电解与电镀同步检测试题及答案

1．(2014年扬州高二检测)某同学按如图所示的装置进行电解实验。下列说法不正确的是(　　)
A．电解过程中，铜电极上有H2产生
B．电解初期，主反应方程式为：Cu＋H2SO4=====电解CuSO4＋H2↑
C．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出
D．电解前期，H＋的浓度不断减小
解析：选A。Cu作阳极被消耗，溶液中H＋在阴极放电析出H2。因此，电解一段时间后c(H＋)减小，当生成的CuSO4浓度不断增大后，Cu2＋在阴极放电而析出，c(H＋)不再变化。
2．如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法中不正确的是(　　)
A．装置中出口①处的物质是氯气，出口②处的物质是氢气
B．该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过
C．装置中发生反应的离子方程式为：2Cl－＋2H＋=====通电Cl2↑＋H2↑
D．该装置是将电能转化为化学能
解析：选C。电解饱和食盐水中，阴极：2H＋＋2e－===H2↑，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，总离子方程式为：2Cl－＋2H2O=====通电H2↑＋Cl2↑＋2OH－，故A项正确，B项正确；根据定义，D项正确。C项中离子方程式错误。
3.如图是在待镀铁制品上镀铜的实验装置，则下列说法正确的是(　　)
A．电源a极为负极
B．Ⅰ极上铜放电而逐渐消耗
C．Ⅱ极上发生的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋
D．Ⅱ极上Cu2＋放电而使溶液中Cu2＋浓度逐渐变小
解析：选B。电镀时，镀件作阴极，则b为负极，镀层金属作阳极，a为正极，故A项错；C项中，Cu2＋＋2e－===Cu，故C项错；D项中CuSO4溶液的浓度不变，也错误。
4.(2014年莆田高二检测)如图所示，a、b是多孔石墨电极。某同学按图示装置进行如下实验：断开K2，闭合K1一段时间，观察到两支玻璃管内都有气泡将电极包围，此时断开K1，闭合K2，观察到电流计A的指针有偏转。下列说法不正确的是(　　)
A．断开K2，闭合K1一段时间，溶液的pH变大
B．断开K1，闭合K2时，b极上的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑
C．断开K2，闭合K1时，a极上的电极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
D．断开K1，闭合K2时，OH－向b极移动
解析：选B。该题为原电池和电解池的综合试题。当断开K2，闭合K1时为电解池，此时根据电源判断a极为阳极，b极为阴极，相当于电解水，a极的电极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，故A、C两项正确；当断开K1，闭合K2时，该装置为原电池，可看作氢氧燃料电池，a极为正极，电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，b极为负极，电极反应为2H2＋4OH－－4e－===4H2O，故D项正确，B项错误。
5．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)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：
①电解池中X极上的电极反应式为_____________________，
在X电极附近观察到的现象是____________________________。
②Y电极上的电极反应式是______________________________________，
检验该电极反应产物的方法是__________________________。
(2)如果用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：
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___________________________。
(说明：杂质发生的电极反应不必写出)
解析：(1)用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑。与电源正极相连的为阳极，反之为阴极。所以X为阴极，Y为阳极。X极在反应过程中消耗了H2O电离出的H＋，溶液呈碱性，加入酚酞试液变成红色；Y极产生Cl2，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变为蓝色。
(2)电解精炼Cu时，用含杂质的Cu为阳极，纯Cu为阴极。反应过程中阳极上的Cu以及比Cu活泼的金属失去电子，成为离子，进入溶液，活泼性比Cu差的金属形成阳极泥；在阴极只有Cu2＋能得电子成为单质，其他较活泼的金属对应的离子不能得电子。根据装置图，X为阴极，Y为阳极，所以，X电极的材料是纯铜，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu；Y电极的材料是粗铜，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋。
答案：(1)①2H＋＋2e－===H2↑　放出气体，溶液变红　②2Cl－－2e－===Cl2↑　把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色
(2)①纯铜　Cu2＋＋2e－===Cu
②粗铜　Cu－2e－===Cu2＋
