的是還原反應：3CO2＋18H＋＋18e－=C3H8O＋5H2O，D項錯誤。【答案】B14．某工廠采用電解法處理含鉻廢水，耐酸電解槽用鐵板作陰、陽極，槽中盛放含鉻廢水，原理示意圖如下，下列說法不正確的是()A．A為電源正極B．陽極區溶液中發生的氧化還原反應為Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2OC．陰極區附近溶液pH降低D．若不考慮氣體的溶解，當收集到H213.44L(標準狀況)時，有molCr2Oeq\o\al(2－,7)被還原【解析】從圖可知B區產生H2：2H＋＋2e－=H2↑，為陰極反應，則該極區溶液的pH升高，連接電源的負極，則A極連接電源的正極，A項正確、C項錯誤；陽極發生反應：Fe－2e－=Fe2＋，生成的Fe2＋與Cr2Oeq\o\al(2－,7)反應：Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，B項正確；生成LH2，轉移電子mol，根據電子守恒生成molFe2＋，可還原molCr2Oeq\o\al(2－,7)，D正確。【答案】C15．(2023·浙江高考)在固態金屬氧化物電解池中，高溫下電解H2O-CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式，基本原理如下圖所示。下列說法不正確的是()【導學號：92410062】A．X是電源的負極B．陰極的電極反應式是：H2O＋2e－=H2＋O2－CO2＋2e－=CO＋O2－C．總反應可表示為：H2O＋CO2eq\o(=,\s\up17(通電))H2＋CO＋O2D．陰、陽兩極生成的氣體的物質的量之比是1∶1【解析】A項，根據圖示，X極產物為H2和CO，是H2O與CO2的還原產物，可判斷在X極上發生還原反應，由此判斷X極為電源的負極，A項正確；B項，根據題意，電解質為固體金屬氧化物，可以傳導O2－，故在陰極上發生的反應為H2O＋2e－=H2＋O2－，CO2＋2e－=CO＋O2－，B項正確；C項，根據電極產物及B項發生的電極反應可知，該反應的總反應方程式為H2O＋CO2通電,H2＋CO＋O2，C項正確；D項，根據C項的電解總反應方程式，陰陽兩極生成的氣體的物質的量之比為2∶1，D項錯誤。【答案】D16．A、B、C三種強電解質，它們在水中電離出的離子如下表所示：陽離子Na＋、K＋、Cu2＋陰離子SOeq\o\al(2－,4)、OH－上圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，電極均為石墨電極。接通電源，經過一段時間后，測得乙中c電極質量增加了16g。常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間(t)的關系圖如上。據此回答下列問題：(1)M為電源的________極(填寫“正”或“負”)，電極b上發生的電極反應為_____________________________________________________。(2)計算電極e上生成的氣體在標準狀況下的體積________。(3)寫出乙燒杯的電解池反應_______________________________________。(4)如果電解過程中B溶液中的金屬離子全部析出，此時電解能否繼續進行，為什么？_______________________________________________