分层作业(6)电解原理的应用-【智学校本学案】2025-2026学年高中化学选择性必修第一册分层作业（鲁科版）

2I一I2十2CI,溶液呈棕黄色，B正确；电解时在阳极得到4.C[阳极区为粗KOH溶液，阳极上OH失电子发生氧化反 氯气，在阴极得到氢气，C错误；电解一段时间后生成NaOH, 应：4OH一4e一2H2O十O2个，A项正确；阴极上H2O 溶液呈碱性，D错误。] 电离出的H+得电子发生还原反应：2H2O十2e一H2个十 6.D[依据放电顺序阴极先放电的是C+,故阴极开始析出 2OH,阴极区附近溶液中c(OH)增大，pH增大，B项正 的是Cu,阳极先放电的是C1,故阳极开始产生的是C2,故 确；电解时阳离子向阴极移动，故K通过阳离子交换膜从阳 A、B错误；阴极反应：Cu2+十2e -Cu,n(Cu2+)=0.1 mol, 极区移向阴极区，C项错误；阴极区生成KOH,故纯净的 当电路中通过电子的物质的量达到0.2mol时，此时Cu+消 KOH溶液从b口导出，D项正确。] 耗完毕，阴极放电离子变为H,故C错误；阳极先是CI厂放 5.D[电解时，阳极上Zn、Fe、Ni失去电子，发生氧化反应，A 电，当C消耗完毕，此时H2O电离产生的OH厂开始在阳极 错误；因氧化性：N2+>Fe2+>Zn+,故阴极电极反应为Ni+十 放电，SO?不参与电极反应，故D正确。] 2e—Ni,阳极质量减少是因为Zn、Fe、Ni溶解，而阴极质 7.C[由反应FcS+2Li一Fe十Li2S可知，Li被氧化，应为原 量增加是因为Ni析出，阳极质量的减少量与阴极质量的增加 电池的负极，负极反应为Li一e一Li+,FeS被还原生成 量不相等，B错误；电解后溶液中的阳离子除Fe2+和Zn2+外， Fe,为原电池正极，正极反应为FeS十2e一Fe十S2,电解 还有Ni+和H+,C错误；Cu和Pt金属性弱于Ni,电解后，电 一段时间后测得甲池产生4.48L(标准状况下)H2,甲连接原 解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt,D正确。] 电池负极，a为阴极，生成氢气，电极反应为2H2O十2e 6.B[根据题图并结合题意，同温同压下，气体甲与气体乙的 H2个十2OH,结合电极反应计算。由分析可知，甲连接原 体积比约为1：2，则甲为O2,乙为H2,则a电极上H2O电离 电池负极，a电极为阴极，A错误；由电极反应2H2O十2e 出的OH放电，产生O2,电极反应为：2H2O-4e一4H+ 一H2个十2OH可知，产生标准状况下4.48LH2转移的 O2个，A项错误；a电极为阳极，SO?向阳极移动，因此产物 4.48L 丙为H2SO4,B项正确；b电极为阴极，阴极上H2O电离出的 电子的物质的量为2.4L:m0可X2=0.4mol,故从交换膜 H+放电，Na+向阴极移动，则d为阳离子交换膜，C项错误； 中通过0.4molK+,B错误；由B项分析可知，反应过程中甲 根据b电极的电极反应：2H2O十2e一H2◆十2OH厂知， 池生成的KOH的物质的量为0.4mol,若忽略溶液体积变 每转移0.1mol电子，标准状况下产生1.12L气体乙(H2), 化，则电解后甲池中溶液浓度为 D项错误。] 0.4mol+0.2L×2mol·L- 7.B[电极c由CO2转化为CHOH,碳元素化合价降低，发生 -=4mol·L1,C正确；由分析 0.2L 还原反应，为原电池的正极，铁电极接正极，作阳极，铁元素 可知，放电时，正极电极反应为FeS十2e一Fe十S2-,D 最终转化为Na2FeO,,Cu电极接负极，作阴极，发生的电极反 错误。] 应为2H2O十2e一H2个+2OH。Fe电极作阳极，发生 8.[解析](1)电解池的标志是有外加电源，①③④中都有外 氧化反应，电极反应是Fe十8OH-6e-FeO+4H2O, 加电源，①③④是电解池。(2)装置④中是惰性电极作阳极 A错误；电极c为原电池的正极，电极d为原电池的负极，正 电解氯化钾溶液，生成H2、Cl2、KOH,其中Cl2与KOH会发 极电势比负极高，B正确；由右边电解装置图分析，铁电极发 生氧化还原反应。 