1.如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是(　　)
A．a为负极，b为正极
B．a为阳极，b为阴极
C．电解过程中，d电极质量增加
D．电解过程中，氯离子浓度不变
解析：选C。电流从电源的正极流出，故a为电源的正极，b为负极；与电源正极相连的c为阳极，与电源负极相连的d为阴极。在电解过程中，因Cu2＋是阳离子，移向阴极d，在阴极放电析出Cu，所以d电极质量增加；Cl－是阴离子，移向阳极c，在阳极放电析出Cl2，会导致溶液中氯离子浓度降低。
2.(2014年邯郸高二检测)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。
3．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。
4．(2014年厦门高二检测)取一张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是(　　)
A．b电极是阴极
B．a电极与电源的正极相连
C．电解过程中水是氧化剂
D．b电极附近溶液的pH变小
解析：选D。a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色，说明a极产生了Cl2，所以a极与电源的正极相连，即a为阳极，电极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑，b为阴极，2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，所以b极附近的pH增大。
5．下列关于铜电极的叙述正确的是(双选)(　　)
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。
6．(2014年杭州高二检测)如图所示，a、b是两根石墨棒。下列叙述正确的是(　　)
A．a是正极，发生还原反应
B．b是阳极，发生氧化反应
C．稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变
D．往滤纸上滴加酚酞试液，a极附近颜色变红
解析：选C。a是阳极，发生氧化反应；b是阴极，发生还原反应；在反应过程中，硫酸根离子没有参与反应，因此，稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变；往滤纸上滴加酚酞试液，b极附近颜色变红。
7．(2014年龙岩高二检测)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。根据图示的装置可以得出左侧的装置为原电池，右侧的装置为电解池。根据原电池的构成规律：Zn为负极，Cu为正极；由图示连接情况可知X为阳极，发生氧化反应，Y为阴极发生还原反应，电极反应分别为Cu－2e－===Cu2＋、2H＋＋2e－===H2↑。因为在Y电极附近H＋的浓度减小，c(OH－)＞c(H＋)，显碱性，所以Y电极附近变红色。所以只有A选项正确。
8．下列说法中可用于金属防护的有(　　)
①原电池原理　②电解原理　③涂油漆　④电镀
⑤置于干燥环境中
A．③④⑤　　　　　　　　　B．①②③
C．②③④ D．全部
解析：选D。①②是通过电化学原理在被保护的金属上聚集电子，从而进行保护。③④是覆盖保护层，使金属与外界隔绝加以保护。⑤在干燥环境中，金属不易发生原电池反应。
9．用普通食盐进行电解饱和食盐水的实验，食盐水装在U形管内，结果很快在某一电极附近出现食盐水浑浊现象。造成浑浊的难溶物主要是(　　)
A．碳酸镁 B．硫酸钡
C．氢氧化镁 D．碳酸钡
解析：选C。用惰性电极电解饱和食盐水，电解方程式为2NaCl＋2H2O=====通电　2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。原料食盐水要经过精制，未经精制的食盐水中含有Mg2＋、Ca2＋、SO2－4等离子。如果用普通食盐水进行电解，阴极附近在电解产生NaOH的同时，OH－与阴极附近的Mg2＋会反应产生白色难溶物Mg(OH)2。
10．下图中，铁腐蚀由快到慢的顺序为(未标明的溶液为水)(　　)
A．⑥＞④＞①＞②＞③＞⑤
B．⑤＞③＞①＞②＞④＞⑥
C．⑤＞④＞①＞②＞③＞⑥
D．⑤＞④＞②＞①＞③＞⑥
解析：选C。①中由于水中溶解了氧气，铁与杂质碳会形成微原电池，发生电化学腐蚀；②中铁在油中，氧气难以溶解，无溶液，不能形成原电池；③④都形成原电池，但③中铁为正极，受到保护；④中铁为负极，被氧化；⑤⑥都形成了电解池，⑤中铁与电源的正极相连，作阳极，腐蚀速率加快；⑥中铁与电源的负极相连，作阴极，受到保护。所以铁腐蚀由快到慢的顺序为⑤＞④＞①＞②＞③＞⑥。
11．某研究性学习小组的学生在一次活动中，设计出如下方案来测定铜的相对原子质量：
指导教师认为此方案可行，提供了一瓶含有一定量H2SO4、Fe2(SO4)3杂质的CuSO4溶液及其他相关药品、器材。
(1)同学们首先讨论不纯的CuSO4溶液是否需要提纯。假设你是学习小组的学生，请阐明你的看法。(结合你的意见，只需选择a、b两小题中一题作答，另一问不必回答)
a．需要提纯，加入________(填写试剂化学式)，反应后经过滤即可提纯CuSO4溶液。
b．不必提纯，理由是
________________________________________________________________________。
(2)用铜和石墨两个电极电解CuSO4溶液时，铜电极应接电源的________极，石墨电极上的电极反应式是________________________________________；另一极的反应式是
________________________________________________________________________。
(3)该实验测得铜的相对原子质量是
