1、第1课时 电解原理A级基础达标练一、选择题1硝酸银是一种无色晶体，易溶于水。用于照相乳剂、镀银、制镜、印刷、医药、染毛发，检验氯离子、溴离子和碘离子等，也用于电子工业。下列有关用惰性电极电解AgNO3溶液一段时间后的说法，正确的是(C)A电解过程中阳极的质量不断增加B电解过程中溶液的pH不断升高C此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况D电解后两极产生的气体体积比为2：1解析：用惰性电极电解AgNO3溶液的总方程式为4AgNO32H2O4AgO24HNO3，阳极上放出O2，阴极上析出Ag，阴极质量增加，A项错误；由于电解时生成了HNO3溶液的pH降低，B项错误；电解后析出O
2、2和Ag，要使溶液恢复到电解前状况需加入Ag2O固体，C项正确；电解时阴极上析出Ag，无气体生成，D项错误。2某同学为了使反应2HCl2Ag2AgClH2能进行，设计了如下所示的四个实验方案，你认为可行的方案是(C)解析：Ag不能与HCl自发的进行氧化还原反应，所以要使反应2HClAg=2AgClH2能发生，应设计成电解池，Ag失电子发生氧化反应，H得电子发生还原反应，只有C符合条件。3常温下用惰性电极电解NaHSO4溶液，电解一段时间后，下列有关电解质溶液变化的说法正确的是(A)A电解质溶液的浓度增大，pH减小B电解质溶液的浓度增大，pH增大C电解质溶液的浓度减小，pH减小D电解质溶液的浓度
3、不变，pH不变解析：NaHSO4在水溶液中完全电离出Na、H和SO，电解NaHSO4溶液的实质是电解水，所以水减少，溶液浓度增大，c(H)增大，pH减小，故选A。4用石墨作电极，电解下列溶液，阴、阳两极均产生气体，其体积比一直为2：1，且电解后溶液的pH增大的是(B)ACuSO4BNaOHCNa2SO4DH2SO4解析：电解CuSO4溶液，阳极OH失电子生成O2，阴极Cu2得电子生成Cu，A项不符合；电解NaOH溶液，阳极反应为4OH4e=2H2OO2，阴极反应为4H4e=2H2，阴、阳两极气体体积比为2：1，NaOH浓度变大，pH增大，B项正确；电解Na2SO4溶液相当于电解水，溶液浓度增大
4、，但pH不变，C项不符合；电解H2SO4溶液实质是电解水，酸溶液浓度变大，pH变小，D项不符合。5按下图装置实验，若x轴表示流入阴极的电子的物质的量，则y轴可表示(A)(1)c(Ag)(2)c(NO)(3)AgNO3溶液的质量(4)a棒的质量(5)b棒的质量A(1)(2)(3)B(3)(4)C(1)(4)D(2)(5)解析：该装置为电镀银的装置，Ag作阳极，失电子，发生Age=Ag，Fe作阴极，得电子发生Age=Ag，则随通电时间的增长，溶液中c(Ag)、c(NO)、AgNO3溶液的质量不变，答案为A。6如图所示电化学装置(碳棒作电极)的判断合理的是(C)A若Z为氯化铜溶液，则X电极上发生还原
5、反应B若Z为饱和食盐水，则X电极是阴极C若Z为氯化铜溶液，则Y电极上有暗红色物质析出D若Z为饱和食盐水，则碱在X电极附近先生成解析：根据图中电子的移动方向，X极失电子，作阳极，则Y为阴极；A项，若Z为氯化铜溶液，则X电极上氯离子失电子，化合价升高，发生氧化反应，错误；B项，若Z为饱和食盐水，则X电极是阳极，错误；C项，若Z为氯化铜溶液，则Y电极上铜离子得电子生成单质铜，有暗红色物质析出，正确；D项，若Z为饱和食盐水，在Y电极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，Y电极附近有碱生成，错误。二、非选择题7如图X是直流电源。Y池中c、d为石墨棒，Z池中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d附近显红色。
6、(1)电源上b为_负_极(填“正”“负”“阴”或“阳”，下同)。Z池中e为_阳_极。连接Y、Z池线路中，电子流动的方向是d_e(用“”或“”填空)。(2)写出c极上反应的电极反应式：_2Cl2e=Cl2_。写出Y池中总反应的化学方程式：_2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2_。写出Z池中e极上反应的电极反应式：_Cu2e=Cu2_。解析：d极附近显红色，说明d为阴极，电极反应式为2H2O2e=H22OH，c为阳极，电极反应式为2Cl2e=Cl22OH，Y池电解NaCl溶液的总反应方程式为2NaCl2H2O2NaOHCl2H2；直流电源中a为正极，b为负极，Z池中f为阴极，e为阳极，电极反应式
