第四篇 电解池的工作原理及应用 -练习 苏教版高中化学选修4化学反应原理（机构）

第四篇   电解池的工作原理及应用练习

（一）电解池的工作原理

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

2．在某电解质溶液里，用M和N作电极，通电一段时间后，发现M极质量减小，N极质量增大，符合这一情况的是(　　)

A．电解质溶液是稀硫酸

B．金属M是阳极，金属N是阴极

C．M和N是石墨电极

D．M是阴极，N是阳极

答案　B解析　由题意可知，M极溶解，发生氧化反应，为阳极；N极质量增加，有金属单质析出，发生还原反应，为阴极。

3．用石墨作电极电解氯化铜溶液，下列说法正确的是(　　)

A．在阳极上析出金属铜

B．在阴极上析出金属铜

C．在阴极上产生有刺激性气味的气体

D．阳极上发生还原反应

答案　B解析　根据电解原理，阳极发生氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，放出有刺激性气味的氯气；阴极发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu，析出金属铜。

4．用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为3∶1的硫酸铜和氯化钠的混合溶液，不可

能发生的反应有(　　)

A．2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑

B．Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑

C．2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑

D．2H2O2H2↑＋O2↑

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Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑，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＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑；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2H2O2H2↑＋O2↑。

5．用石墨作阳极、铁棒作阴极电解熔融的氯化钠，下列说法正确的是(　　)

A．石墨电极周围有大量的钠离子

B．铁棒质量增加

C．电子通过熔融电解质流向铁棒

D．阴极发生氧化反应

答案　B解析　氯离子移向阳极，发生氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑；钠离子移向阴极，发生还原反应：2Na＋＋2e－===2Na。

6.　用石墨作电极，电解碘化钾溶液(含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是(　　)

A．阴极附近溶液呈红色   B．阴极逸出气体

C．阳极附近溶液呈蓝色   D．溶液的pH减小

答案　D解析　用石墨作电极，电解碘化钾溶液类似于电解氯化钠溶液，阳极反应式为2I－－2e－===I2，阳极附近溶液变蓝色；阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，阴极有氢气逸出，附近溶液氢氧根浓度增大呈碱性，溶液变红色。

7.　(2018·蚌埠第二中学期中)用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质(中括号内)，溶液能与原来溶液完全一样的是(　　)

A．NaCl[盐酸]   B．NaOH[H2O]

C．CuCl2[HCl]   D．CuSO4[Cu(OH)2]

答案　B解析　电解NaCl溶液时，阳极氯离子放电生成氯气，阴极氢离子得到电子生成氢气，所以应加HCl让电解质溶液复原，A错误；电解NaOH溶液时，阳极产生氧气，阴极产生氢气，所以应加水让电解质溶液复原，B正确；电解CuCl2溶液时，阳极氯离子放电生成氯气，阴极析出铜，所以应加氯化铜让电解质溶液复原，C错误；电解硫酸铜时，阳极产生氧气，阴极产生金属铜，所以应加CuO或CuCO3让电解质溶液复原，加入氢氧化铜会多生成水，D错误。

8．用石墨作电极，在Na＋、Cu2＋、Cl－、SO等离子中选出适当离子组成电解质，电解其溶液，写出符合条件的一种电解质的化学式：

(1)当阴极放出H2，阳极放出O2时，电解质是        。

(2)当阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质是        。

(3)当阴极放出H2，阳极放出Cl2时，电解质是        。

(4)通过电子的物质的量与阴极析出的金属的物质的量、阳极放出的气体的物质的量之比为4∶2∶1时，电解质是            。

答案　(1)Na2SO4　(2)CuSO4　(3)NaCl　(4)CuSO4

解析　惰性电极电解电解质溶液的类型有电解水型、电解电解质型、放氢气生碱型和放氧气生酸型。再根据阴、阳离子在电极的放电顺序判断。

(1)实质为电解水，故电解质是活泼金属的含氧酸盐，即Na2SO4。

(2)实质为放氧气生酸型，即电解质为不活泼金属的含氧酸盐，即CuSO4。

(3)实质为放氢气生碱型，即电解质为活泼金属的无氧酸盐，即NaCl。

(4)由阳极生成气体和转移电子的物质的量之比为1∶4，知阳极产生气体为O2,1 mol O2转移4 mol e－，金属与电子的物质的量之比为1∶2，故金属为＋2价，即Cu2＋，即为CuSO4。

9．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。