高中化学第4章电化学基础第3节电解池第1课时电解原理课后提能层级练新人教版选修4 2 5页

第一课时　电解原理 课后提能 层级练 ‎1．电解池中，阳极的电极材料一定(　　)‎ 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将直接发生氧化反应，若为惰性金属或碳棒，则看电解质溶液中阴离子放电顺序。‎ ‎2．同一溶液中的下列离子，在电解过程中最容易失去电子的是(　　)‎ A．OH－ B．I－‎ C．Cl－ D．SO 答案：B ‎3．电解下列物质的水溶液时，在阳极无气体放出的是(　　)‎ A．AgNO3 B．CuCl2‎ C．NaOH D．Na2S 解析：选D　A、B、C阳极分别放出O2、Cl2、O2。‎ ‎4．(双选)用铂电极电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是H2和O2的是(　　)‎ A．稀NaOH溶液 B．盐酸 C．MgSO4溶液 D．AgNO3溶液 解析：选AC　B项中Cl－比OH－更易放电，阳极上得到Cl2；D项中Ag＋比H＋更易放电，阴极上得到Ag。‎ ‎5．某同学为了使反应2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑能进行，设计了下列四个实验，如图所示，你认为可行的方案是(　　)‎ 解析：选C　此反应为非自发的氧化还原反应，需设计成电解池，且Ag失电子作阳极，电解质溶液中的H＋得电子生成H2。‎ ‎6．关于如图所示①②两个装置的叙述，正确的是(　　)‎ 5‎ A．装置名称：①是原电池，②是电解池 B．硫酸浓度变化：①增大，②减小 C．电极反应式：①中阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，②中正极：Zn－2e－===Zn2＋‎ D．离子移动方向：①中H＋向阴极方向移动，②中H＋向负极方向移动 解析：选B　①中有外加电源，为电解池，②为原电池，A错误；①中电解水，硫酸浓度增大，②中负极材料消耗硫酸，硫酸浓度减小，B正确；②中正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，C错误；②中H＋向正极移动，D错误。‎ ‎7．用惰性电极电解下列电解质溶液，请你写出下列反应式(注意得失电子的顺序)。‎ ‎(1)CuCl2溶液 阴极：______________________；阳极：______________________；‎ 总方程式：______________________。‎ ‎(2)HCl溶液 阴极：______________________；阳极：______________________；‎ 总方程式：______________________。‎ ‎(3)CuSO4溶液 阴极： ______________________；阳极：______________________；‎ 总方程式：______________________。‎ 答案：(1)Cu2＋＋2e－===Cu　2Cl－－2e－===Cl2↑　CuCl2Cu＋Cl2↑‎ ‎(2)2H＋＋2e－===H2↑　2Cl－－2e－===Cl2↑　2HClH2↑＋Cl2↑‎ ‎(3)Cu2＋＋2e－===Cu　4OH－－4e－===O2↑＋2H2O　2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑‎ ‎8．根据如图所示装置回答：‎ ‎(1)当X为Pt，Y为Fe，Z为AgNO3时：‎ 阳极反应式为____________________________________________________，‎ 5‎ 阴极反应式为____________________________________________________，‎ 电解反应式为____________________________________________________。‎ ‎(2)当X为Cu，Y为Fe，Z为CuSO4时：‎ 阳极反应式为____________________________________________________，‎ 阴极反应式为____________________________________________________，‎ 解析：电解池中与电源正极相连的是阳极(X)，与电源负极相连的是阴极(Y)。‎ 答案：(1)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　4Ag＋＋4e－===4Ag　2H2O＋4AgNO34Ag＋O2↑＋4HNO3‎ ‎(2)Cu－2e－===Cu2＋　Cu2＋＋2e－===Cu ‎1．电解CuCl2与NaCl的混合溶液，阴极上和阳极上最先析出的物质为(　　)‎ A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2‎ C．H2和O2 D．Cu和O2‎ 解析：选B　溶液中Cu2＋、H＋、Na＋移向阴极，Cu2＋先放电得到Cu；Cl－、OH－移向阳极，Cl－先放电得到Cl2。‎ ‎2．用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的一组是(　　)‎ 选项 X Y Z W A C Fe NaCl H2O B Pt Cu Cu(NO3)2‎ Cu(NO3)2溶液 C C C H2SO4‎ H2O D Ag Fe AgNO3‎ AgNO3晶体 解析：选C　2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，应加入HCl复原，A项不符合题意；2Cu(NO3)2＋2H2O2Cu＋O2↑＋4HNO3，应加入CuO或CuCO3复原，B项不符合题意；AgNO3浓度保持不变，D项不符合题意。