2017-2018人教版高中化学选修四课时训练21电解原理 Word版含解析

课时训练21 电解原理 一、电解池的判断 1.如图所示装置中,属于电解池的是( )

解析:判断某装置是否为电解池,要以构成电解池的三个基本条件为标准。构成电解池的三个条件:①有与直流电源相连的两个电极;②有电解质溶液或熔融态电解质;③能形成闭合回路。 答案:C 2.下列叙述正确的是( ) ①电解池是将化学能转变成电能的装置 ②原电池是将电能转变成化学能的装置 ③金属和石墨导电均为物理变化,电解质溶液导电是化学变化 ④电解池两个电极材料可以相同 A.①②③④ B.③④ C.②③④ D.③ 答案:B 3.下列关于电解池的叙述中正确的是( ) A.与电源正极相连的是电解池的阴极 B.与电源负极相连的是电解池的负极 C.电解池的阳极发生还原反应 D.电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极 解析:电解池中,与直流电源正极相连的电极为阳极,与负极相连的为阴极;阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应;电子从电源的负极经导线流入电解池的阴极。 答案:D 二、电解原理 4.如图是电解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 解析:根据图示电流方向,先确定a是电源正极,b是电源负极;则c是电解池的阳极,电极反应为2Cl--2e-Cl2↑,溶液中氯离子不断减少;d是电解池的阴极,电极反应为Cu2++2e-Cu,d电极质量不断增加。 答案:C 5.用惰性电极电解AgNO3溶液,说法不正确的是 ( ) A.电解过程中阴极质量不断增加 B.电解过程中溶液的pH不断降低 C.此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况 D.电解后两极产生的气体体积比为2∶1 解析:解决有关电解问题首先应注意电极材料,在此基础上写出电极反应和总的电解反应式,根据总的电解反应式来分析电解前后的物质变化和溶液浓度变化,分析溶液的pH变化必须注意原溶液的pH情况。用惰性电极电解AgNO3溶液,总的电极反应式为

4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3。可知:阴极上析出Ag,阳极上放出O2,故A项正确、D项错误;由于生成HNO3溶液,pH应不断降低,B项正确;要使溶液恢复电解前的状况要看加入的物质在溶液中的反应:2Ag2O+4HNO34AgNO3+2H2O;得到的物质恰好是反应掉的物质,可以使溶液恢复电解前的状况,C项正确。 答案:D 6.用惰性电极电解稀硫酸、Cu(NO3)2、NaCl的混合液,最初一段时间阴极和阳极上分别析出的物质分别是( ) A.H2和Cl2 B.Cu和Cl2 C.H2和O2 D.Cu和O2 解析:由题意知,溶液中存在H+、Cu2+、Na+、S错误！未找到引用源。、N错误！未找到引用源。、Cl-、OH-,根据离子的放电顺序,阳离子:Cu2+>H+>Na+,阴离子:Cl->OH->S错误！未找到引用源。、N错误！未找到引用源。,则阴极:Cu2++2e-Cu,阳极:2Cl--2e-Cl2↑。

答案:B

7.如图所示,在一U形管中装入含有紫色石蕊的Na2SO4溶液,通直流电,一段时间后U形管内会形成一个倒立的三角“彩虹”,从左到右的颜色顺序是( ) A.蓝、紫、红 B.红、蓝、紫 C.红、紫、蓝 D.紫、红、蓝 解析:用惰性电极电解Na2SO4溶液,实际上就是电解水,其两极反应为: 阴极:4H++4e-2H2↑

阳极:4OH--4e-2H2O+O2↑

故阴极区域富集OH-,溶液呈碱性,使石蕊溶液变蓝;阳极区域富集H+,溶液中c(H+)增大,使石蕊溶液变红。 答案:C 8.如图所示,下列叙述中正确的是( )

A.Y为阴极,发生还原反应 B.X为正极,发生氧化反应 C.Y与滤纸接触处有氧气生成 D.X与滤纸接触处变红 解析:图中左边装置是以Zn、Cu为电极的原电池装置,该电池中,Zn极为负极,Cu极为正极。而右边为电解池,根据连接情况可以推知,X与Cu极相连为阳极,发生氧化反应;Y与Zn极相连为阴极,发生还原反应。两极的电极反应为X:4OH--4e-2H2O+O2↑;Y:4H++4e-2H2↑,

