1、第二节 电解池课时1电解原理【基础巩固】1.在原电池和电解池的电极上所发生的反应同属于氧化反应的是()A.原电池正极和电解池阳极所发生的反应B.原电池正极和电解池阴极所发生的反应C.原电池负极和电解池阳极所发生的反应D.原电池负极和电解池阴极所发生的反应解析:原电池负极与电解池阳极均发生氧化反应,原电池正极与电解池阴极均发生还原反应。答案:C2.关于如图所示、两个装置的叙述中正确的是()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:中阳极为2H2O-4e-4H+O2,中正极为Zn-2e-Zn2+D.离子移动方向:中H+向阴极方向移动,中H+向负极方向移动解析:中有
2、外加电源,为电解池,为原电池,A项错误;中实质为电解水,硫酸浓度增大, 中负极材料消耗硫酸,硫酸浓度减小,B项正确;中正极反应为2H+2e-H2,C项错误;中H+向正极移动,D项错误。答案:B3.pH=a的某电解质溶液中,插入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.H2SO4C.AgNO3 D.Na2SO4解析:电解NaOH溶液相当于电解水,NaOH溶液浓度增大,使溶液的pH升高,A项符合题意;电解H2SO4溶液和电解Na2SO4溶液相似,都使溶液浓度增大,所以溶液的pH分别减小、不变,B项、D项均不符合题意;电解AgNO3溶液生成HNO3,溶液的pH减
3、小,C项不符合题意。答案:A4.电解下列物质的水溶液一小段时间,在阳极无气体放出的是()A.AgNO3 B.CuCl2C.NaOH D.Na2S解析:A、B、C项阳极分别放出O2、Cl2、O2,D项阳极生成S单质,故选D项。答案:D5.如图所示装置中电解质溶液是NaCl的水溶液,过一段时间发现d极附近有黄绿色气体产生,下列说法中正确的是()A.a是电源的正极B.电子流动的方向:dbC.c电极发生氧化反应D.如果将c、d两电极互换,则c上一定也会生成黄绿色气体解析:d极附近有黄绿色气体产生,应该是Cl-放电,说明d极是阳极,所以b是正极;电子流向是阳极电源正极,电源负极阴极,即db,ac;c极得
4、电子,发生还原反应;如果c是活性电极,互换后c极不产生黄绿色气体。答案:B6.某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞溶液的混合液浸湿,然后平铺在一块铂片上,接通电源后,用铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹。据此,下列叙述中正确的是()A.铅笔端作阳极,发生还原反应B.铂片端作阴极,发生氧化反应C.铅笔端有少量的氯气产生D.a点是负极,b点是正极解析:铅笔在滤纸上写字,出现红色字迹,说明铅笔端产生OH-,则铅笔端为阴极,H+放电,发生还原反应生成H2,A项错误;铂片作阳极,发生氧化反应,B项错误;铅笔端产生H2而不是Cl2,C项错误。答案:D7.用惰性电极电解足量的Cu
5、(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2H2O-4e-4H+O2C.若有6.4 g金属Cu析出,放出的O2为0.05 molD.恰好电解完时,加入一定量的Cu(NO3)2后溶液可复原解析:用惰性电极电解足量的Cu(NO3)2溶液,阴极发生的电极反应为Cu2+2e-Cu,阳极发生的电极反应为2H2O-4e-4H+O2;若有6.4 g金属Cu(即0.1 mol)析出,转移电子0.2 mol,放出O2的物质的量为0.05 mol;恰好电解完时,加入一定量的CuO,溶液可复原,A、B、C项正确,D项错误。答案:D8.用惰性电极电解下
6、列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(括号内物质),不能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是()A.AgNO3(AgNO3) B.NaOH(H2O)C.KCl(HCl) D.CuSO4(CuO)解析:分析电解反应的原理,在两极析出什么物质(固体或气体),相当于什么物质脱离反应体系,就加入什么物质,即可使溶液完全复原。A项,脱离反应体系的物质是Ag和O2,相当于Ag2O,所以应当加入适量Ag2O才能复原(加入AgNO3,会使NO3-的量增加)。B项,脱离反应体系的是H2和O2,相当于H2O,加入适量水可以复原。C项,脱离反应体系的是H2和Cl2,相当于HCl,应通入适量HCl气体才能复原(加入盐
