高中化学第四章化学反应与电能第二节电解池第1课时电解原理课后提升训练含解析第一册

第1课时电解原理
夯实基础轻松达标
1。

下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是(）
A。

硅太阳能电池工作时,光能转化成电能
B.锂离子电池放电时,化学能转化成电能
C。

电解质溶液导电时,电能转化成化学能
D.葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能
项、C项属于电化学反应，一定有电子转移，一定发生氧化还原反应;D项营养物质葡萄糖为人类提供能量的过程,是被O2氧化的过程，发生了氧化还原反应；A项光能转化成电能的过程没有新物质生成,没有发生化学反应,故选A.
2.关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是（）
A.原电池中失去电子的一极为负极
B。

电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极
C。

原电池中相对活泼的一极为正极
D。

电解池中发生氧化反应的一极为阳极
,原电池中相对活泼的一极为负极。

3。

用惰性电极电解下列溶液，其中随着电解的进行，溶液pH 逐渐减小的是(）
①氯化钠溶液②硫酸铜溶液③氢氧化钠溶液
④稀硫酸⑤稀盐酸⑥硫酸钠溶液
A。

①③⑤ B。

②④⑤
C.②④
D.②④⑥
4.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物质（方括号内物质)，能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是（)
A.AgNO3[AgNO3］
B.NaOH［H2O］
C.KCl[KCl］D。

CuSO4[Cu(OH)2]
5.在某电解质溶液里,用M和N作电极,通电一段时间后，发现M 极质量减小，N极质量增大，符合这一情况的是（)
A。

电解质溶液是稀硫酸
B.金属M是阳极,金属N是阴极
C。

M和N是石墨电极
D.M是阴极,N是阳极
M极溶解,发生氧化反应，为阳极,N极质量增加，故有金属单质在N极上析出,发生还原反应，为阴极，电解质溶液应为金属盐溶液，M应为金属电极。

6。

下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是（）
A.HCl、CuCl2、Ba（OH)2
B.NaOH、CuSO4、H2SO4
C。

NaOH、H2SO4、Ba（OH)2
D。

NaBr、H2SO4、Ba（OH)2
解析电解盐酸的化学方程式为2HCl Cl2↑+H2↑,电解CuCl2的化学方程式为CuCl2Cu+Cl2↑,A选项错；电解CuSO4溶液的化学方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑，B选项错；电解NaBr溶液的化学方程式为2NaBr+2H2O2NaOH+H2↑+Br2,D选项错.
7.如图中,两电极上发生的电极反应为a极:Cu2++2e-Cu；b 极:Fe—2e-Fe2+。

下列说法不正确的是(）
A。

装置中电解质溶液一定含有Cu2+
B。

该装置一定是化学能转化为电能
C.a、b可能是同种电极材料
D.a极上一定发生还原反应
时,a极材料可以是活动性比铁差的金属或石墨，b极为铁，电解质溶液含Cu2+；当构成电解池时,a极作阴极，b极作阳极且必须是铁电极，电解液中含Cu2+。

8。

用惰性电极电解某溶液时，发现两极只有H2和O2生成，则电解一段时间后，下列有关该溶液(与电解前同温度)的说法中正确的有(）
①该溶液的pH可能增大②该溶液的pH可能减小③该溶液的pH可能不变④该溶液的浓度可能增大⑤该溶液的浓度可能不变⑥该溶液的浓度可能减小
A。

只有①②③
B.只有①②③④
C。

只有①②③④⑤
D。

①②③④⑤⑥
9。

下图为以惰性电极进行电解的装置：
（1)写出A、B、C、D各电极上的电极反应式和总反应方程式: A:，
B:,
总反应方程式:;
C：,
D:,
总反应方程式:;
(2)在A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量之比
为。

解析A、B、C、D分别发生如下反应：
Cu2++2e—Cu,2Cl——2e-Cl2↑，
4Ag++4e—4Ag,2H2O—4e—O2↑+4H+;由电子守恒可知,在四个电极依次析出物质的物质的量之比为n（Cu）∶n（Cl2）∶n（Ag)∶n(O2)=2∶2∶4∶1。

答案（1)Cu2++2e-Cu2Cl—-2e—Cl2↑CuCl2Cu+Cl2↑
4Ag++4e—4Ag2H2O-4e—O2↑+4H+
4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+O2↑
(2)2∶2∶4∶1
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1.如下图所示,甲池的总反应式为N2H4+O2N2+2H2O.下列说法正确的是（）
A.甲池中负极上发生的反应为N2H4—4e-N2+4H+
B.乙池中石墨电极上发生的反应为2H2O—4e—O2↑+4H+
C.甲池溶液pH增大，乙池溶液pH减小
D。

甲池中每消耗0。

1 mol N2H4乙池电极上则会析出6.4 g固体
解析分析题图知，甲是燃料电池,乙是电解池，甲池中电解质溶液为氢氧化钾溶液，则负极不可能生成H+，应该是
N2H4-4e—+4OH—N2+4H2O，A项错误。

