高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池课时训练

电解原理

1.如下图所示装置中，属于电解池的是(   )

A.   B.              C.            D.

2.某同学为了使反应能进行，设计了下列四个实验，如图所示，你认为可行的方案是(   )

A.    B.     C. D.

3.现用铂电极电解1 L浓度均为0.1 的HCl、的混合溶液，装置如图所示，下列说法正确的是(   )

A.电解开始时阴极有放出

B.电解开始时阳极上发生：

C.当电路中通过的电子的物质的量超过0.1 mol时，此时阴极放电的离子发生变化

D.整个电解过程中，不参与电极反应

4.工业上可利用如图所示电解装置吸收和转化（A、B均为惰性电极），下列说法正确的是(   )

A.B极为电解池的阴极

B.B极区吸收5 mol，则A极区生成25 mol

C.B极区电解液为稀硫酸，电解一段时间后硫酸浓度增大

D.A极的电极反应为

5.假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。①~⑧为各装置中的电极编号。下列说法错误的是(   )

A.当K闭合时，甲装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源

B.当K断开时，乙装置锌片溶解，有氢气产生

C.当K闭合后，整个电路中电子的流动方向为③→②，①→⑧，⑦→⑥，⑤→④

D.当K闭合后，甲、乙装置中溶液pH变大，丙装置中溶液pH不变

6.（双选）用电解法可提纯含有某些含氧酸根离子杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是(   )

A.阳极反应为               B.通电后阴极区附近溶液pH会减小

C.通过阳离子交换膜从阴极区移向阳极区           D.提纯的KOH溶液从b出口导出

7.用滴有酚酞和氯化钠溶液的湿润滤纸分别做甲、乙两个实验，下列判断不正确的是(   )

A.b极附近有气泡冒出 B.d极附近出现红色

C.a、c极上都发生氧化反应 D.甲中的铁比乙中的铁更易被腐蚀

8.是一种常见的绿色氧化剂，可由臭氧发生器（原理如图）电解稀硫酸制得。下列说法错误的是(   )

A.电极a为阴极

B.电极a上的反应为

C.电解一段时间后电极b周围溶液的pH减小

D.标准状况下，当有5.6 L反应时，收集到和混合气体4.48 L，的体积分数为80%

9.利用太阳能电池，将转化成燃料气体（CO），用可传导的固体作电解质装置如图所示。下列推断不正确的是(   )

A.a为阳极                                                             B.b的电极反应为

C.产生11.2L，导线中转移2mol电子           D.由质子交换膜的左侧向右侧迁移

10.2019年诺贝尔化学奖已授予约翰·班宁斯特·古迪纳夫、斯坦利·惠廷汉姆和吉野彰，三位科学家的获奖理由是为锂电池的发展做出了卓越贡献。下图是我国一项电解制备金属锂的新方法发明专利装置图。下列说法不正确的是（   ）

A.电极B的电势比电极C高                    

B.理论上该装置不需要补充电解质LiCl

C.电极B中氯离子和碳酸根离子放电

D.A区避免熔融碳酸锂对设备的腐蚀且减少了环境污染

11.为增强铝的耐腐蚀性，现以铅酸蓄电池为外电源（左池），以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸（右池），使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下：

原电池：；

电解池：。

关闭K，电解过程中，以下判断正确的是(   )

A.两池中均移向Pb电极

B.左池每消耗3 mol Pb，右池生成2 mol

C.左池Pb电极质量增加，右池Pb电极质量不变

D.左池正极反应：

12.用石墨作电极，在、、、等离子中选出适当离子组成电解质，电解其溶液，写出符合条件的一种电解质的化学式：

（1）当阴极放出，阳极放出时，电解质是__________________。

（2）当阴极析出金属，阳极放出时，电解质是_________________。

（3）当阴极放出，阳极放出时，电解质是_________________。

（4）通过电子的物质的量与阴极析出的金属的物质的量、阳极放出的气体的物质的量之比为4︰2︰1时，电解质是_________________。

13.I.如图1所示，其中甲池的总反应为，回答下列问题：

（1）甲池燃料电池的负极反应式为_______________________。

（2）写出乙池中电解总反应的化学方程式：______________________。

（3）甲池中消耗224 mL（标准状况下），此时丙池中理论上最多产生_______________g沉淀，此时乙池中溶液的体积为400 mL，该溶液的pH=__________________。

