专题1 第2单元 第3课时 电解池的工作原理(Word练习)-【精讲精练】2024-2025学年高中化学选择性必修1（苏教版2019）

1．如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置，通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是(　　) A．逸出气体的体积：a电极<b电极 B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体 C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色 D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色 解析　电解Na2SO4溶液时，a极为阴极，电极反应式为4H＋＋4e－===2H2↑，b极为阳极，电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O；a极周围由于H＋放电溶液呈碱性，石蕊溶液变蓝色，b极周围由于OH－放电溶液呈酸性，石蕊溶液变红色。 答案　D 2．下列各装置中，在铜电极上不能产生气泡的是(　　) 解析　A项，该原电池中，锌失电子作负极，铜作正极，正极上氢离子放电生成氢气，不符合题意；B项，该电解池中，阳极上铜失电子生成铜离子进入溶液，所以铜电极上不产生气泡，符合题意；C项，该原电池中，铁失电子作负极，铜作正极，正极上氢离子放电生成氢气，不符合题意；D项，该电解池中，阳极上银失电子发生氧化反应，阴极上氢离子放电生成氢气，不符合题意。 答案　B 3．用石墨作电极，电解1 mol·L－1的下列物质的溶液，则电解前后溶液的pH保持不变的是 (　　) A．硫酸　　　　　　　 B．氢氧化钠 C．硫酸钠 D．氯化钠 解析　用惰性电极电解硫酸、氢氧化钠、硫酸钠溶液实质是电解水，浓度增大，硫酸溶液的pH减小，氢氧化钠溶液的pH增大，硫酸钠溶液的pH不变；电解氯化钠溶液时生成氢氧化钠，溶液的pH增大。 答案　C 4．下列有关用惰性电极电解AgNO3溶液一段时间后的说法，正确的是 (　　) A．电解过程中阳极的质量不断增加 B．电解过程中溶液的pH不断升高 C．此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况 D．电解后两极产生的气体体积比为2∶1 解析　用惰性电极电解AgNO3溶液，总的电解反应式为4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3，阴极上析出Ag，阳极上放出O2，A、D错误；由于生成HNO3，溶液的pH降低，B错误；要使溶液恢复到电解前的状况要加入的物质应是Ag2O，C正确。 答案　C 5．某同学组装了如下图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他均为Cu，下列说法正确的是 (　　) A．电极Ⅱ逐渐溶解 B．电极Ⅰ发生还原反应 C．电流方向：电极Ⅰ→Ⓐ→电极Ⅳ D．电极Ⅲ的电极反应：Cu－2e－===Cu2＋ 解析　图示中左边两池组成原电池，右边组成电解池。原电池正极为得电子一极，铜离子在电极Ⅱ上得电子，生成铜单质，A错误；原电池的负极失电子，被氧化，发生氧化反应，B错误；电子移动方向：电极Ⅰ→Ⓐ→电极Ⅳ，电流方向与电子移动方向相反，C错误；电解池中阳极为活性电极时，电极本身失电子，形成离子进入溶液中，因为电极Ⅱ为正极，因此电极Ⅲ为电解池的阳极，其电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，D正确。 答案　D 6．某同学用如下装置进行实验①和②，在相同时间内，记录现象如下(溶液的温度变化均不明显)。 实验装置 实验序号 电极材料 实验现象 ① 铂 两极均产生大量无色气泡，两极区的溶液均未见白色浑浊 ② 石墨 两极均产生大量无色气泡，阴极区未见白色浑浊，阳极区产生白色浑浊，分离出该白色固体，加酸溶解，产生气泡 根据实验现象，下列说法正确的是(　　) A．①②中，阴极的电极反应式：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ B．②中，白色浑浊的主要成分是Ca(OH)2 C．②中，产生白色浑浊的主要原因是电解过程消耗水 D．②中，产生白色浑浊与阳极材料被氧化生成CO有关 解析　惰性电极电解石灰水溶液，在阴极，氢离子得电子变为氢气，2H＋＋2e－===H2↑，A错误；②阳极区产生白色浑浊，分离出该白色固体，加酸溶解，产生气泡，说明该白色浑浊为碳酸钙，B错误；②中，阳极中氢氧根离子失电子变为氧气，氧气与电极材料石墨反应生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙，这是主要原因，C错误、D正确。 答案　D 7．某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是(　　) A．储能过程中电能转变为化学能 B．放电时负极质量减小 C．放电时右侧H＋通过质子交换膜移向左侧 D．充电总反应：Pb＋SO＋2Fe3＋===PbSO4＋2Fe2＋ 解析　储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，A正确；放电时负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极质量增大，B错误；放电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H＋通过质子交换膜移向右侧，C错误；充电时，总反应为PbSO4＋2Fe2＋===Pb＋2Fe3＋＋SO，D错误。 