1、第 3 节 电解池第 2 课时 电解原理的应用1、如图，a、b 是石墨电极，通电一段时间后，b 极附近溶液显红色。下列说法正确的是（ ）APt 为阴极，Cu 为阳极Bb 极的电极反应式是 2H+2e=H2C电解过程中 CuSO4 溶液的 pH 逐渐增大DPt 极上有 6.4 g Cu 析出时，b 极产生 2.24 L(标准状况)气体2、为使反应：Cu+2H 2O=Cu（OH） 2+H2能够发生，下列设计方案正确的是（ ）A用铜片做负极，石墨电极作正极，氯化钠溶液为电解质溶液构成原电池B用铜片做电极，外接直流电源电解硫酸铜溶液C用铜片作阳极，铁片作阴极，电解硫酸钠溶液D用铜片作阴、阳电极，电解稀
2、硫酸3、惰性电极电解下列溶液一段时间，加入一定质量的另一种物质(括号内) ，溶液可以完全复原的是（ ）ANaOH(NaOH) BNaCl(HCl)CCuCl 2(CuO) D CuSO4 (H2O)4、化学与科学、技术、社会和环境密切相关。下列有关说法中错误的是（ ）A. 对工业废水、生活污水净化处理，减少污染物的排放B采用碳捕集和储存技术，逐步实现二氧化碳的零排放C工业上现在大规模采用电解熔融 AlCl3 制取 AlD催化处理汽车尾气，减轻氮氧化物污染和光化学烟雾5、清华大学王晓琳教授首创三室棋电解法制备 LiOH，其工作原理如图所示，下列有关说法正确的是（ ）A. X 电极连接电源负极B.
3、 N 为阳离子交换膜C. Y 电极反应式为 O2+2H2O+4e=4OHD. 制备 2.4g LiOH 产生的 H2 在标准状况下为 2.24 L6、以铁为阳极，铜为阴极，对足量的 NaOH 溶液进行电解，一段时间后得到 2mol Fe（OH） 3 沉淀此过程中共消耗水（ ）A3mol B4mol C5mol D6mol7、21 世纪是钛的世纪。在 8001000时电解 TiO2 可制得钛，装置如图所示。下列叙述正确的是（ ）A. 阴极发生的反应为：TiO 2+4e=Ti+2O2B. 石墨电极上发生还原反应C. b 为电源的负极D. 每生成 1mol 钛，转移电子数 2NA8、以 Pt 为电极
4、，电解含有 0.10 mol M 和 0.1 mol N3 (M 、N 3 均为金属阳离子) 的溶液，阴极析出金属单质或气体的总物质的量(y)与导线中通过电子的物质的量 (x)的关系如图。对离子氧化能力的强弱判断正确的是(选项中 H 为氢离子)( )A. M N3 HC. N3 H M D. 条件不足，无法确定9、用如图所示装置除去含 CN、Cl 废水中的 CN-时，控制溶液 pH 为 910，某电极上产生的 ClO将 CN氧化为两种无污染的气体，下列说法正确的是（ ）A可以用铁作阳极，石墨作阴极B除去 CN-的反应：2CN +5ClO+ H2O =N2+2CO2+5Cl+2 OHC阴极的电极
5、反应式为：Cl +2OH+2e=ClO+H2OD阳极的电极反应式为：2CN +12OH-10e=N2 +2CO32+6H2O10、常温下，电解某溶液 X 只生成 H2 和 O2，下列有关电解过程的叙述正确的是(均在常温下讨论)( )X 溶液浓度可能增大 X 溶液浓度可能减小 X 溶液浓度可能不变 X 溶液 pH可能增大 X 溶液 pH 可能减小 X 溶液 pH 可能不变A. B.C. D.11、 用含锌、银杂质的粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO 4 溶液为电解液进行电解，下列有关电解液中 Cu2+物质的量浓度的叙述中，正确的是 ( )A.c(Cu2+)增大 B.c(Cu2+)减小C.c(Cu2
6、+)不变 D.无法确定12、 （1）事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_。AC（s ）+H 2O（g）=CO（g）+H 2（g） H0 BNaOH （aq）+HC1（aq ） =NaC1（aq）+H 2O（1）H0 C2H 2（g）+O 2（g）=2H 2O（1）H0 （2）以 KOH 溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其负极的电极反应式为 _。（3）电解原理在化学工业中有着广泛的应用现将你设计的原电池通过导线与右图中电解池相连，其中 a 为电解液，X 和 Y 均为惰性电极，则：若 a 为 CuSO4 溶液，则电解时的化学反应方程
