1、学业分层测评(二十)电解原理(建议用时：40分钟)基础达标练1用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为31的CuSO4溶液和NaCl溶液的混合溶液，不可能发生的反应是() 【导学号：80192283】A2Cu22H2O2Cu4HO2BCu22ClCuCl2C2Cl2H2O2OHH2Cl2D2H2O2H2O2C由n(CuSO4)n(NaCl)31得n(Cu2)n(Cl)31，由于阴离子的放电顺序为ClOHSO，阳离子的放电顺序为Cu2HNa，故该电解过程分为三个阶段。第一阶段，电解CuCl2溶液：Cu22ClCuCl2。第二阶段，电解CuSO4溶液：2Cu22H2O2Cu4HO2。第三阶段，电解
2、H2SO4和Na2SO4溶液：2H2O2H2O2。2关于如图所示、两个装置的叙述，正确的是()A装置名称：是原电池，是电解池B硫酸浓度变化：增大，减小C电极反应式：中阳极：4OH4e=2H2OO2中正极：Zn2e=Zn2D离子移动方向：中H向阴极方向移动，中H向负极方向移动B中有外加电源为电解池，为原电池，A错误；中电解水，硫酸浓度增大，中正极材料消耗H，硫酸浓度减小，B正确；中正极反应为2H2e=H2，C错误；中H向正极移动，D错误。3X、Y是两种单质，有如下转化关系：XYZXY。若X是非金属单质，则Y()A一定是金属单质B一定是非金属单质C可能是金属单质，也可能是非金属单质D可能是钠、钾、
3、钙等活泼金属单质C当X是Cl2，Y是H2、Cu等单质时，电解Z的水溶液可得到原单质，故C项正确，A、B项错误。若Y是钠、钾、钙等活泼金属单质，则电解Z的水溶液得不到单质Y，故D项错误。4用惰性电极电解稀H2SO4、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()AH2和Cl2BCu和Cl2CH2和O2 DCu和O2B由题意知，溶液中存在H、Cu2、Na、SO、NO、Cl、OH，根据离子的放电顺序：阳离子：Cu2HNa，阴离子：ClOHSO、NO，则最初一段时间电极反应式阴极：Cu22e=Cu，阳极：2Cl2e=Cl2。5将一直流电源的正、负极(电极材料为Pt
4、)，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()选项ABCD阳极蓝白红蓝阴极白蓝蓝蓝D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)，滴加酚酞试液不变色，A错误；X为正极，电解AgNO3溶液时，b管中电极为阴极，电极反应式为Age=Ag，B错误；Fe(OH)3胶体粒子带有正电荷，X为负极时，Fe(OH)3胶体粒子向a管移动，a管中液体颜色加深，D错误。10用石墨棒作电极，在Na、Cu2、Cl、SO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： 【导学号：8019
5、2285】(1)当阴极放出H2，阳极放出O2时，电解质是_。(2)当阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质是_。(3)当阴极放出H2，阳极放出Cl2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421时，电解质的化学式是_。【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、放氢气生碱型和放氧气生酸型。再根据阴阳离子在电极的放电顺序判断。(1)阴极有H2生成，阳极有O2生成，实质为电解水，故电解质是活泼金属的含氧酸盐，即Na2SO4。(2)实质为放氧气生酸型，即电解质为不活泼金属的含氧酸盐，即CuSO4。(3)实质为放氢气生碱型(或电
6、解盐酸，此处无H不合理)，即电解质为活泼金属的无氧酸盐，即NaCl。(4)由阳极生成气体和转移电子的量为14，知阳极产生气体为O2，生成1 mol O2转移4 mol e，金属与电子的物质的量之比为12，故金属为2价，即Cu2，即为CuSO4。【答案】(1)Na2SO4(2)CuSO4(3)NaCl (4)CuSO411如图所示，X和Y均为石墨电极：(1)若电解液为滴有酚酞的饱和食盐水，电解反应的离子方程式为_。电解过程中_极(填“阴”或“阳”)附近会出现红色。(2)若电解液为500 mL含A溶质的某蓝色溶液，电解一段时间，观察到X电极表面有红色固体物质生成，Y电极有无色气体生成。当溶液中原有
7、溶质完全电解后，取出X电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6 g。电解后溶液的c(H)_。要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的_(填物质的化学式)(假设电解前后溶液的体积不变)。请推测原溶液中所含的酸根离子可能是_。设计实验验证推测，写出实验的操作步骤、现象和结论_。【解析】(1)电解饱和食盐水，阳极Cl放电生成Cl2，阴极水中的H放电生成H2，同时生成OH，阴极附近会出现红色。(2)蓝色溶液，说明是可溶性铜盐溶液，X极有红色固体物质生成，说明溶液中的Cu2放电，X极是阴极，Y极是阳极，有无色气体生成，说明是溶液中的OH放电，阴离子为含氧酸根离子SO或NO。生成铜0.025 mol