乙池中石墨电极是阳极，发生氧化反应，B项正确.根据甲池总反应式知反应中生成了水,则氢氧化钾溶液的浓度变小,pH减小;乙池中阴极析出铜，阳极OH—放电，乙池的溶液pH减小，C项错误。

根据各个电极通过的电量相等知N2H4~2Cu，则甲池中消耗0。

1molN2H4时乙池电极上会析出12.8g铜,D项错误。

2。

将等物质的量浓度的CuSO4和NaCl溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中溶液pH随时间t变化的曲线正确的是（不考虑Cl2的溶解）（)
解析电解分为三个阶段。

第一阶段（电解CuCl2溶液):阳极反应式为2Cl-—2e-Cl2↑,阴极反应式为Cu2++2e—Cu,因Cu2+浓度减小,水解产生的H+浓度减小,溶液pH增大；第二阶段(电解CuSO4溶液):阳极反应式为2H2O—4e-4H++O2↑,阴极反应式为
2Cu2++4e-2Cu,溶液中H+浓度增大,溶液pH减小;第三阶段(相当于电解水）:阳极反应式为4OH—-4e-2H2O+O2↑,阴极反应式为4H++4e—2H2↑,因为水被消耗,使混合溶液酸性增强，溶液pH减小。

3。

下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b 电极附近溶液呈红色。

下列说法正确的是(）
A。

X是负极，Y是正极
B。

Pt是阴极，Cu是阳极
C.CuSO4溶液的pH逐渐减小
D。

CuSO4溶液的pH不变
电极附近溶液呈红色，说明b电极处氢离子放电。

电解氯化钠溶液时,阳极发生氧化反应产生氯气,阴极发生还原反应
产生氢气,同时生成氢氧化钠，因此b电极是阴极，与电源的负极相连,则Y为负极,X为正极；铂电极与电源的正极相连,作阳极，铜电极作阴极;电解硫酸铜溶液时,阳极上氢氧根离子放电，CuSO4溶液的pH减小.
4。

用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4—H2C2O4混合溶液.下列叙述错误的是（)
A。

待加工铝质工件为阳极
B.可选用不锈钢网作为阴极
C。

阴极的电极反应式为：Al3++3e—Al
D。

硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
解析A项，根据题意“铝表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜”，即铝失去电子发生氧化反应变为氧化铝,因此待加工铝质工件为阳极，A正确;B项,阴极上电极材料本身不反应，只传导电流，可以选用不锈钢网作为阴极,B正确；阴极的电极反应式为
2H++2e-H2↑,C错误；D项，电解过程中阴离子移向阳极，即S O42-向阳极移动，D项正确。

5。

将含有KCl、CuBr2、Na2SO4三种物质的水溶液用铂电极进行电解，且电解时间足够长。

有以下结论：①溶液中几乎没有Br—；②电解质溶液为无色；③最终溶液显碱性；④K+、Na+和S O42-的浓度几乎没有变化。

其中正确的是(设Cl2、Br2全部从溶液中逸出）()
A。

①②③ B.②③④
C。

①②④D.①③④
:Cl-、Br—、S O
2-、OH—,阳离子有:K+、
4
Cu2+、Na+、H+。

因用Pt电极电解足够长的时间，阴离子首先
放电的是Br-，其次是Cl-，最后是OH—，S O
2-在溶液中不放电;
4
阳离子先放电的是Cu2+,其次是H+。

所以先电解CuBr2,阳极逸出Br2，阴极析出Cu,当CuBr2电解完毕时,相当于继续电解HCl(H+来自于水)，当Cl—被消耗尽时,则继续电解水。

由于Cu2+转化为单质铜，电解液变为无色;Cl—在阳极放电时，水电离出的H+在阴极放电，使溶液中的c（OH-）增大；由于最终水被消耗，c(K+)、c(Na+)和c(S O42-）会增大.
6.(双选）将如图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是（）
A。

Cu电极上发生还原反应
B.电子沿Zn→a→b→Cu路径流动
C.片刻后甲池中c（S O42-）增大
D.片刻后可观察到滤纸a点处变红色
项,K闭合后,Zn作原电池的负极，Cu作原电池的正极，Cu电极上发生还原反应;B项,电子流向为Zn→a、b→Cu，a、b
之间无电子流动；C项,甲池中S O
2-浓度基本保持不变，只是盐桥
4
中的Cl-和K+分别向甲、乙两烧杯中移动；D项，滤纸a点附近的电极是阴极,H+放电，溶液中OH—浓度增大,显碱性，故滤纸a 点处变红色.
7.如图,p、q为直流电源的两极,A由+2价金属单质X制成，B、
C、D为铂电极，接通电源,金属X沉积于B极，同时C、D两极试管中产生气泡。

