化学选择性必修1第二节 电解池随堂练习题

第二节  电解池

课时1　电解原理

【基础巩固】

1.在原电池和电解池的电极上所发生的反应同属于氧化反应的是 (　　)

A.原电池正极和电解池阳极所发生的反应

B.原电池正极和电解池阴极所发生的反应

C.原电池负极和电解池阳极所发生的反应

D.原电池负极和电解池阴极所发生的反应

解析:原电池负极与电解池阳极均发生氧化反应,原电池正极与电解池阴极均发生还原反应。

答案:C

2.关于如图所示①、②两个装置的叙述中正确的是 (　　)

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中阳极为2H2O-4e-4H++O2↑,②中正极为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:①中有外加电源,为电解池,②为原电池,A项错误;①中实质为电解水,硫酸浓度增大, ②中负极材料消耗硫酸,硫酸浓度减小,B项正确;②中正极反应为2H++2e-H2↑,C项错误;②中H+向正极移动,D项错误。

答案:B

3.pH=a的某电解质溶液中,插入惰性电极通直流电一段时间后,溶液的pH>a,则该电解质可能是 (　　)

A.NaOH       B.H2SO4          C.AgNO3          D.Na2SO4

解析:电解NaOH溶液相当于电解水,NaOH溶液浓度增大,使溶液的pH升高,A项符合题意;电解H2SO4溶液和电解Na2SO4溶液相似,都使溶液浓度增大,所以溶液的pH分别减小、不变,B项、D项均不符合题意;电解AgNO3溶液生成HNO3,溶液的pH减小,C项不符合题意。

答案:A

4.电解下列物质的水溶液一小段时间,在阳极无气体放出的是 (　　)

A.AgNO3     B.CuCl2         C.NaOH         D.Na2S

解析:A、B、C项阳极分别放出O2、Cl2、O2,D项阳极生成S单质,故选D项。

答案:D

5.如图所示装置中,电解质溶液是NaCl的水溶液,过一段时间发现d极附近有黄绿色气体产生,下列说法中正确的是 (　　)

A.a是电源的正极

B.电子流动的方向:d→b

C.c电极发生氧化反应

D.如果将c、d两电极互换,则c上一定也会生成黄绿色气体

解析:d极附近有黄绿色气体产生,应该是Cl-放电,说明d极是阳极,所以b是正极;电子流向是阳极→电源正极,电源负极→阴极,即d→b,a→c;c极得电子,发生还原反应;如果c是活性电极,互换后c极不产生黄绿色气体。

答案:B

6.某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞溶液的混合液浸湿,然后平铺在一块铂片上,接通电源后,用铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹。据此,下列叙述中正确的是 (　　)

A.铅笔端作阳极,发生还原反应

B.铂片端作阴极,发生氧化反应

C.铅笔端有少量的氯气产生

D.a点是负极,b点是正极

解析:铅笔在滤纸上写字,出现红色字迹,说明铅笔端产生OH-,则铅笔端为阴极,H+放电,发生还原反应生成H2,A项错误;铂片作阳极,发生氧化反应,B项错误;铅笔端产生H2而不是Cl2,C项错误。

答案:D

7.(2022·广东梅州)最近研究人员开发出一种生产水泥的绿色工艺,其中的电化学装置如图所示。装置工作时,下列说法正确的是 (　　)

A.化学能转化为电能

B.X膜为阴离子交换膜

C.阴极区溶液的pH不断变小

D.a极上的电极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑

解析:A项,该装置为电解池,将电能转化为化学能,故错误;B项,阳极上H2O放电生成O2,电极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑,阳极区还发生CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O,生成的Ca2+通过离子交换膜X膜进入产品室,则X膜为阳离子交换膜,故错误;C项,阴极上H2O放电生成H2,电极反应式为2H2O+2e-2OH-+H2↑,生成OH-使阴极区溶液的pH不断变大,故错误;D项,a极为阳极,阳极上H2O放电生成O2,电极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑,故正确。

答案:D

8.用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(括号内物质),不能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是 (　　)

A.AgNO3(AgNO3)       B.NaOH(H2O)

C.KCl(HCl)             D.CuSO4(CuO)

解析:分析电解反应的原理,在两极析出什么物质(固体或气体),相当于什么物质脱离反应体系,就加入什么物质,即可使溶液完全复原。A项,脱离反应体系的物质是Ag和O2,相当于Ag2O,所以应当加入适量Ag2O才能复原(加入AgNO3,会使N的量增加);B项,脱离反应体系的是H2和O2,相当于H2O,加入适量水可以复原;C项,脱离反应体系的是H2和Cl2,相当于HCl,应通入适量HCl气体才能复原(加入盐酸时,同时也增加了水);D项,脱离反应体系的是Cu和O2,相当于CuO,加入适量CuO可以复原。