7、式为_通电一段时间后，向所得溶液中加入 0.2 mol CuO 粉末，恰好恢复电解前的浓度和 pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为_。13、电解原理在工业生产中应用广泛。（1）电解法生产 MnO2 的方法是以石墨为电极，电解酸化的 MnSO4 溶液。MnO 2 在_极产生，若电解电路中通过 2 mol 电子，则 MnO2 的理论产量为_ g。（2）工业二氧化硫尾气用 Na2SO3 吸收后转化为 NaHSO3 溶液，再用惰性电极电解NaHSO3 溶液，可在生产硫酸的同时再生成 Na2SO3。原理如图所示:电解总反应方程式是_。阳极区可能放出 SO2，分析其产生的原因： 。14、H 3PO2
8、也可用电渗析法制备。 “四室电渗析法”工作原理如图所示( 阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：(1)写出阳极的电极反应式_。(2)分析产品室可得到 H3PO2 的原因_。(3)早期采用“三室电渗析法”制备 H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用 H3PO2 稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有_杂质，该杂质产生的原因是_。参考答案1、 【答案】B【解析】解：本题考查电解池的工作原理。铜单质析出，故 D 错误；故选 B。2、 【答案】C【解析】解：本题考查电解原理A、用铜片做负极，石墨电极作正极，氯化钠溶液为电解质溶液，不能发生
9、铜和水的反应，故 A 错误；B、用铜片做电极，外接直流电源电解硫酸铜溶液是阴极镀铜，不符合要求的反应，故 B错误；C、用铜片作阳极，铁片作阴极，电解硫酸钠溶液，阳极电极反应为 Cu2e=Cu2+，阴极电极反应为 2H+2e=H2，电池反应为 Cu+2H2O=Cu（OH ） 2+H2，故 C 正确；D、用铜片作阴、阳电极，电解稀硫酸，发生的反应是，Cu+2H +=Cu2+H2，故 D 错误；故选 C3、 【答案】B【解析】解：A、电解氢氧化钠溶液，实际上电解的水，恢复到原来状态，需要加入适量的水，故 A 错误；B、2NaCl2H 2O 2NaOHH 2Cl 2，因此恢复到原来状态需要加入适量的
10、HCl，故 B 正确；C、CuCl 2 CuCl 2，需要补充 CuCl2，才能恢复到原来的状态，故 C 错误；D、2CuSO 42H 2O 2CuO 22H 2SO4，需要加入CuO 或 CuCO3，才能恢复到原来的状态，故 D 错误。4、 【答案】C【解析】解：本题考查环境保护及可持续发展的相关知识。5、 【答案】B【解析】解：A根据以上分析， X 极导出的是硫酸，则 X 极应为水电离出的氢氧根放电，则 X 极为阳极，应与电源正极相连，故 A 错误；B由图可知 LiOH 从最右侧导出，则 Li+需通过 N 进入最右侧，故 N 为阳离子交换膜，故 B 正确；CY 极导出的 LiOH，则 Y
11、极是水电离出的氢离子放电生成氢气，阴极电极反应式为 2H2O+2e=2OH+H2，故 C 错误；D制备 2.4 g LiOH，n（OH ）= =0.1 mol，阴极电极反应式为 2H2O+2e=2OH+H2，则 n（H 2）=0.05 mol，为 0.05 mol22.4 L/mol=1.12 L，故 D 错误；故选B。6、 【答案】C【解析】解：本题考查电解原理根据铁原子守恒知，2 mol Fe（OH） 32 mol Fe（OH） 2，所以生成 2 mol Fe（OH） 3 需要2 mol Fe（OH） 2；活泼金属铁作电解池阳极时，电解氢氧化钠溶液的电解方程式为Fe+2H2O H2+Fe（
12、OH） 2，根据电解方程式得，生成 2 mol Fe（OH） 2 需要水的物质的量为 4 mol；又氢氧化亚铁不稳定，能被氧气氧化成氢氧化铁沉淀，反应方程式为 4Fe（OH ）2+O2+2H2O=4Fe（OH） 3，根据方程式得，生成 2 mol Fe（OH） 3 需要水的物质的量为 1 mol，所以得到 2 mol Fe（OH） 3 沉淀消耗水的物质的量共为 5 mol。故选 C。7、 【答案】A【解析】根据 O2移向 B，可知石墨是阳极、TiO 2 是阴极；阴极发生还原反应，极阴极发生的反应为：TiO 2+4e=Ti+2O2，故 A 正确；石墨是阳极，石墨电极上发生氧化反应，故 B 错误；
