高中化学人教版化学反应原理第四章电化学基础第三节电解池（全国一等奖）

§4．3．1电解池一．选择题（每题6分、共60分）1．已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“+”，另一个接线柱旁标有“-”。关于标有“+”的接线柱，下列说法中正确的是（）A．充电时作阳极，放电时作负极B．充电时作阳极，放电时作正极C．充电时作阴极，放电时作负极D．充电时作阴极，放电时作正极2．在电解水制取H2和O2时，为了增强导电性，常常要加入一些电解质，最好选用下列物质中的（）A．NaOHB．HClC．NaClD．CuSO43．用石墨做电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使用电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的（）A．CuSO4 B．H2O C．CuO D．CuSO4·5H2O4．pH＝a的某电解质溶液中，插入两支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．NaOHB．H2SO4C．AgNO3D．Na2SO5．某小组为研究电化学原理，设计如图2装置。下列叙述不正确的是（）A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2＋+2e-=CuC．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色D．a、b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动6．右图是电解CuCl2溶液的装置，c、d均为石墨电极，下列有关的判断正确的是（）A．a为负极，b为正极B．a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7．(2023·高考福建卷)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是()A．该装置将化学能转化为光能和电能B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移C．每生成1molO2，有44gCO2被还原D．a电极的反应为3CO2＋18H＋－18e－=C3H8O＋5H2O8．在水中加入等物质的量的Ag+、Pb2+、Na+、SO42-、NO3-、Cl-，该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量之比为（）A．∶108B．16∶207C．8∶1D．1089．电解100mL含c（H+）＝L的下列溶液，当电路中通过电子时，理论上析出金属质量最大的是（）A．LAg+B．LZn2+C．LCu2+D．LPb2+10．有三个烧杯，分别盛有足量的氯化铜，氯化钾和硝酸银三种溶液；均以Pt作电极，将它们串联在一起电解一定时间，测得电极增重总和2.8克，这时产生的有色气体与无色气体的物质的量之比为A．4：1B．1：1C．4：3D．3：4二．非选择题（共40分）11．（12分）4．用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液，电解过程中两极均有两种产物产生，判断阴、阳两极的产物并写出电极反应方程式。(1)阳极产物：___________，_________；电极反应：______________________________，_______________________________。(2)阴极产物：__________，__________；电极反应：________________________，_____________________________。12．（14分）右图为以惰性电极进行电解：（1）写出各电极上的电极反应式和总反应方程式：A：____________________，B：_________________，总反应方程式：________________________；C：____________________，D：____________________，总反应方程式：。（2）在A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量比为__________________。13．（14分）下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g%的NaOH溶液．足量的CuSO4溶液和100g%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为%，乙中c据此回答问题：（1）①电源的N端为极；②电极e上发生的电极反应为；③列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积：；④电极c的质量变化是g；⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：甲溶液乙溶液丙溶液（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？。§4．3．2电解池一、选择题（每题6分，60分）1．下列描述中，不符合生产实际的是（）A．电解熔融的氯化钠制取金属钠，用铁作阳极B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极C．电解饱和食盐水制烧碱，用铁作阴极D．在镀件上电镀铜，用铜作阳极2．利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是()A．氯碱工业中，X电极上反应式是4OH－－4e－=2H2O＋O2↑B．电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2＋浓度不变C．在铁片上镀铜时，Y是纯铜D．制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁3．以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是()A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用4．将右图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是（）A．Cu电极上发生还原反应B．