1、课时分层作业(五) 电解池的工作原理及应用(建议用时：40 分钟)基础达标练1能用电解原理说明的问题是( )电解是把电能转变成化学能 电解是把化学能转变成电能 电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化 不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现 任何溶液被电解时，必须导致氧化还原反应的发生A BC DD 本 题主要考查了电解原理。从能量 转化的角度看，电解是把电能转变成化学能的过程，故对、错；电解质溶液的导电过 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 、对 ；某些不能自发进行的氧化还原反应，通 过电解供给电能可以实现，故 对。所以 选项都符合题意。故正确
2、答案为 D。2如图是电解饱和 NaCl 溶液的实验装置，其中 c、d 为石墨电极。则下列有关判断中正确的是( )Aa 为正极、 b 为负极Bc 为阴极、d 为阳极C电解过程中，d 电极质量增加D电解过程中，Cl 浓度不变A 由 电子流向可知，a 为正极，b 为负极， c 为阳极，d 为阴极，c 极：2Cl 2e =Cl2；d 极： 2H 2e =H2，因此， B、C、D 项均错误。 3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( ) 【导学号：73702058】A逸出气体的体积，a 电极的小于 b 电极的B一电
3、极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体Ca 电极附近呈红色，b 电极附近呈蓝色Da 电极附近呈蓝色， b 电极附近呈红色D a 、b 电极分别为电解池的阴极和阳极，其电极反应分别是4H 4e =2H2和 4OH 4e =O22H 2O，即 a 电极逸出气体体积比 b电极大。 a 电极和 b 电极溶液分别显碱性和酸性，故可以看到 a 电极附近呈蓝色，b 电极附近呈红色。4在冶金工业中，常用电解法得到钠、镁、铝等金属，其原因是( )A都是轻金属B都是活泼金属C成本低廉D这些金属的化合物熔点较低【答案】 B5为使反应 Cu2H 2O=Cu(OH)2H 2能够发生，下列设计方案正确的是( )A用铜
4、片作负极，石墨电极作正极，氯化钠溶液为电解质溶液构成原电池B用铜片作电极，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，电解稀硫酸C 该 反应为不能自发进行的氧化还原反应，必须设计为电 解池才能发生。阳极为 Cu 放 电，阴极为 H 放电，即用 Cu 作阳极，电解质溶液中为 H2O 放电，选项 C 符合要求。 6关于如图所示、两个装置的叙述，正确的是( )【导学号：73702059】A装置名称：是原电池，是电解池B硫酸浓度变化：增大，减小C电极反应式：中阳极：4OH 4e =2H2OO 2中正极：Zn2e =Zn2D离子移动方向：中 H 向阴极方向移
5、动，中 H 向负极方向移动B 中有外加电源，为电解池， 为原电池，A 错误；中电解水，硫酸浓度增大，中负极材料消耗硫酸，硫酸浓度减小， B 正确；中正极反应为2H 2e =H2，C 错误；中 H 向正极移动，D 错误。7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( )AHCl、CuCl 2、Ba(OH) 2BNaOH、CuSO 4、H 2SO4CNaOH、H 2SO4、Ba(OH) 2DNaBr、H 2SO4、Ba(OH) 2C 电 解时只生成氢气和氧气， 则电解质所含的阳离子在金属活 动性顺序表中铜之前(不包括铜) ，阴离子不能是简单离子；电解 HCl 的方程式为：2HClCl2H
6、 2，A 选项错；电解 CuSO4 溶液的方程式 为：= = = = =通 电 2CuSO42H 2O 2Cu2H 2SO4O 2，B 选项错；电解 NaBr 的方程式= = = = =通 电 为：2NaBr2H 2O 2NaOHH 2Br 2，D 选项错。 = = = = =通 电 8下列有关用惰性电极电解 AgNO3 溶液一段时间后的说法正确的是( )A电解过程中阴极质量不断增加B电解过程中溶液的 pH 不断升高C此时向溶液中加入适量的 Ag2O 固体不能使溶液恢复至电解前的状况D电解后两极产生的气体体积比为 21A 用惰性 电极电解 AgNO3 溶液，总的电解反应式为：4AgNO 32H
