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课堂小练(二十三) 电解原理
一、单项选择题
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
解析 电解池是一种将电能转化成化学能的装置,A项正确;电解池中的反应是通电才能发生的氧化还原反应,通电就是外界条件,所以电解池中的反应是非自发的氧化还原反应,B项正确;在电解池中,阳极发生失电子的氧化反应,阴极发生得电子的还原反应,C项正确;电解池放电时,若阳极为活泼电极,则电极本身参加电极反应,若阳极为惰性电极,则电极本身不会参加电极反应,D项错误。
答案 D
2.关于如图所示①②两个装置的叙述正确的是 ( )
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:4OH--4e-2H2O+O2↑,②中正极: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为电解池,电解水,阳极反应式为4OH--4e-2H2O+O2↑,硫酸的浓度增大;②为原电池,溶液中的氢离子移向正极,正极反应式为2H++2e-H2↑,硫酸的浓度减小。
答案 B
3.如图中X、Y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无味气体放出。表格中符合这一情况的是 ( )
选项
a电极
b电极
X电极
溶液
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
解析 由通电后a极板质量增加可知,金属阳离子在a极上得电子,则a极是阴极,溶液中金属元素在金属活动性顺序表中处于氢元素后边;b极是阳极,b极板处有无色无味气体放出,即溶液中氢氧根离子放电生成氧气,电极材料必须是不活泼的非金属,电解质溶液中的阴离子必须是氢氧根离子或含氧酸根离子。电解硫酸铜溶液,阳极生成氧气,阴极析出铜,A项符合题意;钠离子在氢元素前边,不放电,阴极和阳极生成气体,B项不符合题意;铁是活泼金属,作阳极失电子,所以在b极上得不到气体,C项不符合题意;电解氯化铜溶液,阳极生成有色气体氯气,阴极析出铜,D项不符合题意。
答案 A
4.某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中,下列有关分析完全正确的是 ( )
选项
A
B
C
D
a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
解析 根据题图知,该装置有外接电源,所以属于电解池,根据电子流向知,c是负极,d是正极,a是阴极,b是阳极,电解时,电解质溶液中阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,则Q离子是阳离子,P离子是阴离子,故选B。
答案 B
5.在1 L K2SO4和CuSO4的混合溶液中,c(S)=2.0 mol·L-1,用石墨电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4 L(标准状况)气体,则原溶液中c(K+)为 ( )
A.1.5 mol·L-1 B.2.0 mol·L-1
C.1.0 mol·L-1 D.0.5 mol·L-1
解析 两极均收集到22.4 L(标准状况)气体,则阳极收集到1.0 mol氧气、阴极收集到1.0 mol氢气,说明铜离子已经放电完毕,阳极始终是OH-放电,电极反应式为4OH--4e-O2↑+2H2O,故电子转移4.0 mol;阴极首先是Cu2+放电,然后是H+放电,电极反应式分别为Cu2++2e-Cu、2H++2e-H2↑,根据得失电子守恒可知,Cu2+的物质的量为1.0 mol,所以CuSO4的物质的量为1.0 mol,故K2SO4的物质的量为1.0 mol,因此K+的物质的量为2.0 mol,其浓度为2.0 mol·L-1,故选B。
答案 B
6.用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液,电解一段时间后,再加入W,能使溶液恢复到电解前的状态,符合题意的一项是 ( )
选项
X
Y
Z
W
A
C
Fe
NaCl
H2O
B
Pt
Cu
CuSO4
CuSO4溶液
C
C
C
H2SO4
H2O
D
Ag
Fe
AgNO3
AgNO3晶体
解析 A项应加入HCl,B项应加入CuO,C项应加入H2O,D项不需加入任何物质。故选C。
答案 C
二、不定项选择题
7.为探究电解的放电规律,进行如下实验:
序号
阳极
材料
阴极
材料
电解质
阳极
产物
阴极
产物
①
石墨
石墨
0.1 mo