課時跟蹤檢測（六）電解池的工作原理一、單項選擇題1．電解池中，陽極的電極材料一定()A．發(fā)生氧化反應(yīng) B．與電源正極相連C．是鉑電極 D．得電子解析：選B陽極材料可以是惰性電極，不參加氧化反應(yīng)，可以是活性電極，參加氧化反應(yīng)，它們一定與電源正極相連。2．電解某鹽溶液時，在陰、陽兩極上一定相等的是()A．析出金屬的物質(zhì)的量 B．析出金屬的質(zhì)量C．通過的電子數(shù)目 D．放出氣體的體積解析：選C電解池的陽極上一定不會析出金屬，A、B項錯誤；陰、陽兩極若同時放出氣體，放出氣體的體積不一定相等，如用石墨電極電解Na2SO4溶液時，陰、陽兩極放出H2、O2的體積比為2∶1，D項錯誤。3．在某電解質(zhì)溶液里，用M和N作電極，通電一段時間后，發(fā)現(xiàn)M極質(zhì)量減小，N極質(zhì)量增大，符合這一情況的是()A．電解質(zhì)溶液是稀硫酸B．金屬M是陽極，金屬N是陰極C．M和N是石墨電極D．M是陰極，N是陽極解析：選BM極質(zhì)量減小，說明M為活性電極材料且作陽極，N極質(zhì)量增加，說明電解液中有金屬離子得電子析出，N作陰極。4．用鉑電極電解下列溶液時，陰極和陽極上的主要產(chǎn)物分別為H2和O2的是()A．稀HCl溶液 B．稀Na2SO4溶液C．CuCl2溶液 D．酸性AgNO3溶液解析：選BA項，電解稀HCl溶液，陰極產(chǎn)物為H2，陽極產(chǎn)物為Cl2，錯誤；B項，電解Na2SO4溶液，實際上是電解水，陰極產(chǎn)物為H2，陽極產(chǎn)物為O2，正確；C項，電解CuCl2溶液，陰極產(chǎn)物為Cu，陽極產(chǎn)物為Cl2，錯誤；D項，電解酸性AgNO3溶液，陰極產(chǎn)物為Ag，陽極產(chǎn)物為O2和HNO3，錯誤。5．電解CuSO4和NaCl的混合溶液，開始時陰極和陽極上析出的物質(zhì)分別是()A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2C．H2和O2 D．Cu和O2解析：選B混合液中陽離子為Cu2＋、Na＋、H＋，放電能力：Cu2＋>H＋>Na＋；陰離子為Cl－、SOeq\o\al(2－,4)、OH－，放電能力：Cl－>OH－>SOeq\o\al(2－,4)，即陰極Cu2＋放電，產(chǎn)物為Cu，陽極Cl－放電，產(chǎn)物為Cl2。6．如圖所示的電解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均為Pt電極。電解過程中，電極b和d上沒有氣體逸出，但質(zhì)量均增大，且增重b<d。符合上述實驗結(jié)果的鹽溶液是()選項XYAMgSO4CuSO4BAgNO3Pb(NO3)2CFeSO4Al2(SO4)3DCuSO4AgNO3解析：選D由圖示可知：a、c為陽極，b、d為陰極。A項和C項，在電解池Ⅰ中b極發(fā)生反應(yīng)2H＋＋2e－=H2↑，不符合題意；B項，電解池Ⅱ中d極發(fā)生2H＋＋2e－=H2↑，不符合題意；D項，b、d極分別發(fā)生反應(yīng)Cu2＋＋2e－=Cu,2Ag＋＋2e－=2Ag，且m(Cu)<m(Ag)，符合題意。二、不定項選擇題7．用惰性電極電解足量的Cu(NO3)2溶液，下列說法中不正確的是()A．陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=CuB．陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑C．若有6.4g金屬Cu析出，放出的O2為0.1molD．恰好電解完時，加入一定量的Cu(NO3)2溶液可恢復到原來的濃度解析：選CD惰性電極電解足量的Cu(NO3)2溶液，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，若有6.4g金屬Cu(即0.1mol)析出，轉(zhuǎn)移電子是0.2mol，放出的O2為0.2mol÷4＝0.05mol，恰好電解完時，應(yīng)加入一定量的CuO溶液可恢復到原來的濃度，A、B正確，C、D錯誤。8．在pH＝a的某電解質(zhì)溶液中，插入兩支惰性電極通直流電一段時間后，溶液的pH>a，則該電解質(zhì)可能是()A．NaOH B．H2SO4C．AgNO3 D．Na2SO4解析：選A電解NaOH溶液相當于電解水，NaOH溶液濃度增大，使溶液的pH升高，A項正確；電解H2SO4溶液和電解Na2SO4溶液相似，都使溶液濃度增大，所以溶液的pH分別減小、不變，B、D兩項均不正確；電解AgNO3溶液生成HNO3，溶液的pH減小，C項不正確。9．用陽極X和陰極Y電解Z的水溶液，電解一段時間后，再加入W，能使溶液恢復到電解前的狀態(tài)，則下列符合題意的是()選項XYZWACFeNaClH2OBPtCuCuSO4CuSO4溶液CCCH2SO4H2ODAgFeAgNO3AgNO3晶體解析：選CA項，陽極為惰性電極，在陽極是Cl－放電，2Cl－－2e－=Cl2↑，在陰極是H＋放電，2H＋＋2e－=H2↑，通入HCl(g)能使溶液恢復到原狀態(tài)，A項不符合題意；B項，陽極為惰性電極，在陽極是OH－放電，4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，在陰極是Cu2＋放電，2Cu2＋＋4e－=2Cu，加入CuO(s)能使溶液恢復到原狀態(tài)，B項不符合題意；C項，兩電極均為惰性電極，在陰極是H＋放電，在陽極是OH－放電，其實質(zhì)是電解水，加適量水可使溶液恢復到原狀態(tài)，C項符合題意；D項，Ag作陽極，為活性電極，電極反應(yīng)為Ag＋e－=Ag＋，陰極反應(yīng)為Ag＋－e－=Ag，AgNO3溶液濃度不變。三、非選擇題10．用如下圖所示的裝置進行電解。通電一會兒，發(fā)現(xiàn)濕潤的淀粉KI試紙的C端變?yōu)樗{色。(1)E為電源的__________極，銅為__________極。(2)A中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為________________________________，溶液酸性__________。