1、第二节 电能转化为化学能电解第1课时 电解的原理1下列装置中属于电解池的是()解析：选CA项装置是原电池；B项装置既不能构成原电池(两电极相同)也不能构成电解池(无直流电源)；C项装置是电解池；D项装置不能形成闭合回路，故不能构成原电池。2电解池中，阳极一定()A发生氧化反应B与电源正极相连C是铂电极 D得电子解析：选B阳极材料若为活泼金属则直接发生氧化反应；若为惰性电极，则最易失电子的阴离子发生氧化反应。3电解CuCl2和NaCl的混合溶液，阴极和阳极上首先析出的物质分别是()ACu和Cl2 BH2和Cl2CH2和O2 DCu和O2解析：选A在CuCl2和NaCl溶液中，Cu2、Na、H向阴
2、极移动，因Cu2氧化性最强，则阴极反应为Cu22e=Cu，而Cl、OH向阳极移动，因Cl的还原性比OH强，所以阳极反应为2Cl2e=Cl2，故电解时阴极、阳极首先析出的物质分别为Cu和Cl2。4某同学欲完成2HCl2Ag=2AgClH2反应，设计了下列四个实验，你认为可行的是()解析：选C银在金属活动性顺序中位于氢之后，因此Ag不能直接与盐酸反应，可利用电解的方式使反应得以进行。根据元素化合价的变化，Ag须失电子成为Ag，因此Ag为阳极。5用石墨电极电解某酸溶液时，在相同条件下，阴、阳两极收集到的气体的体积之比是21，则下列结论正确的是()A阴极上一定产生H2，阳极上一定产生O2B该酸可能是盐
3、酸C电解后溶液的酸性减弱D阳极的电极反应式为2H2e=H2解析：选A电解酸溶液时，H在阴极上放电产生H2，又因阴、阳两极收集到的气体的体积之比是21，可知阳极上一定产生O2，故该酸为含氧酸，电解该酸溶液的实质是电解水，则电解后溶液的酸性增强。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附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是()A逸出气体的体积(标准状况下)，a电极的小于b电极的B一电极逸出无味气体，另一电极逸出有刺激性气味气体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电极附近呈红色解析：选D由图可知a为阴极，b为阳极，由于电极为石墨，且在溶
4、液中存在的微粒为Na、SO、H和OH，故电极反应为阳极4OH4e=O22H2O；阴极4H4e=2H2，两极均产生无色、无味气体，且阳极气体比阴极气体少；由于阳极附近OH减少，故溶液呈酸性，由于阴极附近H减少，故溶液呈碱性，故滴入石蕊溶液，阳极附近显红色，阴极附近显蓝色。7下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是()AHCl、CuCl2、Ba(OH)2 BNaOH、CuSO4、H2SO4CNaOH、H2SO4、Ba(OH)2 DNaBr、H2SO4、Ba(OH)2解析：选C电解时只生成氢气和氧气，则电解质所含的阳离子在H之后放电，阴离子应该在OH之后放电。电解HCl溶液的方程式为2H
5、ClCl2H2，A项错误；电解CuSO4溶液的方程式为2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2，B项错误；电解NaBr溶液的方程式为2NaBr2H2O2NaOHH2Br2，D项错误。8以石墨为电极，电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是()A阴极附近溶液呈红色 B阴极逸出气体C阳极附近溶液呈蓝色 D溶液的pH变小解析：选D以石墨为电极，电解KI溶液时，阴离子在阳极的放电能力IOH，阳离子在阴极的放电能力HK，所以该电解反应为2KI2H2OI2H22KOH。由于在溶液中含有少量酚酞和淀粉，所以在阳极附近碘单质遇淀粉，溶液变为蓝色；在阴极由于产生氢气，溶液显碱性，遇酚酞，溶液变
6、为红色。因为产生了碱，溶液碱性增强，所以溶液的pH变大。9如下图装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，a极附近溶液呈红色。(1)电源的负极是_，B中的阳极是_。(2)电极质量增加的是_，A溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)B装置用U形管的原因是_。解析：题给装置是电解装置，根据现象推断，a、b为惰性电极，a附近溶液显红色，即a附近溶液呈碱性。则a极析出H2，发生还原反应，是阴极。故电源X是负极，Y是正极。在A装置中，铂极是阴极，铜极是阳极。阳极活性电极本身放电，阴极是Cu2放电，即阳极：Cu2e=Cu2(氧化反应)，阴极：Cu22e=Cu(还原反应)，故A装置是典型的电