7、分别为Cu22e=Cu、Cu2e=Cu2，电子流动方向由ed。8课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法，某研究性学习小组将下列装置按如图连接，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题：(1)电源A极的名称是_正极_。(2)甲装置中电解反应的总化学方程式是_CuCl2CuCl2_。(3)如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是_11_(相同状况下)。(4)欲用丙装置精炼铜，G应该是_粗铜_(填“纯铜”或“粗铜”)。(5)已知氢氧化铁胶体中含有带正电荷的红褐色的粒子，那么装置丁中的现象是_Y极附近红褐色变深_。解析：将电源接
8、通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色，说明F极生成了OH，惰性电极电解饱和食盐水，阴极的反应为2H2O2e=H22OH，F极为阴极。则可以知道A为电源正极，B为电源负极。C、E、G、X均为阳极，D、F、H、Y均为阴极。(1)将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色，说明F极生成了OH，惰性电极电解饱和食盐水，阴极的反应为2H2O2e=H22OH，F极为阴极。则可以知道A为电源正极；(2)用惰性电极电解CuCl2溶液，在阴极为Cu2得到电子生成Cu，阳极为Cl失去电子得到Cl2，化学方程式为CuCl2CuCl2；(3)惰性电极电解饱和食盐水，化学方程式为2NaCl2H2O2NaO
9、HCl2H2，生成气体的体积比为11；(4)电解精炼铜，粗铜作阳极，精铜作阴极，G为阳极。(5)电解过程中，带有负电荷的粒子向阳极移动，带有正电荷的粒子向阴极移动。氢氧化铁胶体中含有带正电荷的红褐色的粒子，该粒子会向阴极移动，阴极为Y电极，则Y极附近红褐色变深。B级能力提升练一、不定项选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1如下图所示，甲池的总反应式为N2H4O2=N22H2O。下列说法正确的是(BD)A甲池中负极上发生的反应为N2H44e=N24HB乙池中石墨电极上发生的反应为2H2O4e=O24HC甲池溶液pH增大，乙池溶液pH减小D甲池中每消耗0.1 mol N2H4乙池电极上则会析出
10、12.8 g固体解析：分析题图知，甲是燃料电池，乙是电解池，甲池中电解质溶液为氢氧化钾溶液，则负极不可能生成H，应该是N2H44e4OH=N24H2O，A项错误。乙池中石墨电极是阳极，发生氧化反应，B项正确。根据甲池总反应式知反应中生成了水，则氢氧化钾溶液的浓度变小，pH减小；乙池中阴极析出铜，阳极OH放电，乙池的溶液pH减小，C项错误。根据各个电极通过的电量相等知N2H42Cu，则甲池中消耗0.1 mol N2H4时乙池电极上析出12.8 g铜，D项正确。2图中是化学能与电能相互转化的两套装置。下列分析正确的是(BC)A两装置中，铁电极均要消耗B图乙装置中两极均有气泡产生C图甲装置铁电极上发
11、生的电极反应为Fe2e=Fe2D随着反应的进行，图甲装置中溶液的pH增大，图乙装置中溶液的pH不变解析：图甲是原电池，较活泼的金属铁作负极，负极上铁失电子生成亚铁离子进入溶液，铁电极逐渐溶解，图乙是电解池，铁作阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，铁不溶解，故A错误；图乙是电解池，石墨作阳极，阳极上生成O2，铁作阴极，H放电生成H2，故B正确；图甲中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2，故C正确；图甲电池的总反应为Fe2H=Fe2H2，随反应的进行c(H)减小，溶液pH增大，图乙相当于电解水，H2SO4浓度增大，溶液的pH减小，故D错误。3结合图示判断，下列叙述正确的是(AD)AK与N连接时，
12、X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大BK与N连接时，X为氯化钠，石墨极电极反应式为2H2e=H2CK与M连接时，X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大DK与M连接时，X为氯化钠，石墨极电极反应式为2Cl2e=Cl2解析：A项，K与N连接时形成原电池，X为硫酸时，电池总反应式为FeH2SO4=FeSO4H2，溶液pH增大，正确；B项，X为NaCl时，发生Fe的吸氧腐蚀，石墨是正极，正极反应式：O24e2H2O=4OH，错误；C项，K与M相连时形成电解池，X为硫酸，实质是发生电解水的反应，H2O被消耗掉，则硫酸浓度增大，pH减小，错误；D项，电解NaCl溶液，石墨是阳极，阳极反应式：2Cl2e=Cl2，
