1.2.3电解池的工作原理 同步分层练 2025-2026学年高二上学期化学苏教版选择性必修1

1.2.3电解池的工作原理 梯度分层 基础巩固：课堂衔接，回归教材，夯实根本 根基训练：轻松练习，关注重点，梳理难点 拔高提升：深度演练，能力提升，高阶练习 基础巩固 1 电解和电解池 (1)电解：在直流电的作用下，在两电极上分别发生 和 的过程。 (2)电解池：将 转化为 的装置。 (3)电解池的电极名称 阴极：与电源 相连的电极，发生 反应； 阳极：与电源 相连的电极，发生 反应。 (4)电解池的构成条件 ① ；② ； ③ ；④ 。 (5)电子和离子移动方向 ①电子：从电源 流向电解池的 ，从电解池的 流向电源的 。 ②离子：阳离子移向电解池的 ，阴离子移向电解池的 。 2.如图所示是电解稀盐酸的装置，其中c、d为石墨电极。试回答下列问题： (1)a电极为________，b电极为________。 (2)c电极为________，电极反应式为___________________，发生了________反应。 d电极为________，电极反应式为___________________，发生了________反应。 (3)电解过程中，氢离子向____(填“阴”或“阳”，下同)极移动，氯离子向____极移动。电解反应方程式为__________________________________________________。 3.请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电解池的两个电极必须是活泼性不同的电极(　　) (2)电解池是把化学能转化为电能的装置(　　) (3)电解质溶液导电的过程为物理过程(　　) (4)用石墨作阴极、铜作阳极电解硫酸铜溶液阳极的电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O(　　) (5)用石墨作电极电解硝酸银溶液的离子方程式为4Ag＋＋2H2O4Ag＋4H＋＋O2↑(　　) (6)铜作阳极电解盐酸的化学方程式为Cu＋2HClCuCl2＋H2↑(　　) 根基训练 2 1.下列关于电解池的说法正确的是( ) A.电源负极上的电子通过导线流向阳极 B.与直流电源正极相连的是电解池的阴极 C.阳极上发生还原反应 D.与直流电源负极相连的电极上发生还原反应 2.下列有关电解的说法错误的是( ) A.与电源正极相连的是阳极 B.与电源负极相连的是阴极 C.在阴极上发生氧化反应 D.阴离子向阳极方向移动 3.用惰性电极电解下列溶液，电解结束后加适量水，溶液能恢复至电解前状态的是( ) A. B. C. D. 4.如图是电解饱和食盐水的装置，a、b为石墨电极。下列判断正确的是( ) A.a为正极，b为负极 B.a极上有氯气放出 C.b极上发生氧化反应 D.b极附近溶液显酸性 5.关于原电池和电解池的叙述正确的是( ) A.原电池中失去电子的电极为正极 B.原电池的负极、电解池的阳极都发生氧化反应 C.原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成 D.电解时电解池的阴极一定是阴离子放电 6.下列有关电解原理的说法错误的是( ) A.工业上直接电解海水制得烧碱 B.电解时电能转化为化学能 C.电解水时阳极生成氧气 D.可以用电解的方法冶炼金属 7.下列关于电解的说法正确的是( ) ①电解过程将电能转化成化学能 ②电解过程将化学能转化成电能 ③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化 ④某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现 ⑤任何水溶液被电解时，必然发生氧化还原反应 A.②③④ B.①②③④ C.①②④ D.①③④⑤ 8.用石墨作为电极电解和KCl混合溶液，电解初期阴极和阳极析出的物质分别是( ) A. B. C. D. 9.为了使反应能顺利进行，某同学设计了下列四个实验，你认为可行的是( ) A.B.C.D. 10.某溶液中含有两种溶质NaCl和，二者物质的量之比为3：1，用石墨作电极电解该混合溶液时，下列叙述不正确的是( ) A.阴极自始至终只析出 B.阳极先析出，后析出 C.电解最后阶段为电解水 D.溶液酸性减弱，最后呈中性 拔高提升 3 1.如图为直流电源电解稀溶液的装置，通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象正确的是( ) A.逸出气体的体积，a电极的小于b电极的 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电极附近溶液呈红色，b电极附近溶液呈蓝色 D.a电极附近溶液呈蓝色，b电极附近溶液呈红色 2.