13、电源正极相连的是阳极，所以 b 为电源的正极，故 C 错误；钛有+4 价变为 0价，所以每生成 1 mol 钛，转移电子数 4 NA，故 D 错误。8、 【答案】C【解析】解：本题考查电解原理。通电后就有固体生成，当通过电子为 0.1 mol 时，析出固体或气体的物质的量为 0.1 mol，证明此时析出的固体，而不是氢气 (若是氢气，那么氢气的物质的量应该为 0.05 mol)，第二阶段，失去电子 0.2 mol，对应物质 0.1 mol，可知该物质是氢气，后面失电子数和物质的量比例保持不变，说明 X3+不放电，M +离子先于 H+放电，故氧化能力为 M+H +N 3+。故选 A。9、 【答案
14、】B【解析】解：阳极要产生 ClO，则铁只能作阴极，不能作阳极，否则就是铁失电子，A错误；溶液为碱性，方程式应为 2CN+5ClO+ H2O=N2+2CO2+5Cl+2OH，故 B 正确；阴极是 H+产生 H2，故 C 错误；阳极是 Cl失电子产生 ClO，电极反应式为：Cl + 2OH-2e=ClO+ H2O，D 错误。10、 【答案】B【解析】由题意知电解过程实质为电解水，当电解质溶液为 Na2SO4 时，水减少，浓度增大，正确；因实质是电解水，所以可能为含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐或水，溶剂减少了，故浓度不可能减小，错误；当 X 是水时，浓度不变，正确；X 为 NaOH 时 pH增大
15、，正确；X 为 H2SO4 时，pH 减小，正确；X 为 Na2SO4 时，pH 不变，正确。11、 【答案】B【解析】阳极发生的电极反应有 Zn-2e=Zn2+、Cu-2e =Cu2+，阴极发生的电极反应是Cu2+2e=Cu，根据电子守恒可知进入溶液中的铜离子物质的量小于析出铜的物质的量，所以电解液中 Cu2+物质的量浓度减小。12、 【答案】(1) C (2) H2+2OH-2e=2H2O(3) 2CuSO 4+2H2O 2Cu+O2+2H2SO4 ； 0.4 mol【解析】解：（1）能设计成原电池的反应通常是放热反应，同时也必须是氧化还原反应。氢气和氧气反应生成水的反应是一个放热的氧化还
16、原反应，所以在理论上可以设计成原电池，选 C。（2）以 KOH 溶液为电解质溶液，可以设计一个氢氧燃料电池，其负极上氢气发生氧化反应，电极反应式为 H2+2OH-2e=2H2O 。（3）若 a 为 CuSO4 溶液，则电解时，阳极上发生 2 H2O-4e=O2+4H+，阴极上发生Cu2+2 e=Cu，总反应的化学反应方程式为 2CuSO4+2H2O 2Cu+O2+2H2SO4由电极反应式可知，n(e -)=n(H+)，通电一段时间后，向所得溶液中加入 0.2 mol CuO 粉末，恰好恢复电解前的浓度和 pH。因为 0.2 mol CuO 可以与 0.4 mol H+反应，所以电解过程中转移的
17、电子的物质的量为 0.4 mol 。13、 【答案】 （1）阳 87 （2）2NaHSO 3+H2O H2SO4+Na2SO3+H2电解过程中，HSO 3通过阴离子交换膜进入阳极区，再与 H+发生反应：HSO 3+H+=SO2+H2O，产生 SO2【解析】解：本题考查电解原理。(1)MnSO 4MnO 2 锰元素化合价升高发生氧化反应，MnO2 在阳极产生；根据阳极反应 2 24MneHOn，电路中通过 2 mol电子生成 MnO2 的理论产量为 1mol，即 87g；（2）用惰性电极电解 NaHSO3 溶液，可在生产硫酸的同时再生成 Na2SO3，根据氧化还原反应原理同时生成氢气.电解总反应
18、方程式是 2NaHSO3+H2O H2SO4+Na2SO3+H2；阳极区显酸性，电解过程中，HSO 3通过阴离子交换膜进入阳极区，再与 H+发生反应：HSO3+ H+=SO2+H2O，产生 SO2。14、 【答案】(1)2H 2O4e =O24H (2)阳极室的 H 穿过阳膜扩散至产品室，原料室的 H2PO 穿过阴膜扩散至产品室， 二者 2反应生成 H3PO2(3)PO H 2PO 或 H3PO2 被氧化34 2【解析】(1)在阳极由于含有的阴离子 OH 、SO 、H 2PO 中放电能力最强的是 OH ， 24 2所以发生反应 2H2O4e =O24H ；(2)在产品室可得到 H3PO2 是因为阳极室的 H 穿过阳膜扩散至产品室，原料室的 H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成； 2(3)早期采用“三室电渗析法”制备 H3PO2，将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用 H3PO2 稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室，其缺点是阳极产生的氧气会把 H3PO2 或 H2PO 氧化为 PO ，使产品不纯。 2 34
