高二复习电解原理及应用1Word格式.docx

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a极板

b极板

X电极

Z溶液

A

锌

石墨

负极

CuSO4

B

NaOH

C

银

铁

正极

AgNO3

D

铜

CuCl2

【解析】　由题意可知，a极板质量增加，说明电解时有金属析出，发生还原反应，a极应为阴极，因此x极应为电源的负极，排除B、C；

b极板有无色无臭气体放出；

此气体为O2，排除D．

【答案】　A

2．某同学为了使反应2HCl＋2Ag＝2AgCl↓＋H2↑能进行，设计了如下图所示四个实验，你认为可行的是（　　）

【解析】　要使反应2HCl＋2Ag＝2AgCl↓＋H2↑能进行，只能通过电解装置来实现，B是原电池装置（Fe作原电池的负极，Ag作原电池的正极），其总反应为Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑；

D不是原电池，也不是电解池；

A是电解装置，但Ag连接在电源的负极上，不会溶解，其实质是电解盐酸：

2HCl

H2↑＋Cl2↑；

C是电解装置，与电源正极连接的Ag失去电子：

Ag－e－＝Ag＋，产生的Ag＋立即与溶液中的Cl－结合生成AgCl：

Ag＋＋Cl－＝AgCl↓，溶液中的H＋在与负极连接的Ag上获得电子产生H2：

2H＋＋2e－＝H2↑，其总反应为：

2HCl＋2Ag＝2AgCl↓＋H2↑。

故选C。

【答案】　C

3．用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定量的另一种物质（括号内物质），电解液基本不变的是（　　）

A．CuCl2（CuSO4）　　　　　B．NaOH（NaOH）

C．NaCl（HCl）D．CuSO4[Cu（OH）2]

【解析】　本题考查的是对电解原理的理解。

电解液基本不变，即电解质的物质的量浓度、组成成分均不变。

C中电解NaCl时NaOH仍留在原溶液中，H2、Cl2逸出，则损失了H、Cl两种元素，且物质的量之比是1∶1，故加入HCl是正确的；

A中电解CuCl2溶液时，损失了Cu和Cl两种元素，加入CuSO4不能弥补Cl－，而多了SO

；

B中电解NaOH溶液时，损失了H、O两种元素，若加入NaOH则增加了Na元素；

D中电解CuSO4溶液时，损失了Cu、O两种元素，若加入Cu（OH）2则增加了H元素。

4．把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为（　　）

A．1∶2∶3B．3∶2∶1C．6∶3∶1D．6∶3∶2

【解析】　因三个电解槽是串联的，其通过的电子数应相等，故有6K＋＋6e－＝6K；

3Mg2＋＋6e－＝3Mg；

2Al3＋＋6e－＝2Al。

则析出的K、Mg、Al的物质的量之比为6∶3∶2

。

【答案】　D

5．在水中加入等物质的量的Pb2＋、Ag＋、Na＋、SO

、NO

、Cl－，该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中，通电片刻，氧化产物与还原产物的质量之比为（　　）

A．35．5∶108B．16∶207C．108∶35．5D．8∶1

【解析】　因Pb2＋＋SO

＝PbSO4↓，Ag＋＋Cl－＝AgCl↓，所以溶液为NaNO3的水溶液，通电后实质是电解水，2H2O

2H2↑＋O2↑，氧化产物为O2，还原产物为H2，其质量之比为32∶2×

2＝8∶1。

【点评】　若没有注意到离子共存条件误认为阴、阳极是Ag＋、Cl－放电，将会错选A。

6．将一直流电源的正、负极（电极材料为Pt），用玻璃片分别压在一张用食盐水、碘化钾、淀粉溶液和石蕊试液浸透的滤纸上，经过一段时间后，两极附近滤纸的颜色分别是（　　）

