新学年高中化学 第04章 电化学基础 专题431 电解原理测新人教版选修4.docx

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新学年高中化学第04章电化学基础专题431电解原理测新人教版选修4

4-3-1电解池（第一课时）

1．下列关于电解池的叙述中正确的是（）

A．电解池中的闭合回路仅是由电子的定向移动形成的

B．金属导线中,电子从电源的负极流向电解池的阳极,从电解池的阴极流向电源的正极

C．在电解质溶液中,阴离子向阴极运动,阳离子向阳极运动

D．相同时间内,阳离子在阴极上得到的电子与阴离子在阳极上失去的电子数相等

【答案】D

2．能用电解原理说明的问题是（）

①电解是把电能转变成化学能

②电解是化学能转变成电能

③电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化

④不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理可以实现

⑤任何溶液被电解时,必然导致氧化还原反应的发生

A．①②③④B．②③⑤

C．③④D．①③④⑤

【答案】D

【解析】从能量角度看,电解是把电能转变成化学能的过程,故①对,②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③⑤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④对。

所以D项符合题意。

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（）

A．逸出气体的体积,a电极的小于b电极的

B．一电极逸出无味气体,另一电极逸出刺激性气味气体

C．a电极附近呈红色,b电极附近呈蓝色

D．a电极附近呈蓝色,b电极附近呈红色

【答案】D

4．若某电能与化学能的转化装置（电解池或原电池）中发生的总反应的离子方程式是Cu+2H+

Cu2++H2↑,则下列关于该装置的有关说法中正

确的是（）

A．该装置可能是原电池,也可能是电解池

B．该装置只能是原电池,且电解质溶液为硝酸

C．该装置只能是电解池,且金属铜为该电解池的阳极

D．该装置只能是原电池,电解质溶液不可能是盐酸

【答案】C

【解析】原电池是将化学能转化为电能的装置,电解池是将电能转化为化学能的装置。

由题给总方程式知,Cu失电子,H+得电子。

如果是原电池,Cu是负极,它的金属活动性排在氢之后,不可能发生反应,所以只能是电解池。

5．某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。

滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿,然后平铺在一块铂片上,接通电源后,用铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹。

据此,下列叙述中正确的是（）

A．铅笔端作阳极,发生还原反应

B．铂片端作阴极,发生氧化反应

C．铅笔端有少量的氯气产生

D．a点是负极,b点是正极

【答案】D

6．如图所示是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极,则下列有关判断中正确的是（）

A．a为负极,b为正极

B．a为阳极,b为阴极

C．电解过程中,d电极质量增加

D．电解过程中,氯离子浓度不变

【答案】C

【解析】电流从电源的正极流出,故a为电源的正极,b为负极,与电源正极相连的c为阳极,与电源负极相连的d为阴极,A、B两项均不正确;在电解过程中,因Cu2+是阳离子,移向阴极d,在阴极放电析出Cu,所以d电极质量增加;Cl-是阴离子,移向阳极c,在阳极放电析出Cl2,会导致溶液中氯离子浓度降低,故C项对,D项错。

7．用石墨作电极，电解1mol•L−1下列物质的溶液，溶液的pH保持不变的是

A．HClB．CuSO4C．Na2SO4D．NaCl

【答案】C

【解析】A．用石墨作电极电解盐

酸，电解过程中，阳极：

溶液中阴离子OH−、Cl−移向阳极，放电顺序Cl−＞OH−，Cl−放电发生氧化反应，阳极电极反应式：

2Cl−−2e−═Cl2↑；阴极：

溶液中阳离子H+移向阴极放电2H++2e−=H2↑，所以溶液中氢离子浓度逐渐减小，pH值逐渐变大，故A错误；B．用石墨作电极电解CuSO4溶液，电解过程中，阳极：

溶液中阴离子OH−、

移向阳极，氢氧根离子放电发生氧化反应，电极反应式：

4O

H−−4e−═2H2O+O2↑；阴极：

溶液中阳离子Cu2+、H+移向阴极发生还原反应，电极反应：

2Cu2++4e−═2Cu；所以溶液中氢氧离子浓度逐渐减小，氢离子浓度逐渐增大，pH值逐渐变小，故B错误；C．用石墨作电极电解硫酸钠溶液，溶液中氢离子、氢氧根离子放电，阴极：

4H++4e−=2H2↑，阳极4OH−−4e−═2H2O+O2↑；相当于电解水，导致溶液中硫酸钠的浓度增大，但溶液中氢离子和氢氧根离子的浓度不变，所以溶液的pH值保持不变，故C正确；D．用石墨作电极电解氯化钠溶液时，阴极电极反应式为：

2H2O+2e−=H2↑+2OH−，阳极上氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：

2Cl−−2e−=Cl2↑，所以其电池反应式为：

2NaCl+2H2O

2NaOH+H2↑+Cl2↑，所以溶液中氢离子浓度逐渐减小，pH值逐渐变大，故D错误；故选C。

8．如图所示，铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里，电流表中有电流通过，则下列说法正确的是（）

