PAGEPAGE7電解原理一、選擇題1．下列有關電解池的說法正確的是()A．在電解池中與外接電源負極相連的電極是陽極B．電解任何物質陽極上失電子數與陰極上得電子數相等C．電解氯化銅溶液時在陰極上有氣體生成D．電解NaCl、CuCl2兩種溶液參與反應的物質是相同的解析：選B在電解池中，與負極相連的是陰極，A項錯誤；電解氯化銅時陽極上有氯氣生成，陰極上有銅析出，C項錯誤；電解NaCl溶液時水參與了反應，而電解CuCl2溶液水沒有參與反應，D項錯誤。2．關于如圖所示①、②兩個裝置的敘述，正確的是()A．裝置名稱：①是原電池，②是電解池B．硫酸濃度改變：①增大，②減小C．電極反應式：①中陽極：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑②中正極：Zn－2e－=Zn2＋D．離子移動方向：①中H＋向陰極方向移動，②中H＋向負極方向移動解析：選B①中有外加電源為電解池，②為原電池，A錯誤；①中電解水，硫酸濃度增大，②中負極材料消耗硫酸，硫酸濃度減小，B正確；②中正極反應為2H＋＋2e－=H2↑，C錯誤；②中H＋向正極移動，D錯誤。3.如圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b旁邊分別滴加一滴石蕊溶液，下列試驗現象中正確的是()A．逸出氣體的體積，a電極的小于b電極的B．一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體C．a電極旁邊呈紅色，b電極旁邊呈藍色D．a電極旁邊呈藍色，b電極旁邊呈紅色解析：選Da為陰極：4H＋＋4e－=2H2↑，b為陽極：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O。比照分析A、B錯誤；a極四周由于H＋放電呈堿性，石蕊溶液顯藍色，b極四周由于OH－放電呈酸性，石蕊溶液顯紅色，故C錯誤，D正確。4．某同學將電解池工作時電子、離子流淌方向及電極種類等信息表示在圖中，下列有關分析完全正確的是()選項ABCDa電極陽極陰極陽極陰極d電極正極正極負極負極Q離子陽離子陽離子陰離子陰離子解析：選B依據題圖知，該裝置有外接電源，所以屬于電解池，依據電子流向知，c是負極，d是正極，a是陰極，b是陽極，電解時，電解質溶液中陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動，則Q是陽離子，P是陰離子，故B正確。5.如圖裝置中發生反應的離子方程式為Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，下列說法錯誤的是()A．a、b不行能是同種材料的電極B．該裝置可能是電解池，電解質溶液為稀鹽酸C．該裝置可能是原電池，電解質溶液為稀鹽酸D．該裝置可看作是銅-鋅原電池，電解質溶液是稀硫酸解析：選AA項，若兩電極材料均為Zn，電解飽和NaCl溶液即可發生該反應；B項，以Zn作陽極即可；C項，以Zn作負極，不活潑金屬或惰性電極作正極即可；D項，Zn為負極，Cu為正極，Cu電極上H＋放電。6．用惰性電極電解飽和Na2CO3溶液，若保持溫度不變，則一段時間后()A．溶液的pH變大B．c(Na＋)與c(COeq\o\al(2－,3))的比值變大C．溶液濃度變大，有晶體析出D．溶液濃度不變，有晶體析出解析：選D用惰性電極電解飽和Na2CO3溶液，實際是電解水，故Na2CO3會結晶析出，若保持溫度不變，則仍為原溫度下的飽和溶液，故溶液濃度不變，pH不變，c(Na＋)∶c(COeq\o\al(2－,3))不變。7.某同學按如圖所示的裝置進行電解試驗。下列說法錯誤的是()A．電解過程中，銅電極上有H2產生B．電解初期，反應的化學方程式為Cu＋H2SO4eq\o(=,\s\up7(電解))CuSO4＋H2↑C．電解肯定時間后，石墨電極上有銅析出D．整個電解過程中，H＋的濃度先不斷減小，后基本不變解析：選A由題圖裝置可看出，Cu接電源正極作陽極，石墨接電源負極作陰極。則陽極反應：Cu－2e－=Cu2＋，陰極反應：2H＋＋2e－=H2↑(起始)，隨著電解的進行，陽極產生的Cu2＋濃度增大，在電場的作用下向陰極移動，由于Cu2＋的氧化性強于H＋的，因此Cu2＋也會在陰極放電生成單質銅。在整個電解過程中，起始時H＋的濃度不斷減小，隨后基本保持不變。8．用惰性電極電解稀H2SO4、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()A．H2和Cl2B．Cu和Cl2C．H2和O2D．Cu和O2解析：選B由題意知，溶液中存在H＋、Cu2＋、Na＋、SOeq\o\al(2－,4)、NOeq\o\al(－,3)、Cl－、OH－，依據離子的放電依次：陽離子：Cu2＋＞H＋＞Na＋，陰離子：Cl－＞OH－＞SOeq\o\al(2－,4)、NOeq\o\al(－,3)，則電極反應式陰極：Cu2＋＋2e－=Cu，陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑。9．如圖所示，X、Y分別是直流電源的兩極，通電后發覺a極板質量增加，b極板處有無色無味氣體放出，符合這一狀況的是()選項a電極b電極X電極溶液A鋅石墨負極CuSO4B石墨石墨負極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負極CuCl2解析：選A由a極板質量增加，知溶液中陽離子在a極板析出，則a為陰極，X為負極；因B中a極板不析出金屬，C中X為正極可否定，又由b極板有無色無味氣體放出，知D項不正確。10.用Pt電極電解含有0.1molCu2＋和0.1molX3＋的溶液，陰極析出固體物質的質量m(g)與電路中通過電子的物質的量n(mol)的關系如圖所示。則離子的氧化實力由大到小的排列正確的是()A．Cu2＋>X3＋>H＋B．H＋>X3＋>Cu2＋C．X3＋>H＋>Cu2＋D．Cu2＋>H＋>X3＋解析：選D本題的解題信息在圖像中，起先通電就有固體析出，且通過0.2mol電子后，就再沒有固體析出了，說明是Cu2＋放電的結果，X3＋不放電。二、非選擇題11．用石墨棒作電極，在Na＋、Cu2＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)等離子中選出適當離子組成電解質，電解其溶液，寫出符合條件的一種電解質的化學式：(1)當陰極放出H2，陽極放出O2時，電解質是________________。(2)當陰極析出金屬，陽極放出O2時，電解質是________________。(3)當陰極放出H2，陽極放出Cl2時，電解質是________________。(4)通過電子的物質的量與陰極析出的金屬的物質的量、陽極放出的氣體的物質的量之比為4∶2∶1時，電解質的化學式是________。解析：惰性電極電解電解質溶液的類型有電解水型、電解電解質型、放氫氣生堿型和放氧氣生酸型。再依據陰陽離子在電極的放電依次推斷。(1)陰極有H2生成，陽極有O2生成，實質為電解水，故電解質是活潑金屬的含氧酸鹽，即Na2SO4。(2)實質為放氧氣生酸型，即電解質為不活潑金屬的含氧酸鹽，即CuSO4。(3)實質為放氫氣生堿型(或電解鹽酸，此處無H＋不合理)，即電解質為活潑金屬的無氧酸鹽，即NaCl。(4)由陽極生成氣體和轉移電子的量為1∶4，知陽極產生的氣體為O2，生成1molO2轉移4mole－，金屬與電子的物質的量之比為1∶2，故金屬為＋2價，即Cu2＋，即為CuSO4。答案：(1)Na2SO4(2)CuSO4(3)NaCl(4)CuSO412．如圖所示，X是直流電源。Y槽中c、d為石墨棒，Z槽中e、f是質量相同的銅棒。接通電路后，發覺d旁邊顯紅色。(1)①電源上b為________極(用“正”“負”“陰”或“陽”填空)。②Z槽中e為________極(同上)。③連接Y、Z槽線路中，電子流淌的方向是d_______e(用“→”或“←”填空)。(2)①寫出c極上反應的電極反應式：________________________________________________________________________。②寫出Y槽中總反應的化學方程式：________________________________________________________________________。③寫出Z槽中e極上反應的電極反應式：________________________________________________________________________。解析：d極旁邊顯紅色，說明d為陰極，電極反應式為2H＋＋2e－=H2↑，c為陽極，電極反應式為2Cl－－2e－=Cl2↑，Y槽電解NaCl溶液的總反應方程式為2NaCl＋2H2O電解,2NaOH＋Cl2↑＋H2↑；直流電源中a為正極，b為負極，Z槽中f為陰極，e為陽極，電極反應式為Cu－2e－=Cu2＋，電子流淌方向由e→d。答案：(1)①負②陽③←(2)①2Cl－－2e－=Cl2↑②2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5())2NaOH＋H2↑＋Cl2↑③Cu－2e－=Cu2＋13．如圖為持續電解含有肯定量CaCl2水溶液(含酚酞)的裝置(以鉑為電極)，A為電流表。電解一段時間t1后，將CO2連續通入電解液中。(1)電解時，F極發生________反應，電極反應為________，E極發生________反應，電極反應為_________________________，電解總反應為________________________________。