从而可得出答案应为A。 答案:A 9.用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(括号内物质),不能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是( ) A.AgNO3(Ag2O) B.NaOH(H2O) C.KCl(盐酸) D.CuSO4(CuO)

解析:A中4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3,脱离反应体系的物质是4Ag+O2,相当于2Ag2O,故应当加入适量Ag2O才能复原,若加入AgNO3,会使N错误！未找到引用源。的量增加。

B中2H2O2H2↑+O2↑,脱离反应体系的是2H2+O2,相当于2H2O,故加入适量水可以复原。

C中2KCl+2H2O2KOH+H2↑+Cl2↑,脱离反应体系的是H2+Cl2,相当于2HCl,故应通入适量HCl气体才能复原,若加入盐酸,同时又增加了水。 D中2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑,脱离体系的是2Cu+O2,相当于2CuO,故加入适量CuO可以复原。 答案:C 三、电极反应式的书写 10.用惰性电极电解下列电解质溶液,请你分析下列问题(注意得失电子的顺序)。 (1)CuCl2溶液。阴极: ;阳极: ;总方程式: 。 (2)MgCl2溶液。阴极: ;阳极: ;总方程式: 。 (3)CuSO4溶液。阴极: ;阳极: ;总方程式: 。

答案:(1)Cu2++2e-Cu 2Cl--2e-Cl2↑ CuCl2Cu+Cl2↑

(2)2H++2e-H2↑ 2Cl--2e-Cl2↑ MgCl2+2H2OMg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑

(3)Cu2++2e-Cu 4OH--4e-O2↑+2H2O 2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑

四、关于电解的有关计算 11.用惰性电极电解CuSO4溶液。若阴极上析出Cu的质量为3.2 g,则阳极上产生气体在标准状况下的体积为 ;常温下,若将电解后的溶液稀释至1 L,则溶液的pH约为 。 解析:用惰性电极电解CuSO4溶液时,阳极:4OH--4e-O2↑+2H2O,阴极:Cu2++2e-Cu,根据电子守恒,n(O2)=错误！未找到引用源。n(Cu)=错误！未找到引用源。=0.025 mol,所以标准状

况下V(O2)=0.56 L;根据反应2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,电解后溶液中n(H+)=4n(O2)=0.1 mol,所以c(H+)=0.1 mol·L-1,pH=1。 答案:0.56 L 1

(建议用时:30分钟) 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 解析:在电解池中,外电路上是靠电子的定向移动形成电流,而电解质溶液中是靠阴、阳离子的定向移动而形成电流,因此A项错误。在电解池中,电子由电源的负极流向电解池的阴极,由电解池的阳极流向电源的正极;在电解质溶液中,阴离子向着阳极移动,阳离子向着阴极移动,因此B、C两项都错误,只有D项正确。 答案:D 2.下列有关电解池的说法正确的是( ) A.在电解池中与外接电源负极相连的电极是阳极 B.电解任何物质阳极上失电子数与阴极上得电子数相等 C.电解氯化铜溶液时在阴极上有气体生成 D.电解NaCl、CuCl2两种溶液参加反应的物质是相同的 解析:与负极相连的是阴极;电解氯化铜溶液时阳极上有氯气生成,阴极上有铜析出;电解NaCl溶液时水参加了反应,而电解CuCl2溶液时水没有参加反应。 答案:B

3.右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电极附近溶液呈红色,b电极附近溶液呈蓝色 D.a电极附近溶液呈蓝色,b电极附近溶液呈红色 解析:a为阴极:4H++4e-2H2↑,b为阳极:4OH--4e-O2↑+2H2O。对照分析A、B两项不正确;a极附近溶液由于H+放电呈碱性,石蕊溶液显蓝色,b极附近溶液由于OH-放电呈酸性,石蕊溶液显红色,故C项错误,D项正确。 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 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。 答案:C 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