电子沿Zn→a→b→Cu路径流动C．片刻后甲池中c（SO42-）增大D．片刻后可观察到滤纸b点变红色5．电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知:3I2+6OH—==IO3—+5I—+3H2O,下列说法不正确的是（）A．右侧发生的电极方程式：2H2O+2e—==H2↑+2OH—B．电解结束时，右侧溶液中含有IO3—C．电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2O======KIO3+3H2↑D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变（阴离子交换膜只允许阴离子、水分子自由通过，不允许阳离子及其它分子通过。）6．下图所示的电解池I和II中，a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b>d。符合上述实验结果的盐溶液是（）选项XYA．MgSO4CuSO4B．AgNO3Pb(NO3)2C．FeSO4Al2(SO4)3D．CuSO4AgNO37．金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（）（已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+）A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2++2e-=NiB．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt8．将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为（）A．1:2:3B．.3:2:1C．6:3:1D．.6:3:29．如图为电解饱和食盐水的简易装置，下列有关说法正确的是（）A．电解一段时间后，往蛋壳中的溶液中滴加几滴酚酞，呈红色B．蛋壳表面缠绕铁丝发生氧化反应C．铁丝表面生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝D．蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触10．Cu(OH)2后溶液与电解前相同，则电解时电路中流过的电子为（）A． B． C．D．二、非选择题（共40分）11．（20分）课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法，某研究性学习小组将下列装置如图连接，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题:（1）电源A极的名称是___________。(2)甲装置中电解反应的总化学方程式是。（3）如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是。（4）欲用丙装置给铜镀银，G应该是______（填“铜”或“银”），电镀液的主要成分是__________（填化学式）。（5）装置丁中的现象是。12．（20分）Zn—MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2—NH4Cl混合溶液。（1）该电池的负极材料是。电池工作时，电子流向（填“正极”或“负极”）。（2）若ZnCl2—NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是。欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的（填代号）。a．NaOH b．Zn c．Fe d．NH3·H2O（3）MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是。若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为。

§4．3．1电解池一.选择题1~5：BACAD6~10：CBCCC7．[解析]该装置为电解装置，模拟“人工树叶”，故为电能转化为化学能，A项错误；b极连接电源的正极，为阳极，H＋为阳离子，在电解池中向a极(阴极)区移动，B项正确；右侧H2O→O2发生的是氧化反应，每生成1molO2，转移4mol电子，C3H8O中碳元素的化合价是－2，3CO2→C3H8O，转移18mol电子，故生成1molO2消耗2/3molCO2，C项错误；a电极发生的是还原反应：3CO2＋18H＋＋18e－=C3H8O＋5H2O，D项错误。[答案]B二．非选择题11、(1)Cl2、O22Cl－－2e－=Cl2↑、4OH－－4e－=2H2O＋O2↑(2)Cu、H2Cu2＋＋2e－=Cu、2H＋＋2e－=H2↑12．（1）Cu2++2e-==Cu2Cl-2e-＝Cl2↑CuCl2Cu+Cl2↑4Ag++4e-==4Ag4OH--4e-==2H2O+O2↑4AgNO3+2H2O==4Ag+O2↑+4HNO3（2）2：2：4：113．（1）=1\*GB3①正极=2\*GB3②2H++2e－=H2↑。=3\*GB3③2.8L=4\*GB3④16g=5\*GB3⑤甲增大，因为相当于电解水；乙减小，OH－放电，H＋增多。丙不变，相当于电解水。(2)可以因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应解析：（1）=1\*GB3①乙中C电极质量增加，则c处发生的反应为：Cu2＋+2e－=Cu，即C处为阴极，由此可推出b为阳极，a为阴极，M为负极，N为正极。丙中为K2SO4，相当于电解水，设电解的水的质量为xg。由电解前后溶质质量相等有，100×10%=（100-x）×%，得x=4.5g，故为。由方程式2H2+O22H2O可知，生成2molH2O，转移4mol电子，所以整个反应中转化电子，而整个电路是串联的，故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的。=2\*GB3②甲中为NaOH，相当于电解H2O，阳极b处为阴离子OH－放电，即4OH－-4e－=2H2O+O2↑。=3\*GB3③转移电子，则生成O2为4=，标况下的体积为×=2.8L。=4\*GB3④Cu2＋+2e－=Cu，转移电子，则生成的m(Cu)=2×64=16g。=5\*GB3⑤甲中相当于电解水，故NaOH的浓度增大，pH变大。乙中阴极为Cu2＋放电，阳极为OH－放电，所以H＋增多，故pH减小。丙中为电解水，对于K2SO4