1、课时1 电解原理基础达标练1.下列有关电解原理的说法正确的是( )电解是把电能转变为化学能电解是把化学能转变为电能电解质溶液的导电是化学变化，金属导电是物理变化一些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现任何溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生A. B. C. D.答案：D解析：电解将电能转化成化学能，电解质溶液的导电过程就是电解过程，发生电子转移，一定发生了氧化还原反应。2.关于下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：中阳极反应式为4OH-4e-=2H2O+O2 ，中正极反应式为Zn-2e-=Zn2+D.离子移动
2、方向：中H+ 向阴极方向移动，中H+ 向负极方向移动答案：B解析：为电解池，电解水，阳极反应式为4OH-4e-=2H2O+O2 ，硫酸的浓度增大，H+ 移向阴极；为原电池，溶液中的H+ 移向正极，正极反应式为2H+2e-=H2 ，硫酸的浓度减小。3.如图为直流电源电解稀Na2SO4 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溶液。下列实验现象中正确的是( )A.a 电极附近呈红色，b 电极附近呈蓝色B.a 电极附近呈蓝色，b 电极附近呈红色C.逸出气体的体积，a 极的小于b 极的D.一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体答案：B解析：a 电极为阴极，H2O 电离出的H+
3、 放电，促进H2O 的电离平衡向右移动，c(OH-) 增大，石蕊溶液变成蓝色；b 电极为阳极，H2O 电离出的OH- 放电，c(H+) 增大，石蕊溶液变成红色，故A项不正确，B项正确。a电极产生H2,b 电极产生O2,H2 的体积是O2 体积的2倍，故C、D项不正确。4.（2021山东济宁高二月考）用惰性电极电解CuCl2 和NaCl 的混合溶液，阴极和阳极上最先析出的物质分别是( )A.H2 和Cl2 B.Cu 和Cl2 C.H2 和O2 D.Cu 和O2答案：B解析：移向阴极的离子有Cu2+、H+ 和Na+ ，根据阴极放电顺序可知Cu2+ 先放电：Cu2+2e-=Cu ；移向阳极的离子为C
4、l- 和OH- ，根据阳极放电顺序可知Cl- 先放电：2Cl-2e-=2 ，故阴极和阳极上最先析出的物质分别是Cu 和Cl2 ，故选B。5.在pH=a 的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pHa ，则该电解质可能是( )A.NaOH B.H2SO4 C.AgNO3 D.Na2SO4答案：A解析：电解NaOH 溶液相当于电解水，NaOH 浓度增大，溶液的pH 增大，A项正确；电解H2SO4 溶液和电解Na2SO4 溶液均为电解水，都使溶液浓度增大，所以溶液的pH 分别为减小、不变，B 、D项不正确；电解AgNO3 溶液生成HNO3 ，溶液的pH 减小，C项不正确。6.用惰
5、性电极电解足量的Cu(NO3)2 溶液，下列说法中不正确的是( )A.阴极发生的电极反应为Cu2+2e-=CuB.阳极发生的电极反应为4OH-4e-=2H2O+O2C.若有6.4g 金属Cu 析出，放出O2 的物质的量为0.05molD.恰好电解完时，加入一定量的Cu(NO3)2 ，溶液可恢复到原来的浓度答案：D解析：惰性电极电解足量的Cu(NO3)2 溶液，阴极的电极反应为Cu2+2e-=Cu ，阳极的电极反应为4OH-4e-=2H2O+O2 ，若有6.4g （即0.1mol ）金属Cu 析出，转移电子0.2mol ，放出O2 的物质的量为0.2mol4=0.05mol ，恰好电解完时，加入
6、一定量的CuO ，溶液可恢复到原来的浓度，故A、B、C正确，D错误。方法规律 书写电解电极反应式的方法以电解Cu(NO3)2 溶液为例7.以酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示。下列说法正确的是( )A.燃料电池工作时，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-B.a 极是铁，b 极是铜时，b 极逐渐溶解，a 极上有铜析出C.若a 、b 两极均为石墨，在相同条件下，a 极产生的气体与电池中消耗的O2 的体积相等D.a 极是铜，b 极是铁时，工作一段时间要使右池溶液复原可加入适量的CuO答案：C解析：题给燃料电池是在酸性电解质中工作，所以正极反应为O2+4e-+4H+=2H2O ，
