1、1第 3 课时 电解池的工作原理课后达标检测基础巩固1下列说法正确的是( )电解是把电能转变成化学能的过程 电解是化学能转变成电能的过程 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，必然导致氧化还原反应的发生A BC D解析：选 D。从能量角度看，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，通过电解的原理供给电能也可以实现，故对。所以 D 选项符合题意。2有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是( )A甲中
2、负极反应式为 2H 2e =H2B乙中阳极反应式为 Ag e =AgC丙中 H 向碳棒方向移动D丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体解析：选 C。由图可知，甲、丙是原电池，甲中 Zn 为负极，电极反应为 Zn2e = Zn2 ，A 项错误；丙中 Fe 为负极，碳棒为正极，H 向碳棒方向移动，C 项正确；乙、丁为电解池，乙中 Ag 为阳极，自身失去电子，B 项错误；丁中放电顺序为 I Cl ，开始时阳极产生碘单质，阴极产生 H2，D 项错误。3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
3、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2解析：选 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。4如图所示，下列叙述正确的是( )AY 为阴极，发生还原反应BX 为正极，发生氧化反应CY 与滤纸接触处有氧气生成DX 与滤纸接触处变红解析：选 A。从题图中可以看出，左边的装置为原电池而右边的装置为电解池。根据原电池原理，较活泼的一极作原电池的负极，所以 Zn 为负极，Cu 为正极。再根据电解原理，Y 与
4、Zn 片相连为阴极，X 与 Cu 片相连为阳极，Y 极的电极反应式为2H 2e =H2(还原反应) ；X 极的电极反应式为 4OH 4e =2H2OO 2(氧化反应)。Y 极上 H 放电，同时产生了 OH ，呈碱性，使酚酞溶液呈红色。5将含有 KCl、CuBr 2、Na 2SO4三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：溶液中几乎没有 Br ；电解质溶液为无色；最终溶液显碱性；K 、Na 和 SO 的浓度几乎没有变化。正确的是(设 Cl2、Br 2全部从溶液中逸出)( )24A BC D均正确解析：选 A。溶液中存在的阴离子有 Cl 、Br 、SO 、OH ，阳离子有24
5、K 、Cu 2 、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 ，SO 在溶液中不放电，阳离子首先放电的是 Cu2 ，其次是 H 。所以24先电解 CuBr2，阳极逸出 Br2，阴极析出 Cu。CuBr 2消耗完后继续电解 HCl(H 来自于水中)。当 Cl 被消耗尽时，则继续电解水。由于水被消耗， c(K )、 c(Na )和 c(SO )会增大。246用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为 13 的 CuSO4和 NaCl 的混合溶液，可能发生的反应有( )2Cu 2 2H 2O 2Cu4H O 2= = = = =通 电 Cu
6、2 2Cl CuCl 2= = = = =通 电 2Cl 2H H2Cl 2= = = = =通 电 32H 2O 2H2O 2= = = = =通 电 A BC D解析：选 D。由题意知，溶液中 CuSO4和 NaCl 的物质的量之比为 13，得 n(Cu2 )n(Cl )13。根据离子的放电顺序，阳离子：Cu 2 H Na ，阴离子：Cl OH SO，知溶液电解过程可分为三个阶段：第一阶段电解 CuCl2溶液：Cu 2 2Cl 24CuCl 2，第二阶段电解 NaCl 溶液：= = = = =通 电 2Cl 2H 2O H2Cl 22OH ，第三阶段电解水：= = = = =通 电 2H2
7、O 2H2O 2，故正确。= = = = =通 电 7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( )该溶液的 pH 可能增大；该溶液的 pH 可能减小；该溶液的 pH 可能不变；该溶液的浓度可能增大；该溶液的浓度可能不变；该溶液的浓度可能减小A BC D全部解析：选 C。用惰性电极电解稀 NaOH 水溶液，pH 增大，电解稀 H2SO4溶液，pH 减小，电解稀 Na2SO4水溶液，pH 不变，NaOH、H 2SO4、Na 2SO4的浓度均增大。用惰性电极电解饱和Na2SO4水溶液，溶液的浓度不变。8在水中加等物质
8、的量的 Ag 、Pb 2 、Na 、SO 、NO 、Cl ，该溶液放在用惰性24 3电极作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量之比为( )A35.5108 B16207C81 D10835.5解析：选 C。溶液中的六种离子，有四种发生反应生成沉淀，Ag Cl =AgCl、Pb 2 SO =PbSO4，最后溶液就成了 NaNO3溶液；而电解 NaNO324溶液，实质上就是电解水，电解方程式为 2H2O 2H2O 2。氧化产物和= = = = =通 电 还原产物的质量之比为 m(O2) m(H2)(1 mol32 gmol1 )(2 mol2 gmol1 )81，即 C 项正确。9
9、用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和 pH。则电解过程中转移的电子的物质的量为( )A0.1 mol B0.2 mol4C0.3 mol D0.4 mol解析：选 D。由电解 CuSO4溶液反应的化学方程式2CuSO42H 2O 2CuO 22H 2SO4知，电解过程中只析出 Cu 和放出 O2，故= = = = =通 电 电解后加入 CuO 就可以复原。但本题提示加入 0.1 mol Cu(OH)2可以复原，说明电解过程中阴极不仅有 Cu 生成，还有 H2生成。0.1 mol Cu(OH)2相当于 0.