Ⅱ.某同学利用甲醇燃料电池设计电解法制取漂白液或的实验装置如图2。若用于制漂白液，a为电池的_______________极，电解质溶液最好用______________。若用于制，使用硫酸钠溶液作电解质溶液，阳极选用______________作电极。

答案以及解析

1.答案：C

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：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。

2.答案：C

解析：Ag与盐酸不反应，所以要使反应能进行，应该设计成电解池，Ag失电子发生氧化反应，Ag作阳极，氢离子得电子发生还原反应，电解质溶液中氢离子放电，则符合条件的是C。

3.答案：D

解析：依据放电顺序阴极先放电的是，故阴极开始析出的是Cu，A错误；阳极先放电的是，故阳极开始产生的是，B错误；开始时阴极反应为，，当电路中通过电子的物质的量达到0.2 mol时，放电完毕，阴极放电离子变为，C错误；阴离子先放电，然后是放电，在水溶液中不参与电极反应，D正确。

4.答案：C

解析：A极处加入，产生，硫元素化合价降低，发生还原反应，则A极为电解池阴极，B极为电解池阳极，A错误；B极区吸收5 mol，生成，硫元素化合价升高2价，转移电子5 mol×2=10 mol，根据得失电子守恒，则阴极也转移10 mol电子，，则A极区生成5 mol，B错误；B极区电解液为稀硫酸，电解过程中转化为，则电解一段时间后硫酸浓度增大，C正确；A极处加入，产生，电解过程中硫元素化合价降低，则A极的电极反应为，D错误。

5.答案：A

解析：当K闭合时，形成闭合电路，乙中Zn–Cu形成的原电池比甲中Fe–C形成的原电池产生的电压大，甲为电解池，乙为原电池，A错误；当K断开时，乙不能构成原电池，锌片和稀硫酸发生化学反应而溶解，有氢气产生，B正确；当K闭合后，乙为原电池，甲、丙、丁为电解池，③为负极，④为正极，故整个电路中电子的流动方向为③→②，①→⑧，⑦→⑥，⑤→④，C正确；当K闭合后，甲中有NaOH生成，溶液pH增大，乙中消耗，溶液pH增大，丙装置相当于在银上镀铜，溶液pH不变，D正确。

6.答案：BC

解析：电解除杂过程相当于电解水，阳极反应为，A正确；电解时，阴极反应为，氢离子浓度减小，溶液的pH增大，B错误；通过阳离子交换膜从阳极区移向阴极区，C错误；在阴极附近产生氢氧根离子，钾离子向阴极移动，所以除去杂质后氢氧化钾溶液从b出口导出，D正确。

7.答案：A

解析：题图甲构成原电池，题图乙为电解池，b极是正极，电极反应为，所以无气泡冒出，A错误；题图乙中d极上电极反应为，d极附近溶液呈碱性，酚酞遇碱变红，B正确；是原电池的负极，发生氧化反应，c是电解池的阳极，发生氧化反应，所以a、c极上都发生氧化反应，C正确；甲中的铁 是原电池的负极被腐蚀，而乙中的铁是电解池的阴极被保护，所以甲中的铁比乙中的铁更易被腐蚀，D正确。

8.答案：D

解析：该电解池中，电极b上生成臭氧和氧气，则为阳极，电极a为阴极，A正确；电极a上氧气得电子发生还原反应，电解质溶液呈酸性，所以电极反应式为，B正确；电极b上氢氧根离子失去电子生成氧气、臭氧的混合气体发生氧化反应，所以电解一段时间后电极b周围溶液的pH减小，C正确；标准状况下，当有5.6 L反应时，电极a上转移电子为，电极b上收集到和的混合气体4.48 L 即0.2 mol，设臭氧为，则电极b上收集到的氧气为，根据得失电子数相等得，，所以的体积分数为，D错误。