试回答：
（1）p为极,A极发生了反应。

(2)C为极，试管里收集到的气体是;D为
极,试管里收集到的气体是.
（3)C极的电极反应式是。

(4)当反应进行一段时间后，A、B电极附近溶液的pH
（填“增大”“减小”或“不变”)。

(5)当电路中通过0。

004 mol电子时，B电极上沉积金属X的质量为0.128 g，则此金属的摩尔质量为。

接通电源,X沉积于B极，说明B为阴极,则A为阳极,故q为负极,p为正极，A上发生氧化反应。

（2)右侧电解池中，C为阳极,C试管内得O2，D为阴极,D试管内得H2。

(4)A极：X—2e—X2+,B极:X2++2e-X，两极附近溶液pH不变。

(5）设X的摩尔质量为M g·mol-1，则
X2++2e-X
2mol M g
0.004mol 0。

128g
得M=64。

正氧化(2）阳氧气阴氢气
（3)2H2O—4e—4H++O2↑
(4）不变（5)64 g·mol—1
8.重铬酸钾又名红矾钾，是化学实验室中的一种重要分析试剂.工业上以铬酸钾（K2CrO4）为原料，采用电化学法制备重铬酸钾（K2Cr2O7）.制备装置如图所示（阳离子交换膜只允许阳离子透过)：
制备原理：2Cr O
2-(黄色)+2H+Cr2O72-（橙色)+H2O。

4
(1）通电后阳极室产生的现象为；
其电极反应式是。

(2）该制备过程总反应的离子方程式可表示为
4Cr O 42-+4H 2O 2Cr 2O 7
2-+4OH -+2H 2↑+O 2↑,若实验开始时在右室中加入38。

8 g K 2CrO 4,t min 后测得右室中K 与Cr 的物质的量之比为3∶2,则溶液中K 2CrO 4和K 2Cr 2O 7的物质的量之比
为 ；此时电路中转移电子的物质的量为 。

阳极发生氧化反应，溶液中氢氧根离子失去电子生成氧气和水。

(2)直接设K 2CrO 4和K 2Cr 2O 7物质的量分别为x 、y ,则钾原子的物质的量为2x+2y ，铬原子物质的量为x+2y ，依据两原子个数比为3∶2，可求出两物质的物质的量之比为2∶1;根据铬酸钾的质量可求出铬原子总物质的量为0.2mol ，又t min 后两物质的物质的量之比为2∶1,则铬酸钾的物质的量为0。

1mol ，重铬酸钾的物质的量为0。

05mol ，根据化学方程式可知,生成0.05mol 的重铬酸钾,反应中转移电子的物质的量为
0.05×2mol 。

答案(1)阳极产生无色气体，溶液由黄色逐渐变为橙色
4OH —-4e -O 2↑+2H 2O(或2H 2O —4e -O 2↑+4H +） (2）2∶1 0.1 mol
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A 、
B 、
C 三种强电解质,它们在水中电离出的离子如下表所示：
阳
离
子
Na +、K +、Cu 2+
阴
离子
S O 4
2-、OH -
上图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A 溶液、足量的B 溶液、足量的C 溶液，电极均为石墨电极。

接通电源,经过一段时间后，测得乙中c 电极质量增加了16 g 。

常温下各烧杯中溶液的pH 与电解时间（t ）的关系图如上。

据此回答下列问题：
（1)M 为电源的 (填“正”或“负")极,电极b 上发生的电极反应为 .
(2）计算电极e 上生成的气体在标准状况下的体积 。

（3）写出乙烧杯的电解总反应： 。

(4)如果电解过程中B 溶液中的金属离子全部析出,此时电解能否继续进行,为什么? .
(5）要使丙恢复到原来的状态,操作是 。

根据乙中c 极质量增加说明乙为硫酸铜溶液,c 电极为阴极，M 为电源负极，再依据pH 的变化情况,可知丙为硫酸钾或者硫酸钠,甲为氢氧化钠或者氢氧化钾，电解池甲、丙都相当于
电解水。

b为阳极,电极反应式为4OH--4e-2H2O+O2↑。

(2）丙中e电极为阴极，生成的气体为氢气，根据c电极质量增加了16g，结合电子守恒可以确定,电极e上生成氢气物质的量为0.25mol，标准状况下为5.6L。

（3）乙中为电解硫酸铜溶液,电解总反应式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4。

(4）如果电解过程中B溶液中的金属离子全部析出，若继续电解则为电解硫酸溶液,电解反应可继续进行，其实质为电解水。

(5)要使丙恢复到原来的状态,需要添加水，其物质的量(等于生成氢气的物质的量)为0。

25mol,质量为4.5g.
答案(1）负4OH——4e—2H2O+O2↑
(2)5.6 L
（3)2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4
（4)能,因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液,反应实质变为电解水的反应
(5）向丙烧杯中加4。

5 g水。