‎ ‎3．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是(　　)‎ A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变 B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小 C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2‎ D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1‎ 解析：选D　电解稀H2SO4，实质上是电解水，硫酸的物质的量不变，但溶液体积减小，浓度增大，故溶液pH减小，A不正确；电解稀NaOH溶液，阳极消耗OH－，阴极消耗H＋‎ 5‎ ‎，实质也是电解水，NaOH溶液浓度增大，故溶液的pH增大，B不正确；电解Na2SO4溶液时，在阳极发生反应4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，在阴极发生反应4H＋＋4e－===2H2↑，由于两电极通过的电量相等，故析出H2与O2的物质的量之比为2∶1，C不正确；电解CuCl2溶液时，阴极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，两极通过电量相等时，Cu和Cl2的物质的量之比为1∶1，D正确。‎ ‎4．Cu2O可由电解制取，如图所示，电解总反应：2Cu＋H2O===Cu2O＋H2↑。下列说法正确的是(　　)‎ A．石墨电极上产生氢气 B．铜电极发生还原反应 C．铜电极接直流电源的负极 D．该反应也可设计为原电池 解析：选A　电解总反应：2Cu＋H2O===Cu2O＋H2↑，金属铜失电子，说明金属铜一定作阳极，石墨作阴极，在阴极上是溶液中的氢离子得电子，产生氢气，故A正确；铜电极本身失电子，发生氧化反应，故B错误；铜电极是电解池的阳极，接直流电源的正极，故C错误；反应2Cu＋H2O===Cu2O＋H2↑属于非自发性的氧化还原反应，不能设计成原电池，故D错误。‎ ‎5．在水中加入等物质的量的Ag＋、Na＋、Ba2＋、NO、Cl－、SO，用惰性电极进行电解，一段时间后，在两极上得到的氧化产物和还原产物的质量之比为(　　)‎ A．8∶1 B．2∶27‎ C．35.5∶108 D．108∶35.5‎ 解析：选A　Ag＋与Cl－、Ba2＋与SO均生成沉淀，相当于电解NaNO3溶液，实质是电解H2O，两极得到的产物为H2和O2，氧化产物与还原产物的质量之比为＝。‎ ‎6．用Pt电极电解含有0.1 mol Cu2＋和0.1 mol X3＋的溶液，阴极析出固体物质的质量m(g)与电路中通过电子的物质的量n(mol)的关系如图所示。则离子的氧化能力由大到小的排列正确的是(　　)‎ A．Cu2＋>X3＋>H＋ B．H＋>X3＋>Cu2＋‎ 5‎ C．X3＋>H＋>Cu2＋ D．Cu2＋>H＋>X3＋‎ 解析：选D　本题的解题信息在图象中，开始通电就有固体析出，且通过0.2 mol电子后，就再没有固体析出了，说明是Cu2＋放电的结果，X3＋不放电。故选D。‎ ‎7．从NO、SO、H＋、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。‎ ‎(1)两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是______________。‎ ‎(2)若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式可能是____________。‎ ‎(3)两极分别放出气体，且体积比为1∶1，电解质的化学式可能是________。‎ 解析：(1)组为电解水型，即阳极OH－放电，阴极H＋放电。(2)组阳极OH－放电，阴极排在H后的金属阳离子放电。(3)组气体体积比为1∶1，不是电解水型，经分析可得相应答案。‎ 答案：(1)H2SO4、HNO3、Ba(NO3)2‎ ‎(2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4‎ ‎(3)HCl、BaCl2‎ ‎8．某温度下，取一定质量的硫酸铜溶液，用石墨作电极进行电解，当阳极产生标准状况下气体‎1.12 L时，CuSO4恰好被完全电解，得到密度为‎1.2 g·cm－3的溶液200 mL。请回答下列问题：‎ ‎(1)阴极的电极反应式为________________________；‎ 总反应的离子方程式为________________________。‎ ‎(2)电解后所得溶液的pH为________________________。‎ ‎(3)若要使电解后所得溶液恢复至电解前的原状态，需要加入何种物质(只要求写出一种)，其化学式为________，加入物质的质量为________g。‎ 解析：(1)由n(O2)＝0.05 mol可知通过的电子n(e－)＝0.2 mol，产生的n(H＋)＝0.2 mol，原CuSO4的物质的量为n(CuSO4)＝0.1 mol，电解消耗的H2O为0.1 mol即‎1.8 g。(2)c(H＋)＝＝1 mol·L－1，pH＝0。(3)电解产物是0.1 mol Cu和0.05 mol O2，加入0.1 mol(‎8 g)CuO或0.1 mol(‎12.4 g)CuCO3均可使溶液恢复到原状态。‎ 答案：(1)Cu2＋＋2e－===Cu　2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋‎ ‎(2)0‎ ‎(3)CuO　8(或CuCO3　12.4)‎ 5‎