高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池一课一练

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池一课一练，共9页。

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[合格过关练]


1．下列关于电解池工作原理的说法中，错误的是( )


A．电解池是一种将电能转化成化学能的装置


B．电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应


C．电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应


D．与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应


D [如果阳极是活泼电极，电极本身失去电子，发生氧化反应。]


2．用石墨电极电解CuCl2溶液(如图)。下列分析正确的是( )





A．a端是直流电源的负极


B．通电使CuCl2发生电离


C．阳极上发生的反应：Cu2＋＋2e－===Cu


D．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体


A [可利用电解质溶液中离子的移动方向判断出电源的正负极，并写出电极反应式和反应现象。A.铜离子应移向阴极，则a为负极。B.CuCl2发生电离是在水分子的作用下完成的，并非通电才能发生。C.反应Cu2＋＋2e－===Cu应在阴极上发生，阳极上发生的反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。D.通电一段时间后，应在阳极附近观察到黄绿色气体。]


3．在某电解质溶液里，用M和N作电极，通电一段时间后，发现M极质量减小，N极质量增大，符合这一情况的是( )


A．电解质溶液是稀硫酸


B．金属M是阳极，金属N是阴极


C．M和N是石墨电极


D．M是阴极，N是阳极


B [由题意可知，M极溶解，发生氧化反应，为阳极；N极质量增加，有金属单质析出，发生还原反应，为阴极。]


4．用石墨作电极，电解碘化钾溶液(含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是( )


A．阴极附近溶液呈红色


B．阴极逸出气体


C．阳极附近溶液呈蓝色


D．溶液的pH减小


D [用石墨作电极，电解碘化钾溶液类似于电解氯化钠溶液。阳极反应式为2I－－2e－===I2，阳极附近溶液变蓝色；阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，阴极有氢气逸出，附近溶液氢氧根浓度逐渐增大呈碱性，溶液变红色。]


5．关于如图所示①②两个装置的叙述正确的是( )





A．装置名称：①是原电池，②是电解池


B．硫酸浓度变化：①增大，②减小


C．电极反应式：①中阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，②中正极：Zn－2e－===Zn2＋


D．离子移动方向：①中H＋向阴极方向移动，②中H＋向负极方向移动


B [①为电解池，电解水，阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，硫酸的浓度增大；②为原电池，溶液中的氢离子移向正极，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，硫酸的浓度减小。]


6．如图所示，装置连接好后，电流计指针发生了偏转，下列说法中正确的是( )





A．两个番茄及相关电极均构成了原电池


B．锌是负极


C．电子移动：锌→铜(右)→番茄→石墨→铜(左)


D．两个铜片上均发生氧化反应


B [左侧番茄及相关电极均构成了原电池，右侧番茄及相关电极均构成了电解池， A错误；铜锌番茄原电池中，Zn较活泼，作负极， B正确；原电池中Zn为负极，电子由原电池的负极流出，经过用电器流入原电池正极，但电子不能进入溶液中，所以电子移动：锌→铜(右)，石墨→电流表→铜(左)，C错误；原电池中铜电极上氢离子得电子发生还原反应，右装置是电解池，铜电极为阴极，阴极上阳离子得电子发生还原反应， D错误。]


7．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中，下列有关分析完全正确的是( )





B [根据题图知，该装置有外接电源，所以属于电解池，根据电子流向知，c是负极，d是正极，a是阴极，b是阳极，电解时，电解质溶液中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则Q是阳离子，P是阴离子，故B正确。]


8．下列有关用惰性电极电解AgNO3溶液一段时间后的说法，正确的是( )


A．电解过程中阳极的质量不断增加


B．电解过程中溶液的pH不断升高


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


C [用惰性电极电解AgNO3溶液，总的电解反应式为4AgNO3＋2H2Oeq \(=====,\s\up10(电解))4Ag＋O2↑＋4HNO3，阴极上析出Ag，阳极上放出O2，A、D错误；由于生成HNO3，溶液的pH降低，B错误；要使溶液恢复到电解前的状况要加入的物质应是Ag2O，C正确。]


9．如图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a电极质量增加，b电极处有无色无味气体放出，符合这一情况的是表中的( )