9.答案：C

解析：水发生失去电子的氧化反应生成氧气，所以a为电解池的阳极，A正确；由装置图可知，b电极上得电子生成CO，电极反应为，B正确；a电极反应为，每生成1mol，导线中转移4mol电子，若导线中转移2mol电子则生成0.5mol的体积不一定为11.2L，C错误；左侧阳极电极反应为，生成了，所以电解池工作时由质子交换膜的左侧向右侧迁移，D正确。

10.答案：C

解析：A. 电极B产生氯气，为阳极，C极产生锂，为阴极，电极B的电势比电极C高，故A正确；

B. 根据装置图知,电极B产生氯气,C极产生锂,总反应为：，而阳极生成的氯气与碳酸锂反应又生成氯化锂，根据氯原子守恒理论上该装置不需要补充电解质LiCl，故B正确；

C. 根据装置图知,电极B产生氯气,为阳极,反应式为，生成的氯气与碳酸锂反应生成氯化锂、二氧化碳和氧气，只有氯离子放电，故C错误；

D. 根据图示分析，A区生成的氯气与碳酸锂反应生成氯化锂、二氧化碳和氧气，该方法设计的A区能避免熔融碳酸锂对设备的腐蚀和因氯气逸出对环境的污染，故D正确；

11.答案：C

解析：左池是原电池，其中Pb是负极失去电子，是正极，溶液中的向正极移动，即向极移动；右池是电解池，其中Al是阳极，Pb是阴极，电解质溶液是稀硫酸，溶液中的向阴极移动，即向Pb极移动，A错误。每消耗3 mol Pb，即转移6 mol电子，2Al~ ~6 mol电子，根据得失电子守恒可知，生成1 mol，B错误。原电池中铅作负极，负极上铅失电子和硫酸根离子反应生成难溶性的硫酸铅，所以质量增加，在电解池中，Pb是阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，所以铅电极质量不变，C正确。原电池正极上二氧化铅得电子生成硫酸铅，电极反应式为，D错误。

12.答案：（1）      （2）    （3）NaCl      （4）

解析：惰性电极电解电解质溶液的类型有电解水型、电解电解质型、放氢生碱型和放氧生酸型。再根据阴、阳离子在溶液中的放电顺序判断。

（1）阴极有生成，阳极有生成，实质为电解水，故电解质是活泼金属的含氧酸盐，即。

（2）实质为放氧生酸型，即电解质为不活泼金属的含氧酸盐，即。

（3）实质为放氢生碱型，即电解质为活泼金属的无氧酸盐，即NaCl。

（4）由阳极生成气体和通过电子的物质的量之比为1︰4可知，阳极产生的气体为，1 mol 转移4 mol电子，析出金属与通过电子的物质的量之比为1︰2，故金属离子为+2价，即，故为。

13.答案：I.（1）

（2）

（3）1.16；1

Ⅱ.负；饱和食盐水；铁（Fe）

解析：I.（1）甲醇燃料电池中，甲醇在负极发生氧化反应，在碱性环境下变为碳酸根离子，由此书写电极反应式。

（2）乙池为电解池，石墨作阳极，银作阴极，电解足量溶液的化学方程式为。

（3）丙池中用惰性电极电解氯化镁溶液，总反应为。甲池为原电池，总反应为，根据串联电路转移电子数相等可知：，，消耗0.01 mol最终产生0.02 mol，质量为0.02 mol×58 g/mol=1.16 g；乙池总反应为，甲池转移电子为0.04 mol，根据关系式求出溶液中硫酸的浓度，从而求出溶液中的氢离子的浓度。

Ⅱ.用惰性电极电解饱和食盐水，阳极产生氯气，阴极产生氢气，同时生成氢氧化钠溶液，氯气与氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠和氯化钠，所以a为电池的负极，A处生成氢氧化钠溶液，B处产生氯气，直接反应得到漂白液；要产生，硫酸钠溶液作电解质溶液，阳极材料为铁，失电子变为亚铁离子。