[精品]2019届高考化学一轮复习第6章化学反应与能量转化第2节电能转化为化学能——电解课后达标检测鲁科版

第2节电能转化为化学能——电解
[课后达标检测]
一、选择题
1．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在下图中，下列有关分析完全正确的是
( )
选项 A B C D
a电极阳极阴极阳极阴极
d极正极正极负极负极
Q离子阳离子阳离子阴离子阴离子
解析：选B。

电子由电源的负极流出，故a是阴极、d是正极，溶液中阳离子移向阴极。

2．下列图示中关于铜电极的连接错误的是( )
解析：选C。

在镀件上镀铜时，铜应作阳极，与电源正极相连；镀件应作阴极，与电源负极相连。

3．下列电解质溶液用惰性电极进行电解时，一段时间后，溶液的pH增大的是( )
A．稀碳酸钠溶液B．硫酸钠溶液
C．稀硫酸D．硫酸铜溶液
解析：选A。

A项，电解稀碳酸钠溶液，实质是电解水，碳酸钠溶液浓度增大，pH增大，故符合；B项，电解硫酸钠溶液实质也是电解水，但溶液仍为中性，pH不变；C项，电解稀硫酸实质是电解水，硫酸浓度增大，pH减小；D项，电解硫酸铜生成硫酸、氧气和铜，故pH减小。

4．火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金、银等)，其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常使用
电解精炼法将粗铜提纯。

在电解精炼时( )
A．粗铜接电源负极
B．纯铜作阳极
C．杂质都将以单质形式沉淀到池底
D ．纯铜片增重2．56 g ，电路中通过的电子为0．08 mol
解析：选D 。

电解精炼铜时，粗铜作阳极，接电源正极，纯铜作阴极，接电源负极，A 、B 两项错误；由于阳极
反应有Zn －2e －
===Zn 2＋
、Fe －2e －
===Fe 2＋
等，则Zn 、Fe 等杂质不能沉淀到池底，C 项错误；由
Cu ～2e －
可知n (e －
)
＝2n (Cu)＝2× 2.56 g 64 g ·mol
－1＝0．08 mol ，D 项正确。

5．用惰性电极电解下列溶液一小段时间后，加入一定量的另一种物质(括号内)，溶液能与原来溶液完全一样
的是(
)
A ．CuSO
4[Cu(OH)2] B ．NaOH(NaOH) C ．NaCl(NaCl)
D ．CuCl 2(CuCl 2)
解析：选D 。

A 项中电解方程式为
2CuSO 4＋2H 2O=====通电
2Cu ＋2H 2SO 4＋O 2↑，消耗的CuSO
4与H 2O 的物质的量之比为1∶1，而加入Cu(OH)2后发生反应Cu(OH)2＋H 2SO 4===CuSO 4＋2H 2O ，生成的CuSO 4与H 2O 的物质的量之比为1∶2，故不
能恢复到原来的溶液；
B 项实质是电解水，故加入NaOH 不可恢复；
C 项电解之后生成
NaOH 、H 2和Cl 2，故要加入HCl
才可以恢复；D 项电解的是电解质本身，故只需要加入
CuCl 2即可恢复。

6．(教材改编题)按如图A 所示装置进行实验，若图B 的x 轴表示流入电极的电子的量，则
y 轴不可能表示的
情况是(
)
①c (Ag ＋
) ②pH ③Ag 棒的质量④Fe 棒的质量
⑤c (NO －
3
) A ．①③B ．只有⑤C ．①②
D ．③④
解析：选D 。

阴极：Ag ＋＋e －===Ag ，阳极：Ag －e －===Ag ＋，故c (Ag ＋
)、c (NO －
3
)、pH 均不变，Ag 棒的质量减小，Fe 棒的质量增加，因此选
D 项。

7．CN －
污染可用电解方法除去，其装置如图所示。

已知电解时控制溶液pH 为9～10并加入食盐，阳极产生的
ClO －
将CN －
氧化为两种无污染的气体。

下列说法不正确的是( )
A ．不能用铁作阳极材料
B ．加入食盐的目的是阳极产生ClO
－
C ．阴极的电极反应式为
2H 2O ＋2e －
===H 2↑＋2OH
－
D ．除去CN －
的反应为2CN －
＋5ClO －
＋2H ＋
===N 2↑＋2CO 2↑＋5Cl －
＋H 2O 解析：选D 。