A [由a电极质量增加可知溶液中阳离子在a电极析出，则a为阴极，X为负极，故A正确；B中a电极不析出金属，错误；C中X为正极，错误；又由b电极有无色无味气体放出，D错误。]


10．用铂电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，在电解后的电解液中加适量水，就能使溶液浓度恢复到电解前浓度的是( )


A．NaCl B．Na2CO3


C．CuSO4D．K2S


B [电解NaCl溶液时阳极和阴极分别为Cl－和H＋放电，相当于电解HCl，恢复原浓度需通入适量HCl气体，A项错误；电解Na2CO3溶液时阳极和阴极分别为OH－和H＋放电，相当于电解水，恢复原浓度需加入适量H2O，B项正确；电解CuSO4溶液时阳极和阴极分别为OH－和Cu2＋放电，恢复原浓度需加入适量CuO，C项错误；电解K2S溶液时阳极和阴极分别为S2－和H＋放电，恢复原浓度需通入适量H2S，D项错误。]


[素养培优练]


11．用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为3∶1的硫酸铜和氯化钠的混合溶液，不可能发生的反应有( )


A．2Cu2＋＋2H2Oeq \(=====,\s\up10(电解))2Cu＋4H＋＋O2↑


B．Cu2＋＋2Cl－eq \(=====,\s\up10(电解))Cu＋Cl2↑


C．2Cl－＋2H2Oeq \(=====,\s\up10(电解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑


D．2H2Oeq \(=====,\s\up10(电解))2H2↑＋O2↑


C [设混合溶液的体积为4 L，物质的量浓度均为1 ml·L－1，溶液中硫酸铜和氯化钠的物质的量分别为3 ml 和1 ml，根据转移电子守恒，第一阶段：阳极上氯离子放电，阴极上铜离子放电，电解的方程式是Cu2＋＋2Cl－eq \(=====,\s\up10(电解))Cu＋Cl2↑，氯离子完全反应时，剩余铜离子2.5 ml；第二阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，电解的方程式是2Cu2＋＋2H2Oeq \(=====,\s\up10(电解))2Cu＋4H＋＋O2↑；第三阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，电解的方程式是2H2Oeq \(=====,\s\up10(电解))2H2↑＋O2↑。]


12．电化学降解NOeq \\al(－,3)的原理如图所示。下列说法不正确的是( )





A．铅蓄电池的A极为正极，电极材料为PbO2


B．铅蓄电池在工作过程中负极质量增加


C．该电解池的阴极反应式为2NOeq \\al(－,3)＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O


D．若电解过程中转移2 ml电子，则质子交换膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右)为10.4 g


D [由电池原理示意图可知，硝酸根离子转化为氮气，发生还原反应，右侧电极为电解池的阴极，则B极为电池的负极、A极为电池的正极，铅蓄电池的负极材料为Pb，正极材料为PbO2，A项正确；铅蓄电池在工作时负极上铅失去电子转化为硫酸铅附着在电极上，电极质量增加，B项正确；电解池中阴极反应式为2NOeq \\al(－,3)＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，阳极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，若电解过程中转移2 ml电子，则左侧池中产生氧气0.5 ml，同时有2 ml氢离子经过质子交换膜到达右侧溶液中，右侧池中产生氮气0.2 ml，因此左侧电解液的质量减少18 g，右侧电解液的质量减少3.6 g，两侧电解液的质量变化差为14.4 g，故C项正确，D项不正确。]


13．如图所示的电解池中，a、b、c、d都是石墨电极，通电一段时间后，a、b、c、d各电极上生成物物质的量之比是( )





A．2∶2∶4∶1B．1∶1∶2∶1


C．2∶4∶4∶1D．2∶1∶2∶1


A [串联电路中，各电极单位时间转移电子数相等。a为阴极，Cu2＋得电子生成Cu，b为阳极，Cl－失电子生成Cl2；c为阴极，Ag＋得电子生成Ag，d为阳极，OH－失电子生成O2。根据得失电子守恒，四种产物之间的关系为2Cu～2Cl2～4Ag～O2。]


