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（3）電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能—電解——高二化學(xué)魯科版（2019）寒假練習(xí)
1.下列說法錯誤的是( )
A.電鍍時，鍍層金屬作陽極，待鍍金屬作陰極
B.電解精煉銅時，陽極減少的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量相等
C.工業(yè)上用石墨電極電解熔融冶煉鋁時，陽極材料因被氧氣氧化需定期更換
D.用惰性電極分別電解稀硫酸和溶液，一段時間后溶液的pH均減小
2.下列有關(guān)電解原理的應(yīng)用的說法正確的是( )
A.氯化鋁是一種電解質(zhì)，可用于電解法制鋁
B.電解法精煉銅時，以粗銅作陰極，純銅作陽極
C.電解飽和食鹽水時，陰極反應(yīng)式為
D.在鐵制品上鍍銀時，鐵制品與電源正極相連
3.用鉑作電極電解某種溶液，通電一段時間，溶液的酸性增強(qiáng)，并且在陽極得到0.1 mol氣體，陰極得到0.2 mol氣體（兩種氣體均在相同條件下測定）。由此可知溶液可能是( )
A.稀鹽酸 B.稀硫酸 C.溶液 D.溶液
4.某電解池裝置如圖所示，電解質(zhì)溶液為等濃度的混合溶液，則電解一段時間后（溶液有剩余），陰極可能得到的產(chǎn)物依次為( )
A. B. C. D.
5.如圖所示裝置中屬于電解池的是( )
A. B. C. D.
6.某學(xué)生欲實現(xiàn)的反應(yīng)，設(shè)計了如圖所示四個實驗。你認(rèn)為可行的實驗是( )
A. B. C. D.
7.圖（a）（b）分別是二氧化碳氧化乙烷的電催化和光催化裂解。下列說法正確的是( )
A.（a）中陰極的電極反應(yīng)式為、
B.當(dāng)（a）的電路中轉(zhuǎn)移2 mol電子時，陽極上生成22.4 L
C.（b）中電子由導(dǎo)帶向價帶移動
D.圖（a）（b）中的電解質(zhì)溶液均可能為NaOH溶液
8.下列指定反應(yīng)的方程式書寫正確的是( )
A.鉛蓄電池放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式：
B.電解飽和溶液：
C.用惰性電極電解溶液：
D.銅片上電鍍銀的總反應(yīng)式（銀作陽極，硝酸銀溶液作電鍍液）：
9.利用易溶于的性質(zhì)，科學(xué)家研發(fā)了一種如圖所示可作儲能設(shè)備的無膜新型氯流電池。放電時電極a的反應(yīng)為：。下列說法錯誤的是( )
A.放電時NaCl溶液的pH不變
B.充電時NaCl溶液的濃度減小
C.充電時電極b反應(yīng)為：
D.電極a增重4.6g時，設(shè)備內(nèi)生成0.1mol
10.電化學(xué)合成具有反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)試劑純凈和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，利用下圖所示裝置可合成己二腈。充電時生成己二腈，放電時生成，其中a、b是互為反置的雙極膜，雙極膜中的會解離出和向兩極移動。下列說法錯誤的是( )
A.N極的電勢低于M極的電勢
B.放電時，雙極膜中向N極移動
C.若充電時制得1mol，則放電時需生成1mol，才能使左室溶液恢復(fù)至初始狀態(tài)
D.充電時，陰極的電極反應(yīng)式為：
11.利用新型合成酶(DHPS)可以設(shè)計一種能在較低電壓下獲得氫氣和氧氣的電化學(xué)裝置，如圖所示。利用泵將兩種參與電極反應(yīng)的物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)移，使物質(zhì)循環(huán)利用，持續(xù)工作。下列說法錯誤的是( )
A. 反應(yīng)器I中發(fā)生的反應(yīng)為
B. 隔膜為陰離子交換膜，從電解池的右室通過隔膜向左室遷移
C. 電極b與電源的負(fù)極相連，電極反應(yīng)為
D. 該裝置的總反應(yīng)為，氣體是
12.2020年，天津大學(xué)化學(xué)團(tuán)隊以和辛胺為原料實現(xiàn)了甲酸和辛腈的高選擇性合成，裝置工作原理如圖所示（隔膜a只允許通過）。下列說法錯誤的是( )
A.電極與電源正極相連
B.電極上發(fā)生氧化反應(yīng)
C.電解過程中，由電極區(qū)向電極區(qū)遷移
D.電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為
13.一種將酸—堿雙電解液分開且具有雙溶解沉積反應(yīng)的酸堿混合高電壓水系可充電電池的充電過程如圖。下列說法中錯誤的是( )