采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备过氧化氢的装置如图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是( ) A.阴极的反应为 B.电解一段时间后，阳极室的pH未变 C.电解过程中，由a极区向b极区迁移 D.电解一段时间后，a极生成的与b极反应的等量 3.电解法制备的工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A.M为电源的负极 B.阳极上的电极反应式为 C.阴离子交换膜应能允许通过而能阻止的扩散 D.理论上每转移，阴极上会产生气体 4.含的废水在废水处理过程中与臭氧发生反应会产生。模拟在上电催化处理的示意图如图所示，下列说法正确的是( ) A.电子流向：导线电解质溶液 B.该装置工作时，阳极区溶液酸性减弱 C.P极上的电极反应式为 D.每处理，理论上可生成 5.用惰性电极电解溶液可制金属铅，电解装置如图所示。已知：，下列说法不正确的是( ) A.电极a附近有气体生成 B.电极b的电极反应为： C.电解一段时间后，在右室加入PbO，可实现右室电解液的再生 D.通过质子交换膜从左室流向右室，左室溶液的pH增大 6.已知：将工业废气(主要成分和)通入足量溶液获得溶液A和，如下装置可实现污染治理和、的综合利用。下列说法不正确的是( ) A.装置①实现了化学能转化为电能 B.电极2发生的反应为： C.反应一段时间后，装置②的阳极区溶液pH降低 D.治理过程中参与反应的、物质的量之比为1：1 7.电解脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将转化成，再将煤中的含硫物质(主要是)氧化为和。下列说法错误的是( ) A.在阳极放电，发生氧化反应 B.电解过程中，混合溶液的pH值将减小 C.电解刚刚开始时，观察到阳极石墨棒上有无色气体产生 D.氧化的离子方程式为 8.工业上可用电解法将废水中较高浓度的铬酸钾溶液制成重铬酸钾溶液，其工作原理如图所示，下列说法正确的是( ) A.惰性电极N为阳极，被氧化 B.惰性电极M的电极反应式为 C.惰性电极N的电势小于惰性电极M的电势 D.阳极区溶液中由amol变成bmol时，理论上生成的为 9.某科研小组模拟工业利用电解法处理含氮废水的实验如下。向一定浓度的酸性溶液中不断通入，在电极上生成尿素，其中双极膜中间层的解离为和，并在直流电场力作用下分别向两极迁移。电解原理如图所示，下列有关说法错误的是( ) A.电极M为阴极，电极反应式为 B.理论上每转移，阳极室质量减少8g C.若阳极室电解质溶液呈碱性，电解过程中pH逐渐降低 D.膜X和膜Y分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 10.某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，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”或“电解池”），通入的电极的电极反应式为________。 （2）乙池中A（石墨）电极的名称为________（填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”），总反应为________。 （3）当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗的体积为_____mL（标准状况下），丙池中极析出____g铜，要使丙池中溶液复原应加入适量__________（填化学式）。 （4）电键闭合一段时间后，甲池中溶液的pH将________（填“增大”“减小”或“不变”）。 答案以及解析 1、 基础巩固 1.(1)氧化反应 还原反应 (2)电能 化学能 (3) 负极 还原 正极 氧化 (4) 具有直流电源 两个电极(阴极、阳极) 电解质溶液或熔融电解质 形成闭合回路 (5) 负极 阴极 阳极 正极 阴极 阳极 2.(1)正极　负极　 (2)阳极　2Cl－－2e－===Cl2↑ 氧化　阴极　2H＋＋2e－===H2↑　还原　 (3)阴　阳　2HClH2↑＋Cl2↑ 3.(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√ 2、 根基训练 1.答案：D 解析：电源负极上的电子通过导线流向阴极，A错误；与电源正极相连的电极为电解池的阳极，B错误；阳极上发生氧化反应，C错误；与直流电源负极相连的电极为电解池的阴极，阴极上发生还原反应，D正确。 2.答案：C 解析：A.