若用铁作阳极，则铁被氧化，阳极不能产生
ClO －
，达不到除去
CN －
的目的，A 、B 项正确。

H 2O 电
离出的H ＋
在阴极获得电子生成H 2，同时生成
OH －
，其电极反应式为
2H 2O ＋2e －===H
2↑＋2OH －
，C 项正确。

因为溶液呈碱性，所以除去
CN －
的反应中不能出现
H ＋
，D 项错误。

8．(2018·海南五校联考
)工业上常用
NCl 3制备消毒剂
ClO 2，利用如图装置电解氯化铵和盐酸的混合溶液可制备NCl 3(已知NCl 3的水溶液具有漂白性)。

下列推断正确的是
(
)
A ．石墨极为正极
B ．铁极附近溶液的pH 减小
C ．每生成 1 mol NCl 3
必转移 3 mol 电子
D ．电解反应为
NH 4Cl ＋2HCl=====
通电
NCl 3＋3H 2↑解析：选D 。

石墨极为阳极，A 错误；铁极为阴极，电极反应式为2H ＋＋2e －
===H 2↑，铁极附近溶液的酸性逐渐
减弱，pH 增大，B 错误；每生成
1 mol NCl
3
必转移 6 mol 电子，C 错误；根据电解原理可知
D 正确。

9．已知反应：2CrO 2－
4＋2H ＋
Cr 2O 2－
7＋H 2O 。

某科研小组用如图所示的电解装置，从Na 2CrO 4溶液中制取
Na 2Cr 2O 7。

下列有关叙述正确的是
(
)
A ．CrO 2－
4生成Cr 2O 2－7
的反应为非氧化还原反应，不能通过电解方法获得B ．a 为电源正极
C ．d 口流出的NaOH 溶液浓度与c 口浓度相同
D ．Na ＋
从右侧通过阳离子交换膜进入左侧解析：选D 。

电解装置右侧发生Na 2CrO 4转化为Na 2Cr 2O 7的反应，尽管
Cr 的化合价无变化，但该反应得以实现的条件是通过电解调节溶液的
pH ，促进平衡移动，
A 项错误；右侧溶液中的
H ＋
来源于H 2O 的电解，电极反应式为
2H 2O －4e －
===O
2↑＋4H ＋
，故该电极为阳极，阳极连接电源正极，即b 为电源正极，a 为负极，B 项错误；左侧电极
反应式为2H 2O ＋2e －
===H 2↑＋2OH －
，故d 口流出的NaOH 溶液浓度增大，C 项错误；电解时，阳离子从阳极区经阳离
子交换膜流向阴极区，
D 项正确。

二、非选择题
10．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。

①电解池中X极上的电极反应式为_________________________________________，
在X极附近观察到的现象是_________________________________________。

②Y电极上的电极反应式为______________________________________，检验该电极反应产物的方法是
_________________________________________。

(2)用上述装置电解精炼铜。

①X电极材料为________，电极反应式为______________________________。

②Y电极材料为________，主要电极反应式为______________________________。

解析：(1)用惰性电极电解饱和NaCl溶液时，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-KI试纸变成蓝色。

(2)电解精炼Cu时，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电极材料是粗铜，主要电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋。

答案：(1)①2H＋＋2e－===H2↑有气泡产生，溶液变红
②2Cl－－2e－===Cl2↑把湿润的淀粉-KI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＋
11．(2018·南平模拟)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上产生气泡。

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极的电极方程式是_________________________________________。

(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”)。

解析：由B极上有金属X沉积，可知电极反应为X2＋＋2e－===X，则B极为阴极，故q为负极、p为正极，进而推知C为阳极、D为阴极，C极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，D极反应为2H＋＋2e－===H2↑。

答案：(1)正氧化(2)阳氧气阴氢气
(3)2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
(4)不变
12．工业上可用电解法来处理含Cr2O2－7的酸性废水，最终可将Cr2O2－7转化成Cr(OH)3沉淀而除去。

