1、1跟踪检测（三十一）化学能与电能（3）电解原理及应用（过基础）1工业上电解饱和食盐水时，产生氢气的电极是( )A阳极 B阴极C正极 D负极解析：选 B 电解饱和食盐水总反应：2NaCl2H 2O 电解,2NaOHH 2Cl 2，阴极反应式：2H 2e =H2，阳极反应式为 2Cl 2e =Cl2，因此产生氢气的电极是阴极，故 B 正确。2.用石墨电极电解 CuCl2 溶液的装置如图所示，下列关于该装置的分析正确的是( )Aa 电极表面析出红色固体Ba 电极表面产生无色气体Cb 电极上发生还原反应Db 电极的质量保持不变解析：选 C 根据离子的移动方向可知 a 电极是阳极，氯离子放电生成氯气，A
2、 错误；氯气是黄绿色气体，B 错误；b 电极是阴极，铜离子得到电子，发生还原反应，C 正确；b电极上析出铜，电极的质量增加，D 错误。3下列不是应用了电解池原理的是( )A电镀 B工业制镁C牺牲阳极的阴极保护法 D氯碱工业制 Cl2等解析：选 C 电镀是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其他金属或合金的过程，故 A 不符合题意；工业用电解熔融 MgCl2的方法制取金属镁，故 B 不符合题意；牺牲阳极的阴极保护法，是利用原电池原理使还原性较强的金属作为负极发生氧化反应而消耗，被保护的金属作为正极避免腐蚀，故 C 符合题意；氯碱工业通过电解饱和 NaCl 溶液来制Cl2等，故 D 不符合题意。
3、4用铂电极分别电解下列物质的溶液(足量)，阴极和阳极上同时都有气体产生，且溶液的 pH 下降的是( )AH 2SO4 BCuSO 4CHCl DKCl解析：选 A 用铂电极电解硫酸，相当于电解水，阴极和阳极上同时都有气体产生，硫酸浓度增大，溶液 pH 降低，A 正确；用铂电极电解硫酸铜溶液，生成铜、氧气和硫酸，溶液 pH 降低，但阴极无气体产生，B 错误；用铂电极电解 HCl 溶液，生成氢气、氯气，阴极和阳极上同时都有气体产生，但消耗 HCl，则溶液 pH 升高，C 错误；用铂电极电解氯化2钾溶液，生成氢氧化钾和氢气、氯气，溶液 pH 升高，D 错误。5欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴
4、极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是( )AAg 和 AgCl 溶液 BAg 和 AgNO3溶液CPt 和 Ag2CO3溶液 DPt 和 Ag2SO4溶液解析：选 B 在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极，镀层金属银作阳极，电镀液是含有银离子的可溶性的盐溶液硝酸银。6下列叙述正确的是( )A电解精炼铜，粗铜中所含 Ni、Fe、Zn 等金属杂质，电解后以单质形式沉积槽底，形成阳极泥B电解精炼铜时，纯铜作为阳极，粗铜作为阴极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、O 2时铜作阳极解析：选 C 电解精炼铜时，粗铜作阳极，粗铜中所含 Ni、Fe、Zn 等金属杂质活泼性强
5、的金属，先于 Cu 放电，变为金属离子进入溶液，活泼性比铜差的金属不放电，电解后以单质形式沉积槽底，形成阳极泥，故 A 错误；电解精炼铜时，阳极发生氧化反应、阴极发生还原反应，则纯铜作为阴极，粗铜作为阳极，故 B 错误；在镀件上电镀铜时镀件为阴极，阳极为镀层金属，所以可用金属铜作阳极，故 C 正确；电解稀硫酸制 H2、O 2时，若铜作阳极，则阳极铜放电，阳极生成的是铜离子，不会生成氧气，阳极应该为惰性电极，故 D 错误。7用惰性电极电解如下物质可制得对应金属的是( )A电解熔融 AlCl3获取金属铝B电解 MgCl2溶液获取金属镁C电解 CuCl2溶液获取金属铜D电解饱和食盐水来获取金属钠解析