(3)在B中觀察到的現(xiàn)象是_____________________________________________________________________________________________________________________。(4)D端的電極反應(yīng)式為________________________________________________。解析：本題是三個電解裝置串聯(lián)，首先判斷電源的正、負極，E為負極，F(xiàn)為正極；A中是以Pt為陽極、Fe為陰極電解AgNO3溶液。B中Cu為陽極，Cu溶解發(fā)生反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2＋，石墨為陰極，發(fā)生反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2，由于水電離出的H＋放電，所以溶液中的c(OH－)>c(H＋)，故溶液中有氫氧化銅藍色沉淀生成。D端為陰極，發(fā)生電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2。答案：(1)負陽(2)4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5())4Ag＋4HNO3＋O2增強(3)銅片溶解，石墨極上有氣體生成，溶液中有藍色沉淀生成(4)2H＋＋2e－=H2一、單項選擇題1．下列各組中，每種電解質(zhì)溶液電解時只生成氫氣和氧氣的是()A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2 B．NaOH、CuSO4、H2SO4C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2 D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2解析：選C電解時只生成氧氣和氫氣，實際上是電解水，C項符合。2.用石墨電極電解CuCl2溶液(見右圖)。下列分析正確的是()A．a(chǎn)端是直流電源的負極B．通電使CuCl2發(fā)生電離C．陽極上發(fā)生的反應(yīng)：Cu2＋＋2e－=CuD．通電一段時間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體解析：選A通過圖中離子的運動狀態(tài)可判斷連接a的電極為陰極，連接b的電極為陽極，故a端為直流電極的負極，b端為直流電源的正極，A項正確；CuCl2在水溶液中能發(fā)生電離，不需要通電，B項錯誤；陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，即2Cl－－2e－=Cl2↑，C項錯誤；陰極發(fā)生還原反應(yīng)，析出Cu，在陽極附近可觀察到黃綠色氣體，D項錯誤。3.利用如圖裝置電解硫酸銅溶液，下列說法正確的是()A．b電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．該裝置能將化學能轉(zhuǎn)變成電能C．電解質(zhì)溶液中Cu2＋從b電極向a電極遷移D．若a為銅，則a的電極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋解析：選Db與電源負極相連，b為陰極，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，A項錯誤；該裝置是電解池，將電能轉(zhuǎn)化為化學能，B項錯誤；電解池中，陽離子(Cu2＋)向陰極(b極)移動，C項錯誤；a為陽極，若a為Cu，屬于活性電極，則陽極反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2＋，D項正確。4．如圖中X、Y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)a極板增重，b極板有無色無味氣體放出，符合這一情況的是()選項a極板b極板X電極Z溶液A鋅石墨負極CuSO4B石墨石墨負極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負極CuCl2解析：選Aa極質(zhì)量增加，是金屬在a極析出，a極是陰極。B項，Z溶液為NaOH，無金屬析出，被排除；又因為b極有無色無味氣體生成，只能是O2，而D項電解CuCl2溶液，陽極析出Cl2，D項被排除；在A、C選項中，根據(jù)電極名稱，X應(yīng)當作為電源的負極。5．根據(jù)金屬活動性順序表，Cu不能發(fā)生Cu＋2H2O=Cu(OH)2↓＋H2↑的反應(yīng)。但選擇恰當電極材料和電解液進行電解，這個反應(yīng)就能變?yōu)楝F(xiàn)實。下列四組電極和電解液中，能實現(xiàn)該反應(yīng)最為恰當?shù)氖?)ABCD陽極石墨棒CuCuCu陰極石墨棒石墨棒FePt電解液CuSO4溶液Na2SO4溶液H2SO4溶液H2O解析：選B某些不能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，可以用電解方法得以實現(xiàn)，Cu作陽極時，自身失去電子被氧化，Cu－2e－=Cu2＋，陰極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，A項不符合；B項，Na2SO4溶液起增強導電性作用，電解總反應(yīng)為Cu＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5())Cu(OH)2＋H2↑，符合題意；C項，電解液H2SO4會與生成的Cu(OH)2發(fā)生中和反應(yīng)，實際上不會生成Cu(OH)2，不符合；D項，H2O導電能力不強，不符合。二、不定項選擇題6．下列說法正確的是()A．電解NaOH溶液時，溶液濃度將增大，pH增大B．