1、第二节第二节 电解池电解池 第第 1 1 课时课时 电解电解原理原理 题组一 电解及其装置(电解池) 1下列关于电解池工作原理的说法中，错误的是( ) A电解池是一种将电能转化成化学能的装置 B电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应 C电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应 D与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应 答案 D 解析 如果阳极是活泼电极，电极本身失去电子，发生氧化反应。 2关于如图所示两个装置的叙述正确的是( ) A装置名称：是原电池，是电解池 B硫酸浓度变化：增大，减小 C电极反应式：中阳极：2H2O4e =4HO 2，中正极：Zn2e =Zn2 D离
2、子移动方向：中 H 向阴极方向移动，中 H向负极方向移动 答案 B 解析 为电解池，电解水，阳极反应式为 2H2O4e =4HO 2，硫酸的浓度增大； 为原电池，溶液中的氢离子移向正极，正极反应式为 2H 2e=H 2，硫酸的浓度减小。 3 若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式是 Cu2H =Cu2 H 2，则下列关于该装置的有关说法中正确的是( ) A该装置可能是原电池，也可能是电解池 B该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极 C该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸 D该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸 答案 B 解析 铜和盐酸或稀硫酸不能自
3、发地进行氧化还原反应，铜和硝酸能自发地进行氧化还原反 应， 但生成的气体是氮氧化物而不是氢气， 所以该反应只能是电解池反应而不是原电池反应， 该装置只能构成电解池不能构成原电池；该电解池中，铜作阳极，阳极上铜失电子发生氧化 反应， 阴极上氢离子得电子发生还原反应， 所以该电解池的阳极必须是铜电极， 故答案选 B。 4.如图所示是电解 CuCl2溶液的装置， 其中 c、 d 为石墨电极。 则下列有关判断正确的是( ) Aa 为负极、b 为正极 Ba 为阳极、b 为阴极 C电解过程中，d 电极质量增加 D电解过程中，氯离子浓度不变 答案 C 解析 电流从电源的正极流出， 因此 a 为正极， b 为
4、负极， 则 c 为阳极， d 为阴极。 电解 CuCl2 溶液的电极反应分别为阳极(c 电极)：2Cl 2e=Cl 2，阴极(d 电极)：Cu 22e=Cu， 故 C 项正确。 5某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中，下列有关分析 完全正确的是( ) 选项 A B C D a 电极 阳极 阴极 阳极 阴极 d 电极 正极 正极 负极 负极 Q 离子 阳离子 阳离子 阴离子 阴离子 答案 B 解析 根据题图知，该装置有外接电源，所以属于电解池，根据电子流向知，c 是负极，d 是正极， a 是阴极， b 是阳极， 电解时， 电解质溶液中阳离子向阴极移动， 阴离子向阳极移
5、动， 则 Q 离子是阳离子，P 离子是阴离子，故 B 正确。 题组二 电解规律及其应用 6用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为 31 的硫酸铜和氯化钠的混合溶液，不可 能发生的反应有( ) A2Cu2 2H 2O= 电解 2Cu4H O 2 BCu2 2Cl= 电解 CuCl2 C2Cl 2H 2O= 电解 2OH H 2Cl2 D2H2O= 电解 2H2O2 答案 C 解析 设混合溶液的体积为 4 L，物质的量浓度均为 1 mol L 1，溶液中硫酸铜和氯化钠的物 质的量分别为 3 mol 和 1 mol，根据转移电子守恒，第一阶段：阳极上氯离子放电，阴极上 铜离子放电，电解的方程式是
6、Cu2 2Cl= 电解 CuCl2，氯离子完全反应时，剩余铜离子 2.5 mol；第二阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，电解的方程式是 2Cu2 2H2O= 电解 2Cu4H O 2；第三阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，电解 的方程式是 2H2O= 电解 2H2O2。 7用石墨作电极，电解 1 mol L 1 下列溶液，则电解前后溶液的 pH 保持不变的是( ) A硫酸 B氢氧化钠 C硫酸钠 D氯化钠 答案 C 解析 用惰性电极电解硫酸、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液实质是电解水，浓度增大，硫酸溶 液的 pH 减小，氢氧化钠溶液的 pH 增大，硫酸钠溶液的 pH 不变；电解
7、氯化钠溶液时生成氢 氧化钠，溶液的 pH 增大。 8.如图为直流电源电解稀硫酸钠溶液的装置。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电极 a 附近呈红色，电极 b 附近呈蓝色 B电极 a 附近呈蓝色，电极 b 附近呈红色 C逸出气体的体积，电极 a 的小于电极 b 的 D一电极逸出无味气体，另一电极逸出具有刺激性气味的气体 答案 B 解析 电极 a 为阴极， H2O 电离出的 H 放电， 促进 H 2O 的电离平衡向右移动， c(OH )增大， 石蕊溶液变蓝色；电极 b 为阳极，H2O 电离出的 OH 放电，c(H)增大，石蕊溶液变红色，A 项
