1、电解的原理【基础通关】(40分钟70分)一、选择题(本题包括8小题，每小题5分，共40分)1(2021榆林高二检测)如图所示装置中，属于电解池的是()【解析】选C。构成电解池时要有与外接直流电源相连的电极，A、B错误；电极插入电解质溶液或熔融的电解质中，且要形成闭合回路，C正确。2(2021大连高二检测)下面列出了电解不同物质的电极反应式，其中错误的是()A用石墨电极电解饱和食盐水，阴极：Nae=NaB用铜电极电解CuSO4溶液，阳极：Cu2e=Cu2C用石墨电极电解熔融NaCl，阴极：Nae=NaD用石墨电极电解NaOH溶液，阳极：4OH4e=2H2OO2【解析】选A。食盐水中存在Na和H两
2、种阳离子，根据放电顺序，阴极H放电，电极反应式为2H2e=H2。3(双选)有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是()A甲中正极反应式为2H2e=H2B乙中阳极反应式为Age=AgC丙中H向碳棒方向移动D丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体【解析】选A、C。由图知，甲、丙为原电池，甲中Zn为负极，负极反应式为Zn2e=Zn2，Ag为正极，电极反应为2H2e=H2，A对；丙中Fe为负极，C为正极，H向正极移动，C对；乙、丁为电解池，乙中Ag作阳极，本身失电子，B错；丁中放电顺序：ICl，开始时产生I2，D错。4.(2021开封高二检测)如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关
3、判断正确的是()Aa为负极，b为正极Ba为阳极，b为阴极C电解过程中，d电极质量增加D电解过程中，氯离子浓度不变【解析】选C。电流从电源的正极流出，故a为电源的正极，b为负极；与电源正极相连的c为阳极，与电源负极相连的d为阴极。在电解过程中，因为Cu2是阳离子，移向阴极d，在阴极放电析出Cu，所以d电极质量增加；Cl是阴离子，移向阳极c，在阳极放电析出Cl2，导致溶液中氯离子浓度降低。5(2021兰州高二检测)pHa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()ANaOHBH2SO4CAgNO3 DNa2SO4【解析】选A。依题意，要求在电解过程中溶
4、液pH增大，电解NaOH溶液、稀硫酸、Na2SO4溶液实质上是电解水，溶液的pH依次是增大、减小、不变；电解AgNO3溶液有HNO3生成，pH减小。反应方程式为4AgNO32H2O4Ag4HNO3O2，所以A选项正确。【加固训练】用铂作电极电解某种溶液，通电一段时间，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溶液CCuSO4溶液 D稀硫酸【解析】选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(2021南京高二检测)如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，
5、通电进行电解，下列说法正确的是()A.电路中电子流向：负极dcba正极Ba、c两极产生气体的物质的量相等CSO向b电极移动，Cl向c电极移动D通电后乙烧杯滴入酚酞溶液d极会变红【解析】选D。电子只能在外电路中移动，故A错误；a极产生O2，c极产生Cl2，根据电子守恒O22Cl24e，O2和Cl2的物质的量之比为12，故B错误；阴离子向阳极移动，a和c是阳极，所以SO向a电极移动，Cl向c电极移动，故C错误；d极是阴极，电极反应式可表示为2H2O2e=H22OH，所以滴入酚酞溶液d极会变红，故D正确。【互动探究】(1)写出a、b、c、d电极的电极反应式和总反应的离子方程式。提示：甲烧杯中a电极：
6、4OH4e=O22H2O，b电极：Cu22e=Cu，总反应2Cu22H2O2CuO24H；乙烧杯中c电极：2Cl2e=Cl2，d电极：2H2eH2，总反应2Cl2H2OCl2H22OH。(2)一段时间内(烧杯中的溶液是足量的)，甲烧杯中产生的气体在标准状况下的体积为2.24 L，则乙烧杯中产生的气体在标准状况下的体积为多少？提示：甲烧杯中产生的气体为O2，电极反应式为4OH4eO22H2O，故产生标准状况下2.24 L气体时电路中通过的电子为0.4 mol，乙烧杯中产生的气体为H2和Cl2，电极反应式分别为2H2eH2、2Cl2eCl2，故产生的气体体积为(0.2 mol0.2 mol)22.