阳极

蓝

白

红

阴极

【解析】　阳极上I－放电生成I2，使淀粉变蓝，阴极上H＋放电后，使溶液中的c（H＋）<

c（OH－），呈碱性，使石蕊显蓝色，故D项正确。

7．同温、同压下，用惰性电极在U形管中电解下列物质的水溶液，消耗相同的电量，生成气体体积最大的是（　　）

A．饱和食盐水B．CuCl2溶液C．CuSO4溶液D．NaOH溶液

【解析】　电解饱和食盐水，两极分别产生氢气和氯气，假设转移2mol电子，生成氢气和氯气各1mol，共2mol；

而电解CuCl2溶液产生的气体只有氯气，转移2mol电子，生成氯气1mol；

电解CuSO4溶液，产生的气体只有氧气，转移2mol电子，生成氧气0．5mol；

电解NaOH溶液，两极分别产生氢气和氧气，转移2mol电子，生成氢气1mol、氧气0．5mol，共1．5mol。

8．如图所示为直流电源电解稀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。

下列实现现象中正确的是（　　）

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

【解析】　以石墨为电极电解Na2SO4溶液时，阳极（b极）：

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极（a极）：

4H＋＋4e－===2H2↑，则a极附近溶液显碱性，b极附近溶液显酸性，滴加石蕊试液后，a极附近呈蓝色，b极附近呈红色。

二、电镀。

电镀是应用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层金属或合金的方法。

电镀时，通常把镀件作阴极，镀层金属作阳极，用含有镀层金属离子的盐溶液作电镀液。

（1）电镀池的组成：

以镀层金属作阳极，镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的盐溶液作电解质溶液。

（2）阳极消耗的金属离子与阴极析出的金属阳离子完全相等，因此电镀液的浓度不变。

三、铜的电解精炼。

电解精炼铜时，用精铜作阴极，粗铜作阳极，用硫酸酸化的CuSO4溶液作电解质溶液。

阳极反应式为Cu（粗铜）－2e－===Cu2＋，阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu（精铜）。

（1）杂质的走向：

①粗铜中的锌、镍和铁等比铜活泼的金属也发生氧化反应溶解变成金属阳离子进入溶液。

②银、金、铂等不如铜活泼的金属在电解过程中不发生反应，最终沉积在电解池的底部与其他不溶性杂质混在一起形成阳极泥。

（2）溶液中的离子变化：

粗铜中有杂质（锌、铁、镍、银、金等），当铜不断溶解时，位于金属活动性顺序铜之前的金属如Zn、Fe、Ni等，也会失去电子，如Zn－2e－===Zn2＋。

但它们的阳离子氧化性比铜弱，并不在阴极析出，而只是留在电解液里，故Cu2＋的浓度先减小后不变。

9．火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质（如锌、金和银等），其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常用电解精炼法将粗铜提纯。

在电解精炼时（　　）

A．粗铜接电源负极

B．纯铜做阴极

C．杂质都将以单质形式沉积到池底

D．纯铜片增重2．56g，电路中通过电子为0．04mol

【解析】　电解精炼时，粗铜接电源正极，纯铜做阴极；

活动性Zn＞Cu，Zn－2e－===Zn2＋；

纯铜片增重2．56g，即0．04mol，电路中通过的电子应为0．08mol。

【答案】　B

10．如下图所示，下列有关实验现象的描述正确的是（　　）

a电极

b电极

X溶液

实验现象

a电极质量增加，b电极放出无色气体

Fe

KNO3

Cu

a电极质量增加，b电极质量减少

HCl

a电极放出无色气体，b电极放出无色气体

【解析】　这是一个电解装置，其中A、D选项中是惰性电极，且电解液都含有氯离子，所以b电极应该放出黄绿色的气体（氯气）；

B选项中的a电极质量不变；

C选项中所组成的电解池相当于电镀池，其中b电极的铜溶解，质量减少，而a电极上析出铜，质量增加。

11．下列关于铜电极的叙述中，正确的是（　　）

A．铜锌原电池中铜是正极

B．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极

C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阴极

D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极

【解析】　本题主要考查了原电池、电解池的区别。

A叙述的是原电池，铜不如锌活泼，铜应为正极。

B、C、D叙述的是电解池。

电解池的阳极发生失去电子的氧化反应，阴极发生得到电子的还原反应，所以精炼粗铜时，粗铜应作为阳极，镀铜时铜也应作为阳极以提供Cu2＋，而电解稀硫酸时，如把铜作为阳极，铜就会首先放电，阳极就不能产生氧气。