10、1 mol CuO 和 0.1 mol H2O，由电子守恒 0.1 mol CuO0.1 mol Cu0.2 mol e ，0.1 mol H2O0.1 mol H20.2 mol e ，共计 0.4 mol e 。10从 H 、Cu 2 、Na 、SO 、Cl 五种离子中选择并恰当地组成电解质，按下列要24求进行电解：(1)以石墨为电极进行电解，使电解质质量减少，水质量不变，则可采用的电解质是_。(2)以石墨为电极进行电解，使电解质质量不变，水质量减少，则可采用的电解质是_。(3)以石墨为阳极，铁棒为阴极进行电解，使电解质和水的质量都减少，则可采用的电解质是_。(4)以石墨为电极进行电解，阴
11、极析出金属，阳极放出 O2时，则可采用的电解质是_。(5)以石墨为电极进行电解，两极分别放出气体，且体积比为 11 时，则可采用的电解质是_。解析：根据离子的放电顺序，阳离子：Cu 2 H Na ，阴离子：Cl OH SO 。(1)以惰性电极电解时，电解质质量减少，水质量不变，只电解电解质，24电解质可能为 HCl、CuCl 2。(2)以惰性电极电解时，电解质质量不变，水质量减少，只电解水，电解质可能为 H2SO4、Na 2SO4、NaHSO 4。(3)石墨为阳极，铁棒为阴极，电极材料不参加反应，电解质和水的质量都减少，既电解电解质又电解水，电解质可能为CuSO4、NaCl。(4)以石墨为电极
12、进行电解，若阴极析出金属，阳极放出 O2时，电解质中阳离子放电，水中氢氧根离子放电，电解质可能为 CuSO4。(5)以石墨为电极进行电解，两极分别放出气体，且体积比为 11 时，这可能是氢离子在阴极放电，氯离子在阳极放电。答案：(1)HCl、CuCl 2 (2)H 2SO4、Na 2SO4、NaHSO 4 (3)CuSO 4、NaCl (4)CuSO 4 (5)HCl、NaCl11如图所示，X 和 Y 均为石墨电极：5(1)若电解液为滴有酚酞的饱和食盐水，电解反应的离子方程式为_。电解过程中_(填“阴”或“阳”)极附近会出现红色。(2)若电解液为 500 mL 含 A 溶质的某蓝色溶液，电解一
13、段时间，观察到 X 电极表面有红色固体物质生成，Y 电极有无色气体生成。当溶液中原有溶质完全电解后，取出 X 电极，洗涤、干燥、称量，电极增重 1.6 g。电解后溶液的 c(H )_。要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的_(填物质的化学式，假设电解前后溶液的体积不变)。请推测原溶液中所含的酸根离子可能是_。设计实验验证推测，写出实验的操作步骤、现象和结论：_。解析：(1)电解饱和食盐水，阳极 Cl 放电生成 Cl2，阴极是水电离出的 H 放电生成H2，同时生成 OH ，阴极附近会出现红色。(2)蓝色溶液，说明是可溶性铜盐溶液，X 极有红色固体物质生成，说明溶液中的 Cu2放电，X
14、极是阴极，Y 极是阳极，有无色气体生成，说明是溶液中的 OH 放电，阴离子为含氧酸根离子 SO 或 NO 。生成铜 0.025 mol，由电解反应的离子方程式 2Cu2 2H 2O24 32CuO 24H 可知，生成的 H 为 0.05 mol， c(H )0.1 molL1 。= = = = =通 电 使其恢复至电解前的状态，可加入氧化铜或碳酸铜。答案：(1)2Cl 2H 2O Cl2H 22OH 阴= = = = =通 电 (2)0.1 molL1 CuO(或 CuCO3) SO (或 NO ) 取少量待测液于试管中，滴24 3加盐酸无明显现象，继续滴入氯化钡溶液，若有白色沉淀产生，则证明
