高一化学下册智能优化训练题（带答案）

1．(2014年无锡高一检测)能用电解原理说明的问题是(　　)
①电解是把电能转变成化学能　②电解是化学能转变成电能　③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，通过电解的原理可以实现　⑤任何溶液被电解时，必须导致的发生
A．①②③④ B．②③⑤
C．③④ D．①③④⑤
解析：选D。从能量角度看，电解是把电能转变成化学能的过程，故①对、②错。溶液的导电过程，必将伴随着两个电极上氧化还原反应的发生，同时生成新的物质，故③⑤对。某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理供给电能也可以实现，故④对。所以D选项符合题意。
2．(2014年高考课标全国卷)铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：
Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2
下列有关该电池的说法不正确的是(　　)
A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe
B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2
C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低
D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O
解析：选C。由铁镍蓄电池放电时的产物全部是碱可知，电解液为碱性溶液，放电时负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故Fe为负极，Ni2O3为正极，A正确。放电时，Fe失电子被氧化，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2，B正确。充电时，阴极发生还原反应，电极反应为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，pH增大，C错误。充电时，阳极发生氧化反应，电极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O，D正确。
3．如图所示，下列叙述正确的是(　　)
A．Y为阴极，发生还原反应
B．X为正极，发生氧化反应
C．Y与滤纸接触处有氧气生成
D．X与滤纸接触处变红
解析：选A。该题考查电化学的知识。图中左边为原电池，Zn比Cu活泼，Zn作负极，Cu作正极。右边为电解池，则X为电解池的阳极，氢氧根离子在该极失去电子生成氧气，发生氧化反应；Y为电解池的阴极，氢离子在该极得到电子生成氢气，发生还原反应；因而A对，B、C错。由于水中氢离子在Y极得到电子而余下氢氧根离子，Y处溶液变红，D也错。
4．(2014年金华高一检测)下列叙述正确的是(　　)
A．在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应
B．电解稀硫酸溶液可能发生的反应是Cu＋H2SO4=====电解CuSO4＋H2↑
C．给蓄电池充电时，将蓄电池的负极与电源的正极相连
D．在铜的电解精炼过程中，电解质CuSO4溶液中Cu2＋浓度始终不变
解析：选B。原电池的负极和电解池的阳极发生氧化反应，A选项错误；蓄电池的正极接电源正极，C选项错误；在铜的电解精炼过程中，阳极先是粗铜中比铜活泼的金属杂质放电，如铁、锌等，反应为Fe－2e－===Fe2＋、Zn－2e－===Zn2＋，然后是Cu－2e－===Cu2＋，而阴极一直是溶液中的Cu2＋放电，反应为Cu2＋＋2e－===Cu，依据电荷守恒可知，溶液中的Cu2＋浓度减小，D选项错误。
5．如图为持续电解含一定CaCl2水溶液的装置(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__________反应，电极反应式为__________________________，E极发生________反应，电极反应式为____________________________，电解总反应的离子方程式为________________________。
(2)电解池中产生的现象：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
解析：F极与电源正极相连接，是电解池中的阳极，Cl－在此发生氧化反应生成Cl2；E极是电解池的阴极，H＋在此发生还原反应生成H2，随着H＋的不断反应，E极附近H＋浓度小于OH－浓度，溶液呈碱性，使酚酞变红色；电解的总化学方程式为CaCl2＋2H2O=====通电Ca(OH)2＋Cl2↑＋H2↑；电解一段时间后，通CO2发生的反应有CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O、CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2。
答案：(1)氧化　2Cl－－2e－===Cl2↑　还原　2H＋＋2e－===H2↑　2Cl－＋2H2O=====通电2OH－＋H2↑＋Cl2↑
(2)①通电后E极处溶液呈红色
②通电时，E极、F极均有气体生成
③通CO2时，溶液中先出现白色沉淀，继续通CO2沉淀又消失
一、单项
1．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是(　　)
A．电解氢氧化钠稀溶液，溶液浓度增大，pH变小
B．电解氯化钠溶液，溶液浓度减小，pH不变
C．电解硝酸银溶液，要消耗OH－，溶液pH变小
D．电解稀硫酸，实质是电解水，溶液pH不变
解析：选C。电解氢氧化钠相当于电解水，溶液浓度增大，pH增大；电解氯化钠生成氢氧化钠，pH变大；电解稀硫酸，相当于电解水，pH变小。
2．(2014年高考大纲全国卷)用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的(　　)
A．CuSO4 B．H2O
C．CuO D．CuSO4?5H2O
解析：选C。石墨为惰性电极，电解CuSO4溶液时，阳极发生反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极发生反应：2Cu2＋＋4e－===2Cu，欲使电解液恢复到起始状态，可向溶液中加入适量的CuO。
3．下列描述中，不符合生产实际的是(　　)
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
解析：选A。电解熔融的氧化铝制取金属铝，用石墨作阳极，若用铁作阳极，铁会失电子参与反应。
4．(2014年无锡高一检测)如图为电解饱和食盐水的简易装置，下列有关说法正确的是(　　)
A．电解一段时间后，往蛋壳中的溶液中滴加几滴酚酞试液，呈红色
B．蛋壳表面缠绕铁丝发生氧化反应
