课时作业5 电解的原理(Word练习)-【金榜题名】2025-2026学年高二化学选择性必修1高中同步学案（鲁科版）

课时作业(五)　电解的原理 一、选择题 1．如图是电解氯化铜溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是(　　) 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 解析：选C　由图示电流方向可知，a是电源正极，b是电源负极，则c是电解池的阳极，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，溶液中氯离子浓度减小；d是电解池的阴极，电极反应为Cu2+＋2e－===Cu，d电极质量增加。 2．有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是(　　) A．甲中负极反应为2H＋＋2e－===H2↑ B．乙中阳极反应为Ag＋＋e－===Ag C．丙中H＋向碳棒方向移动 D．丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体 解析：选C　由图知，甲、丙为原电池，甲中Zn为负极，负极反应为Zn－2e－===Zn2+，A错；乙、丁为电解池，乙中Ag作阳极，本身失电子，B错；丙中Fe为负极，C为正极，H＋向正极移动，C正确；丁中放电顺序：I－>Cl－，开始产生I2，即丁中电解开始时阳极产生紫黑色固体，D错。 3．如图中，两电极上发生的电极反应为a极：Cu2+＋2e－===Cu；b极：Fe－2e－===Fe2+.下列说法不正确的是(　　) A．装置中电解质溶液一定含有Cu2+ B．该装置一定是化学能转化为电能 C．a、b可能是同种电极材料 D．a极上一定发生还原反应 解析：选B　该装置既可构成原电池，也可构成电解池。当构成原电池时，a极材料是活动性比铁差的金属或石墨，b极为铁，电解质溶液含Cu2+；当构成电解池时，a极作阴极，b极作阳极且必须是铁电极，电解液中含Cu2+。 4．用阴离子交换膜控制电解液中OH－的浓度制备纳米Cu2O，反应为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑，装置如图。下列说法中正确的是(　　) A.电解时Cl－通过交换膜向Ti电极移动 B．阳极发生的反应为2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O C．阴极OH－放电，有O2生成 D．Ti电极和Cu电极生成物物质的量之比为2∶1 解析：选B　Cu电极与外加电源的正极相连，Cu电极为阳极，Ti电极与外加电源的负极相连，Ti电极为阴极。A项，电解时阴离子向阳极移动，OH－通过阴离子交换膜向Cu电极移动，错误；B项，Cu电极为阳极，阳极电极反应为2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O，正确；C项，Ti电极为阴极，阴极电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极有H2生成，错误；D项，根据电极反应式和阴、阳极得失电子数相等，Ti电极生成的H2和Cu电极生成的Cu2O物质的量之比为1：1，错误。 5．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依次为升高、不变、降低的是(　　) A．AgNO3　CuCl2　Cu(NO3)2 B．KCl　Na2SO4　CuSO4 C．CaCl2　KOH　NaNO3 D．HCl　HNO3　K2SO4 解析：选B　AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4溶液随电解的进行，有酸产生，溶液pH降低；KCl、CaCl2溶液随电解的进行，有碱产生，溶液pH升高；CuCl2、HCl电解电解质本身，溶液中CuCl2、HCl减少，对应的H＋减少，溶液的pH升高；KOH、HNO3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。 6．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下图中，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：选B　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是阳离子，P是阴离子，故B正确。 7．用石墨作电极电解溶有物质的量之比为3∶1的NaCl和H2SO4的水溶液。根据反应产物，电解可明显分为三个阶段，下列叙述不正确的是(　　) A．电解的最后阶段为电解水 B．阳极先逸出氯气后逸出氧气 C．阴极逸出氢气 D．电解过程中溶液的pH不断增大，最后pH为7 解析：选D　若将溶质为3 mol NaCl和1 mol H2SO4，可以看成2 mol HCl、1 mol Na2SO4和1 mol NaCl，由于1 mol Na2SO4自始至终不放电，且其溶液pH＝7，电解过程可先看成电解HCl，再电解NaCl，最后电解水，即2HClH2↑＋Cl2↑，2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，2H2O2H2↑＋O2↑，生成的NaOH为碱性，pH大于7；阴极只析出H2，A正确；阳极先析出Cl2，后析出O2，B正确；电解最后阶段为电解水，C正确；溶液pH不断增大，最后生成的NaOH为碱性，pH大于7，D错误。 8．现用Pt电极电解1 L浓度均为0.1 mol·L-1的HCl、CuSO4的混合溶液，装置如图。下列说法正确的是(　　) A.电解开始时阴极有H2放出 B．电解开始时阳极上发生：Cu2+＋2e－===Cu C．当电路中通过电子的量超过0.1 mol时，此时阴极放电的离子发生了变化 D．整个电解过程中，SO不参与电极反应 解析：选D　依据放电顺序，阴极先放电的是Cu2+，故阴极开始析出的是Cu，阳极先放电的是Cl－，故阳极开始产生的是Cl2，故A、B错误；由阴极反应Cu2+＋2e－===Cu，n(Cu2+)＝0.1 mol，当电路中通过电子的量达到0.2 mol时，此时Cu2+消耗完毕，阴极放电离子变为H＋，故C错误；阳极先是Cl－放电，当Cl－消耗完毕，此时H2O电离产生的OH－开始在阳极放电，SO不参与电极反应，故D正确。 