A．锌片是负极

B．两个铜片上都发生氧化反应

C．石墨是阴极

D．两个番茄都形成原电池

【答案】A

9．下列说法中不正确的是

A．不能自发进行的氧化还原反应，一般可以通过电解实现

B．电解质溶液导电是化学变化，

金属导电是物理变化

C．电解池和原电池中均发生氧化还原反应

D．电解、电离、原电池均需要通电

【答案】D

【解析】电离不需要通电，而是在溶于水或熔融状态下发生的；原电池反应是自发进行的氧化还原反应，也不需要通电。

10．近年来，加“碘”食盐较多的使用了碘酸钾（KIO3），碘酸钾在工业上可用电解法制取。

以石墨和不锈钢为电极，以KI溶液为电解液，在一定条件下电解，反应方程式为：

KI+3H2O=KIO3+3H2↑。

下列有关说法正确的是

A．电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极

B．电解时，阳极反应是：

I−−6e−+3H2O=

+6H+

C．溶液调节至强酸性，对生产有利

D．电解过程中溶液的pH逐渐减小

【答案】B

11．若某电能与化学能的转化装置（电解池或原电池）中发生的总反应的离子方程式是Cu+2H+

Cu2++H2↑，则下列关于该装置的有关说法中正确的是（）

A．该装置可能是原电池，也可能是电解池

B．该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸

C．该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极

D．该装置只能是原电池，电解质溶液

不可能是盐酸

【答案】C

【解析】原电池是将化学能转化为电能的装置，电解池是将电能转化为化学能的装置。

由题给总方程式知，Cu失电子，

H+得电子。

如果是原电池，Cu是负极，它的金属活动性排在氢之后，不可能发生反应，所以只能是电解池。

12．用惰性电极进行电解,下列说法正确的是（）

A．电解稀硫酸,实质上是电解水,故溶液pH不变

B．电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH-,故溶液pH减小

C．电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2

D．电解氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1

【答案】D

13．如图为持续电解含有一定量CaCl2水溶液（含酚酞）的装置（以铂为电极），A为电流表。

电解一段时间t1后，将CO2连续通入电解液中。

（1）电解时，F极发生反应，电极反应为，E极发生反应，电

极反应为，电解总反应为。

（2）电解池中产生的现象：

①。

②。

③

。

【答案】

（1）氧化2Cl--2e-

Cl2

↑还原2H++2e-

H2↑2Cl-+2H2O

2OH-+H2↑+Cl2↑

（2）①通电后E极处溶液呈红色②通电时，E极、F极均有气体生成③通入CO2时，溶液中先出现白色沉淀，继续通入CO2沉淀又消失

【解析】溶液中含有：

Ca2+、H+、Cl-、OH-，通电时，Ca2+、H+移向阴极，H+放电能力比Ca2+强，在E极上发生反应：

2H++2e-

H2↑，H2O电离出的H+放电，OH-富集在阴极（E极），则使阴极区溶液变红；Cl-、OH-移向阳极，Cl-在阳极放电，2

Cl-

Cl2↑+2e-，总反应方程式：

2Cl-+2H2O

Cl2↑+H2↑+2OH-；电解一段时间t1后，溶液中OH-浓度增大，相当于Ca（OH）2、CaCl2的混合溶液，通入CO2：

Ca2++2OH-+CO2

CaCO3↓+H2O，继续通入CO2：

CaCO3+CO2+H2O

Ca（HCO3）2。

14．下图是一个电化学过程的示意图。

已知甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH

2K2CO3+6H2O

（1）请回答图中甲、乙两池的名称。

甲池是装置，乙池是装置。

（2）请回答下列电极的名称；

通入CH3OH的电极名称是，B（石墨）电极的名称是。

（3）写出电极反应式；通入O2的电极的电极反应式为。

A（Fe）电极的电极反应式为。

（4）乙池中反应的化学方程式为。

【答案】

（1）原电池电解池

（2）负极阳极

（3）O2+4e-+2H2O

4OH－4Ag++4e－

4Ag

（4）4AgNO3+2H2O

4Ag+O2↑+4HNO3

15．下图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。

通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336mL（标准状况）气体，且c、d两极产生的气体体积比为1∶2回

答：

（1）直流电源中，M为__________极。

（2）Pt电极上生成的物质是________，其质量为_______g。

（3）电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为2∶_________∶_________∶_________。

（4

）AgNO3溶液的浓度________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），AgNO3溶液的pH_________，硫酸的浓度______________________，硫酸的pH________。

（5）若硫酸的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的硫酸________g。

【答案】

（1）正

（2）Ag2.16（3）2

1

（4）不变不变增大减小（5）45.18

16．如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。

（1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4溶液的浓度变为10.47%，乙中c电极质量增加。

据此回答问题：

①电源的N端为____________极；

②电极b上发生的电极反应为____________________________________；

③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：

____________________________________；

④电极c的质量变化是____________g；

⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化？

简述其原因：

甲溶液____________________________________________________________；

乙溶液____________________________________________________________；

丙溶液____________________________________________________________。

（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行？

为什么？

____________________________________

___________________________________________

【答案】

（1）①正②4OH−−4e−

2H2O+O2↑

③水减少的质量：

100g−

≈4.5g，生成O2体积：

×22.4L·mol−1=2.8L

④16⑤碱性增强，因为电解后，水量减少，溶液中NaOH浓度增大酸性增强，因为阳极上OH−放电生成O2，溶液中H+浓度增大酸碱性大小没有变化，因为K2SO4是强酸强碱盐，浓度增大不影响溶液的酸碱性

（2）能继续进行，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，再电解相当于电解水。