如图为电解装置示意图(电极材料分别为铁和石墨)。

请回答下列问题：
(1)装置中的b电极是________(填“阳极”或“阴极”)。

(2)a电极的电极反应为_________________________________________。

(3)完成b电极附近溶液中发生反应的离子方程式：
Cr2O2－7＋6Fe2＋＋14H＋===________＋________＋________。

(4)电解时用铁而不用石墨作阳极的原因是_____________________________________。

解析：(1)装置中的b电极连接电源的正极，则b电极为阳极。

(2)a电极为电解池的阴极，溶液中的H＋得电子，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑。

(3)Cr2O2－7把Fe2＋氧化为Fe3＋，Cr2O2－7自身被还原为Cr3＋，根据元素守恒推知，同时生
成H2O，所以生成物为Cr3＋、Fe3＋、H2O。

(4)除去Cr2O2－7需要还原剂Fe2＋，用Fe作阳极可产生还原剂Fe2＋，而石墨作阳极则不能提供还原剂。

答案：(1)阳极(2)2H＋＋2e－===H2↑(3)2Cr3＋6Fe3＋7H2O (4)Fe作阳极，可产生还原剂Fe2＋，而石墨作阳极不能提供还原剂
13．ClO2为一种黄绿色气体，是目前国际上公认的高效、广泛、快速、安全的杀菌剂。

制备ClO2的新工艺是电解法。

(1)如图表示用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2，写出阳极产生ClO2的电极反应式：
________________________________；图中b电极为______(填“阳极”或“阴极”)。

(2)电解一段时间，当阴极产生标准状况下气体112 mL时，停止电解，则通过阳离子交换膜的阳离子物质的量
为________mol，阴极区pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。

(3)ClO2对污水中的Fe2＋、Mn2＋、S2－、CN－等有明显去除效果，某工厂中污水含CN－(a mol/L)，现用ClO2把CN －氧化成两种无毒气体，写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________。

解析：(1)电解液中阳离子由阳极移向阴极，故由图知左边是阳极，右边是阴极(b是阴极)。

(2)阴极产生的是H2，n(H2)＝0．005 mol，转移的电子为0．01 mol，通过阳离子交换膜的为H＋，故n(H＋)＝0．01 mol；阴极区H＋放电，pH变大。

(3)根据电子得失守恒和原子守恒得2ClO2＋2CN－===N2＋2CO2＋2Cl－。

答案：(1)Cl－－5e－＋2H2O===ClO2↑＋4H＋阴极
(2)0．01 变大
(3)2ClO2＋2CN－===N2＋2CO2＋2Cl－
14．以二甲醚(CH3OCH3)-空气燃料电池为电源进行如下实验，装置如图所示。

装置D为精炼粗银，e电极为粗银(含有铁、铜杂质)。

x、y、a、b、c、d电极均为石墨。

B、C、D装置中溶液体积为100 mL，反应前后忽略溶液体积
变化(装置中电解质溶液都过量)。

请回答下列问题：
(1)f电极的材料是________；d电极的名称是________(填“阴极”或“阳极”)。

(2)写出x电极的电极反应式：_________________________________________。

(3)b电极附近可能的现象是________________________________________________
________________________________________________________________________。

检验a电极附近产生的气体的方法是_________________________________________
________________________________________________________________________。

(4)已知f电极净增质量为21．6 g时，C装置两极收集的气体体积相同(同温同压下)，则原溶液中c(CuSO4)＝________。

解析：本题的突破口是e电极为粗银，精炼银时粗银作阳极。

根据原电池与电解池、电解池与电解池连接关系
推知电极名称如下：
电极代号x y a b c d e f
电极名称负极正极阳极阴极阳极阴极阳极阴极
(1)精炼银时，纯银作阴极。

(2)CH3OCH3在负极(x电极)发生氧化反应，在碱性条件下生成碳酸盐。

(3)b电极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，b电极附近有气体逸出且溶液变红色。

a电极附近产生氯气，可用湿润的淀
粉-碘化钾试纸检验。

(4)n(Ag)＝
21.6 g
108 g·mol－1
＝0．2 mol，根据放电顺序，C装置中c电极反应式为4OH－－4e－===2H2O
＋O2↑，d电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu(先)，2H＋＋2e－===H2↑(后)，根据得失电子守恒知，n(O2)＝0．05 mol，则
n(H2)＝0．05 mol，n(Cu)＝n(Cu2＋)＝
0.05 mol×4－0.05 mol×２
2＝0．05 mol，c(CuSO4)＝
0.05 mol
0.1 L
＝0．5 mol·Ｌ－1。

答案：(1)纯银阴极
(2)CH3OCH3－12e－＋16OH－===2CO2－3＋11H2O
(3)有气体逸出且溶液变红色用镊子夹一片湿润的淀粉-碘化钾试纸，接近a电极，试纸变蓝色，则证明生成了氯气(4)0．5 mol·Ｌ－1。