8、不正确，B 项正确；电极 a 产生 H2，电极 b 产生 O2，H2的体积是 O2体积的 2 倍，故 C、 D 项不正确。 9(2020 石家庄月考)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( ) 组号 X Y Z W A C Fe NaCl H2O B Pt Cu CuSO4 CuSO4溶液 C C C H2SO4 H2O D Ag Fe AgNO3 AgNO3晶体 答案 C 解析 据加入电解反应方程式生成阴、 阳极产物化合后的物质， 可复原溶液知， A 应通 HCl， B 加 CuO，C 加 H2O，D 不需加任
9、何物质。 10(2020 南京期末)利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收 SO2，并用阴极排出的溶 液吸收 NO2。下列说法正确的是( ) Ab 为直流电源的正极 B将装置中的阳离子交换膜换成阴离子交换膜，电极反应式不变 C阳极的电极反应式为 SO22H2O2e =SO2 44H D电解时，H 由阴极室通过阳离子交换膜到阳极室 答案 C 解析 二氧化硫被氧化为硫酸根离子，所以二氧化硫所在的区为阳极区，阳极与电源正极相 连，则 b 为电源负极，故 A 错误；将装置中的阳离子交换膜换成阴离子交换膜，电极反应式 发生改变，故 B 错误；阳极的电极反应式为 SO22H2O2e =SO2 44H
10、，故 C 正确；电 解时，阳离子移向阴极，所以 H 由阳极室通过阳离子交换膜到阴极室，故 D 错误。 11如图是 CO2经电催化还原为 CH4的装置示意图。下列说法不正确的是( ) A该过程是电能转化为化学能的过程 B铜电极的电极反应式为 CO28HCO 38e =CH 48CO 2 32H2O C一段时间后，池中 n(KHCO3)不变 D一段时间后，池中溶液的 pH 一定下降 答案 C 解析 该装置连接有电源，则该过程是电能转化为化学能的过程，A 项正确；二氧化碳转化 为甲烷的反应过程中，碳元素的化合价降低，在铜电极上发生还原反应，电极反应式为 CO2 8HCO 38e =CH 48CO 2
11、 32H2O， B 项正确； 由于池溶液中的碳酸氢根离子被消耗， 故一段时间后，碳酸氢钾的物质的量减少，C 项错误；池中的铜电极为阴极，发生还原反 应，池中的铂电极为阳极，发生氧化反应，电极反应式为 2H2O4e =O 24H ，该过程 中有 H 生成，故溶液的 pH 降低，D 项正确。 12如图所示为在直流电源的作用下电解 CuSO4溶液的装置，其中 A、B 为石墨电极，a、b 为电源的两极，当接通电源，通电一段时间后，将 B 电极取出，洗干净并干燥后称量，其质 量增加了 3.2 g，则： (1)a 电极为电源的_极。 (2) 写 出 电 极 反 应 式 ： A 极 ： _ ， B 极 ：
12、_。 (3)若使反应后的溶液恢复到原来状态，则应该加入_，质量为_ g。 答案 (1)正 (2)2H2O4e =O 24H 2Cu24e=2Cu (3)CuO 4.0 13如图 X 是直流电源。Y 池中 c、d 为石墨棒，Z 池中 e、f 是质量相同的铜棒。接通电路 后，发现 d 附近显红色。 (1)b 为电源的_极(填“正”“负”“阴”或“阳”，下同)。 Z 池中 e 为_极。 连接 Y、Z 池线路，电子流动的方向是 d_e(用“”或“”填空)。 (2)写出 c 极上反应的电极反应式：_。 写出 Y 池中总反应的化学方程式：_。 写出 Z 池中 e 极上反应的电极反应式：_。 答案 (1)负
13、 阳 (2)2Cl 2e=Cl 2 2NaCl2H2O= 电解 2NaOH H2Cl2 Cu2e =Cu2 解析 d 极附近显红色，说明 d 为阴极，电极反应式为 2H2O2e =H 22OH ，c 为阳 极，电极反应式为 2Cl 2e=Cl 2，Y 池电解 NaCl 溶液的总反应方程式为 2NaCl 2H2O= 电解 2NaOHCl2H2；直流电源中 a 为正极，b 为负极，Z 池中 f 为阴极，e 为阳 极，电极反应式分别为 Cu2 2e=Cu、Cu2e=Cu2，电子流动方向由 ed。 14A、B、C 为三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示： 阳离子 Na 、K、Cu2 阴离子
14、SO2 4、OH 图 1 所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的 A 溶液、足量的 B 溶液、足量的 C 溶液，电极均为石墨。 接通电源，经过一段时间后，测得乙中 c 电极质量增加。常温下各烧杯中溶液的 pH 与电解 时间 t 的关系如图 2 所示。据此回答下列问题： (1)M 为 电 源 的 _( 填 “ 正 ” 或 “ 负 ”) 极 ， 电 极 b 上 发 生 的 电 极 反 应 为 _。 (2)写出乙烧杯中的反应方程式：_。 (3)如果电解过程中 B 溶液中的金属离子全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？ _。 (4) 若 经 过 这 一 段 时 间 后 ， 要 使 丙 恢
15、复 到 原 来 的 状 态 ， 需 要 进 行 的 操 作 是 _。 答案 (1)负 4OH 4e=2H 2OO2 (2)2CuSO42H2O= 电解 2CuO22H2SO4 (3)能，因为硫酸铜溶液已转变为硫酸溶液，反应变为电解水的反应 (4)向丙烧杯中加入一定量水 解析 (1)乙中c电极质量增加， 则c处发生的电极反应为Cu2 2e=Cu， 即c电极为阴极， 由此可推出 b 为阳极，a 为阴极，M 为负极，N 为正极。而 Cu2 只能和 SO2 4结合，可以确定 B 为硫酸铜；由常温下各烧杯中溶液的 pH 与电解时间 t 的关系图，可以确定 A 为 KOH 或 NaOH，C 为 Na2SO4或 K2SO4。甲中为 KOH 或 NaOH 溶液，相当于电解 H2O，阳极 b 处为 阴离子 OH 放电，即 4OH4e=2H 2OO2。(2)乙烧杯中是电解 CuSO4溶液，反应方 程式为 2CuSO42H2O= 电解 2CuO22H2SO4。 (3)乙中铜全部析出后， 电解质变为 H2SO4， 所以电解反应仍能继续进行。