14．按下图装置进行实验，并回答下列问题。





(1)判断装置的名称：A池为________________；B池为________________。


(2)铜极为________极，电极反应式为________________________________。


(3)B装置中，C1与C2均为石墨棒，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____________________________________________________。


[解析] 左边的装置可以构成一个原电池，那么右边的装置就是一个电解池。(1)判断装置的名称：A池为原电池，B池为电解池。(2)铜比锌的活泼性弱，所以铜作正极，Cu2＋在正极反应，电极反应式为：Cu2＋＋2e－===Cu。(3)C1接原电池的正极，作阳极，C2接原电池的负极作阴极。C1作阳极，阴离子在阳极放电，Cl－的放电能力比OH－强，故C1的电极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑；阳离子在C2放电，H＋的放电能力比K＋强，故C2的电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑， H＋放电后阴极附近的OH－浓度增大，溶液显碱性，溶液中滴有酚酞，那么溶液就会变红，所以看到的现象有：有无色气体产生，附近溶液出现红色。


[答案] (1)原电池 电解池 (2)正 Cu2＋＋2e－===Cu (3)阳 2Cl－－2e－===Cl2↑ 有无色气体产生，附近溶液出现红色


15．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。





(1)①b为电源的________极(填“正”“负”“阴”或“阳”，下同)。


②Z池中e为________极。


③连接Y、Z池线路，电子流动的方向是d________e(用“→”或“←”填空)。


(2)①写出c极上反应的电极反应式：_______________________________


________________________________________________________________。


②写出Y池中总反应的化学方程式：__________________________________


________________________________________________________________。


③写出Z池中e极上反应的电极反应式：_________________________


______________________________________________________________。


[解析] d极附近显红色，说明d为阴极，电极反应式为2 H＋＋2e－===H2↑，c为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，Y池电解NaCl溶液的总反应方程式为2NaCl＋2H2Oeq \(=====,\s\up10(电解))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑；直流电源中a为正极，b为负极，Z池中f为阴极，e为阳极，电极反应式分别为Cu2＋＋2e－===Cu、Cu－2e－===Cu2＋，电子流动方向由e→d。


[答案] (1)①负 ②阳 ③← (2)①2Cl－－2e－===Cl2↑ ②2NaCl＋2H2Oeq \(=====,\s\up10(电解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ ③Cu－2e－===Cu2＋


16．[素养题]A、B、C为三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：


图1所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为石墨电极。





图1 图2


接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示。据此回答下列问题：


(1)M为电源的________(填“正”或“负”)极，电极b上发生的电极反应式为______________________________________________________________。


(2)写出乙烧杯中的电池反应方程式：_____________________________


____________________________________________________________。


(3)如果电解过程中B溶液中的金属离子全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？__________________________________________________________


_____________________________________________________________。


(4)若经过这一段时间后，要使丙恢复到原来的状态，需要进行的操作是____________________________________________________。


[解析] (1)乙中c电极质量增加，则c处发生的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，即c电极为阴极，由此可推出b为阳极，a为阴极，M为负极，N为正极。而Cu2＋只能和SOeq \\al(2－,4)结合，可以确定B为硫酸铜；由常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图，可以确定A为KOH或NaOH，C为Na2SO4或K2SO4。甲中为KOH或NaOH溶液，相当于电解H2O，阳极b处为阴离子OH－放电，即4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。(2)乙烧杯中是电解CuSO4溶液，电池反应方程式为2CuSO4＋2H2Oeq \(=====,\s\up10(电解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4。(3)乙中铜全部析出后，电解质变为H2SO4，所以电解反应仍能继续进行。(4)丙中相当于电解水，故要使丙恢复到原来的状态需加入一定量的水。


[答案] (1)负 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑


(2)2CuSO4＋2H2Oeq \(=====,\s\up10(电解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4


(3)能，因为硫酸铜溶液已转变为硫酸溶液，反应变为电解水的反应


(4)向丙烧杯中加入一定量水选项
A
B
C
D
a电极
阳极
阴极
阳极
阴极
d电极
正极
正极
负极
负极
Q离子
阳离子
阳离子
阴离子
阴离子
a
b
X
溶液
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
阳离子
Na＋、K＋、Cu2＋
阴离子
SOeq \\al(2－,4)、OH－