資源簡介

電解池的工作原理(分值：100分)
A級　合格過關練
選擇題只有1個選項符合題意(1～8題，每題7分，共56分)
1.關于電解池的敘述中，不正確的是(　　)
電解池的陽極發生氧化反應
電子從電源的負極沿導線流入電解池的陰極
與電源正極相連的是電解池的陰極
參與電解的陽離子往陰極移動
2.下列關于電解的說法正確的是(　　)
①電解是把電能轉變成化學能
②電解是把化學能轉變成電能
③電解質溶液導電是化學變化，金屬導電是物理變化
④不能自發進行的氧化還原反應，通過電解可以實現
⑤任何水溶液電解時，必將導致氧化還原反應
②③④ ①②③④
①②④ ①③④⑤
3.如圖是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極，則下列有關判斷正確的是(　　)
a為負極，b為正極
a為陽極，b為陰極
電解過程中，d電極質量增加
電解過程中，氯離子濃度不變
4.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，符合題意的一組是(　　)
組號 X Y Z W
C Fe NaCl H2O
Pt Cu CuSO4 CuSO4溶液
C C H2SO4 H2O
Ag Fe AgNO3 AgNO3晶體
5.用如圖所示裝置(X、Y是直流電源的兩極)分別進行下列各組實驗，則下表中各項所列對應關系均正確的一項是(　　)
選項 X極 實驗前U形管中液體 通電后現象及結論
負極 CuCl2溶液 b管中有氣體逸出
負極 NaOH溶液 溶液pH降低
正極 Na2SO4溶液 U形管兩端滴入酚酞后，a管中呈紅色
正極 AgNO3溶液 b管中電極反應式是4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
6.用惰性電極電解稀硫酸、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段時間陰極和陽極上析出的物質分別是(　　)
H2和Cl2 Cu和Cl2
H2和O2 Cu和O2
7.如下圖所示的兩個電解槽中，A、B、C、D均為石墨電極。如果電解過程中共有0.02 mol電子通過，下列敘述正確的是(　　)
甲電解槽中A極最多可析出0.64 g銅
甲電解槽中B極的電極反應式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
乙電解槽中滴入酚酞溶液，D極附近溶液變紅
乙電解槽中C極的電極反應式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
8.某同學按如圖所示的裝置進行電解實驗。下列說法正確的是(　　)
電解過程中，銅電極上有H2產生
電解初期，總反應方程式為Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑
電解過程中，石墨電極上一直有H2產生
整個電解過程中，H＋的濃度不斷增大
9.(10分)按下圖所示的裝置進行電解，在通電一段時間后，鐵電極的質量增加。
(1)(4分)寫出甲燒杯中兩極發生的電極反應式
陰極：______________；陽極：____________________________________________。
(2)(3分)寫出甲燒杯中發生反應的化學方程式：
____________________________________________________________________。
(3)(3分)從左到右C—C—Fe—Ag 4個電極上析出或溶解物質的物質的量之比是____________________________________________________________________。
10.(10分)用如下圖所示的裝置進行電解。通電一會兒，發現濕潤的淀粉 KI試紙的C端變為藍色。
(1)(4分)E為電源的________極，銅為________極。
(2)(2分)A中溶液酸性________。
(3)(2分)在B中觀察到的現象是________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)(2分)D端的電極反應式為____________________________________________。
B級　素養培優練
(11～12題，每題7分，共14分)
11.為使反應Cu＋2H2O===Cu(OH)2＋H2↑能夠發生，下列設計方案正確的是(　　)
用銅片作負極，石墨電極作正極，氯化鈉溶液為電解質溶液構成原電池
用銅片作電極，外接直流電源電解硫酸銅溶液
用銅片作陽極，鐵片作陰極，電解硫酸鈉溶液
用銅片作陰、陽電極，電解稀硫酸
12.如圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時間后，b極附近溶液呈紅色。下列說法中正確的是(　　)
X是正極，Y是負極
X是負極，Y是正極
CuSO4溶液的pH逐漸增大
CuSO4溶液的pH不變
13.(10分)A、B、C為三種強電解質，它們在水中電離出的離子如下表所示：
陽離子 Na＋、K＋、Cu2＋
陰離子 SO、OH－
圖1所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，電極均為石墨。
接通電源，經過一段時間后，測得乙中c電極質量增加。常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間t的關系如圖2所示。據此回答下列問題：
(1)(4分)M為電源的________(填“正”或“負”)極，電極b上發生的電極反應為____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)(2分)寫出乙燒杯中反應的化學方程式：____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)(2分)如果電解過程中B溶液中的金屬離子全部析出，此時電解能否繼續進行，為什么？______________________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)(2分)若經過這一段時間后，要使丙恢復到原來的狀態，需要進行的操作是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
電解池的工作原理
1.C　[與電源正極相連的是電解池的陽極。]