7、酸时,同时也增加了水)。D项,脱离反应体系的是Cu和O2,相当于CuO,加入适量CuO可以复原。答案:A9.用惰性电极电解下列电解质溶液,请你写出其反应式(注意得失电子的顺序)。(1)CuCl2溶液。阴极: ;阳极: ;总反应: 。(2)HCl溶液。阴极: ;阳极: ;总反应: 。(3)CuSO4溶液。阴极: ;阳极: ;总反应: 。答案: (1)Cu2+2e-Cu2Cl-2e-Cl2CuCl2Cu+Cl2(2)2H+2e-H22Cl-2e-Cl22HClH2+Cl2(3)2Cu2+4e-2Cu2H2O-4e-O2+4H+2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O210.按如图所示进行电解
8、实验(A、B、C、D均为惰性电极),请写出各电极反应式。A电极: ;B电极: ;C电极: ;D电极: 。解析:由实验装置图可知甲、乙两池串联,四个电极通过的电量相等。NaCl为活泼金属的无氧酸盐,用惰性电极电解时阴极反应式为2H2O+2e-H2+2OH-,阳极反应式为2Cl-2e-Cl2。AgNO3为不活泼金属的含氧酸盐,用惰性电极电解时阴极反应式为4Ag+4e-4Ag,阳极反应式为2H2O-4e-O2+4H+。答案:2H2O+2e-H2+2OH-2Cl-2e-Cl24Ag+4e-4Ag 2H2O-4e-O2+4H+【拓展提高】11.在水中加入等物质的量的Ag+、Na+、Ba2+、NO3-、C
9、l-、SO42-,用惰性电极进行电解,一段时间后,在两极上得到的氧化产物和还原产物的质量之比为()A.81 B.227C.35.5108 D.10835.5解析:Ag+与Cl-、Ba2+与SO42-均反应生成沉淀,相当于电解NaNO3溶液,实质是电解H2O,两极得到的产物为H2和O2。答案:A12.用惰性电极电解稀硫酸、Cu(NO3)2、NaCl的混合液,最初一段时间阴极和阳极上析出的物质分别是()A.H2和Cl2 B.Cu和Cl2C.H2和O2 D.Cu和O2解析:由题意知,溶液中存在H+、Cu2+、Na+、SO42-、NO3-、Cl-、OH-,根据离子的放电顺序,阳离子:Cu2+H+Na+
10、,阴离子:Cl-OH-SO42-、NO3-,则最初一段时间,阴极反应为Cu2+2e-Cu,阳极反应为2Cl-2e-Cl2。答案:B13.用Pt电极电解含有0.1 mol Cu2+和0.1 mol X3+的溶液,阴极析出固体物质的质量m与电路中通过电子的物质的量n的关系如图所示。则阳离子的氧化能力由大到小的排列正确的是()A.Cu2+X3+H+B.H+X3+Cu2+C.X3+H+Cu2+D.Cu2+H+X3+解析:本题的解题信息在图像中,开始通电就有固体析出,且通过0.2 mol电子后,就没有固体析出了,说明是Cu2+放电的结果,X3+不放电。答案:D14.从NO3-、SO42-、H+、Cu2+
11、、Ba2+、Ag+、Cl-中选出适当的离子组成电解质,采用惰性电极对其溶液进行电解。(1)若两极分别放出H2和O2,电解质的化学式可能是。(2)若阴极析出金属,阳极放出氧气,电解质的化学式可能为。(3)若两极分别放出气体,且体积比为11,电解质的化学式可能为。解析:题中提供的电解质离子有七种,这些离子放电的顺序是阳极:Cl-OH-(水电离出的)(NO3-、SO42-),阴极:Ag+Cu2+H+Ba2+。(1)两极分别放出H2和O2,即H+和OH-放电,实质是电解H2O,水中的溶质应是起导电作用,它可以是HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2中的任意一种,但不能是BaSO4。(2)阴极析出金属,
12、即Ag+或Cu2+放电;阳极放出O2,即OH-放电,水中的溶质可以是AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4中的任意一种。(3)两极都生成气体,且气体体积比为11,则放电的离子应是Cl-和H+,水中的溶质可以是HCl、BaCl2中的任意一种。答案: (1)HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2(2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4(3)HCl、BaCl2【挑战创新】15.用如图所示的装置进行电解实验。通电一会儿,发现湿润的碘化钾淀粉试纸的C端变为蓝色。(1)E为电源的 极,F为电源的 极。(2)A中反应的化学方程式为。(3)在B中观察到的现象是。(4)D端的电极反应式为 。解析:本题实质上是三个电解装置串联,首先判断电源的正极、负极,E为负极,F为正极;A中是以Pt为阳极、Fe为阴极电解AgNO3溶液。B中右侧石墨为阳极,发生的反应为2Cl-2e-Cl2,右侧石墨附近产生黄绿色气体,左侧石墨为阴极,发生的电极反应为2H2O+2e-H2+2OH-,由于水电离出的H+放电,所以溶液中的c(OH-)c(H+),左侧石墨附近溶液首先变红色。D端为阴极,发生的反应为2H2O+2e-H2+2OH-。答案: (1)负正(2)4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+O2(3)右侧石墨附近产生黄绿色气体,左侧石墨附近溶液首先变红色(4)2H2O+2e-H2+2OH-