7、 2O4AgO 24HNO 3，则阴极上析出银，阳极上放出氧气，A 项正确，= = = = =通 电 D 项错误；由于生成 HNO3，溶液的 pH 应不断降低，B 项错误；要使溶液恢复到电解前的状况要看加入的物质在溶液中的反应：2Ag2O4HNO 3=4AgNO32H 2O，得到的物质恰好是反应掉的物质，可使溶液恢复至电解前的状况，C 项错误 ；故选 A。9利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是( )【导学号：73702060】A氯碱工业中，X 电极上的反应式是 4OH 4e =2H2OO 2B电解精炼铜时，Z 溶液中的 Cu2 浓度不变C在铁片上镀铜时，Y 是纯铜D
8、制取金属镁时，Z 是熔融的氯化镁D X 电极连接电源正极是阳极，Y 电极连接电源负极是阴极。氯碱工业中阳极是 Cl 放 电生成 Cl2，A 错误；电解精炼铜时阳极粗铜溶解，阴极 Cu2 放电析出 Cu，但是粗铜中含有锌 、铁、镍等杂质，使得溶液中 Cu2 浓度变小，B 项错误；铁片上镀铜时，阴极应该是 铁片，阳极是 纯铜，C 项错误；镁是活泼金属，冶炼金属镁应该电解熔融氯化镁， D 项正确。 10根据如图所示装置回答： 【导学号：73702061】(1)当 X 为 Pt，Y 为 Fe，Z 为 AgNO3 时，阳极反应式为_，阴极反应式为_，电解反应式为_。(2)X 为 Cu，Y 为 Fe，Z
9、为 CuSO4 时，阳极反应式为_，阴极反应式为_。【解析】 电解池中与电源正极相连的是阳极(X)，与电源负极相连的是阴极(Y)。【答案】 (1)4OH 4e =2H2OO 2 4Ag 4e =4Ag 2H2O4AgNO 3 4AgO 24HNO 3= = = = =通 电 (2)Cu 2e =Cu2 Cu 2 2e =Cu11从 NO 、SO 、H 、Cu 2 、Ba 2 、Ag 、Cl 等离子中选出适当 3 24的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。 【导学号：73702062】(1)若两极分别放出 H2 和 O2，电解质的化学式是_。(2)若阴极析出金属，阳极放出氧气，电解质的
10、化学式为_。(3)若两极分别放出气体，且体积比为 11，电解质的化学式为_。【解析】 题中提供的电解质离子有七种， 这些离子放 电的顺序是：阳极：Cl OH (水电离出的)(NO 、SO )，阴极： Ag Cu2 H Ba2 。 3 24(1)两极分别放出 H2 和 O2，即 H 和 OH 放电，实质是电解 H2O，水中的溶质应是起导电作用，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
11、体，且气体体积比为 11，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)HNO 3 或 H2SO4、Ba(NO 3)2(2)AgNO3 或 Cu(NO3)2、CuSO 4(3)HCl 或 BaCl212工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。 【导学号：73702063】(1)该电解槽的阳极反应式是_。(2)通电开始后，阴极附近溶液 pH 会增大，请简述原因_。(3)除去杂质后得氢氧化钾溶液，液体从出口_(填写“A”或“B”)导出。【解析】 (
12、1)阳极是左池，氢氧根放电；(2)H 2O 电离出的 H 放电，同时生成 OH ，OH 浓度增大；(3)K 经阳离子交换膜进入右池，右池中 H2O 电离出的H 放电，剩下 OH ；除去 杂质后得到的氢氧化钾溶液从 B 口导出。【答案】 (1)4OH 4e =O22H 2O(2)H2O 电离出的 H 放电，同时生成 OH ，OH 浓度增大 (3)B能力提升练13氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示(电极均为石墨电极)。下列说法中正确的是( )AM 为电子流出的一极B通电使氯化钠发生电离C电解一段时间后，阴极区 pH 降低D电解时用盐酸调节阳极区的 pH 在 23，有利于气体逸出D 根据