生反应消耗OH,所以离子交换膜m是阴离子交换膜，可以 通过OH离子，铜电极是溶液中氢离子放电，OH增多，与 分层作业（六） 钠离子结合得到氢氧化钠，所以离子交换膜是阳离子交换 膜，可以通过Na,NaOH溶液的浓度增大，a%大于b%,C 答案速对 错误；由CO2+6H++6e—CH3OH+H2O,1 mol CO2反 应转移6ol电子，原电池和电解池连接后，转移电子数相 1234567 等，由2H2O+2e一H2个+2OH知，生成3mol氢气，对 应标准状况下的体积是67.2L,D项错误。] CA DC D BB 8.[解析]铜电极质量增加21.6g,即得到21.6g银单质，物 8.(1)C2H0H+160H-12e-2C0号+11H20 质的量为0.2mol,说明Cu电极为阴极，Ag电极为阳极，电 (2)增大不变(3)1(4)0.25CD 源的Y极为正极，X极为负极。(1)若电源为碱性乙醇燃料 电池，根据前面分析X极为负极，乙醇在负极反应，则电源电 试题精析 极X反应为C2HOH+16OH-12e=2CO3+ 11H2O。(2)A装置电解氯化钾，生成H2、Cl2和KOH,溶液 1.C[电解精炼铜时，粗铜作电解池的阳极，精铜作电解池的 pH增大；C装置为电镀，Ag做阳极，铜做阴极，电解后溶液 阴极，A项正确；电解质溶液中含Cu+,Cu2+在阴极上得到 浓度不变，溶液pH不变。(3)根据题意和关系式Ag~ 电子析出铜，B项正确：粗铜作电解池的阳极，阳极上比金属 OH,则n(OH)=0.2mol,A装置中KCl溶液足量且溶液 铜活泼的金属锌、铁、镍等会先于金属铜失电子，主要发生C 的体积也是200mL,电解后，溶液中OH的物质的量浓度为 一2一Cu2+,C项错误；纯铜为电解池的阴极，电极反应 为Cu++2e=Cu,D正确。] c==06222-1olL。4)通包5min后，B求重中 2.A[电镀原理是镀层金属作阳极，镀件作阴极，含有镀层金 共收集2240mL气体（标准状况)，即气体物质的量为0.1 属阳离子的溶液作电镀液，A项符合题意。] mol,B中阳极生成氧气，根据关系式4Ag~O2,得到0.05 3.D[电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极，待镀铁制品作阴 mol,则阴极得到氢气为0.05mol,再根据得失电子守恒，铜 极，发生还原反应：Cu+十2eCu,铜片作阳极，发生氧化 得到电子物质的量是0.2mol×1一0.05mol×2=0.1mol, 反应：Cu一2e—Cu+。由分析可知，待镀铁制品作阴极， 则溶液中铜离子物质的量为n(Cu2+)=0.05mol,得到溶液 应与直流电源负极相连，A正确；电镀时溶液中的阴离子移 体积为200mL,则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为 向阳极，故SO移向阳极，B正确；镀铜时，阴极发生还原反 应：Cu2++2e一Cu,铜片作阳极发生氧化反应：Cu-2e 0.05mol=0.25molL1;电解过程中得到0.05 mol Cu、 0.2L 一C+,理论上阳极减少的铜和阴极的增加的铜的质量相 0.05molH2、0.05molO2,若要使B装置溶液要恢复到电解 等，C正确；待镀铁制品增重0.64g,即阴极生成的铜为0.01 前的状态，需要加入的物质以及相应的物质的量与电解过程 mol,根据电极反应式Cu++2e一Cu可知，电路中通过的 中得到的物质反应或相当；0.05 mol CuO与0.05 mol Cu 电子为0.02mol,D错误。] 0.05molH2、0.05molO2不相同，故A错误；0.05 mol Cu0 130 和0.025molH2O,与0.05 mol Cu、0.05molH2、0.05mol 溶液的pH增加，体系压强减小，正极电极反应为O2十4e十 O2不相同，故B错误；0.05 mol Cu(OH)2相当于加入0.05 4H+—2H2O;DE段溶液pH基本不变，但体系压强减小， mol Cu0和0.05molH20,与0.05 mol Cu、0.05molH2、0. 