1、课时分层作业(三)电解的原理(建议用时：45分钟)基础达标练1下列叙述正确的是()A电解池的阴极上发生失电子的氧化反应B用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴、阳两极产物的物质的量之比为12C用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1 mol电子发生转移，则生成1 mol NaOHD酸溶液、碱溶液、盐溶液电解后，溶液的pH都增大C电解池的阳极上发生失电子的氧化反应，A项错误；电解Na2SO4溶液，实际上是电解水，阴极产生H2，阳极产生O2，二者物质的量之比为21，B项错误；电解饱和NaCl溶液：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，每转移1 mol电子，则生成1 mol NaOH，C项正确；电解H2
2、SO4溶液、NaOH溶液、Na2SO4溶液后，溶液的pH分别会减小、增大、不变，D项错误。2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：41722025】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：2Cu22H2O
3、2Cu4HO2；第三阶段，电解H2SO4和Na2SO4溶液：2H2O2H2O2。3在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作电极进行电解，两极上均收集到2.24 L气体(标准状况下)，则原混合液中，Cu2的物质的量浓度为 ()A1 molL1B2 molL1C3 molL1D4 molL1A分析电解H2SO4、CuSO4的混合液时阴、阳两极的电极反应可知，两极产生的气体分别为H2、O2各0.1 mol，O2是由OH失去0.4 mol电子而得到，H2是由H得到0.2 mol电子而生成。由电子得失守恒知，还有0.2 mol电子是Cu2得到的，故Cu2的物质的量是0.1 mol，则C
4、u2的物质的量浓度为1 molL1。4用含有少量银和锌的粗铜作阳极，纯铜片作阴极，CuSO4溶液作电解液，电解一段时间后，阳极减少的Cu的质量为m g，则()A电解液质量增加m gB阴极质量增加a g，amC阴极质量增加m gD阴极质量增加b g，bmB阳极溶解的金属有Zn、Cu，阴极只析出Cu。因为阴、阳两极转移的电子数相等，故可判断阳极溶解的Cu的质量(质量减少)比阴极析出的Cu的质量(质量增加)小。5用铂作电极电解某种溶液，通电一段时间后，溶液的pH变小，并且在阳极得到0.56 L气体，阴极得到1.12 L气体(两种气体均在相同条件下测定)。由此可知溶液可能是 ()A稀盐酸 BKNO3溶
5、液CCuSO4溶液D稀硫酸D阳极与阴极产生的气体体积之比为，相当于电解水，pH变小说明电解了含氧酸的水溶液。6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附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是() 【导学号：41722026】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Ca电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色Da电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色D电解稀Na2SO4水溶液，其实质是电解水，b极为阳极：4OH4e=2H2OO2，a极为阴极：4H4e=2H2。a极逸出氢气，b极逸出氧气，二者都是无色无味的气体，且a极氢气的体积是
6、b极氧气体积的2倍，A、B均错误；a极H得电子，使a极附近c(OH)增大，遇石蕊溶液变蓝色；b极OH放电，致使b极附近c(H)增大，遇石蕊试液变红色，C错误。7如图所示，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法正确的是()AX极是电源负极，Y极是电源正极Ba极上的电极反应是2Cl2e=Cl2C电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大Db极上产生2.24 L(标准状况下)气体时，Pt极上有6.4 g Cu析出Bb极附近溶液显红色，所以b极上的电极反应为2H2e=H2，a极上的电极反应为2Cl2e=Cl2，则Y为电源负极，X为电源正极，Pt为阳极，Cu为阴极，a为阳极，b为阴极
7、，A项错误，B项正确；2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐变小，C项错误；Pt极上发生氧化反应，不会有Cu析出，D项错误。8如图所示，四支电极均为铂电极，供选择的四组电解质溶液如表：组ABCD甲槽NaOH溶液AgNO3溶液H2SO4溶液NaCl溶液乙槽CuSO4溶液CuCl2溶液AgNO3溶液AgNO3溶液甲乙要满足的条件是：工作一段时间后，甲槽电解液pH增大，而乙槽电解液pH减小；b、c两极放电离子的物质的量相等。则： 【导学号：41722027】(1)应选用的电解液是_组。(2)甲槽的电解方程式为_；乙槽的电解方程式为_。解析根据电解规律，电解后电
8、解液的pH升高的有NaOH溶液和NaCl溶液；pH降低的有CuSO4溶液、AgNO3溶液和H2SO4溶液；pH基本不变的有CuCl2溶液。由条件排除B、C，又因为甲、乙两槽是串联的，故b为阳极、c为阴极，A、D组电解液的电极反应式分别为A组b极：4OH4e=O22H2Oc极：2Cu24e=2CuD组b极：2Cl2e=Cl2c极：2Ag2e=2Ag由条件排除A。答案(1)D(2)2NaCl2H2O2NaOHCl2H24AgNO32H2O4AgO24HNO39如图是两种溶液进行电解的装置。电极A是由金属M制成的，M的硝酸盐的化学式为M(NO3)2，B、C、D都是铂电极，P、Q是电池的两极，电路接通