A.充電時，電極a與電源的負(fù)極相連
B.放電時，在電極a區(qū)加入KOH溶液作電解質(zhì)溶液
C.放電時，電極b的電極反應(yīng)式為
D.充電時，當(dāng)電極a處生成6.5gZn時，有通過交換膜N
14.氯堿工業(yè)是高能耗產(chǎn)業(yè)，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝節(jié)能超過30%。在這種工藝設(shè)計中，相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，其中的電極未標(biāo)出，所用的離子交換膜都只允許陽離子通過。已知：空氣(除去)中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為21%。
(1)電解池A在通電條件下反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為_______。
(2)把X通入溶液中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。
(3)電解池A中，陽離子交換膜的作用除了只允許陽離子通過外，還有：①_______；②_______。
(4)Y所含元素與氧元素構(gòu)成原子個數(shù)比為1：1的化合物，該化合物能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，原因是_______(離子方程式)。
(5)分析圖可知：氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%、b%、c%，由大到小的順序為_______。
(6)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，若生成，則理論上消耗_______L空氣(結(jié)果保留一位小數(shù))。
15.電化學(xué)知識在我們的生產(chǎn)、生活中被廣泛應(yīng)用。回答下列問題：
(1)如圖所示裝置中，以稀土金屬材料作惰性電極，在電極上分別通入氫氣和氧氣。
①圖中左裝置通氫氣的一極為___________，通氧氣的電極上的發(fā)生的電極反應(yīng)式為___________。
②圖中右裝置為惰性電極電解溶液，電解一段時間后得到1.6g銅，電解的總反應(yīng)為：___________，陽極的電極反應(yīng)式為___________，若要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，可加入___________(填字母)。
a. b. c. d.
(2)空氣電池是目前儲電能力最高的電池。以空氣電池為電源，用惰性電極電解硫酸銅溶液如圖所示。
該電池工作時的總反應(yīng)為，極發(fā)生的電極反應(yīng)為___________。
當(dāng)外電路中通過電子時，B裝置內(nèi)共收集到0.448L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，若B裝置內(nèi)的液體體積為200mL(假設(shè)電解前后溶液體積不變)，則電解前溶液的物質(zhì)的量濃度為___________。
答案以及解析
1.答案：B
解析：A.電鍍時，電解池中，鍍層金屬作陽極，金屬失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成的離子進(jìn)入電解質(zhì)溶液中，待鍍金屬作陰極，電解質(zhì)溶液中的金屬陽離子在陰極上得到電子，鍍層金屬在待鍍金屬上析出，A項正確；
B.電解精煉銅時，陽極活潑金屬雜質(zhì)先發(fā)生電極反應(yīng)，而陰極只有銅析出，陽極減少的質(zhì)量不等于陰極增加的質(zhì)量，B項錯誤；
C.熔融能導(dǎo)電，常用于工業(yè)上冶煉金屬鋁，陽極生成氧氣，陰極生成鋁，高溫條件下，石墨能與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，造成陽極電極損耗，應(yīng)定期更換陽極石墨電極，C項正確；
D.電解稀硫酸的實質(zhì)是電解水，一段時間后，溶液酸性增強(qiáng)，pH減小；電解生成，一段時間后，溶液酸性增強(qiáng)，pH減小，D項正確；答案選B。
2.答案：C
解析：A.氯化鋁為共價化合物，熔融狀態(tài)不導(dǎo)電，工業(yè)上采用電解熔融氧化鋁的方法治煉鋁，故A錯誤；
B.電解精煉粗銅時，粗銅作陽極、純銅作陰極，陽極上鋅、鐵、銅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，銅離子在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，故B錯誤；
