2024-2025学年新教材高中化学第4章化学反应与电能第二节电解池第1课时电解原理分层作业新人教版选择性必修1

分层作业23电解原理A级必备学问基础练题组1.电解池的构成及工作原理1.某同学将电解池工作时电子、离子流淌方向及电极种类等信息表示在下图中。下列有关分析完全正确的是()选项ABCDa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2.(2024·陕西宝鸡联考)如图,设计电解饱和食盐水的装置,通电后两极均有气泡产生。下列叙述正确的是()A.铜电极旁边视察到黄绿色气体B.石墨电极旁边溶液显红色C.溶液中的Na+向石墨电极移动D.铜电极上发生还原反应3.以石墨为电极,电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)的装置如图所示。下列说法错误的是()A.阳极旁边溶液呈蓝色B.溶液的pH变小C.阴极旁边溶液呈红色D.阴极逸出气体4.(2024·安徽宣城三校联考)如图为直流电源电解Na2SO4溶液的装置。通电后在石墨电极a和b旁边分别滴加几滴酚酞溶液。下列试验现象描述正确的是()A.a电极旁边呈无色,b电极旁边呈红色B.溶液中阳离子向a电极移动,阴离子向b电极移动C.一电极逸出无味气体,另一电极逸出刺激性气味气体D.电路中有0.2mol电子转移时,b电极上有1.12L气体产生题组2.电解规律及其应用5.如图所示,X、Y分别是直流电源的两极,通电后发觉a电极质量增加,b电极处有无色无味气体放出,符合这一状况的是表中的()选项abX溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl26.用惰性电极电解下列溶液,一段时间后,再加入确定量的另一种物质(括号内物质),电解质溶液基本不变的是()A.CuCl2(CuSO4) B.NaOH(H2O)C.NaCl(NaCl) D.CuSO4[Cu(OH)2]7.用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液,在电解的过程中,溶液的pH依次为上升、不变、降低的是()A.AgNO3、CuCl2、Cu(NO3)2B.KCl、Na2SO4、CuSO4C.CaCl2、KOH、NaNO3D.HCl、HNO3、K2SO48.按图甲装置进行试验,若图乙中横坐标x表示通过电极的电子的物质的量,下列叙述正确的是()A.F表示反应生成Cu的物质的量B.F表示反应生成H2SO4的物质的量C.E表示反应生成O2的物质的量D.E表示反应消耗H2O的物质的量9.为了加深对电解规律的理解,某同学做了以下探究,要求从H+、Cu2+、Na+、SO42-、Cl(1)以碳棒为电极,电解过程中电解质质量削减,水量不变,则接受的电解质是(填化学式,下同);若要复原到电解前的状态,应加入的物质是。

(2)以碳棒为电极,电解过程中电解质质量不变,水量削减,则接受的电解质是;若要复原到电解前的状态,应加入的物质是。

(3)以碳棒为阳极,铁棒为阴极,电解过程中电解质和水量都削减,则电解质是;若要复原到电解前的状态,应加入的物质是。

B级关键实力提升练10.科学家利用电化学装置实现分子的耦合转化,其原理如图所示。下列说法正确的是()A.a为电源的正极B.若生成的乙烯和乙烷的物质的量之比为2∶1,则消耗CH4和CO2的物质的量之比为6∶5C.O2-从电极X传导到电极YD.每消耗1molCH4,电路中转移3mol电子11.我国提出了一种如图所示的光电催化体系,该体系在实现烟气脱SO2的同时获得H2O2。下列说法不正确的是()A.阴极反应为2H++O2+2e-H2O2B.该装置将光能和化学能转化为电能C.每生成1molSO42-,伴随着1molH2D.交换膜a为阴离子交换膜,交换膜b为阳离子交换膜12.(2024·湖南岳阳三校联考)某课外活动小组用如图所示装置进行试验(电解液足量)。下列说法正确的是()A.图二中若起先试验时开关K与a连接,电解液的浓度保持不变B.图一中若起先试验时开关K与b连接,一段时间后向电解液中加适量稀盐酸可使电解液复原到电解前的浓度C.图一中若起先试验时开关K与a连接,B极的电极反应式为Fe-3e-Fe3+D.图二中若起先试验时开关K与b连接,A极削减的质量等于B极增加的质量13.(2024·辽宁沈阳联考)用如图所示装置进行试验,在相同电压、相同时间内,记录现象如下(温度变更均不明显):试验序号X电极材料现象Ⅰ铂(Pt)两极均有气泡产生,澄清石灰水不变浑浊Ⅱ石墨两极均有气泡产生,澄清石灰水变浑浊下列说法不正确的是()A.X电极为阳极B.阴极的电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-C.Ⅰ中Pt电极旁边发生了反应:CO32-+H+D.Ⅱ中石灰水变浑浊的缘由是X区产生的H+与CO32C级学科素养拔高练14.某课外小组进一步探讨电解原理,试验记录如下:试验Ⅰ:探究电解质溶液中电极材料(Fe)是否参加放电如图所示进行试验,两极均为石墨,溶液为煮沸过的饱和NaCl溶液,滴加2~3滴酚酞溶液,U形管底部放一个铁钉,电解一段时间,a、b、d处均有气体生成,b处和d处变红。(1)结合试验现象回答下列问题:①结合电极反应说明b处酚酞变红的缘由:

。

②写出c处的电极反应:。

试验发觉:电解质溶液中的铁钉参加放电试验Ⅱ:探究电压对电极反应的影响某同学运用石墨电极,在不同电压(x)下电解pH=1的0.1mol·L-1FeCl2溶液,试验记录如下(a、b、c代表电压值,a>c>b):序号电压/V阳极现象检验阳极产物ⅰx≥a电极旁边出现黄色,有气泡产生有Fe3+、有Cl2ⅱa>x≥b电极旁边出现黄色,无气泡产生有Fe3+、无Cl2ⅲb>x>0无明显现象无Fe3+、无Cl2(2)ⅰ中,Fe3+产生的缘由可能是Cl-在阳极放电,生成的Cl2将Fe2+氧化,写出Cl-在阳极放电的电极反应:。

(3)由ⅱ推想,Fe3+产生的缘由还可能是Fe2+在阳极放电,缘由是Fe2+具有(填“氧化”或“还原”)性。

(4)ⅱ中虽未检测出Cl2,但Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证,电解pH=1的NaCl溶液做比照试验,记录如下:序号电压/V阳极现象检验阳极产物ⅳa>x≥c无明显现象有Cl2ⅴc>x≥b无明显现象无Cl2①NaCl溶液的浓度是mol·L-1。

②ⅳ中检测Cl2的试验方法是取少量阳极旁边的溶液,滴在碘化钾淀粉试纸上,试纸证明生成氯气,否则无氯气生成。

③与ⅱ相比,可以得出以下结论:pH=1的0.1mol·L-1FeCl2溶液,电压(V)x≥c时,Cl-才能在阳极放电产生Cl2;pH=1的0.1mol·L-1FeCl2溶液,电压(V)c>x≥b时,阳极的电极反应为。