7、镀装置，pH无变化，各离子浓度也无变化。B用U形管是为了让H2和Cl2分开，防止爆炸。电解方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。答案：(1)Xb(2)Pt不变(3)防止H2、Cl2混合后发生爆炸10用惰性电极电解下列电解质溶液：硫酸；盐酸；NaOH溶液；Na2SO4溶液；CuCl2溶液；NaCl溶液；CuSO4溶液。请依据所学知识回答下列问题(填序号)：(1)阴极反应与相同的有_，与相同的有_。(2)阳极反应与相同的有_，与相同的有_。(3)写出电解下列溶液的化学方程式：_；_；_。(4)只有水被电解的是_，只有电解质本身被电解的是_，电解质和水都被电解的是_。(5)电解后溶液的pH
8、显著增大的是_，减小的是_。(6)欲使溶液电解后复原需_，欲使电解后的复原需加入_。答案：(1)(2)(3)2H2O2H2O22NaCl2H2O2NaOHH2Cl22CuSO42H2O2H2SO42CuO2(4)(5)(6)通入HCl气体CuO1同温、同压下，用惰性电极在U形管中电解下列物质的水溶液，消耗相同的电量，生成气体体积最大的是()A饱和食盐水 BCuCl2溶液CCuSO4溶液 DNaOH溶液解析：选A电解饱和食盐水，两极分别产生氢气和氯气，假设转移2 mol电子，生成氢气和氯气各1 mol，共2 mol；而电解CuCl2溶液产生的气体只有氯气，转移2 mol电子，生成氯气1 mol；
9、电解CuSO4溶液，产生的气体只有氧气，转移2 mol电子，生成氧气0.5 mol；电解NaOH溶液，两极分别产生氢气和氧气，转移2 mol电子，生成氢气1 mol、氧气0.5 mol，共1.5 mol。2下列有关水的电解实验的说法中不正确的是()A为提高水的电解速率，可以在水中加入少量的氯化钠B若在水中加入少量的硫酸钠，电解结束后溶液的pH将会保持不变C电解过程中，阴极区附近溶液的pH会增大D当电解产生氧气1.12 L(标准状况)时，转移电子的物质的量为0.2 mol解析：选A氯化钠是电解质，加入少量的氯化钠后，电解速率加快，但是电解时氯离子要失电子，阳极得到氯气；加入少量的硫酸钠，实为电解
10、水，硫酸钠浓度增大，但溶液的pH将会保持不变；电解过程中，阴极区氢离子得电子，氢氧根离子浓度增大，溶液的pH增大；产生1 mol氧气转移4 mol e，故产生氧气1.12 L(标准状况)时，转移电子的物质的量为0.2 mol。3.某同学按右图所示的装置进行电解实验。下列说法错误的是()A电解初期，石墨电极上有H2产生B整个电解过程中，H的浓度不断增大C电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D电解初期，总反应方程式为CuH2SO4CuSO4H2解析：选B电解初期，阳极发生的电极反应为Cu2e=Cu2；阴极发生的电极反应为2H2e=H2。电解一段时间后，成为电镀铜，溶液中离子浓度及pH等不再变化。4按
11、图甲所示装置进行实验，若乙中横坐标x表示通过电极的电子的物质的量，则下列叙述正确的是()AF表示反应生成Cu的物质的量BE表示反应消耗H2O的物质的量CE表示反应生成O2的物质的量DF表示反应生成H2SO4的物质的量解析：选B题图甲装置中发生的反应为2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，当转移4 mol电子时，消耗H2O 2 mol，生成的Cu、O2和H2SO4的物质的量分别为2 mol、1 mol、2 mol。5下图所示的电解池和中，a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重bd。符合上述实验结果的盐溶液是()选项XYAMgSO4CuSO4B
12、AgNO3Pb(NO3)2CFeSO4Al2(SO4)3DCuSO4AgNO3解析：选D题意表明电极b、d上没有气体逸出，所电解的盐溶液中金属元素，应该在金属活动顺序表中(H)以后，只有D符合题意。6将含有KCl、CuBr2、Na2SO4三种物质的水溶液用铂电极进行电解，且电解时间足够长。有以下结论：溶液中几乎没有Br；电解质溶液为无色；最终溶液显碱性；K、Na和SO的浓度几乎没有变化。正确的是(设Cl2、Br2全部从溶液中逸出)()A B仅C D均正确解析：选A溶液中存在的阴离子有：Cl、Br、SO、OH，阳离子有：K、Cu2、Na、H。因用惰性电极电解足够长时间，阴离子首先放电的是Br：2