故选A。

12．如下图所示的两个实验装置中，溶液的体积均为200mL，开始时电解质溶液的浓度均为0．1mol·

L－1，工作一段时间后，测得两端导线中均通过0．0

2mol电子，若不考虑盐的水解和溶液体积的变化，则下列叙述中正确的是（　　）

A．产生气体的体积：

①＞②

B．电极上析出物质的质量：

②＞①

C．溶液的pH变化：

①增大，②减小

D．电极反应式①中阳极：

4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑；

②中阴极：

2H＋＋2e－＝H2↑

【解析】　A选项中因①中只有阳极上发生：

4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑而放出气体，②中只有阴极上发生：

2H＋＋2e－＝H2↑而放出气体，通过等量的电子时，产生的气体体积为②＞①，A不正确；

B选项中①中在阴极上发生Cu2＋＋2e－＝Cu，在阳极上发生：

4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑，析出Cu和O2，而在②中只在阴极上析出H2，故电极上析出物质的质量①＞②；

C选项中①中电解CuSO4溶液时，生成了H2SO4（2CuSO4＋2H2O

2Cu＋2H2SO4＋O2↑）使溶液酸性增强，pH减小；

②中反应消耗了H2SO4，使c（H＋）减小，pH增大；

只有选项D正确。

13．某小组为研究电化学原理，设计如图装置。

下列叙述不正确的是（　　）

A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出

B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：

Cu2＋＋2e－===Cu

C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色

D．a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动

【解析】　a、b不连接，未形成原电池，Cu2＋与Fe在接触面上直接反应，A项正确；

a、b用导线连接，铜片作正极，Cu2＋在该电极上得电子，B项正确；

a、b连接与否，溶液中的Cu2＋均得电子发生还原反应生成Cu，Fe均失电子发生氧化反应生成Fe2＋，故溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色，C项正确；

a与电源正极相连时，Cu片作阳极，Cu2＋向Fe电极移动，D项错误。

14．Cu2O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所示，电解总反应为：

2Cu＋H2O

Cu2O＋H2↑。

下列说法正确的是（　　）

A．石墨电极上产生氢气

B．铜电极发生还原反应

C．铜电极接直流电源的负极

D．当有0．1mol电子转移时，有0．1molCu2O生成

【解析】　由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；

石墨作阴极，阴极上是溶液中的H＋反应，电极反应为：

2H＋＋2e－===H2↑，A选项正确；

阳极与电源的正极相连，C选项错误；

阳极反应为2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，当有0．1mol电子转移时，有0．05molCu2O生成，D选项错误。

15．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，用电解法制备高纯度的镍，下列叙述中正确的是（　　）

A．阳极发生还原反应，其电极反应式为：

Ni2＋＋2e－===Ni

B．电解过程中，阳极质量减少与阴极质量增加相等

C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋

D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt

【解析】　本题为课本中“电解精炼铜”的迁移应用，A项阳极应发生氧化反应。

C项溶液中的阳离子主要为Ni2＋，根据金属原子的还原性和金属阳离子的氧化顺序，阳极反应为Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Ni－2e－===Ni2＋，Cu、Pt在该条件下不失电子，阴极反应为Ni2＋＋2e－===Ni，Fe2＋、Zn2＋在该条件下不得电子。