产生的F+被O2氧化，pH基本不变可能的原因：相同时间 05molO2相当，故C正确；0.05 mol CuCOs和0.05mol 内，2Fe十O2十4Ht—2Fe++2H20消耗H+的量与4Fe2++ H2O相当于加入0.05 mol CuO和0.05molH2O,与0.05 O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H产生H的量基本相同。 mol Cu、0.05molH2、0.05molO2相当，故D正确。 由图可知，AB段体系的压强增大，说明产生了氢气，故AB 分层作业（七） 段主要发生析氢腐蚀，A正确；AD段内发生的都是铁的电化 学腐蚀，铁在负极的电极反应为Fe一2e一Fe2+,B正确； 答案速对 由图可知BC段的pH为3~5，正极不能产生氢氧根，电极反 应为O2+4H+十4e一2H2O,C错误；根据分析可知，D 1234567 正确。] 8.[解析](1)A电极是阳极，为镀层金属铜，B电极是镀件铁， AD B CC B C B电极对应的电极反应是Cu+十2e一Cu。当镀层破损 8.(1)铜Cu2++2e Cu镀层破损后，镀铜铁形成 后，由于金属活泼性：Zn>Fe>Cu,所以镀铜铁中铁为负极， 的原电池中铁作负极被腐蚀，镀锌铁形成的原电池中 首先被腐蚀；而镀锌铁中铁为正极，首先被腐蚀的是锌，铁得 铁作正极被保护(2)①吸氧②B 到了保护，因此镀层破损后镀铜铁更容易被腐蚀。(2)①钢铁 在海水中发生的是吸氧腐蚀。②A点不与海水接触，在海水 试题精析 中B点的氧气浓度比C点大，发生的吸氧腐蚀速率最快，腐 蚀最严重。 1.A[铁钉腐蚀时发生的反应为Fe-2e—Fe+,A项错误； 若a为醋酸溶液，发生析氢腐蚀，U形管液面右高左低，B项 分层作业（八） 正确；若a为食盐水，发生吸氧腐蚀，U形管液面左高右低，C 项正确；若a为食用油，铁钉不易形成原电池，生锈较慢，D项 答案速对 正确。] 2.D[PH<4时，酸性条件下钢铁主要发生析氢腐蚀，为电化 1: 234 学腐蚀，故A错误；pH<4时发生析氢腐蚀，pH>13.5时，发 生吸氧腐蚀，故B错误；随着pH的升高，钢铁腐蚀速率先减 BABB D 慢后加快，故C错误；pH=14时，钢铁发生吸氧腐蚀，负极电 6.(1)有50%的氢元素存在CH,中而没有得到利用 极反应为Fe+4OH-3e一[Fe(OH)4],故D正确。] (2)提高电极反应物在电极表面的吸附量，并使它们 3.B[钢铁发生电化学腐蚀时，铁失去电子生成F2+,故A错 与电解质溶液充分接触 误；铅蓄电池在放电时，正极与负极均生成硫酸铅沉淀，质量 (3)负极H2+CO3-2e=H2O+C02 均增加，故B正确；利用外加电流阴极保护法保护闸门时，闸 (4)还原O2+2C02+4e -2C0号(5)b 门与电源负极相连，使闸门作阴极被保护，故C错误；氯碱工 业中电解饱和食盐水，需要选用阳离子交换膜，只允许阳离 试题精析 子（如Na)通过，阻止阴离子（如Cl、OH)和气体通过，阳 极室的氯离子放电生成氯气，阴极室的氢离子放电生成氢 1.B[氢氧燃料电池中通入H2的一极为负极，因此a极是负 气，避免氯气和OH反应，D错误。] 极，b极是正极，故A错误；b极是正极，电极反应为2CO2十 4.C[金属的腐蚀普遍属于电化学腐蚀，A错误；外加电流阴 O2+4一2CO?,故B正确；该装置为原电池，工作时化 极保护法是将被保护的金属与电源负极相连，作阴极被保 学能转化成了电能，故C错误；在原电池中，阴离子向负极移 护，B错误；牺牲阳极保护法是利用原电池的原理，将被保护 动，因此CO向a极移动，故D错误。] 