8、，由电解反应的离子方程式2Cu22H2O2CuO24H可知，生成的H为0.05 mol，c(H)0.1 mol/L。使其恢复可加入氧化铜或碳酸铜。【答案】(1)2Cl2H2OCl2H22OH阴(2)0.1 mol/LCuO(或CuCO3)SO(或NO)取少量待测液于试管中，滴加盐酸无明显现象，继续滴入氯化钡溶液，若有白色沉淀产生，则证明含有硫酸根离子(或取少量待测液于试管中，滴加浓硫酸，再加入铜粉，若有红棕色气体产生，则证明含有硝酸根离子)能力提升练12下图所示的电解池和中，a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重bd。符合上述实验结果的盐溶液是(
9、)选项XYAMgSO4CuSO4BAgNO3Pb(NO3)2CFeSO4Al2(SO4)3DCuSO4AgNO3D由图示可知：a、c为阳极，b、d为阴极。A项和C项，在电解池中b极发生反应2H2e=H2，不符合题意；B项，电解池中d极发生2H2e=H2，不符合题意；D项，b、d极分别发生反应Cu22e=Cu,2Ag2e=2Ag，且m(Cu)m(Ag)，符合题意，故正确。13如图甲为锌铜原电池装置，乙为电解熔融氯化钠装置。则下列说法正确的是() 【导学号：80192286】甲乙A甲装置中锌为负极，发生还原反应，铜为正极，发生氧化反应B甲装置盐桥的作用是使反应过程中ZnSO4溶液和CuSO4溶液保
10、持电中性C乙装置中铁极的电极反应式为2Na2e=2NaD乙装置中B是氯气出口，A是钠出口B甲装置为原电池，Zn为负极，发生氧化反应，Cu为正极，发生还原反应，A项错误；乙装置中，铁为阴极，电极反应式为2Na2e=Na，C项错误；乙装置中，石墨为阳极，电极反应式为2Cl2e=Cl2，A为Cl2出口，B是Na出口，D项错误。14用质量均为100 g的Cu作电极，电解足量AgNO3溶液。电解一段时间后，两电极的质量相差28 g，此时两电极的质量分别为() 【导学号：80192287】A阳极100 g，阴极128 gB阳极93.6 g，阴极121.6 gC阳极91.0 g，阴极119.0 gD阳极86
11、.0 g，阴极114.0 gB用铜作电极电解硝酸银溶液时，阳极上铜失电子发生氧化反应，电极反应式为Cu2e=Cu2，阴极上银离子得电子生成银，电极反应式为Age=Ag，总反应式为Cu2Ag2AgCu2。设阴极析出银的质量为x g，根据电子守恒可知，阳极溶解铜的质量64 gmol1 g，两个电极的质量之差为溶解铜的质量和析出银的质量之和，所以x28，x21.6，即析出银的质量为21.6 g，溶解铜的质量21.6 g6.4 g，所以阳极的质量为100 g6.4 g93.6 g，阴极的质量为100 g21.6 g121.6 g，B项正确。15电解原理在化学工业中有着广泛的应用。(1)如右图，其中a是
12、电解液，X、Y是两块电极板。若X、Y是惰性电极，a是CuSO4溶液，则电解时的化学方程式为_。通电一段时间后，向烧杯中的电解质溶液中加入0.2 mol CuO粉末，电解质溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为_；当X、Y分别是铁和铜，a仍是CuSO4溶液，则Y极的电极反应式为_。(2)已知2价的铁的化合物通常具有较强的还原性，易被氧化。实验室用亚铁盐溶液与烧碱反应很难制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，但是若用电解的方法却可以较易制得纯净的Fe(OH)2沉淀。制备装置如右图所示，其中a、b两电极材料分别为铁和石墨。a电极上的反应式为_。电解液d最好选_(填字母，下同
13、)。A纯水 BCuSO4溶液CNaOH溶液 DH2SO4溶液液体c为_。A四氯化碳 B硝基苯C苯 D乙醇【解析】(1)用惰性电极电解CuSO4溶液时，化学方程式为2CuSO42H2O2CuO22H2SO4。通电一段时间后，向烧杯中的电解质溶液中加入0.2 mol CuO粉末，电解质溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，说明在电解的过程中刚好生成了0.2 mol Cu和0.1 mol O2，所以转移的电子的物质的量为0.4 mol；当X、Y分别是铁和铜时，此反应为电镀，所以Y极的电极反应式为Cu2e=Cu2。(2)制备Fe(OH)2沉淀应在无氧环境下，所以液体c应选择密度比水小且与水不互溶的物质，所以选C。【答案】(1)2CuSO42H2O2CuO22H2SO40.4 mol Cu2e=Cu2(2)Fe2e=Fe2CC