C．铁丝表面生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
D．蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触
解析：选D。该装置为电解池，碳棒作阳极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，铁丝作阴极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，蛋壳内产生的Cl2不能使蛋壳中所滴加的酚酞试液的溶液变色，蛋壳可阻止Cl2与蛋壳外铁丝表面产生的H2及溶液中产生的NaOH溶液接触发生反应。
5．(2014年徐州高一检测)如
图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置，通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液，下列实验现象中正确的是(　　)
A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的
B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
解析：选D。在b电极上：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，在a电极上：4H＋＋4e－===2H2↑，所以产生的气体体积a电极的大于b电极的；两种气体均为无色无味的气体；由于a电极上H＋放电，所以a电极附近的c(OH－)＞c(H＋)，滴加石蕊溶液，a电极附近呈蓝色，同理，b电极附近呈红色。
6．某学生想制作一种
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，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是(　　)
A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl
B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl
C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl
D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl
解析：选B。用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液发生的反应是2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，伴随电解过程所发生的副反应是2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，则可推知使Cl2被完全吸收制得的有较强杀菌能力的消毒液的主要成分是NaClO和NaCl，起消毒作用的是NaClO。电解过程阴极产生氢气，结合图示，消毒液发生器的液体上部空间充满的是氢气，从中推知电源a是负极，b为正极。所以B选项符合题意。
二、不定项
7．(2014年镇江高一检测)下列说法正确的是(　　)
A．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑
B．电解水时为增强导电性可以加入少量的CuCl2固体
C．电解精炼粗铜时，金、银等活泼性较弱的金属在阳极沉积成阳极泥
D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe－2e－===Fe2＋
解析：选AC。CuCl2在水中能被电解，故电解水时不能通过加入CuCl2增强溶液的导电性，但可通过加入活泼金属的含氧酸盐、强碱、含氧酸来增强水的导电性；钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应为：Fe－2e－===Fe2＋。
8．用图甲所示装置进行实验，若图乙中横坐标x表示流入电极的电子的物质的量。下列叙述不正确的是(　　)
A．E表示反应生成Cu的物质的量
B．E表示反应消耗H2O的物质的量
C．F表示反应生成H2SO4的物质的量
D．F表示反应生成O2的物质的量
解析：选C。此题的考查点为电解池反应，在该电解池中，阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，总反应：2CuSO4＋2H2O=====通电2Cu＋2H2SO4＋O2↑，从乙中所给的图象看每转移4 mol e－，E为0→2，F从0→1，显然A、B、D正确，C中要表示生成H2SO4的物质的量也应为E。
9．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，下列叙述正确的是(　　)
A．铅笔端作阳极，发生还原反应
B．铂片端作阴极，发生氧化反应
C．铅笔端有少量的氯气产生
D．a点是负极，b点是正极
解析：选D。本题考查的是电解饱和食盐水实验，电解实验中阳极发生氧化反应，生成氯气，阴极发生还原反应生成氢气，由电极反应式可知，在阴极生成氢氧化钠，出现红色字迹，所以铅笔作阴极，a为电源负极。故选D。
10．下列关于铜电极的叙述正确的是(　　)
A．铜锌原电池中铜是正极
B．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极
C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极
D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
解析：选AC。A叙述的是原电池，铜不如锌活泼，铜应为正极；B、C、D叙述的是电解池。电解池的阳极发生失去电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应。所以，精炼铜时，粗铜应放在阳极，镀铜时铜也应放在阳极以提供Cu2＋。而电解稀硫酸时，如把铜放在阳极，铜就会首先放电，阳极就不能产生氧气。故答案选A、C。
三、非选择题
11．从NO－3、SO2－4、H＋、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。
(1)两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是
________________________________________________________________________。
(2)若阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质的化学式可能是________________________________________________________________________。