答案　A 8．钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是(　　) A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大 B．生成1 mol Co，Ⅰ室溶液质量理论上减少16 g C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变 D．电解总反应：2Co2＋＋2H2O2Co＋O2↑＋4H＋ 解析　结合阳极反应式可知，电解时Ⅰ室H＋浓度增大，溶液的pH减小，Ⅰ室中的H＋通过阳离子交换膜进入Ⅱ室，Ⅱ室溶液的pH减小，A错误；生成1 mol Co时，电路中通过2 mol电子，阳极产生0.5 mol O2，其质量为16 g，同时有H＋从Ⅰ室进入Ⅱ室，也导致Ⅰ室溶液质量减小，故生成1 mol Co时，Ⅰ室溶液质量理论上减少大于16 g，B错误；若移除两交换膜，Cl－在阳极会发生反应生成Cl2，C错误；结合上述分析可知，电解时的总反应为2Co2＋＋2H2O2Co＋O2↑＋4H＋，D正确。 答案　D 9．如图所示，X是直流电源，Y槽中c、d为石墨棒，Z槽中e、f是质量相同的铜棒，接通电路后，发现d极附近显红色。 (1)①电源上b为________极(用“正”“负”“阴”或“阳”填空，下同)。 ②Z槽中e为________极。 ③连接Y、Z槽线路中，电子流动的方向是d______e(用“→”或“←”填空)。 (2)①写出c极上反应的电极反应式：________________________________________。 ②写出Y槽中总反应的化学方程式：_______________________________________。 ③写出Z槽中e极上反应的电极反应式：_____________________________________。 解析　d极附近显红色，说明d为阴极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，c为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，Y槽中电解NaCl溶液的总反应方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑；直流电源中a为正极，b为负极，Z槽中f为阴极，e为阳极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，电子流动方向是e→d。 答案　(1)①负　②阳　③← (2)①2Cl－－2e－===Cl2↑ ②2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ ③Cu－2e－===Cu2＋ 10．(2023·烟台检测)某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题： (1)甲池为________(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，A电极的电极反应式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)丙池中F电极为________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，该池的总反应方程式为______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)当乙池中C极质量减轻10.8 g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为 ________Ml (标准状况)。 (4)一段时间后，断开电键K，下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是________(填选项字母)。 A．Cu B．CuO C．Cu(OH)2 D．Cu2(OH)2CO3 解析　(1)甲池能自发进行氧化还原反应为原电池，燃料电池中，燃料失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH3OH＋8OH－－6e－===CO＋6H2O。(2)F连接原电池负极，所以为阴极，阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，电解反应式为2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑。(3)C极上的电极反应为Ag－e－===Ag＋，B电极上的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，当乙池中C极质量减轻10.8 g时，即转移电子是0.1 mol，此时甲池中B电极理论上消耗O2的物质的量是0.25 mol，体积为0.025 mol×22.4 L· mol－1＝0.56 L＝560 mL。(4)溶液中减少了Cu，所以要让电解质复原，需要加入Cu。 答案　(1)原电池　CH3OH＋8OH－－6e－===CO＋6H2O　(2)阴极　2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑　(3)560 　(4)A 学科网（北京）股份有限公司 $$