________________________________________________________________________
(用含m、V的代数式表示)。
解析：(1)杂质会影响CuSO4溶液的电解，因为Fe3＋的氧化性比Cu2＋强，电解时会优先放电，所以必须提纯。可以加入CuO、Cu(OH)2或CuCO3等物质，调节溶液的酸碱性，使Fe3＋以Fe(OH)3的形式沉淀出来，过滤除去。
(2)因为阴极上必须有Cu2＋放电，所以铜只能作为阴极，只能与电源的负极相连，石墨作阳极，OH－放电。
(3)可根据总电解反应方程式进行计算。
答案：(1)a.CuO[或Cu(OH)2或CuCO3]
(2)负　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　Cu2＋＋2e－===Cu
(3)11200mV
12．(2014年福州高二检测)现需设计一套实验装置来电解饱和食盐水，并测量电解产生的氢气的体积约6 mL和检验氯气的氧化性(不应将多余的氯气排入空气中)。
(1)试从上图中选用几种必要的仪器，连成一整套装置，各种仪器接口的连接顺序(填编号)是：A接__________，B接__________；
(2)碳棒接直流电源的________极，电极反应式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(3)能说明氯气具有氧化性的实验现象是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(4)假定装入U形管的饱和食盐水为50 mL(电解前后溶液的体积变化可忽略)，当测得生成的氢气为5.6 mL(标准状况)时停止通电。摇匀U形管内的溶液后溶液的pH约为________；
(5)用离子方程式表示电解饱和食盐水的总反应：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
氯气与NaOH溶液反应的离子方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：U形管装置为电解装置，铁棒为阴极，连接电源负极，发生还原反应：2H＋＋2e－===H2↑；碳棒为阳极，连接电源正极，发生氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，所以从A出来的是H2，应该连接G，然后F连接I。淀粉?KI溶液可以检验Cl2，所以B连接D，E连接C，目的是吸收尾气Cl2。
答案：(1)G、F、I　D、E、C
(2)正　2Cl－－2e－===Cl2↑
(3)淀粉?KI溶液变成蓝色
(4)12
(5)2Cl－＋2H2O=====通电　2OH－＋H2↑＋Cl2↑
Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
13．为节省药品和时间，甲、乙、丙三位同学用铜片、锌片、稀硫酸、CuSO4溶液；直流电源、石墨电极、导线、烧杯、试管等中学化学常见的药品和仪器(用品)，以巧妙的构思，“接力”的方式，设计了比较铜与锌金属活泼性相对强弱的系列实验。试填写下列空白：
(1)甲同学分别将一小片铜片、锌片置于烧杯底部(铜、锌不接触)，小心向烧杯中加入稀硫酸，观察到的现象是______________________________。甲同学的设计思路是________________________________________________________________________。
(2)乙同学接着甲的实验，向烧杯中滴加________溶液，进而观察到的现象是________________________________________________________________________，
________________________。乙同学判断出锌、铜金属活动性相对强弱所依据的原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
(3)丙同学使用直流电源和石墨电极组装电解装置，向乙同学实验后的溶液中补充了必要的试剂(作电解液)。反
应在调控下开始，有关电化学反应的化学方程式为______________________________。获得的明显实验现象是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)请你再单独设计一个简单实验(试剂、仪器自选)，证实锌和铜金属活泼性的相对强弱(简要说明操作步骤及现象)____________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：根据题目条件和信息可知，甲同学是利用金属活动顺序表的有关知识设计实验证明锌和铜的活泼性；乙同学在甲同学的基础上采用置换反应和电化学原理证明锌和铜的活泼性；由于硫酸铜溶液的加入，锌单质将会与铜离子发生置换反应产生铜附着在锌的表面，从而形成原电池加快了锌与稀硫酸的反应；丙同学采用的是电解法，由于乙反应后的溶液为硫酸锌溶液，所以补充的试剂为硫酸铜。
答案：(1)锌片表面有气泡产生　在金属活动顺序表中，锌排在氢的前面，可与稀硫酸反应，而铜排在氢的后面，不与稀硫酸反应
(2)CuSO4　锌片表面有红色固体产生　锌片表面产生气泡的速率加快　在金属活动顺序表中，锌排在铜的前面，可将铜从其盐溶液中置换出来　锌表面产生的铜与锌构成原电池的两个电极，使锌与稀硫酸的反应加快
(3)2CuSO4＋2H2O=====通电2Cu＋2H2SO4＋O2↑
阳极产生无色气体，阴极石墨表面产生红色固体


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