13、电解池中 Na 的移 动方向可判断出该装置中左侧是电解池的阳极，右侧是电解池的阴极，故 M 连接的是电源的正极，N 连接的是电源的负极。 M 连接电源正极，是电子流入的一极，A 项错误；氯化钠发生电离不需要通电，B 项错误；电解一段时间后，阴极区 H 放电后，溶液中 OH 浓度升高，溶液 pH 升高，C 项错误 ；阳极区产生 Cl2，因 Cl2H 2O HClOHCl，用盐酸调节阳极区的pH 在 23 时，有利于 Cl2 逸出，D 项正确。14下列叙述中正确的是( ) 【导学号：73702064】图一 图二ACu 2O 是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取 Cu2O 的电解池示意图如图
14、一所示，石墨电极上产生氢气，铜电极发生氧化反应B图一中当有 0.1 mol 电子转移时，有 0.1 mol Cu2O 生成C图二装置中发生反应：Cu2Fe 3 =Cu2 2Fe 2 ，X 极是负极，Y 极材料可以是铜D如图二，盐桥的作用是传递电荷以维持电荷平衡， Fe3 经过盐桥进入左侧烧杯中A 根据 电解总反应：2CuH 2O=Cu2OH 2可知金属铜为阳极材料，Cu 失电 子发 生氧化反应，石墨 为阴极材料，阴极上 H 得电子生成氢气，故 A 正确；2 mol Cu 失去 2 mol 电 子生成 1 mol Cu2O，所以当有 0.1 mol 电子转移时，有0.05 mol Cu2O 生成
15、，故 B 错误；已知 Cu2Fe 3 =Cu2 2Fe 2 ，则该原电池中 Cu 失电子作 负极，即 X 为 Cu，若 Y 为铜，会与 Fe3 直接反应，故 C 错误；原电池中阳离子向正极移动， 盐桥的作用是传递电荷以维持电荷平衡，右侧为正极，所以 Fe3 在右侧烧杯中不向左移动，故 D 错误。 15氢氧化锂是制取锂和锂的化合物的原料，用电解法制备氢氧化锂的工作原理如下图所示：下列叙述不正确的是( ) 【导学号：73702065】Ab 极附近溶液的 pH 增大Ba 极发生的反应为 2H2O4e =O24H C该法制备 LiOH 还可得到硫酸和氢气等产品D当电路中通过 1 mol 电子时，可得到
16、 2 mol LiOHD 从 电解质溶液中离子的移动方向可知，石墨 a 是阳极，石墨 b 是阴极；阳极失去电子，发生氧化反 应，即 2H2O4e =O24H ，结合移动过来的SO 得硫酸；阴极 H 得电子放出氢气， c(OH )增大，溶液的 pH 增大，结合移24动过来的 Li 生成 LiOH，故 A、B、C 均正确。由得失电子守恒可知，电路中通过1 mol 电子时，得到 1 mol LiOH，D 错误。16A、B、C 三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示： 【导学号：73702066】阳离子 Na 、K 、 Cu2阴离子 SO 、OH 24上图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别
17、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_极(填写“正”或“负”)，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)写出乙烧杯的电解反应式_。(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)若经过一段时间后，测得乙中 c 电极质量增加了 16 g，要使丙恢复到原来的状态，操作是_。【解析】 根据溶液 pH 的变化
18、情况，可知丙为硫酸钾或者硫酸钠，乙为硫酸铜，甲 为氢氧化钠或者氢 氧化钾，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，则 c 电极为阴极，M 为电源负极，b 为阳极，电极反应式为4OH 4e =2H2OO 2；丙中 e 电极为阴极，生成的气体为氢气，根据 16 g铜单质，可以确定氢气物质 的量为 0.25 mol，标准状况下为 5.6 L；乙中为电解硫酸铜溶液， 电解反应式为： 2CuSO42H 2O 2CuO 22H 2SO4；如果电= = = = =通 电 解过程中 B 溶液中的金属离子全部析出，此 时电解硫酸溶液， 电解反应可继续进行，实质为电解水；经过一段 时间后， 测得乙中 c 电极质量增加了 16 g，丙实际上电解水，要使丙恢复到原来的状态，需要添加水，其物 质的量(等于氢气的物质的量)为 0.25 mol，质量为 4.5 g。【答案】 (1)负 4OH 4e =2H2OO 2(2)5.6 L(3)2CuSO42H 2O 2CuO 22H 2SO4= = = = =通 电 (4)能；因为 CuSO4 溶液已转变为 H2SO4 溶液，反应变为电解水的反应 (5)向丙烧杯中加 4.5 g 水
