2019-2020学年高中化学 第四章 电化学基础 第3节 电解池 第1课时 电解原理限时规范训练 新人教版选修4

第1课时 电解原理

一、选择题

1．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( )

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

【解析】根据图示推知左侧为原电池，其中Zn作负极，Cu作正极，Cu片上发生还原反应；右侧为电解池，其中Cu为阴极，发生还原反应，C为阳极，发生氧化反应。

2．某小组为研究电化学原理，设计甲、乙、丙三种装置(C1、C2、C3均为石墨)。下列叙述正确的是( )

A．甲、丙中是化学能转变为电能，乙中是电能转变为化学能 B．C1、C2分别是阳极、阴极，锌片、铁片上都发生氧化反应 C．C1上和C3上放出的气体相同，铜片上和铁片上放出的气体也相同 D．甲中溶液的pH逐渐升高，丙中溶液的pH逐渐减小 【答案】C

【解析】甲没有外接电源，是将化学能转化为电能的装置，乙、丙有外接电源，是将电能转化为化学能的装置，为电解池，故A错误；C1、C2分别连接原电池正、负极，所以是电解池的阳极、阴极，锌作负极，失电子发生氧化反应，铁片作阴极，阴极上得电子发生还原反应，故B错误；C1和C3都是阳极，阳极上氯离子失电子发生氧化反应而生成氯气，铜片上和铁片上都是氢离子得电子发生还原反应生成氢气，故C正确；甲、丙溶液中，甲中正极和丙中阴极上都是氢离子得电子生成氢气，随着反应的进行，氢离子浓度都逐渐减少，则溶液的pH增大，故D错误。

1

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试液，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电极附近出现蓝色 D．a电极附近呈蓝色，b电极附近出现红色 【答案】D

【解析】电解Na2SO4溶液实质是电解水，在a极生成H2，a极附近c(OH)增大使溶液呈蓝色，b极生成O2，b极附近c(H)增大使溶液呈红色。

4．(2018年四川广安二中月考)用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质(括号内)，能使溶液与原来完全一样的是( )

A．CuCl2(CuO) C．NaCl(HCl) 【答案】C

电解

【解析】电解CuCl2溶液时按如下方程式反应：CuCl2=====Cu＋Cl2↑。电解质溶液中每损失1个Cu原子，就同时损失2个Cl原子，相当于损失CuCl2，因而必须再加入适量的CuCl2才能使电解质溶液与原来完全一样。同理可知电解NaOH、NaCl、CuSO4后应分别加入H2O、HCl、CuO，才能使电解质溶液与原来完全一样。故A、B、D不正确，C正确。

5．碘盐中添加的碘酸钾在工业上可用电解KI溶液制取，电极材料是石墨和不锈钢，化电解

学方程式是KI＋3H2O=====KIO3＋3H2↑，有关说法不正确的是( )

A．石墨作阳极，不锈钢作阴极 B．I在阳极放电，H在阴极放电 C．电解过程中电解质溶液的pH变小

D．电解转移3 mol e时，理论上可制得KIO3 107 g 【答案】C

【解析】A.根据电池反应式知，阳极上碘离子放电生成碘酸根离子，则阳极应该为惰性电极石墨，阴极为不锈钢，故A正确；B.电解时，阴极上氢离子放电生成氢气，阳极上碘离子放电生成KIO3，故B正确；C.碘化钾和碘酸钾都是强酸强碱盐，其溶液都呈中性，电解过电解

程中水参加反应，导致溶液浓度增大，但pH几乎不变，故C错误；D.KI＋3H2O=====KIO3＋

2

－

－

＋

＋

－

B．NaOH(NaOH) D．CuSO4[Cu(OH)2]

3H2↑，当电解过程中转移6 mol e时，理论上可制得1 mol KIO3，所以当电解过程中转移3 mol e时，理论上可制得KIO3107 g，故D正确。

6．(2018年山东烟台福山一中月考)电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，即保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附作用，可吸附水中的污物而使其沉淀下来，起到净水的作用，其原理如图所示。下列说法正确的是( )

－

－

A．石墨电极上发生氧化反应 B．根据图示，物质A为CO2

C．为增强污水的导电能力，可向污水中加入适量乙醇 D．甲烷燃料电池中CO3向空气一极移动 【答案】B

【解析】石墨为阴极，发生还原反应，A项错误；电池是以熔融碳酸盐为电解质，通甲烷电极为负极。电极反应为CH4＋4CO3－8e===5CO2＋2H2O，反应生成CO2，正极反应为O2＋2CO2＋4e===2CO3反应消耗CO2，所以物质A为CO2，B项正确；加入的乙醇是非电解质，不能增强导电性，C项错误；电池中阴离子向负极移动，则电池中CO3向甲烷一极移动，D项错误。

7．(2018年安徽师大附中模拟)用Pt电极电解含有Ag、Cu和X各0.1 mol的溶液，阴极析出固体物质的质量m(g)与回路中通过电子的物质的量n(mol)的关系如图所示。则下列氧化性强弱的判断正确的是( )

＋

2＋

3＋2－

－

2－

2－

－

2—

A．Ag>X>Cu>H>X B．Ag> Cu>X>H>X C．Cu>X>Ag>X>H D．Cu>Ag>X>H>X 【答案】A

【解析】开始即析出固体，总共0.1 mol电子通过时，析出固体质量达最大，证明此时析出的固体是Ag，此后，继续有电子通过，不再有固体析出，说明X放电生成X，后又

3

3＋

2＋

2＋

＋

3＋

＋

2＋

2＋

3＋

＋

2＋

＋

＋

2＋

3＋

＋

2＋

＋

3＋

2＋

＋

2＋

有固体析出，则为铜，则氧化能力为Ag＞X＞Cu；当电子超过0.4 mol时，固体质量没变，说明这是阴极产生的是氢气，即电解水，说明氧化能力H＞X，故氧化能力为Ag＞X＞Cu＞H＞X。

二、非选择题

8．如图中电极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336 mL (标准状况)气体。回答：

3＋

2＋

＋

2＋

＋

2＋

＋

＋3＋2＋

(1)直流电源中，M为________极，Pt电极上生成的物质是________，其质量为________g。

(2)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∶________∶________∶________。

(3)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________。

【答案】(1)正 Ag 2.16 (2)2 0.5 1 (3)不变 不变 增大 减小

【解析】电解5.00%的稀硫酸溶液，实际上是电解其中的水。因此在该电解池中发生反电解

应：2H2O=====2H2↑＋O2↑，V(H2)∶V(O2)＝2∶1。据此可确定d极为阴极，则电源的N极为21

负极，M极为正极。在336 mL气体中，V(H2)＝×336 mL＝224 mL，为0.01 mol；V(O2)＝

33×336 mL＝112 mL，为0.005 mol。说明电路上有0.02 mol电子转移，因此在b极(Pt、阴极)产生Ag：0.02 mol×108 g·mol

－

－1

＝2.16 g，即0.02 mol的Ag。则n(e

)∶n(Ag)∶n(O2)∶n(H2)＝0.02∶0.02∶0.005∶0.01＝2∶2∶0.5∶1。由Ag(阳)电极、

Pt(阴)电极和AgNO3溶液组成的电解池，在通电一定时间后，在Pt电极上放电所消耗溶液中Ag的物质的量等于Ag电极被还原给溶液补充的Ag的物质的量，因此AgNO3溶液的浓度不变，溶液的pH也不变。电解5.00%的稀硫酸溶液时，由于其中的水发生电解，因此硫酸的浓度增大，H的浓度增大，故溶液的pH减小。

＋

＋

＋

4