13、正确。4用惰性电极电解2 molL1的NaCl和1 molL1的MgSO4混合液时，下列曲线合理的是(C)解析：在2 molL1的NaCl和1 molL1的MgSO4混合液中含有的阴离子有Cl、SO、OH，放电顺序为ClOHSO，含有的阳离子有Na、Mg2、H，放电顺序为HMg2Na。用惰性电极电解2 molL1的NaCl和1 molL1的MgSO4混合液时，发生的反应依次为Mg22H2O2ClMg(OH)2H2Cl2，2H2O2H2O2。A电解开始形成沉淀，当第一个反应完成后，不再产生沉淀，沉淀量不再发生变化，A错误；B电解前Mg2水解消耗溶液中的OH，使溶液显酸性，即开始时pH7，B错误；
14、C电解开始发生第一个反应，开始形成沉淀，当Mg2沉淀完全后，再进行电解，不会产生沉淀，沉淀量也不再减少，C正确；D当第一个反应完全后的溶液为Na2SO4溶液，该物质是强酸强碱盐，显中性，pH7，D错误。5用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的一组是(C)选项XYZWACFeNaClH2OBPtCuCuSO4Cu(OH)2CCCH2SO4H2ODAgFeAgNO3AgNO3晶体解析：以Fe和C为电极，电解氯化钠，阳极氯离子放电，阴极氢离子放电，通电一段时间后为氢氧化钠溶液，减少的是氯化氢，故A错误；以Pt和Cu为电极，电解硫酸铜，阳极氢氧
15、根离子放电，放出氧气，阴极铜离子放电析出铜，减少的是铜和氧元素，需要加入氧化铜或碳酸铜恢复浓度，故B错误；以C为电极，电解硫酸，阳极氢氧根离子放电，阴极氢离子放电，相当于电解水，通电一段时间后仍为硫酸溶液，可以加水让溶液复原，故C正确；以Ag和Fe为电极，电解AgNO3，阳极银放电，阴极银离子放电，相当于电镀，通电一段时间后仍为AgNO3溶液，且浓度不变，不需要加AgNO3晶体恢复原样，故D错误。二、非选择题6甲醇又称“木醇”或“木精”。是无色有酒精气味易挥发的液体。用于制造甲醛和农药等，并用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等。如图是一个电化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为2CH3OH3O2
16、4KOH2K2CO36H2O(1)请回答图中甲、乙两池的名称：甲池是_原电池_装置，乙池是_电解池_装置。(2)请回答下列电极的名称：通入CH3OH的电极名称是_负极_，B(石墨)电极的名称是_阳极_。(3)写出下列电极反应式：通入O2电极：_O24e2H2O=4OH_；A(Fe)电极：_4Ag4e=4Ag_。(4)乙池中反应的化学方程式为_4AgNO32H2O4AgO24HNO3_。解析：根据题意，甲池是一个燃料电池，则乙池为电解池，在甲池中CH3OH发生氧化反应，为原电池的负极，O2发生还原反应，为原电池的正极，A与CH3OH极相连，为电解池的阴极，B为阳极，电极反应式为甲池：负极：2CH
17、3OH12e16OH=2CO12H2O，正极：3O212e6H2O=12OH乙池：阳极：4OH4e=2H2OO2，阴极：4Ag4e=4Ag总反应：4AgNO32H2O4AgO24HNO3。7A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：阳离子Na、K、Cu2阴离子SO、OH上图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了16 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间(t)的关系图如上。据此回答下列问题：(1)M为电源的_负_(填“正”或“负”)极，电极b上发生的电极反应为_4O
18、H4e=2H2OO2_。(2)计算电极e上生成的气体在标准状况下的体积_5.6 L_。(3)写出乙烧杯的电解总反应：_2CuSO42H2O2CuO22H2SO4_。(4)如果电解过程中B溶液中的金属离子全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？_能，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应实质变为电解水的反应_。(5)要使丙恢复到原来的状态，操作是_向丙烧杯中加4.5 g水_。解析：(1)根据乙中c极质量增加说明乙为硫酸铜溶液，c电极为阴极，M为电源负极，再依据pH的变化情况，可知丙为硫酸钾或者硫酸钠，甲为氢氧化钠或者氢氧化钾，电解池甲、丙都相当于电解水。b为阳极，电极反应式为4OH4e=2H2OO2。(2)丙中e电极为阴极，生成的气体为氢气，根据c电极质量增加了16 g，结合电子守恒可以确定，电极e上生成氢气物质的量为0.25 mol，标准状况下为5.6 L。(3)乙中为电解硫酸铜溶液，电解总反应式为2CuSO42H2O2CuO22H2SO4。(4)如果电解过程中B溶液中的金属离子全部析出，若继续电解则为电解硫酸溶液，电解反应可继续进行，其实质为电解水。(5)要使丙恢复到原来的状态，需要添加水，其物质的量(等于生成氢气的物质的量)为0.25 moL，质量为4.5 g。