的金属作正极，防止腐蚀，C正确；钢铁在潮湿空气中的腐蚀 2.A[因N2O2能与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，产生氧 大多数为吸氧腐蚀，D错误。] 气的同时能消耗呼吸过程中产生的二氧化碳，一举两得，故A 5.C[生铁中含有碳，更易发生电化学腐蚀，抗腐蚀能力比纯 铁弱，A正确；用锡焊接的铁质器件，因锡的金属活泼性比铁 项符合题意。] 3.B[电池总反应为2H2+O2一2H2O,生成2mol水转移 弱，发生电化学腐蚀时，铁被消耗，故焊接处更易生锈，B正 确；图中左侧为原电池，右侧是电解池，左侧铜电极上氧气得 了4mol电子，当得到3.6L即3600g饮用水时，水的物质 电子变为OH厂，会使得酚酞溶液变红，右侧铜电极上水电离 的量n= 出的H得电子变为氢气，c(OH厂)升高也会使酚酞溶液变 M18g·m07=200mol,电池内转移的电子的 m 3600g 红，但是电解反应比原电池反应速率快，故先看到红色的区 物质的量为400mol,故B符合题意。] 域是④，C错误，D正确。] 4.B[葡萄糖转化为葡萄糖内酯(C,H。O。),碳元素价态升高， 6.B[根据图知，Fe发生腐蚀时正极上H2O得电子生成H和 说明锰元素价态降低，所以二氧化锰作正极，Pt作负极。电 OH,电极反应为H2O十e一H十OH,故A正确；根据 子移动方向是从负极经过导线流向正极，所以电子流向为 图知，发生的总反应为4H2O+4Fe十SO一3Fe(OH)2+ →外电路→b,A错误；a电极为负极，葡萄糖失电子，碳元素 FeS十2OH,则Fe腐蚀后生成Fe(OH)2和FeS的物质的量 价态升高，电极反应为C6H12O6-2e一CHoO。十2H, 之比为3：1，故B错误；铁管道与电源负极相连时，铁管道作 B正确；b电极是二氧化锰得电子生成了锰离子，质量减小，C 阴极，被保护，所以可使其表面的腐蚀电流接近于零，故C正 错误；随着反应进行，负极区电极反应为C。H12Os一2e 确；潮湿的土壤中含有水，根据“4H2O+4Fe十SO CHoO6十2H,pH减小，正极区电极反应为MnO2十4H十 3Fe(OH)2十FeS十2OH”可知，发生反应时消耗水，所以潮 2e一Mn++2H2O,pH增大，总反应为CHzO6+MnO2十 湿的土壤中比干燥土壤中发生厌氧腐蚀的速度快，故D 2H+一CoH1oOg+Mn2++2H2O,可乐的pH增大，D 正确。门 错误。] 7.C[图1中构成原电池，铁作负极，开始时pH=1.8,AB段 5.D[该装置为燃料电池，则催化剂能促进化学能转变为电 溶液pH增大，体系压强增大，铁主要发生析氢腐蚀；BD段 能，A错误；通入O2的电极为正极，O2得电子后形成O-, 311■■ 0□00□00 □口1口口1□ 分层作业（六） 卡 年级： 学号后 2□2222 33333 电解原理的应用 信 4□4口44口4☐ 班级： 5555I5 (满分：26分) 位 66☐6]66 姓名： 707070707 8☐8□8☐8]8 9I99□99□ [c]镀铜时，理论上阳极和阴极的质量变化量 基础对点练· 相等 1.(2分)下列关于电解精炼铜的说法不正确的是 [D]待镀铁制品增重0.64g,电路中通过的电子 为0.01mol [A]粗铜作阳极，精铜作阴极 4.(2分)用电解法可提纯含有某种含氧酸根杂质 的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列 [B]电解质溶液中一定含有Cu2+ 有关说法错误的是 () [c]阳极电极反应只有Cu一2eCu2+ [D]阴极电极反应只有Cu2++2e—Cu 2.