9、后，试回答下列问题： 【导学号：41722028】05 mol/L M(NO3)20.5 mol/L Na2SO4甲乙(1)电极B上有金属M沉淀出来：电极反应式为_，同时电极C产生_，电极反应式为_，电极D产生_，电极反应式为_。(2)电池中P是_极，Q是_极。(3)A极上电极反应式为_。解析电极B上有金属M沉淀出来说明B是阴极，A是阳极，而乙池中电极C是阳极，D是阴极；对应的电极P是正极，电极Q是负极；乙中的电解质溶液为硫酸钠溶液，所以在C电极上有氧气产生，D电极上有氢气产生。答案(1)M22e=M氧气4OH4e=2H2OO2氢气2H2e=H2(2)正负(3)M2e=M2能力提升练10某实验
10、小组模拟“人工树叶”的电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和某种燃料(C3H8O)。下列说法正确的是()A该装置将化学能转化为光能和电能B该装置工作时，H从b极区向a极区迁移C每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原Da电极上的电极反应式为3CO218H18e=C3H8O5H2OB由装置图可知，该装置为电解池，A项错误；b电极连接电源的正极，作阳极，在电解池中H向a极(阴极)区移动，B项正确；b电极上发生的是H2OO2的氧化反应，每生成1 mol O2转移4 mol电子，a电极上发生反应CO2C3H8O，C3H8O中碳元素的化合价是2，每消耗3 mol CO2转移
11、18 mol电子，故生成1 mol O2消耗mol CO2，C项错误；a电极上发生还原反应3CO218H18e=C3H8O5H2O，D项错误。11如图所示，用Pt作电极，电解100 mL 0.4 molL1的NaCl溶液和100 mL 0.1 molL1的稀硫酸，标准状况下产生0.224 L Cl2时停止电解，取出电极，将两烧杯中的溶液混合并冷却至室温，所得溶液的pH为(设气体产物全部逸出，混合溶液的总体积为200 mL)()A5B6C7D13C在NaCl溶液中，电解前NaCl溶液中含0.04 mol Cl，电解后，当阳极上产生0.224 L(0.01 mol)Cl2(消耗0.02 mol C
12、l)时，在阴极上恰好有0.02 mol H被还原，则最终NaCl溶液中还有0.02 mol Cl、0.02 mol OH；电解稀硫酸实际上是电解水，溶液中硫酸的物质的量不变，则n(H)0.1 mL0.1 molL120.02 mol。两溶液混合后OH与H恰好完全反应，溶液显中性，pH7，C项正确。12如图所示，甲烧杯中盛有100 mL 0.50 molL1的AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100 mL 0.25 molL1的CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9 g，则甲乙(1)电源E为_极，F为_极。(2)A极的电极反应式为_，析出物质_
13、mol。(3)B极的电极反应式为_，析出气体_mL(标准状况)。(4)C极的电极反应式为_，析出物质_mol。解析由电解一段时间后A极比C极重，可知A极上有Ag析出，C极上有Cu析出，设A极上析出银的物质的量为n(Ag)，则C极上析出Cu的物质的量为n(Ag)，有关系式108 gmol1n(Ag)64 gmol1n(Ag)1.9 g，n(Ag)0.025 mol。由此可知，两电解池内的电解质均是足量的，故两池电极反应式分别为A极：Age=Ag；B极：4OH4e=2H2OO2；C极：Cu22e=Cu；D极：2Cl2e=Cl2。A、C两极析出Ag和Cu物质的量分别为0.025 mol和0.012
14、5 mol，B极析出O2的体积为0.006 25 mol22.4 Lmol10.14 L140 mL。答案(1)负正(2)4Ag4e=4Ag0.025(3)4OH4e=2H2OO2140(4)Cu22e=Cu0.012 513如图所示，在用石墨作电极的电解池中，加入500 mL含一种溶质的某蓝色溶液进行电解，观察到A电极表面有红色的固态物质生成，B电极上有无色气体生成；当溶液中的原有溶质完全电解后，停止电解，取出A电极，经洗涤、干燥、称量，发现电极质量增加1.6 g。请回答下列问题：(1)写出B电极发生反应的电极反应式：_。(2)写出电解时总反应的离子方程式：_。(3)电解后溶液的pH为_，要
15、使电解后的溶液恢复到电解前的状态，则可加入_，其质量为_。(假设电解前后溶液的体积不变)(4)请你设计实验确定原溶液中可能含有的酸根离子，要求：提出两种可能的假设，分别写出论证这两种假设的操作步骤、实验现象和实验结论。假设一：_。假设二：_。解析(1)抓住关键信息“蓝色溶液”“红色的固态物质”“无色气体”，可推知A、B两电极上分别产生Cu与O2，则B电极是阳极，发生反应2H2O4e=4HO2。(2)电解总反应的离子方程式为2Cu22H2O2CuO24H。(3)A电极增加的质量即为生成的铜的质量，则根据电解总反应的离子方程式可知，n(H)2n(Cu)20.05 mol，c(H)0.1 molL1
16、，故电解后溶液的pH1。若使电解后的溶液恢复到电解前的状态，则可加入CuO，m(CuO)m(Cu)m(O2)1.6 g2 g。(4)假设原溶液中的酸根离子为SO。取少量电解后的溶液，向其中加入BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则说明原溶液中含有SO。假设原溶液中的酸根离子为NO。取少量电解后的溶液，向其中加入Cu微热，若Cu溶解，并有无色气体生成，且该气体在空气中变为红棕色，则说明原溶液中含有NO。答案(1)2H2O4e=4HO2(2)2Cu22H2O2CuO24H(3)1CuO(合理即可)2 g(与前一空对应)(4)假设原溶液中的酸根离子为SO。取少量电解后的溶液向其中加入BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则说明原溶液中含有SO假设原溶液中的酸根离子为NO。取少量电解后的溶液，向其中加入Cu微热，若Cu溶解，并有无色气体生成，且该气体在空气中变为红棕色，则说明原溶液中含有NO