6、：选 C 电解熔融的 Al2O3才能够制备金属铝，A 错误；电解熔融的 MgCl2获取金属镁，B 错误；电解 CuCl2溶液，阴极得到铜，C 正确；电解熔融的 NaCl 才能制备钠，而电解饱和食盐水得到 NaOH 溶液，D 错误。8.某同学设计如图所示装置，探究氯碱工业原理，下列说法正确的是( )A石墨电极与直流电源负极相连B用湿润 KI 淀粉试纸在铜电极附近检验气体，试纸变蓝色C氢氧化钠在石墨电极附近产生，Na 向石墨电极迁移D铜电极的反应式为 2H 2e =H2解析：选 D 设计本装置的目的是探究氯碱工业原理，也就是电解 NaCl 溶液，故 Cu3电极只能作阴极，连接电源的负极，A 不正确
7、；Cu 电极周围得到的产物是 H2，无法使湿润KI 淀粉试纸变蓝色，B 不正确；NaOH 是 Cu 电极周围产物，Na 向 Cu 电极迁移，C 不正确；Cu 电极发生的电极反应为 2H 2e =H2，D 正确。9.用如图所示装置(X、Y 是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一组是( )选项 X 极 实验前 U 形管中液体 通电后现象及结论A 正极 Na2SO4溶液 U 形管两端滴入酚酞后，a 管中呈红色B 正极 AgNO3溶液 b 管中电极反应式是 4OH 4e =O22H 2OC 负极 CuCl2溶液 b 管中有气体逸出D 负极 NaOH 溶液 溶液 pH
8、 降低解析：选 C 电解 Na2SO4溶液时，阳极上是 OH 发生失电子的氧化反应，即 a 管中OH 放电，酸性增强，酸遇酚酞不变色，即 a 管中呈无色，A 错误；电解 AgNO3溶液时，阴极上是 Ag 发生得电子的还原反应，即 b 管中电极反应是析出金属 Ag 的反应，B 错误；电解 CuCl2溶液时，阳极上是 Cl 发生失电子的氧化反应，即 b 管中 Cl 放电，产生 Cl2，C正确；电解 NaOH 溶液时，阴极上是 H 放电，阳极上是 OH 放电，实际上电解的是水，导致 NaOH 溶液的浓度增大，碱性增强，pH 升高，D 错误。10用电解法制取 KIO3的方法是以石墨和铁为电极电解 KI
9、 溶液，电解反应方程式为KI3H 2O KIO33H 2。下列说法中正确的是( )= = = = =电 解 A电解时石墨作阴极B电解时阳极上产生 H2C电解过程中阴极溶液 pH 升高D阴极电极反应式：I 6e 3H 2O=IO 6H 3解析：选 C 电解时，铁作阴极，石墨作阳极，若铁作阳极，则铁放电，A 错误；阳极发生氧化反应，I 失电子被氧化，电极反应为 I 6e 3H 2O=IO 6H ，B、D 两项错 3误；阴极水放电，2H 2O2e =H22OH ，溶液的 pH 升高，C 项正确。11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
10、 A B C D4a 电极 阳极 阴极 阳极 阴极d 电极 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 电子从电源的负极流出，故 a 是阴极，d 是正极，溶液中阳离子 Q 移向阴极 a。12.现用 Pt 电极电解 1 L 浓度均为 0.1 molL1 的 HCl、CuSO 4的混合溶液，装置如图，下列说法正确的是( )A电解开始时阴极有 H2放出B电解开始时阳极上发生：Cu 2 2e =CuC当电路中通过电子的量超过 0.1 mol 时，此时阴极放电的离子发生了变化D整个电解过程中，SO 不参与电极反应24解析：选 D 依据放电顺序阴极先放电的是 Cu2 ，故阴
11、极开始析出的是 Cu，阳极先放电的是 Cl ，故阳极开始产生的是 Cl2，故 A、B 错误；由阴极反应Cu2 2e =Cu， n(Cu2 ) 0.1 mol，当电路中通过电子的量达到 0.2 mol 时，此时 Cu2消耗完毕，阴极放电离子变为 H ，故 C 错误；阳极先是 Cl 放电，当 Cl 消耗完毕，此时H2O 电离产生的 OH 开始在阳极放电，SO 不参与电极反应，故 D 正确。2413.用如图所示装置(熔融 CaF2CaO 作电解质)获得金属钙，并用钙还原 TiO2制备金属钛。下列说法正确的是( )A电解过程中，Ca 2 向阳极移动B阳极的电极反应式为 C2O 2 4e =CO2C在制