C.工業(yè)上電解飽和食鹽水時，水電離出的氫離子在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，電極反應(yīng)式為，故C正確；
D.在鐵制品上鍍銀時，銀為鍍層金屬，鐵為鍍件，則鐵制品與電源陰極相連，銀作陽極，故D錯誤；
故選C。
3.答案：B
解析：電解稀鹽酸溶液，兩極上分別為和放電，兩極氣體體積之比是，不符合題意；電解稀硫酸，兩極上分別為和放電，消耗水，濃度增大，溶液的pH變小，B符合題意；電解溶液，陰極析出銅，如時間較少，沒有氣體放出，C不符合題意；電解硝酸鉀溶液，兩極上分別為和放電，消耗水，溶液呈中性，pH不變，D不符合題意。
4.答案：A
解析：該裝置是電解池，電極是惰性電極，在陰極放電的是溶液中的陽離子，氧化性：銅離子>氫離子>鈉離子，且氫離子來源于水，所以陰極可能得到的產(chǎn)物依次為，故選A。
5.答案：C
解析：電解池是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，A和B沒有外接電源，屬于原電池，錯誤：C為電解氯化銅溶液的裝置圖，正確；D沒有形成閉合回路，不能構(gòu)成電解池，錯誤。
6.答案：C
解析：銅為不活潑金屬，與稀硫酸不反應(yīng)，如完成反應(yīng)（稀），應(yīng)設(shè)計成電解池，且銅為陽極，電解質(zhì)溶液為硫酸，是原電池，錯誤，A中銅作陰極，A錯誤，C正確。
7.答案：A
解析：由圖示可知在(a)中陰極上，得到電子變?yōu)椋瑫r還有得到電子，與結(jié)合形成，故陰極的電極反應(yīng)式為，A項正確；未指明氣體所處的外界條件，不能確定氣體體積的大小，B項錯誤；根據(jù)圖示可知：(b)中電子由價帶向?qū)б苿樱珻項錯誤；電解質(zhì)溶液中有移動，大量存在的溶液不可能是堿性溶液，因此電解質(zhì)不可能為溶液，D項錯誤。
8.答案：D
解析：鉛蓄電池放電時，鉛為電池的負(fù)極，負(fù)極的電極反應(yīng)式為，A項錯誤；電解飽和溶液會生成氫氧化鎂沉淀，其反應(yīng)的離子方程式為，B項錯誤；用惰性電極電解溶液，的氧化性比的強(qiáng)，先放電，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為，C項錯誤；銀作陽極，陽極的電極反應(yīng)式為，銅片作陰極，陰極的電極反應(yīng)式為，總反應(yīng)式為，D項正確。
9.答案：C
解析：A.放電時電極a的反應(yīng)為：，電極b的反應(yīng)為，NaCl溶液濃度變大，pH不變，故A正確；B.充電時，電極a電極反應(yīng)為，電極b電極反應(yīng)為，故充電時NaCl溶液的濃度減小，故B正確；C.充電時電極b反應(yīng)為：，故C錯誤；D.電極a增重4.6g時，應(yīng)為充電過程，電極a電極反應(yīng)為，物質(zhì)的量為0.2mol，轉(zhuǎn)移電子0.2mol，此時電極b發(fā)生反應(yīng)為，根據(jù)兩電極轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同，可知設(shè)備內(nèi)生成0.1mol，故D正確。
10.答案：C
解析：A.由分析可知，放電時N為負(fù)極、M為正極，充電時N為陰極、M為陽極，N極的電勢低于M極的電勢，A正確；
B.原電池中陰離子向負(fù)極遷移，故放電時，雙極膜中向N極移動，B正確；
C.充電時生成己二腈，則陰極反應(yīng)為得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成己二腈：，放電時水失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，；根據(jù)電子守恒可知，，若充電時制得1mol，則放電時需生成0.5mol，才能使左室溶液恢復(fù)至初始狀態(tài)，C錯誤；D.由C分析可知，D正確；故選C。
11.答案：A
解析:A.由分析可知，反應(yīng)器Ⅰ中發(fā)生的反應(yīng)為，故A錯誤；B.由分析可知，a電極是變?yōu)椋現(xiàn)e元素化合價由+2價變?yōu)?3價，則a為陽極，b極為陰極，電解池中陰離子移向陽極，從電解池的右室通過隔膜向左室遷移，故B正確；C.由分析可知，陰極b發(fā)生的反應(yīng)式為，故C正確；D.根據(jù)圖示以及本裝置的作用可知，該裝置的總反應(yīng)為，氣體N是氫氣，故D正確；故選：A。
12.答案：B