2.D　[電解是將電流通過溶液或熔融態物質，在陰極和陽極上發生氧化還原反應的過程，將電能轉化成化學能，①正確，②錯誤；電解質溶液導電時，溶液中的陰、陽離子分別向陽極和陰極移動，在兩個電極上得失電子，發生氧化還原反應，金屬的導電只是自由電子的定向移動，不存在電子得失，沒有新物質產生，是一種物理過程，③正確；電解質溶液的導電過程就是電解過程，此時電源提供電能，把不能自發進行的氧化還原反應轉變成現實，④正確；電解質溶液的導電過程就是電解過程，發生了電子的轉移，一定發生了氧化還原反應，⑤正確。]
3.C　[電流從電源的正極流出，故a為正極，b為負極；c為陽極， d為陰極。電解時，因Cu2＋移向陰極d，在陰極放電析出Cu，故d電極質量增加；Cl－移向陽極c，在陽極放電逸出Cl2，導致溶液中Cl－濃度降低。]
4.C　[復原溶液，A應通HCl，B應加CuO或CuCO3，C應加H2O，D不需加任何物質。]
5.A　[A.X為負極，則U形管右側為陽極，電解氯化銅溶液時，陽極氯離子被氧化生成氯氣，所以b管有氣體逸出，A正確；B.電解NaOH溶液的實質是電解水，所以NaOH的濃度會增大，pH增大，B錯誤；C.電源X極為正極，a管中石墨電極為陽極，b管中石墨電極為陰極，電解硫酸鈉溶液的實質是電解水，H＋在陰極區放電，OH－在陽極區放電，故在陰極區有大量的OH－，滴入酚酞后，b管中呈紅色，在陽極區有大量的H＋，a管中呈無色，C錯誤；D.電源X極為正極，則b管為陰極，電解硝酸銀溶液時，陰極反應為Ag＋＋e－===Ag，D錯誤。]
6.B　[由題意知，溶液中存在H＋、Cu2＋、Na＋、SO、NO、Cl－、OH－，根據離子的放電順序，陽離子為Cu2＋>H＋>Na＋，陰離子為Cl－>OH－>SO、NO，則最初一段時間，陰極：Cu2＋＋2e－===Cu，陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑。]
7.C　[A極接直流電源的正極，為甲電解槽的陽極，不能析出Cu，A項錯誤；B極為甲電解槽的陰極，不能發生氧化反應，B項錯誤；D極接直流電源的負極，為乙電解槽的陰極，發生還原反應：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，產物有OH－，滴加酚酞溶液，D極附近溶液變紅，C項正確；C極為乙電解槽的陽極，發生氧化反應，生成Cl2，D項錯誤。]
8.B　[活性電極銅作陽極，陽極發生的反應為Cu－2e－===Cu2＋，初期陰極溶液中H＋放電：2H＋＋2e－===H2↑，總反應為Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑，所以A、D兩項不正確，B項正確。隨著反應進行，溶液中Cu2＋數目增多，此時陰極上溶液中的Cu2＋得電子：Cu2＋＋2e－===Cu，所以C項不正確。]
9.(1)2Cu2＋＋4e－===2Cu　2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
(2)2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑
(3)2∶1∶4∶4
解析　鐵電極的質量增加，說明鐵電極是陰極。則銀電極是陽極，左碳電極是陰極，右碳電極是陽極。有關電極反應式為：
甲　陰極：2Cu2＋＋4e－===2Cu
陽極：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
乙　陽極：Ag－e－===Ag＋
陰極：Ag＋＋e－===Ag
10.(1)負　陽　(2)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)2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
解析　本題是三個電解裝置串聯，首先判斷電源的正、負極，C端變為藍色說明I－產生I2，發生氧化反應是陽極，據此推出，E為負極，F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溶解發生反應為Cu－2e－===Cu2＋，石墨為陰極，發生反應為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，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，發生電極反應為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。
11.C　[該反應為不能自發進行的氧化還原反應，必須設計為電解池才能發生。陽極為Cu放電，陰極為H＋放電，即用Cu作陽極，電解質溶液中為H2O放電，選項C符合要求。]
12.A　[根據題意，a、b都是惰性電極，通電一段時間后，b極附近溶液呈紅色，說明b極上有H2產生，電極反應式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，即b為陰極，則Y為負極，X為正極，A正確、B錯誤；X為正極，則Pt作陽極，電極反應式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，c(H＋)不斷增大，溶液的pH逐漸減小，C、D錯誤。]
13.(1)負　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(2)2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4
(3)能，因為硫酸銅溶液已轉變為硫酸溶液，反應變為電解水的反應　(4)向丙燒杯中加入一定量水
解析　(1)乙中c電極質量增加，則c處發生的電極反應為Cu2＋＋2e－===Cu，即c電極為陰極，由此可推出b為陽極，a為陰極，M為負極，N為正極。而Cu2＋只能和SO結合，可以確定B為硫酸銅；由常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間t的關系圖，可以確定A為KOH或NaOH，C為Na2SO4或K2SO4。甲中為KOH或NaOH溶液，相當于電解H2O，陽極b處為OH－放電，即4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。(2)乙燒杯中是電解CuSO4溶液，反應的化學方程式為2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。(3)乙中銅全部析出后，電解質變為H2SO4，所以電解反應仍能繼續進行。

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