12、备金属钛前后，整套装置中 CaO 的总量减少D若用铅蓄电池作该装置的供电电源， “”接线柱是 Pb 电极解析：选 B 电子从外接电源负极流出，经导线到阴极，吸引溶液中的阳离子，即阳离子向阴极移动，选项 A 错误。阳极有 CO2生成，熔融 CaF2CaO 作电解质，则阳极反应式为 C2O 2 4e =CO2，B 选项正确。2CaTiO 2=Ti2CaO，在制备金属钛前后，整套装置中 CaO 的总量增加，C 选项错误。铅蓄电池 PbO2是正极，Pb 为负极，若用铅蓄电池作该装置的供电电源， “”接线柱是 PbO2电极，D 选项错误。514.用石墨电极完成下列电解实验，实验现象：a 处试纸变蓝；b
13、处变红，局部褪色；c 处无明显变化；d 处试纸变蓝。下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )Aa 为电解池的阴极Bb 处有氯气生成，且与水反应生成了盐酸和次氯酸Cc 处发生了反应：Fe3e =Fe3Dd 处：2H 2e =H2解析：选 C a 处试纸变蓝，为阴极，生成 OH ，氢离子放电，电极反应式为2H 2e =H2，A 正确； b 处变红，局部褪色，是因为氯离子放电产生氯气，氯气溶于水发生反应 Cl2H 2O=HCl HClO，HCl 的酸性使溶液变红，HClO 的漂白性使局部褪色，B正确；铁丝 c 处为阳极，发生反应：Fe2e =Fe2 ，C 错误；d 处试纸变蓝，为阴极，生成 OH
14、，氢离子放电，电极反应式为 2H 2e =H2，D 正确。15.取一张用饱和 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，内圆为白色，外圆呈浅红色。下列说法错误的是( )Ab 电极是阴极Ba 电极与电源的正极相连接C电解过程中，水是氧化剂Db 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，内圆为白色，外圆呈浅红色，说明 a 极附近产生了 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，电极反应式为 2H2O2e =H22OH ，
15、所以水作氧化剂，b 极附近溶液的 pH 增大。16如图电解装置可将雾霾中的 NO、SO 2分别转化为 NH 和 SO 。下列关于该装置 4 24的说法错误的是( )ASO 2通入阳极，该电极上发生氧化反应B物质 A 为硫酸6C阴极的电极反应为 NO5e 6H =NH H 2O 4D(NH 4)2SO4可作为肥料解析：选 C 电解装罝可将雾霾中的 NO、SO 2分别转化为 NH 和 SO ，SO 2被氧化生 4 24成 SO ，故通入二氧化硫的一极为阳极，A 项正确；电解方程式为 5SO22NO8H 2O24(NH4)2SO44H 2SO4，物质 A 为硫酸，B 项正确；阴极为 NO 被还原为=
16、 = = = =电 解 NH ，其电极反应式为 NO5e 6H =NH H 2O，C 项错误；(NH 4)2SO4可作为氮肥，D 4 4项正确。17.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溶液，则电解池中 X 极上的电极反应式为_。在 X 极附近观察到的现象是_。Y 电极上的电极反应式为_，检验该电极反应产物的方法是_。(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液 a 选用 CuSO4溶液，则X 电极的材料是_，电极