13、Br2e=Br2，其次是Cl：2Cl2e=Cl2，最后是OH：4OH4e=2H2OO2，SO在溶液中不放电，阳离子首先放电的是Cu2：Cu22e=Cu，其次是H：2H2e=H2。所以先电解CuBr2，阳极生成Br2，阴极析出Cu，当CuBr2电解完毕时，相当于继续电解HCl(H来源于水)，当Cl消耗尽时，则继续电解水。由于Cu2转化为Cu，电解液变为无色；Cl放电时，水电离出的H放电，使溶液中的OH浓度增大；由于电解足够长时间，水被消耗，K、Na、SO浓度会增大。7如下图所示，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极极板质量增加，b极极板处有无色无味的气体放出，符合这一情况的是()a极板b极
14、板x电极z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2解析：选A由题意知a极板质量增加，a应为阴极，则b为阳极，x为电源的负极，y为电源正极。A选项中a极板为阴极，b极板为阳极，参考各个选项知，A项符合，电解时，a极有Cu附着，b极有O2放出；B项不符合，电解时a极无质量变化；C项阳极为Fe，为活性电极，电解时Fe在阳极放电溶解，无气体生成，故C项不符合；D项电解时，Cl在阳极放电生成Cl2，Cl2为黄绿色有刺激气味的气体，与题意不符合。8将0.2 mol AgNO3、0.4 mol Cu(NO3)2、0.6 mol KCl溶于水，配成100 mL
15、溶液，用惰性电极电解一段时间后，若在一极析出0.3 mol Cu，此时在另一极上产生的气体体积(标准状况)为()A4.48 LB5.6 LC6.72 LD7.84 L解析：选BAgNO3和KCl反应后，溶液中能发生放电的离子为0.4 mol Cu2、0.4 mol Cl及H和OH；阴极生成0.3 mol Cu时，转移电子0.6 mol。阳极先发生反应2Cl2e=Cl2，0.4 mol Cl放电消耗 0.4 mol电子，生成0.2 mol Cl2；再发生反应4OH4e=2H2OO2，消耗0.2 mol电子，生成0.05 mol O2，故阳极共生成气体0.25 mol，体积为5.6 L(标准状况)
16、。9.如图为持续电解含有一定量CaCl2水溶液(含酚酞)的装置(以铂为电极)，A为电流表。电解一段时间t1后，将CO2连续通入电解液中。(1)电解时，F极发生_反应，电极反应式为_，E极发生_反应，电极反应式为_，电解总反应式为_。(2)电解池中产生的现象：_。_。_。解析：溶液中含有Ca2、H、Cl、OH，通电时，Ca2、H移向阴极，H放电能力比Ca2强，在E极上发生反应：2H2e=H2，OH富集在阴极(E极)，则使阴极区溶液变红；Cl、OH移向阳极，Cl在阳极放电，2Cl2e=Cl2，总反应方程式为2Cl2H2O2OHH2Cl2，通电一段时间后，溶液碱性增强，通入CO2后，生成CaCO3沉
17、淀，继续通入CO2沉淀消失，生成易溶于水的Ca(HCO3)2。答案：(1)氧化2Cl2e=Cl2还原2H2e=H22Cl2H2O2OHH2Cl2(2)通电后E极处溶液呈红色通电时，E极、F极均有气体生成通入CO2时，溶液中先出现白色沉淀，继续通入CO2沉淀又消失。10.如图所示，甲烧杯中盛有100 mL 0.50 molL1 AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100 mL 0.25 molL1 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(1)电源E为_极，F为_极。(2)A极的电极反应式为_，析出物质_mol。(3)B极的电极反应式为_，
18、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，若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两极析出物质的量分别为0.025 mol 和0.012 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 5