7、故A错误；a极与燃料电池正极相连，a 极为电解池阳极，b 极与燃料电池的负极相连，b 极为电解池阴极，所以应该是a 极逐渐溶解，b 极上析出Cu，故B错误；电解CuSO4 溶液时，a 极产生的气体为O2 ，产生1molO2 需4mol 电子，所以需要消耗燃料电池的1molO2 ，在相同条件下二者的体积相等，故C正确；a极是铜，b 极是铁时，工作一段时间CuSO4 溶液的浓度基本不变，故D错误。8.（2021山东德州高二月考）已知铅蓄电池的工作原理为Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)充电放电(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l) ，现用如图1装置进行电解（电解质溶液足量），测得
8、当铅蓄电池中转移0.4mol 电子时，铁电极的质量减小11.2g 。请回答下列问题：图1（1）A 是铅蓄电池的 极，铅蓄电池正极反应式为 。（2）Ag 电极的电极反应式是 ，该电极的电极产物共 g 。（3）Cu 电极的电极反应式是 ，CuSO4 溶液的浓度 （填“减小”“增大”或“不变”）。（4）图2表示电解过程中某个量（纵坐标x ）随时间的变化曲线，则x 表示 （填序号）。图2a.各U 形管中产生的气体的体积b.各U 形管中阳极质量的减小量c.各U 形管中阴极质量的增加量答案：（1）负; PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O（2）2H+2e-=H2 ; 0.4 （3）Cu
9、-2e-=Cu2+ ; 不变 （4）b解析：（1）根据题干可知，铁电极质量减小，则铁电极为阳极，Ag电极为阴极，故A是铅蓄电池的负极；铅蓄电池正极二氧化铅得电子，与硫酸反应生成硫酸铅和水，电极反应式为PbO2+4H+SO42-+2e-=4+2H2O 。（2）Ag 电极为电解池的阴极，氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H+2e-=H2 ；铁电极质量减小11.2g （即0.2mol ），转移0.4mol 电子，生成0.2mol 氢气，其质量为0.4g 。（3）Cu 电极为阳极，铜失电子生成铜离子，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+ ；溶液中的铜离子在阴极得电子生成铜，则溶液中的铜离子浓度不变。（
10、4）硫酸铜溶液中无气体生成，与题图2不符，a错误；各U 形管中阳极分别为Fe、Cu ，随反应的进行，质量逐渐减小，符合题图2，b正确；稀硫酸电解池中阴极产生氢气，阴极的质量不变，与题图2不符，c错误。解题关键 由题图判断各装置的类型是解答本题的关键，铅蓄电池为原电池，则另两装置为电解池，铁电极质量减小，则铁只能为阳极，与其相连的电极为阴极。素养提升练9.（2021山东菏泽高二月考）用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增大，电解质溶液的pH 下降的是( )A.CuCl2 溶液B.AgNO3 溶液C.BaCl2D.H2SO4 溶液答案：B解析：电解氯化铜溶液时，阳极上氯离子放电，阴极上
11、铜离子放电，氯化铜溶液的浓度减小，电解质溶液的酸性减弱，溶液的pH 增大，故A错误；电解硝酸银溶液时，阴极上银离子放电，阳极上氢氧根离子放电，所以电解质溶液的酸性增强，溶液的pH 减小，故B正确；电解氯化钡溶液，阴极上氢离子放电，阳极上氯离子放电，所以电解质溶液的碱性增强，pH 增大，故C错误；电解H2SO4 溶液，阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，电解质溶液中溶质的量不变，溶剂的量减小，硫酸浓度增大，所以酸性增强，溶液的pH 减小，故D错误。10（A）.（2021辽宁大连高二月考）我国科学家成功实现了电解气态HCl 制备Cl2 ，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )A.a 为外接
12、直流电源的正极B.阳极的电极反应为2Cl-2e-=Cl2C.通电后H+ 从左室迁移至右室D.左室中发生的反应为4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O ，实现了Fe3+ 的再生答案：D解析：右室中氯化氢失去电子转化为氯气，因此右侧电极是阳极，则a为外接直流电源的负极，选项A错误；阳极发生失去电子的氧化反应，电极反应为2HCl-2e-=Cl2+2H+ ，因HCl 为气态，所以不能写成Cl- ，选项B错误；电解池中阳离子向阴极移动，因此通电后H+ 从右室迁移至左室，选项C错误；根据题图可判断左室中发生反应：4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O ，实现了Fe3+ 的再生，选项D正确。10（B