17、反应式为_。Y 电极的材料是_，电极反应式为_。(说明：杂质发生的电极反应不必写出)(3)工业上可用电解法来处理含 Cr2O 的酸性废水。具体方法是首先通过电解制得还27原剂，然后还原剂将 Cr2O 还原为 Cr3 ，最终转化成 Cr(OH)3沉淀而除去。如图为电解27装置示意图(电极材料分别为铁和石墨)。装置中 b 电极的材料是_ (填“铁”或“石墨”)。上述处理过程中，Cr 2O 被还原成 Cr3 的离子方程式为_。27解析：(1)X 电极与电源的负极相连，作阴极，溶液中的氢离子放电，因此电解池中X 极上的电极反应式为 2H 2e =H2。氢离子放电破坏了水的电离平衡，X 电极附近氢7氧根
18、的浓度大于氢离子，溶液显碱性，所以在 X 极附近观察到的现象是放出气体，溶液变红。Y 电极是阳极，溶液中的氯离子放电，电极反应式为 2Cl 2e =Cl2，氯气具有强氧化性，检验该电极反应产物的方法是把湿润的碘化钾淀粉试纸放在 Y 电极附近，试纸变蓝色。(2)粗铜精炼时纯铜作阴极，粗铜作阳极，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 Cu2e =Cu2 。(3)Cr 2O 具有强氧化性，将 Cr2O 转化成 Cr(OH)3沉淀需要还原剂，Fe 作阳极，27 27该电极上 Fe 失电子生成 Fe2 ，Fe 2 具有还原性，能还原将 Cr2
19、O 转化成 Cr3 ，同时自27身被氧化生成 Fe3 ，所以 a 电极材料是石墨、b 电极材料是 Fe。根据电荷守恒、原子守恒配平方程式为 Cr2O 6Fe 2 14H =2Cr3 6Fe 3 7H 2O。27答案：(1) 2H 2e =H2 放出气体，溶液变红 2Cl 2e =Cl2 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在 Y 电极附近，试纸变蓝色 (2)纯铜 Cu 2 2e =Cu 粗铜 Cu2e =Cu2 (3)铁 Cr 2O 6Fe 2 14H =2Cr3 6Fe 3 7H 2O2718如图所示，E 为蘸有 Na2SO4溶液的滤纸，并滴上几滴酚酞。A、B 分别为 Pt 片，压在滤纸两端，R、S 为
20、电源的电极。M、N 是多微孔的 Ni 电极，在碱溶液中可以视为惰性电极。G 为电流计，K 为开关。C、D 和电解池中都充满浓 KOH 溶液。若在滤纸中央点上一滴紫色的 KMnO4溶液，K 断开，接通电源一段时间后，C、D 中有气体产生。(1)外电源的 R 极为_极。(2)A 极附近的现象是_，B 极的电极反应式为_。(3)滤纸上的紫色点向_(填“A”或“B”)极移动。(4)当 C、D 里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关 K，经过一段时间，C、D 中气体逐渐减少，主要因为_；C 极的电极反应式为_。解析：(1)电解 KOH 溶液，阴极的电极反应式为 2H2O2e =H22OH ，阳极的
21、电极反应式为 4OH 4e =2H2OO 2，通过相同的电量，阴极上产生气体的体积是阳极上产生气体体积的 2 倍，通过题图可知 M 为阴极，N 为阳极，根据电解原理，R 为负极，S 为正极。(2)A 接电源的负极，B 接电源的正极，A 为阴极，电极反应式为2H2O2e =H22OH ，因此 A 极附近的现象是变红，B 极的电极反应式为4OH 4e =O22H 2O。(3) 根据电解原理，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，因8此 MnO 移向 B 极，即滤纸上的紫色点向 B 极移动。(4)切断电源后，H 2、O 2与 KOH 溶液构 4成氢氧燃料电池，C 为负极，电极反应式为 H22OH 2e =2H2O。答案：(1)负 (2)变红 4OH 4e =O22H 2O(3)B (4)H 2、O 2与 KOH 溶液构成氢氧燃料电池 H 22OH 2e =2H2O