(2)電解池中產生的現象：①________________________________________________________________________。②________________________________________________________________________。③________________________________________________________________________。解析：溶液中含有Ca2＋、H＋、Cl－、OH－，通電時，Ca2＋、H＋移向陰極，H＋放電實力比Ca2＋強，在E極上發生反應：2H＋＋2e－=H2↑，H2O電離出的H＋放電，OH－富集在陰極(E極)，則使陰極區溶液變紅；Cl－、OH－移向陽極，Cl－在陽極放電，2Cl－=Cl2↑＋2e－，總反應方程式：2Cl－＋2H2O電解,Cl2↑＋H2↑＋2OH－；電解一段時間t1后，溶液中OH－濃度增大，相當于Ca(OH)2、CaCl2的混合溶液，通入CO2發生反應：Ca2＋＋2OH－＋CO2=CaCO3↓＋H2O，接著通入CO2發生反應：CaCO3＋CO2＋H2O=Ca(HCO3)2。答案：(1)氧化2Cl－－2e－=Cl2↑還原2H＋＋2e－=H2↑2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5())2OH－＋H2↑＋Cl2↑(2)①通電后E極處溶液呈紅色②通電時，E極、F極均有氣體生成③通入CO2時，溶液中先出現白色沉淀，接著通入CO2沉淀又消逝[實力提升]14．如圖所示，E為沾有Na2SO4溶液的濾紙，并加入幾滴酚酞。A、B分別為Pt片，壓在濾紙兩端，R、S為電池的電極。M、N是用多微孔的Ni作電極材料，它在堿溶液中可以視為惰性電極。G為電流計，K為開關。C、D和電解池中都充溢濃KOH溶液。若在濾紙中心點上一滴紫色的KMnO4溶液，K打開，接通電源一段時間后，C、D中有氣體產生。(1)外電源的正、負極分別是R為________，S為________。(2)A旁邊溶液的現象是______________________________________________________，B旁邊發生的電極反應式為____________________________________________________。(3)濾紙上的紫色點向哪方移動：________(填“A”或“B”)。(4)當C、D里的氣體產生到肯定量時，切斷外電源并接通開關K，經過一段時間，C、D中氣體漸漸削減，C中的電極為________(填“正”或“負”)極，有關的電極反應式為________________________________________________________________________。解析：(1)C、D產生氣體的體積是不相同的，由此可以推斷C端的氣體是氫氣，D端產生的氣體是氧氣，所以確定R為負極，S端是正極。(2)因為D端放出氧氣，N端為陽極，A端為陰極，吸引陽離子，陽離子放電2H＋＋2e－=H2↑，因為電解破壞了水的電離平衡，所以，此處OH－濃度增大，溶液顯紅色。而在B端OH－放電，其反應為：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。(3)因為B端是陽極，所以MnOeq\o\al(－,4)向B端移動，而顯示紫色。(4)當C、D里的氣體產生到肯定量時，切斷外電源并接通開關K，此時裝置變為燃料電池。經過一段時間，C、D中氣體漸漸削減，H2和O2反應生成水，在堿性條件下，C中H2發生氧化反應，電極方程式為：2H2＋4OH－－4e－=4H2O。答案：(1)負極正極(2)A旁邊的溶液變為紅色(或顏色變淺)4OH－－4e－=2H2O＋O2↑(3)B(4)負2H2＋4OH－－4e－=4H2O15.如圖所示，X和Y均為石墨電極：(1)若電解液為滴有酚酞的飽和食鹽水，電解反應的離子方程式為________________________________________________________________________。電解過程中________極(填“陰”或“陽”)旁邊會出現紅色。(2)若電解液為500mL含A溶質的某藍色溶液，電解一段時間，視察到X電極表面有紅色固體物質生成，Y電極有無色氣體生成。當溶液中原有溶質完全電解后，取出X電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重1.6g。①電解后溶液的c(H＋)＝________。要使電解后溶液復原到電解前的狀態，需加入肯定量的________(填物質的化學式)(假設電解前后溶液的體積不變)。②請推想原溶液中所含的酸根離子可能是________。設計試驗驗證推想，寫出試驗的操作步