答案:A

9.用惰性电极电解下列电解质溶液,请你写出其反应式(注意得失电子的顺序)。

(1)CuCl2溶液。

阴极:　                    ; 阳极:　                  ; 

总反应:　                            。 

(2)HCl溶液。

阴极:　                    ; 阳极:　                   ; 

总反应:　                            。 

(3)CuSO4溶液。

阴极:　                  ; 阳极:　                    ; 

总反应:　                            。 

答案:(1)Cu2++2e-Cu　2Cl--2e-Cl2↑  CuCl2Cu+Cl2↑　(2)2H++2e-H2↑　2Cl--2e-Cl2↑　2HClH2↑+Cl2↑　(3)2Cu2++4e-2Cu　2H2O-4e-O2↑+4H+　2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑

10.按如图所示进行电解实验(A、B、C、D均为惰性电极),请写出各电极反应式。

A电极:　                ; B电极:　                   ; 

C电极:　                ; D电极:　                  。 

解析:由实验装置图可知甲、乙两池串联,四个电极通过的电量相等。NaCl为活泼金属的无氧酸盐,用惰性电极电解时阴极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,阳极反应式为2Cl--2e-Cl2↑。AgNO3为不活泼金属的含氧酸盐,用惰性电极电解时阴极反应式为4Ag++4e-4Ag,阳极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+。

答案:2H2O+2e-H2↑+2OH-　2Cl--2e-Cl2↑　4Ag++4e-4Ag 　2H2O-4e-O2↑+4H+

【拓展提高】

11.在水中加入等物质的量的Ag+、Na+、Ba2+、N、Cl-、S,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:Ag+与Cl-、Ba2+与S均反应生成沉淀,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。

答案:A

12.用惰性电极电解稀硫酸、Cu(NO3)2、NaCl的混合液,最初一段时间阴极和阳极上析出的物质分别是 (　　)

A.H2和Cl2           B.Cu和Cl2

C.H2和O2              D.Cu和O2

解析:由题意知,溶液中存在H+、Cu2+、Na+、S、N、Cl-、OH-,根据离子的放电顺序,阳离子:Cu2+>H+>Na+,阴离子:Cl->OH->S、N,则最初一段时间,阴极反应为Cu2++2e-Cu,阳极反应为2Cl--2e-Cl2↑。

答案:B

13.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与电路中通过电子的物质的量n的关系如图所示。则阳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+

C.X3+>H+>Cu2+         D.Cu2+>H+>X3+

解析:本题的解题信息在图像中,开始通电就有固体析出,且通过

0.2 mol电子后,就没有固体析出了,说明是Cu2+放电的结果,X3+不放电。

答案:D

14.从N、S、H+、Cu2+、Ba2+、Ag+、Cl-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)若两极分别放出H2和O2,电解质的化学式可能是　　　　　　　。 

(2)若阴极析出金属,阳极放出氧气,电解质的化学式可能为　  　　。 

(3)若两极分别放出气体,且体积比为1∶1,电解质的化学式可能为　　　　。 

解析:题中提供的电解质离子有七种,这些离子放电的顺序是阳极:

Cl->OH-(水电离出的)>N、S,阴极:Ag+>Cu2+>H+>Ba2+。(1)两极分别放出H2和O2,即H+和OH-放电,实质是电解H2O,水中的溶质应是起导电作用,它可以是HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2中的任意一种,但不能是BaSO4。(2)阴极析出金属,即Ag+或Cu2+放电;阳极放出O2,即OH-放电,水中的溶质可以是AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4中的任意一种。(3)两极都生成气体,且气体体积比为1∶1,则放电的离子应是Cl-和H+,水中的溶质可以是HCl、BaCl2中的任意一种。

答案:(1)HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2　(2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4　(3)HCl、BaCl2

【挑战创新】

15.用如图所示的装置进行电解实验。通电一会儿,发现湿润的碘化钾淀粉试纸的C端变为蓝色。

(1)E为电源的　　　 　极,F为电源的　 　　　极。 

(2)A中反应的化学方程式为 　　　　　　         　　。 

(3)在B中观察到的现象是 　                            。 

(4)D端的电极反应式为　                             。 

解析:本题实质上是三个电解装置串联,首先判断电源的正极、负极,E为负极,F为正极;A中是以Pt为阳极、Fe为阴极电解AgNO3溶液。B中右侧石墨为阳极,发生的反应为2Cl--2e-Cl2↑,右侧石墨附近产生黄绿色气体,左侧石墨为阴极,发生的电极反应为2H2O+2e-H2↑+

2OH-,由于水电离出的H+放电,所以溶液中的c(OH-)>c(H+),左侧石墨附近溶液首先变红色。D端为阴极,发生的反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-。

答案:(1)负　正　(2)4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+O2↑　(3)右侧石墨附近产生黄绿色气体,左侧石墨附近溶液首先变红色　(4)2H2O+2e-H2↑+2OH-