分层作业23电解原理1.B解析电子由电源的负极流出,故a电极是阴极、d电极是正极;溶液中阳离子移向阴极,故Q离子是阳离子。2.D解析据“通电后两极均有气泡产生”推想,铜电极是阴极,电极反应为2H++2e-H2↑,铜电极旁边视察到无色气体,A错误;石墨电极是阳极,电极反应为2Cl--2e-Cl2↑,可以视察到黄绿色气体产生,B错误;电解池中,阳离子移向阴极,即Na+移向铜电极,C错误;铜电极是阴极,电极反应为2H++2e-H2↑,属于还原反应,D正确。3.B解析以石墨为电极电解KI溶液时,阳极上是碘离子失电子发生氧化反应生成I2,淀粉遇到I2变蓝色,A正确;以石墨为电极电解KI溶液时,在阴极上是水供应的氢离子得电子发生还原反应生成氢气,消耗氢离子则促进水电离,c(OH-)增大,该极区碱性增加,溶液的pH变大,B错误;阴极产生的氢氧根离子使溶液呈碱性,酚酞在碱性溶液中变红色,在阴极逸出的气体是氢气,C、D正确。4.B解析该装置有外接电源,属于电解池装置,溶液中含有的离子是Na+、SO42-、H+、OH-,依据电解原理,b为阳极,电极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑,a极为阴极,电极反应式为2H2O+2e-2OH-+H2↑。电解一段时间后,a极旁边显碱性,b极旁边显酸性,A错误;依据电解原理,阴离子向阳极移动,即向b电极移动,阳离子向阴极移动,即向a电极移动,B正确;a、b两极产生的气体为H25.A解析通电后发觉a电极质量增加,金属阳离子在a电极上得电子,a电极是阴极,溶液中金属元素在金属活动性依次表中处于氢元素后边;b极是阳极,b电极处有无色无味气体放出,即溶液中OH-放电生成氧气,b电极必需是惰性电极,电解质溶液中的阴离子必需是OH-或含氧酸根离子。综上,A符合题意。6.B解析加入某种物质,使电解质溶液复原到电解前的浓度,可加入两极析出气体(或气体与金属)化合的产物。电解氯化铜溶液时,阳极产生氯气,阴极生成金属铜,应加氯化铜让电解质溶液复原,A错误;电解氢氧化钠溶液时,阳极产生氧气,阴极产生氢气,本质是电解水,应加水让电解质溶液复原,B正确;电解氯化钠溶液时,阳极产生氯气,阴极产生氢气,应加氯化氢让电解质溶液复原,C错误;电解硫酸铜溶液时,阳极产生氧气,阴极产生金属铜,应加氧化铜让电解质溶液复原,D错误。7.B解析AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4溶液随电解的进行,有酸产生,溶液pH均降低;KCl、CaCl2溶液随电解的进行,有碱产生,溶液pH均上升;CuCl2、HCl溶液电解的是电解质本身,溶液中CuCl2、HCl削减,对应的H+削减,溶液的pH均上升;电解KOH、HNO3溶液相当于电解H2O,电解质浓度增大,对应的碱溶液碱性更强,酸溶液酸性更强。8.D解析由图甲可得Cu为阴极,C为阳极,电解质溶液为CuSO4溶液,总反应为2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑,各物质及电子转移关系为2H2O~2Cu~2H2SO4~O2~4e-,再依据图乙,所以E可以表示H2O、Cu和H2SO4的物质的量,F表示O2的物质的量。9.答案(1)HCl、CuCl2HCl、CuCl2(2)Na2SO4、H2SO4H2O(3)CuSO4(或NaCl)CuO或CuCO3(或HCl)解析(1)以碳棒为电极,电解过程中电解质质量削减,水量不变,电解质可为无氧酸或不活泼金属的无氧酸盐,则阳离子只能为H+、Cu2+,阴离子只能是Cl-,其电解质是HCl、CuCl(2)以碳棒为电极,电解过程中电解质质量不变,水量削减,实质上是电解水,H+、OH-分别在两极上放电,其电解质是Na2SO4、H2SO4。(3)若电解质是CuSO4,2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑,若复原到原状态,可加入CuO,也可加入CuCO3;若电解质是NaCl,2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,要复原到原状态可通入HCl。10.B解析由图可知,电极Y上CO2→CO,发生还原反应,则电极Y是阴极,电极X是阳极,故a为电源的负极,A错误;设生成乙烯和乙烷的物质的量分别为2mol、1mol,由碳原子个数守恒可知,消耗甲烷的物质的量为6mol,由得失电子守恒可知,消耗二氧化碳的物质的量为2mol×4+1mol×2211.B解析右侧是阴极,氧气得电子发生还原反应转化为过氧化氢,电极反应为2H++O2+2e-H2O2,A正确。该装置将光能和电能转化为化学能,B错误。SO2转化为SO42-,每生成1molSO42-,伴随2mol电子转移,依据转移电子守恒,有1molH2O12.D解析图二中若起先试验时开关K与a连接,则形成原电池,电池的总反应式为Fe+2AgNO3Fe(NO3)2+2Ag,电解液的浓度减小,A错误;图一中若起先试验时开关K与b连接,则形成电解池,铁棒作阴极,电解的总反应式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,依据质量守恒可知一段时间后向电解液中通入适量的HCl可使电解液复原到电解前的浓度,B错误;图一中若起先试验时开关K与a连接,形成原电池,B极的电极反应式应为Fe-2e-13.D解析试验Ⅰ中澄清石灰水不变浑浊,试验Ⅱ中澄清石灰水变浑浊,说明试验Ⅱ中X电极上生成了CO2,即X电极中的石墨与O2反应生成了CO2,则X电极为阳极,电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,A正确、D错误;左侧石墨电极为阴极,水放电生成氢气,阴极的电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,B正确;Ⅰ中Pt电极为阳极,电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,生成的H+与CO32-反应生成HCO3-,反应为CO314.答案(1)①2H2O+2e-2OH-+H2↑,水电离产生的H+放电促进水的电离,溶液显碱性②Fe-2e-Fe2+(2)2Cl--2e-Cl2↑(3)还原(4)①0.2②变蓝③Fe2+-e-Fe3+解析(3)由Fe2+生成Fe3+,F