13、）.（不定项）（2021辽宁大连高二月考）我国科学家成功实现了电解气态HCl 制备Cl2 ，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )A.a 为外接直流电源的正极B.阳极的电极反应为2HCl-2e-=Cl2+2H+C.通电后H+ 从左室迁移至右室D.左室中发生的反应为4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O ，实现了Fe3+ 的再生答案：B ; D解析：右室中氯化氢失去电子转化为氯气，因此右侧电极是阳极，则a为外接直流电源的负极，选项A错误；阳极发生失去电子的氧化反应，电极反应为2HCl-2e-=Cl2+2H+ ，选项B正确；电解池中阳离子向阴极移动，因此通电后H+ 从右室迁移至左室，选项C
14、 错误；根据题图可判断左室中发生反应：4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O ，实现了Fe3+ 的再生，选项D正确。11（A）.如图是CO2 经电催化还原为CH4 的装置示意图。下列说法不正确的是( )A.该过程是电能转化为化学能的过程B.铜电极的电极反应式为CO2+8HCO3-+8e-=CH4+8CO32-+2H2OC.一段时间后，池中n(KHCO3) 不变D.一段时间后，池中溶液的pH 一定增大答案：C ; D解析：题给装置连接有电源，则该过程是电能转化为化学能的过程，A项正确；二氧化碳转化为甲烷的反应过程中，碳元素的化合价降低，在铜电极上发生还原反应，电极反应式为CO2+8HCO3-
15、+8e-=CH4+8CO32-+2H2O ，B项正确；由于池溶液中的碳酸氢根离子被消耗，故一段时间后，碳酸氢钾的物质的量减小，C项错误；池中的铜电极为阴极，发生还原反应，池中的铂电极为阳极，发生氧化反应，电极反应式为4OH-4e-=O2+2H2O ，该过程中消耗OH- ，故溶液的pH 减小，D项错误。12.SO2 和NOx 是主要大气污染物，利用下图装置可同时吸收SO2 和NO 。（1）a 是直流电源的 极。（2）已知电解池的阴极室中溶液的pH 范围为47 ，阴极的电极反应为 。（3）用离子方程式表示吸收NO 的原理： 。答案：（1）负 （2）2HSO3-+2H+2e-=S2O42-+2H2O
16、（3）2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-解析：（1）由题图可知亚硫酸氢根离子得电子，生成连二亚硫酸根离子，则a 是直流电源的负极。（2）阴极发生还原反应，亚硫酸氢根离子得电子生成连二亚硫酸根离子，电极反应式为2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O 。（3）由题图可知，连二亚硫酸根离子与一氧化氮发生氧化还原反应，生成氮气，离子方程式为2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3- 。创新拓展练13.（2021北京丰台高二期中）电镀行业产生的酸性含铬废水对环境有污染，其中所含的+6价铬（以Cr2O72- 形式存在）是主要污染物，可采用电解法将其除去。向酸性含铬
17、废水中加入适量NaCl 固体，以Fe 为阴、阳电极进行电解。经过一段时间，有Cr(OH)3 和Fe(OH)3 沉淀生成，从而使废水中铬含量低于排放标准，装置如图所示。已知：pH=3.2 时Fe3+ 完全转化为Fe(OH)3;pH=5.6 时Cr3+ 完全转化为Cr(OH)3 。（1）向酸性含铬废水中加入适量NaCl 固体的作用是 。 （2）B 极上有大量氢气产生，电极反应为 。（3）请从化学角度分析酸性废水中Cr2O72- 转化为Cr(OH)3 的主要原因： 。答案：（1）增强溶液的导电性 （2）2H+2e-=H2 （3）6Fe2+Cr2O72-+14H+=7H2O+2Cr3+6Fe3+ ，酸
18、性减弱，Cr3+、Fe3+ 水解生成Cr(OH)3、Fe(OH)3解析：根据题图可知，B 为阴极，溶液中的氢离子得到电子产生氢气，阳极是铁失去电子变为Fe2+,Fe2+ 和Cr2O72- 在酸性条件下反应生成Cr3+、Fe3+,Cr3+、Fe3+ 水解生成Cr(OH)3、Fe(OH)3 。（1）向酸性含铬废水中加入适量NaCl 固体的作用是增强溶液的导电性。（2）B 极上有大量氢气产生，电极反应为2H+2e-=H2 。（3）酸性废水中Cr2O72- 转化为Cr(OH)3 的主要原因：6Fe2+Cr2O72-+14H+=7H2O+2Cr3+6Fe3+, 酸性减弱，Cr3+、Fe3+ 水解生成Cr(OH)3、Fe(OH)3 。解题关键 明确阳极的铁失去电子变为Fe2+,Fe2+ 和Cr2O72- 反应生成Fe3+、Cr3+ 。