9．一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H＋，下列叙述错误的是(　　) A．Pd电极b为阴极 B．阴极的反应式为：N2＋6H＋＋6e－===2NH3 C．H＋由阳极向阴极迁移 D．陶瓷可以隔离N2和H2 解析：选A　由电化学制备NH3的装置可知，通入氮气的一端为阴极，通入氢气的一端为阳极，电解反应N2＋3H22NH3，电解池中阳离子向阴极移动，以此来解答。Pd电极b上氢气失去电子，应为阳极，故A错误；阴极上发生还原反应，则阴极反应为N2＋6H＋＋6e－===2NH3，故B正确；电解池中，H＋由阳极向阴极迁移，故C正确；由图可知，氮气与氢气不直接接触，陶瓷可以隔离N2和H2，故D正确。 10．下图是CO2电催化还原为CH4的工作原理示意图。下列说法不正确的是(　　) A．该过程是电能转化为化学能的过程 B．铜电极为阴极，发生还原反应 C．一段时间后，①池中n(KHCO3)不变 D．一段时间后，②池中溶液的pH一定下降 解析：选C　装置中有外电源，属于电解装置，该过程是电能转化为化学能的过程，故A正确；Cu电极上二氧化碳得电子生成甲烷，则铜电极的电极反应式为CO2＋8H－＋8e－===CH4＋2H2O，铜电极为阴极，发生还原反应，故B正确；在电解池的阴极上发生二氧化碳得电子的还原反应，即CO2＋8H＋＋8e－===CH4＋2H2O，一段时间后，氢离子减小，氢氧根浓度增大，氢氧根会和①池中的碳酸氢钾反应，所以n(KHCO3)会减小，故C错误；在电解池的阳极上，是阴离子氢氧根离子发生失电子的氧化反应，所以氢氧根离子的浓度减小，则pH一定下降，故D正确。 11．2020年，天津大学化学团队以CO2和辛胺为原料实现了甲酸和辛腈的高选择性合成，装置工作原理如图(隔膜a只允许OH－通过)。下列说法错误的是(　　) A.In/In2O3－x电极与电源负极相连 B．电解过程中，OH－由In/In2O3－x电极区向Ni2P电极区迁移 C．每消耗x mol的CO2理论上通过隔膜a的OH－也为x mol D．Ni2P电极上发生的反应：CH3(CH2)7NH2＋4OH－－4e－===CH3 (CH2)6CN＋4H2O 解析：选C　由图可知，In/In2O3－x电极为阴极，与电源负极相连，A正确；由图可知，Ni2P电极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移动，则OH－由In/In2O3－x电极区向Ni2P电极区迁移，B正确；根据电子守恒，每消耗x mol的CO2理论上通过隔膜a的OH－应为2x mol，C错误；由图可知，Ni2P电极为阳极，CH3(CH2)7NH2―→CH3(CH2)6CN，阳极反应为CH3(CH2)7NH2＋4OH－－4e－===CH3(CH2)6CN＋4H2O，D正确。 二、非选择题 12．电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液。 请回答以下问题： (1)电解池中X极上的电极反应为______________________。在X极附近观察到的现象是________________________________________________________________________。 (2)Y电极上的电极反应为________________________________________________________________________， 检验该电极反应产物的方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：据图可知，X是阴极，Y是阳极，阴极反应是2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，现象为放出气体，溶液变红；阳极反应是2Cl－－2e－===Cl2↑，检验氯气，可用湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色即证明有氯气产生。 答案：(1)2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑　放出气体，溶液变红　(2)2Cl－－2e－===Cl2↑ 把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色 13．如图是一个电化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH2K2CO3＋6H2O。 (1)请回答图中甲、乙两池的名称： 甲池是________装置，乙池是________装置。 (2)请回答下列电极的名称： 通入CH3OH的电极名称是________， B(石墨)电极的名称是________。 (3)写出下列电极反应： 通入O2电极：________________________________________________________________________； A(Fe)电极：________________________________________________________________________。 (4)乙池中反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：根据题意，甲池是一个燃料电池，则乙池为电解池，在甲池中CH3OH发生氧化反应，为原电池的负极，O2发生还原反应，为原电池的正极，A与CH3OH极相连，为电解池的阴极，B为阳极，电极反应为甲池： 负极：2CH3OH－12e－＋16OH－===2CO＋12H2O 正极：3O3＋12e－＋6H2O===12OH－ 乙池：阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 阴极：4Ag＋＋4e－===4Ag 总反应：4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNIO3。 答案：(1)原电池　电解池　(2)负极　阳极 (3)O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 4Ag＋＋4e－===4Ag (4)4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3 学科网（北京）股份有限公司 $$