7、4 Lmol18.96 L。7(双选)若某装置中发生如下的反应：Cu2H=Cu2H2，关于该装置的说法不正确的是()A该装置一定为原电池B该装置一定为电解池C金属铜为电解池的阳极D电解质溶液可能是硝酸溶液【解析】选A、D。由于铜与H在常温下不会自发反应产生H2，若反应则只能是外加条件，如电解；所以，该装置一定为电解池，且金属铜必为电解池的阳极。而若电解质溶液是硝酸溶液时，则铜会与硝酸自发反应产生NOx，而非产生H2。【加固训练】1(2021南京高二检测)用如图所示装置除去含CN、Cl废水中的CN时，控制溶液pH为910，阳极产生的ClO将CN氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是()A用石
8、墨作阳极，铁作阴极B阳极的电极反应式：Cl2OH2e=ClOH2OC阴极的电极反应式：2H2O2e=H22OHD除去CN的反应：2CN5ClO2H=N22CO25ClH2O【解析】选D。A选项石墨作阳极，为惰性电极，由溶液中的Cl放电，电极反应式：Cl2OH2e=ClOH2O，铁作阴极，在碱性环境下发生2H2O2e=H22OH，故A、B、C正确；D选项pH为910的碱性溶液不可能是H参加反应，离子反应应为2CN5ClOH2O=N22CO25Cl2OH。2.(双选)铝是一种重要的金属材料，由于其在空气中天然形成一层氧化膜而具有抗腐蚀性，但是这层氧化膜耐磨性和抗蚀性不够强而导致其耐腐蚀性减弱，因此
9、需控制一定的条件，在铝表面生成坚硬的氧化膜，其中电化学氧化法是一种常用的方法，其装置如图所示。下列有关叙述正确的是()A阴极上有金属铝生成B电极A为石墨，电极B为金属铝CH在电极B上放电，有氢气生成D阳极的电极反应式为2Al3H2O6e=Al2O36H【解析】选C、D。阴极反应为2H2e=H2，故A错误，C正确；电极A为Al，故B错误；阳极反应为2Al3H2O6e=Al2O36H，故D正确。8(双选)如图所示为直流电源，为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞溶液的滤纸，为电镀槽。接通电路后发现上的c点显红色。为实现铁上镀锌，接通后，使c、d两点短路。下列叙述不正确的是()Aa为直流电源的负极Bc极发生的反
10、应为2H2e=H2Cf极为锌板De极发生氧化反应【解析】选A、C。c点显红色说明该处有OH生成，则c点同时有氢气生成，发生还原反应，连接电源的负极，因此b为负极，a为正极，由此可知A项错误，B项正确；铁上镀锌，则铁为阴极，连接电源负极，故f极为铁板，锌为阳极，故e极为锌板，发生氧化反应，由此可知C项错误、D项正确。二、非选择题(本题包括2小题，共30分)9(15分)(2021济南高二检测)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下表：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溶液要满足的条件是工作一段
11、时间后，甲槽电解液pH上升，而乙槽电解液pH下降；b、c两极放电离子的物质的量相等。则：(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、乙两池是串联的，故b为阳极、c为阴极，A、D组电解液的电极反应分别为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)2NaCl2H2O2Na
12、OHCl2H24AgNO32H2O4AgO24HNO310(15分)(2021济宁高二检测)用石墨作电极电解1 L 0.1 molL1的CuSO4溶液(假定电解前后溶液体积不变)。(1)电路中通过0.1 mol电子时，溶液的c(H)为_，欲恢复电解前状态应加入CuO的质量是_ g。 (2)当电路中通过0.3 mol电子时，欲恢复电解前状态，可加入下列的_。 aCu bCuOcCu(OH)2 dCu2(OH)2CO3(3)用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如图甲。电解过程中的实验数据如图乙，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。则下列说
13、法不正确的是_。 A电解过程中，a电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生Bb电极上发生的反应方程式为4OH4e=2H2OO2C曲线0P段表示O2的体积变化DQ点时溶液中H的物质的量为0.4 mol【解析】(1)n(Cu2)0.1 mol，当电路中n(e)0.2 mol时，只有CuSO4溶液被电解，由CuSO42e2HCuCuO，电路中通过0.1 mol电子时，生成H为0.1 mol，c(H)0.1 molL1，应加入CuO 0.05 mol，即4 g才能恢复原状态。(2)当通过0.3 mol e时，有0.1 mol e来自电解水，被电解的水为0.05 mol，需加入0.1 mol CuO与0.