(3)两极分别放出气体，且体积比为1∶1，电解质的化学式可能是________________________________________________________________________。
解析：题中提供的电解质离子是七种，其实还包括OH－，即八种。这些离子放电的顺序是：
阳极：Cl－>OH－>(NO－3、SO2－4)；
阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋>Ba2＋。
(1)两极分别放出H2和O2，即H＋和OH－放电，实质是电解H2O，水中的溶质是起导电作用而又不改变H＋和OH－放电的顺序，它可以是HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2中的任意一种，但不能是BaSO4。
(2)阴极析出金属，即Ag＋或Cu2＋放电；阳极放出O2，即OH－放电。水中的溶质可以是AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4中的任意一种。
(3)两极都生成气体，且气体体积比为1∶1，则放电的离子应是Cl－和H＋。水中的溶质可以是HCl、BaCl2中的任意一种。
答案：(1)HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2
(2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4
(3)HCl、BaCl2
12．如图所示表示的是电解饱和食盐水的装置，阴极材料是铁棒，阳极材料是碳棒，饱和食盐水中含有少量酚酞。
(1)接通电源后，饱和食盐水中的阳离子的移动方向是________(填“阴极”或“阳极”)。
(2)电极上生成了气体A和B，生成气体A的电极反应式是________________________________________________________________________。
(3)随着气体的生成，饱和食盐水中产生了两种不同的颜色：一种是________色，其产生的位置是________(填“阴极区”或“阳极区”)；另一种是________色，其产生的位置是________(填“阴极区”或“阳极区”)。
(4)电解一段时间后取出电极，将U形管内的液体搅拌混匀，又发生了化学反应，该反应的化学方程式是___________________________________________________________
________________________________________________________________________；
该溶液可用作消毒剂，原因是_________________________________________________。
解析：在阴极区，随着H＋的不断放电，H2O的电离也不断产生 OH－的浓度逐渐增大，溶液的碱性逐渐增强，使含酚酞的饱和食盐水呈红色。在阳极区，Cl－放电生成Cl2，一部分Cl2溶于水形成氯水，使溶液呈浅黄绿色。
答案：(1)阴极
(2)2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－)
(3)浅黄绿　阳极区　红　阴极区
(4)Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O　NaClO有强氧化性
13．如图所示，通电5 min后，第③极增重2.16 g，同时在A池中收集到标准状况下的气体224 mL，设A池中原混合液的体积为200 mL。
试求：
(1)请写出①②的电极反应式__________________________________________________
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________；
(2)通电前A池中原混合溶液Cu2＋的浓度为______________________________________。
解析：在A池中发生的反应为：阳极(②极)：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　阴极(①极)：2Cu2＋＋4e－===2Cu，若Cu2＋完全放电后还有：4H＋＋4e－===2H2↑。转移电子的物质的量为：2.16 g÷108 g?mol－1＝0.02 mol，由电极反应可知，每转移4 mol电子，放出1 mol O2，所以②极上析出O2的体积为0.02 mol4×22.4 L?mol－1＝0.112 L＜0.224 L，说明A池收集到的气体中还有H2。①极上放出H2为0.224 L－0.112 L＝0.112 L，即0.005 mol。①极上析出Cu和放出H2共获得0.02 mol电子。
Cu2＋的物质的量为(0.02－0.005×2)mol/2＝0.005 mol
c(Cu2＋)＝0.005 mol/0.2 L＝0.025 mol?L－1。
答案：(1)①Cu2＋＋2e－===Cu,2H＋＋2e－===H2↑
②4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(2)0.025 mol?L－1
14．下图是部分元素的单质及其化合物的转化关系图(有关反应条件及部分反应物或生成物已略去)。已知：A是海水中的重要资源；C、D、F是单质，其中C、D在常温、常压下是气体；反应②是化工生产中的重要反应，生成物E具有消毒、漂白、杀菌作用。J、K均为不溶于水的物质，其中J为红褐色。
请按要求：
(1)反应①的离子方程式为(请注明反应条件)________________ ____________________。
(2)B的电子式为________；E的化学式为________。
(3)③的化学方程式__________________________________________________________。
(4)目前各类燃料电池中能量转化效率最高的是“陶瓷电池”，D与氧气构成的燃料电池，通过氧离子在固体氧化物电解质中穿过而导电。写出“陶瓷电池”电极反应式：
负极：_____________________________________________________________________；
正极：_____________________________________________________________________。
解析：由“A是海水中的重要资源”可推知A为NaCl，从而推知B：NaOH；C：Cl2；D：H2；E：NaClO；J红褐色沉淀，为Fe(OH)3；F：Fe；G：HCl；I：FeCl3；H：FeCl2。
答案：(1)2Cl－＋2H2O=====电解2OH－＋H2↑＋Cl2↑
(2)Na＋[?O???H]－　NaClO
(3)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3


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