電解H2SO4溶液時，溶液濃度將減小，pH減小C．電解Na2SO4溶液時，溶液濃度將增大，pH不變D．電解NaCl溶液時，溶液濃度將減小，pH不變解析：選ACA項，電解NaOH溶液，實質(zhì)上是電解水，c(NaOH)增大，pH增大，正確；B項，電解H2SO4溶液，實質(zhì)上是電解水，c(H2SO4)增大，pH減小，錯誤；C項，電解Na2SO4溶液，實質(zhì)上是電解水，c(Na2SO4)增大，pH不變，正確；D項，電解NaCl溶液時，生成NaOH，c(NaCl)減小，pH增大，錯誤。7．納米級Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注。采用離子交換膜控制電解液中OH－的濃度制備納米級Cu2O的裝置如圖所示，發(fā)生的反應(yīng)為2Cu＋H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))Cu2O＋H2↑。下列說法正確的是()A．鈦電極發(fā)生氧化反應(yīng)B．陽極附近溶液的pH逐漸增大C．離子交換膜應(yīng)采用陽離子交換膜D．陽極反應(yīng)式是2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O解析：選D鈦極與電源負極相連是陰極發(fā)生氫離子得電子的還原反應(yīng)，故A錯誤；根據(jù)總反應(yīng)，則陽極反應(yīng)為2Cu－2e－＋2OH－=Cu2O＋H2O，消耗氫氧根，pH值減小，故B錯誤；根據(jù)總反應(yīng)，則陽極反應(yīng)為2Cu－2e－＋2OH－=Cu2O＋H2O，所以離子交換膜應(yīng)采用陰離子交換膜，故C錯誤；在電解池中，當陽極是活潑電極時，該電極本身發(fā)生失電子的還原反應(yīng)，在堿性環(huán)境下，金屬銅失去電子的電極反應(yīng)為2Cu－2e－＋2OH－=Cu2O＋H2O，故D正確。三、非選擇題8．下圖是一套電解裝置，兩U形管中均盛有50.0mL電解質(zhì)溶液，a、b、c、d為Pt電極，通電一段時間后，d電極上析出金屬Ag2.16g，沒有氣體產(chǎn)生，同時在b、c兩極收集到標準狀況下相同體積的氣體。請回答：(1)c為________極，寫出c電極上的電極反應(yīng)式：________________________，c極收集到的氣體體積在標準狀況下為____________L。(2)b為______極，寫出b電極上的電極反應(yīng)式：開始時是____________，后來________________________________________________________________________。(3)原CuCl2溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為__________mol·L－1。解析：(1)連接電源負極的電極作陰極，連接電源正極的電極作陽極，則c作陽極，陰離子在陽極失電子，放電能力OH－>NOeq\o\al(－,3)，則OH－先失電子，反應(yīng)式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑或2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，d極作陰極，其反應(yīng)式為Ag＋＋e－=Ag，析出2.16g銀單質(zhì)，整個電路轉(zhuǎn)移電子0.02mol，故產(chǎn)生氧氣eq\f(1,4)×0.02mol＝0.005mol，其在標準狀況下的體積V(O2)＝0.005mol×22.4L·mol－1＝0.112L。(2)b作陰極，陽離子在陰極上放電，Cu2＋先得電子，其反應(yīng)式：Cu2＋＋2e－=Cu，根據(jù)題目信息，此電極有氣體產(chǎn)生，應(yīng)是H＋得電子，其反應(yīng)式：2H＋＋2e－=H2↑或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－。(3)bc兩極產(chǎn)生氣體體積相等，即產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量為0.005mol，需得到電子0.01mol，但整個電路共通過0.02mol電子，推得n(Cu2＋)＝0.01/2mol＝0.005mol，故c(CuCl2)＝0.005/(50×10－3)mol·L－1＝0.10mol·L－1。答案：(1)陽4OH－－4e－=2H2O＋O2↑0.112(2)陰Cu2＋＋2e－=Cu2H＋＋2e－=H2↑或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－(3)0.109．A、B、C三種強電解質(zhì)，它們在水中電離出的離子為Na＋、Ag＋、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－，在如圖1所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯分別盛放足量的A、B、C三種溶液，電極均為石墨電極。接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得乙燒杯中c電極質(zhì)量增加了10.8g。常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間t的關(guān)系如圖2所示。據(jù)此回答下列問題：(1)M為電源的______(填“正”或“負”)極，甲、乙兩個燒杯中的電解質(zhì)分別為________、________(填寫化學式)。(2)計算電極f上生成的氣體在標準狀況下體積為________L。(3)寫出乙燒杯中的電解反應(yīng)方程式：_________________________________________________________________________________________________________