比较两电极反应，因Zn、Fe、Ni的相对原子质量不等，当两极通过相同的电量时，阳极减少的质量与阴极增加的质量不等。

16．将Fe片和Zn片放在盛有NaCl溶液（其中滴有酚酞）的表面皿中，如图所示。

最先观察到变为红色的区域为（　　）

A．Ⅰ和ⅢB．Ⅰ和Ⅳ

C．Ⅱ和ⅢD．Ⅱ和Ⅳ

【解析】　甲是原电池，Zn作负极，Fe作正极，正极上发生反应O2＋2H2O＋4e－===4OH－，c（OH－）>

c（H＋），呈碱性，使酚酞变红；

乙池为电解池，Fe作阳极，Zn作阴极，在阴极上H＋放电，产生大量OH－，Ⅳ区域酚酞变红。

17．按图甲装置进行实验，若图乙中横坐标x表示通过电极的电子的物质的量。

A．E表示反应生成Cu的物质的量

B．E表示反应实际消耗H2O的物质的量

C．F表示反应生成H2SO4的物质的量

D．F表示反应生成O2的物质的量

【解析】　该电解池是阳极、阴极的反应式分别为：

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

2Cu2＋＋4e－===2Cu

总反应式：

2CuSO4＋2H2O

2Cu＋2H2SO4＋O2↑

从乙中所给的图像看，每转移4mole－，E变化为2mol，F变化为1mol，因此E可表示生成Cu或消耗水或生成H2SO4的物质的量。

F可表示生成O2的物质的量。

18．按图中图甲装置进行实验，若图乙的x轴表示流入电极的电子的量，则y轴不可能表示的情况是（　　）

A．c（Ag＋）B．c（NO

）

C．溶液的pHD．银棒质量

【解析】　此为铁上镀银，电镀一段时间后，c（Ag＋）、c（NO

）、溶液的pH基本不变，而银棒质量减小。

19．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是（　　）

A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重

B．图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小

C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大

D．图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的

【答案】B

【拓展】构成原电池，当作负极时会加快金属的腐蚀。

一般来说，金属腐蚀快慢的顺序是：

电解原理引起的腐蚀（作阳极）>

原电池原理引起的腐蚀（作负极）>

一般的化学腐蚀；

当金属受保护时，保护效果排序是：

电解原理保护（作阴极）>

原电池原理保护（作正极）>

一般的保护措施。

20．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试液，则：

①电解池中X极上的电极反应式是____________，在X极附近观察到的现象是______________。

②Y电极上的电极反应式是______________，检验该电极反应产物的方法是____________。

（2）如果用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：

①X极的材料是________，电极反应式为________________________。

②Y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）

【解析】　

（1）用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极反应：

2Cl－－2e－===Cl2↑；

阴极反应：

2H＋＋2e－===H2↑。

与电源正极相连的为阳极，反之为阴极。

所以X为阴极，Y为阳极。

X极在反应过程中消耗了H2O电离出的H＋，溶液呈碱性，加入酚酞试液变成红色；

Y极产生Cl2，能使湿润的KI淀粉试纸变为蓝色。

（2）电解精炼Cu时，用含杂质的Cu为阳极，纯Cu为阴极。

反应过程中阳极上的Cu以及比Cu活泼的金属失去电子，成为离子进入溶液，活泼性比Cu差的金属形成阳极泥；

在阴极只有Cu2＋能得电子成为单质，其他较活泼的金属对应的离子不能得电子。

根据装置图，X为阴极，Y为阳极。

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Cu－2e－===Cu2＋。

【答案】　

（1）①2H＋＋2e－===H2↑　放出气体，溶液变红

②2Cl－－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）①纯铜　Cu2＋＋2e－===Cu

②粗铜　Cu－2e－===Cu2＋

21．课题式研究性学习是培养学生创造性思维的良好方法，某研究性学习小组将下列装置如图连接，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。

将电源接通后，向乙中滴人酚酞试液，在F极附近显红色。

试回答下列问题：

（1）电源A极的名称是________________________________________。

（2）甲装置中电解反应的总化学方程式：

_________________________。

（3）如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是________。

（4）欲用丙装置给铜镀银，G应该是________（填“铜”或“银”），电镀液的主要成分是________（填化学式）。

　　甲　　　　乙　　　　　丙　　　　丁

【解析】　

（1）这是一个串联电解装置，乙中F极出现红色，说明在F极放出H2，生成NaOH，F为阴极，B为负极，A为正极。

（2）甲池电解CuSO4溶液：

2Cu＋O2↑＋2H2SO4。

（3）乙池电解NaCl溶液：

2NaCl＋2H2O

2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，

V（Cl2）∶V（H2）＝1∶1。

（4）给铜镀银，银应为阳极，铜为阴极，G为银，电镀液为AgNO3溶液。

（5）丁装置是胶体的电泳，Fe（OH）3胶体胶粒带正电荷，通电后向阴极移动，阴极区颜色变深。

【答案】　

（1）正极

（2）2CuSO4＋2H2O通电,2Cu＋O2↑＋2H2SO4

（3）1∶1　（4）银　AgNO3　

22．按如图所示装置进行实验，并回答下列问题。

（1）判断装置的名称：

A池为__________，B池为__________。

（2）锌极为____极，电极反应式为，

铜极为____极，电极反应式为，

石墨棒C1为_____极，电极反应式为，

石墨棒C2附近发生的实验现象为_________________________。

（3）当C2极析出224mL气体（标准状态时，锌的质量变化（增加或减少）________g，CuSO4溶液的质量变化了（增加或减少了）________g。

【答案】

（1）原电池　电解池

（2）负　Zn－2e－＝Zn2＋

正　Cu2＋＋2e－＝Cu

阳　2Cl－－2e－＝Cl2↑

有无色气体产生，附近溶液出现红色

（3）0．65　0．01