14、05 mol H2O，此时n(Cu)n(H)11，应加入Cu2(OH)2CO3。(3)由电流方向可知，b电极为阳极，a电极为阴极，电解过程中，a电极表面先是Cu2放电，后为H放电，即先有红色物质析出，后有气泡产生，A正确；b电极上发生的反应方程式为4OH4e=2H2OO2，B正确；曲线0P段是阴极产生铜，阳极产生O2，曲线PQ段是阴极产生H2，阳极产生O2，C正确；0P段产生1.12 L(标准状况)O2，转移电子0.2 mol，消耗0.2 mol OH，积累0.2 mol H，PQ 段电解水，n(H)不变，D不正确。答案：(1)0.1 molL14(2)d(3)D【能力进阶】(20分钟30分)
15、一、选择题(本题包括2小题，每小题5分，共10分)11(2020全国卷)电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是()A.Ag为阳极BAg由银电极向变色层迁移CW元素的化合价升高D总反应为：WO3xAg=AgxWO3【解析】选C。由外加电源可知该装置为电解装置。由“通电时，Ag注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3”可知，Ag为阳极，Ag由银电极向变色层(阴极)迁移，A、B正确；WO3生成AgxWO3，W的化合价降低x价，C错误；阳极电极反应式为xAgx
16、e=xAg，阴极电极反应式为WO3xexAg=AgxWO3，两极电极反应式相加得总反应式为WO3xAg=AgxWO3。12(2020山东等级考)采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是()A阳极反应为2H2O4e=4HO2B电解一段时间后，阳极室的pH未变C电解过程中，H由a极区向b极区迁移D电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量【解析】选D。a极析出氧气，氧元素的化合价升高，作电解池的阳极，b极通入氧气，生成过氧化氢，氧元素的化合价降低，被还原，作电解池的阴极。a极是阳极，属于放氧生酸性型的电解，所以阳极的反应
17、式是2H2O4e=4HO2，故A正确；电解时阳极产生氢离子，氢离子是阳离子，通过质子交换膜移向阴极，所以电解一段时间后，阳极室的pH不变，故B正确；电解过程中，阳离子移向阴极，H由a极区向b极区迁移，C正确；电解时，阳极的反应为2H2O4e=4HO2，阴极的反应为O22e2H=H2O2，总反应为O22H2O=2H2O2，要消耗氧气，即是a极生成的氧气小于b极消耗的氧气，故D错误。二、非选择题(本题包括1小题，共20分)13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2CH
18、3OH3O24KOH2K2CO36H2O(1)请回答图中甲、乙两池的名称：甲池是_装置，乙池是_装置。(2)请回答下列电极的名称：通入CH3OH的电极名称是_，B(石墨)电极的名称是_。(3)写出下列电极反应式：通入O2电极：_；A(Fe)电极：_。(4)乙池中反应的化学方程式为_。【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：2CH3OH12e16OH=2CO12H2O，正极：3O212e6H2O=12OH乙池：阳极：4OH4e=2H2OO2，阴极：4Ag4e=4Ag总反应：4AgNO32H2O4AgO24HNO3。答案：(1)原电池电解池(2)负极阳极(3)O24e2H2O=4OH4Ag4e=4Ag(4)4AgNO32H2O4AgO24HNO3