解析：由圖可知，電極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極為陰極，電極反應(yīng)為，則電極為陽極，辛胺在陽極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成辛腈，電極反應(yīng)為。電極為陽極，與電源正極相連，故A正確；電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，故B錯誤；電解過程中，陰離子向陽極移動，則由電極區(qū)向電極區(qū)遷移，故C正確；電極為陽極，陽極的電極反應(yīng)為，故D正確。
13.答案：D
解析：A.由分析可知，充電時，電極a與電源的負(fù)極相連，A正確；
B.放電時電極a發(fā)生的反應(yīng)是Zn轉(zhuǎn)化為，這是一個氧化反應(yīng)，所以電極a是原電池的負(fù)極，需要在電極a區(qū)加入KOH溶液作電解質(zhì)溶液，B正確；
C.放電時電極b發(fā)生的反應(yīng)是轉(zhuǎn)化為，這是一個還原反應(yīng)，所以電極b是原電池的正極，電極反應(yīng)式為，C正確；
D.充電時電極a發(fā)生的反應(yīng)是轉(zhuǎn)化為Zn，發(fā)生還原反應(yīng)，所以電極a是電解池的陰極，當(dāng)電極a處生成6.5gZn時，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2mol，因此有0.2mol通過交換膜N，D錯誤；
故選D。
14.答案：(1)
(2)
(3)阻止氫氧根離子進(jìn)入陽極室與氯氣發(fā)生副反應(yīng)；阻止陽極產(chǎn)生的氯氣與陰極產(chǎn)生的氫氣混合發(fā)生爆炸
(4)
(5)b%＞a%＞c%；
(6)53.3
解析：（1）氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水的離子方程式為：；
（2）X為，通入溶液中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為，
（3）電解池中，陽離子交換膜的作用除了只允許正離子通過外，還有①阻止氫氧根離子進(jìn)入陽極室與氯氣發(fā)生副反應(yīng)；②阻止陽極產(chǎn)生的氯氣與陰極產(chǎn)生的氫氣混合發(fā)生爆炸；
（4）所含元素即H與氧元素構(gòu)成原子個數(shù)比為1：1的化合物為，與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)的離子方程式為：；
（5）燃料電池中的離子膜只允許陽離子通過，而燃料電池中正極氧氣得到電子產(chǎn)生，所以反應(yīng)后氫氧化鈉的濃度升高，即a%小于b%，電解池中負(fù)右側(cè)是陰極，水中的氫離子得到電子變?yōu)镠2，溶液中產(chǎn)生氫氧根，鈉離子從左側(cè)移向右側(cè)，使?jié)舛仍龃螅詀%＞c%，故_b%＞a%＞c%；
（6）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，若生成，則電路中轉(zhuǎn)移的電子為，則燃料電池消耗的氧氣為11.2L，需要的空氣體積為53.3L。
15.答案：(1)負(fù)極；；；；ac
(2)；0.05
解析：（1）①左側(cè)通入氫氣發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，通入氧氣為正極，電極反應(yīng)方程式為：；
②電解100mL0.5mol L-1CuSO4溶液，發(fā)生的電解反應(yīng)為，a電極為陽極，陽極上溶液中的氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為，a電極為陰極，陰極上溶液中銅離子得電子生成銅，電極反應(yīng)式為；電解得到，物質(zhì)的量為，溶液中銅離子的物質(zhì)的量為，說明電解只生成了銅和氧氣，為了使溶液恢復(fù)原濃度，應(yīng)加入或，但不能加入，因為它們與硫酸反應(yīng)后會增加水，故選ac。
（2）根據(jù)總反應(yīng)可知，極發(fā)生的電極反應(yīng)式：；當(dāng)外電路中通過電子時陽極得到氧氣，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為0.224L，B裝置內(nèi)共收集到0.448L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則氫氣體積為0.224L，即，得到電子；根據(jù)得失電子守恒，溶液中得到電子，說明物質(zhì)的量為，則其濃度為。

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