(2分)在铁制品上镀锌层，以下方案设计正确 的是 () 粗KOH溶液 阳离子交换膜 H,O(含少量KOH [A]阳极电极反应为4OH一4e—2H2O+ [A]锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子 02↑ [B]铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子 [B]通电后阴极区溶液pH会增大 [c]铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁 []K+通过阳离子交换膜从阴极区移向阳极区 离子 [D]纯净的KOH溶液从b口导出 [D]锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁 5.(2分)金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、 离子 Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的 3.(2分)（回归教材）如图为电镀实验装置，下列 镍。下列叙述正确的是（已知氧化性：Fe2+< Ni2+<Cu2+) () 有关叙述不正确的是 [A]阳极发生还原反应，其电极反应为N+十 ④直流电源 2e-Ni [B]电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量 铜片 待镀 的增加量相等 铁制品 CuSO溶液 [c]电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe2+ [A]电镀时，待镀铁制品应与直流电源负极相连 和Zn2+ [B]通电后，溶液中的SO?移向阳极 [D]电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt 11 能力提升练· 19876543210+0.5 8.(12分)如图所示的装置中，若通入直流电5 6.(2分)工业上联合生产硫酸和烧碱溶液的装置 min时，铜电极质量增加21.6g,试回答： 如图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。测 X电源Y 得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为 1:2。下列有关说法正确的是 ) --1 气体甲 电源 非润 NaS0,溶液 气体乙 KCI溶液 CuSO,溶液、AgNO,溶液 产物丙 KzSO,溶液 d 产物丁 B 含丙的 含丁的 稀溶液 稀溶液 (1)若电源为碱性乙醇燃料电池，则电源电极X 离子交换膜 反应为 [A]a电极的电极反应为2H+十2e一H2个 (2)溶液pH变化：A ,C (填 [B]产物丙为H2SO4 “增大”“减小”或“不变”)。 [c]离子交换膜d为阴离子交换膜 (3)若A装置中KC1溶液足量且溶液的体积是 []每转移0.1mol电子，产生1.12L气体乙 200mL,电解后，溶液中OH的物质的量浓度 7.(2分)（创新拔高题）利用TiO2基催化剂光催 为 mol·L-1(假设电解前后溶液的体 化还原CO2转化为甲醇(CHOH),并利用产 积无变化)。 生的电能进一步电解制备新型高效净水剂 (4)通电5min后，B装置中共收集2240mL Na2FeO4,其原理如图所示。下列说法正确 气体（标准状况），溶液体积为200mL,则通电 的是 前CuSO4溶液的物质的量浓度为 mol· 女电 CHOH a%NaOH Na:FeO. 溶液 溶液 L1(假设电解前后溶液的体积无变化)，若要 CO; Cu Ti0为 使B装置溶液要恢复到电解前的状态，需要加 一H0 电极dH 6%NaOH 浓NaOH 溶液 入的物质以及相应的物质的量正确的是 溶夜 [a]Fe电极反应为Fe-2e—Fe+ (填字母)。 [B]电极c的电势高于电极d的电势 A.0.05 mol CuO [c]离子交换膜n、m分别为阴、阳离子交换膜 B.0.05 mol Cu0.025 mol H2O [D]有1 mol CO2转化为甲醇的同时，Cu电极 C.0.05 mol Cu(OH)2 标准状况下生成33.6L的H2 D.0.05 mol CuCO30.05 mol H2O 12