15、含有硫酸根离子(或取少量待测液于试管中，滴加浓硫酸，再加入铜粉，若有红棕色气体产生，则证明含有硝酸根离子)能力提升12如图 X 是直流电源。Y 池中 c、d 为石墨棒，Z 池中 e、f 是质量相同的铜棒。接通电路后，发现 d 附近显红色。6(1)电源上 b 为_极(用“正” “负” “阴”或“阳”填空，下同)。Z 池中 e 为_极。连接 Y、Z 池线路中，电子流动的方向是 d_e(用“”或“”填空)。(2)写出 c 极上反应的电极反应式：_。写出 Y 池中反应的化学方程式：_。写出 Z 池中 e 极上反应的电极反应式：_。答案：(1)负 阳 (2)2Cl 2e =Cl22NaCl2H 2O 2
16、NaOHH 2Cl 2= = = = =通 电 Cu2e =Cu213蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是 NiO2Fe2H 2O Fe(OH)2Ni(OH) 2。 放 电 充 电(1)若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是_(填字母)。ANiO 2 BFeCFe(OH) 2 DNi(OH) 2(2)该电池放电时，正极附近溶液的 pH_(填“增大” “减小”或“不变”)。(3)充电时该电池阳极的电极反应式为_。(4)用此蓄电池分别电解以下两种溶液，假如电路中转移了 0.02 mol e ，且电解池的电极均为惰性电极，试回答下列问题：电解 M
17、(NO3)x溶液时某一电极增加了 a g M，则金属 M 的相对原子质量为_(用含 a、 x 的表达式表示)。电解含有 0.01 mol CuSO4和 0.01 mol NaCl 的混合溶液 100 mL，阳极产生的气体在标准状况下的体积是_；将电解后的溶液加水稀释至 1 L，此时溶液的 c(H )_mol/L。解析：(1)根据原电池反应中元素化合价变化可知，被还原的物质为 NiO2。(2)NiO 2在7正极反应，电极反应式为 NiO22H 2O2e =Ni(OH)22OH ，由于有氢氧根离子生成，pH增大。(3)充电时，蓄电池的正极与外电源的正极相连，作阳极，发生氧化反应，电极反应式为 Ni
18、(OH)22e 2OH =NiO22H 2O。(4)由题意，电路中转移了 0.02 mol e 时，有 a g M 析出，其摩尔质量为 50 xa g/mol，其相对原子质量为 50xa。电路中a gx0.02 mol转移了 0.02 mol e 时，溶液中 Cu2 在阴极上恰好完全析出，在阳极上放电的离子有 Cl和 OH ，生成的气体有氯气和氧气，根据电子守恒有 2n(Cl2)4 n(O2)0.02 mol，又n(Cl2)0.005 0 mol，则 n(O2)0.002 5 mol，阳极产生的气体在标准状况下的体积为0.007 5 mol22.4 L/mol0.168 L；生成的氧气为 0.002 5 mol 时，消耗氢氧根离子0.01 mol，生成氢离子 0.01 mol，最后 1 L 溶液中氢离子浓度为 0.01 mol/L。答案：(1)A (2)增大(3)Ni(OH)22e 2OH =NiO22H 2O(4)50 xa 0.168 L 0.01