与电源正极相连的是电解池的阳极，发生氧化反应，故A正确； B.与电源负极相连的是电解池的阴极，发生还原反应，故B正确； C.与电源负极相连的是电解池的阴极，发生还原反应，故C错误； D.电解池中，电解质溶液中阴离子向阳极移动，故D正确； 故选C。 3.答案：C 解析：A.电解溶液，阴极析出铜，阳极生成氯气，要使溶液恢复到原来的浓度，应加入，故A不符； B.电解，阴极析出Ag，阳极生成，要使溶液恢复到原来的浓度，应加入，故B不符； C.电解溶液，阳极生成氧气，阴极生成氢气，实际为电解水，电解后加入水可恢复到原来的浓度，故C符合； D.电解KCl溶液，生成，加水显然不能恢复电解前的状态，应通入适量的HCl气体，故D不符； 故选C。 4.答案：B 解析：A.a与电源正极相连为阳极，b与电源负极相连为阴极，故A错误； B.a极为阳极，电极上发生反应：，故B正确； C.b极为阴极发生还原反应，故C错误； D.b极发生反应：，b极附近溶液显碱性，故D错误； 故选：B。 5.答案：B 解析：原电池中失电子的电极为负极，得电子的电极为正极，故A错误； B.原电池负极、电解池阳极上都是失电子的反应，都是发生氧化反应，故B正确； C.原电池的两极可能是金属和导电的非金属材料，如石墨，故C错误； D.电解时电解池的阴极是阳离子放电，发生还原反应，故D错误； 故选B。 6.答案：A 解析：直接电解海水生成的会与反应生成，工业上一般电解饱和食盐水制得烧碱，A项错误；电解池是将电能转化为化学能的装置，B项正确：电解水时，在阳极失去电子，生成和，C项正确；利用电解可以获得普通化学方法难以制备的物质，如活泼单质的制取、金属的精炼等，D项正确。 7.答案：D 解析：电解过程将电能转化成化学能，①正确，②错误；电解质溶液导电时，溶液中的阴、阳离子分别向阳极和阴极移动，该过程一定发生氧化还原反应，金属导电只是自由电子的定向移动，不存在电子得失，没有新物质产生，是物理过程，③正确；某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现，④正确；电解质溶液的导电过程就是电解过程，发生了电子的转移，一定发生了氧化还原反应，⑤正确。 8.答案：B 解析：本题考查离子放电顺序，溶液中有及五种离子，得电子能力：，失电子能力：，所以电解初期，阴极的电极反应式为，阳极的电极反应式为，故选B。 9.答案：C 解析：金属活动性排序表中银排在氢后面，则反应不能自发进行，故不能设计为原电池，为使之顺利进行，必须发生电解反应，反应中Ag失去电子被氧化，所得与结合为AgCl，则Ag为阳极，得到电子被还原产生，则电解质溶液为盐酸。综上分析可知，C项装置可行。 10.答案：D 解析：阴极上只有被还原，故阴极自始至终只析出，A正确；阳极上离子发生反应的优先顺序为，开始被氧化生成，耗尽后，接着被氧化生成，B正确；电解最后阶段，阳极被氧化、阴极被还原，实质是电解水，C正确；NaCl与的物质的量之比为3：1，且，则3 mol NaCl电解产生3 mol NaOH，只能中和2 mol NaOH，溶液中溶质为NaOH和溶液呈碱性，且最后阶段电解水，使溶液浓度变大，碱性增强，D错误。 3、 拔高提升 1.答案：D 解析：电解稀溶液，实质是电解水，b极为阳极，电极反应式为，a极为阴极，电极反应式为。a极逸出氢气，b极逸出氧气，氢气和氧气都是无色无味的气体，且a极产生氢气的体积是b极产生氧气体积的2倍，A、B均错误；a极上得电子，使a极附近溶液中增大，石蕊溶液变蓝色，b极上放电，使b极附近溶液中增大，石蕊溶液变红色，C项错误，D项正确。 2.答案：D 解析：以去离子水和氧气为原料通过电解法制备过氧化氢，氧气得电子生成过氧化氢，阴极的反应为，故A正确；阳极反应为由a极区向b极区迁移，根据电荷守恒，阳极生成氢离子的量与移入阴极室的氢离子一样多，所以电解一段时间后，阳极室的pH未变，故B、C正确；阳极反应为，阴极反应为，根据得失电子守恒，a极生成的与b极反应的的量不相等，故D错误。 3.答案：C 解析：电解法制备时，Fe失电子生成，故Fe电极为阳极，与电源的正极相连，则M为电源的正极，A错误； 阳极区溶液显碱性，电极反应式中不能出现，B错误； 在阳极(Fe电极)区生成，阳极区消耗，为补充，该阴离子交换膜应能允许从阴极区移向阳极区，同时为保证阳极区的产量不减少，该阴离子交换膜还应不能透过，具有阻止向阴极区扩散的作用，C正确； 气体所处状况未知，无法进行相关计算，D错误。 4.答案：C 解析：由图可知P电极上得电子生成，则P为阴极，R为阳极，N为正极，M为负极，阳极上放电生成氧气，据此分析解答。 A.电子不能进入电解质溶液中，故A错误； B.阳极发生电极反应：；每生成4mol氢离子，转移4mol电子，同时有4mol氢离子通过质子交换膜进入阴极区，则阳极区氢离子数目不变，但水的量减少，氢离子浓度增大，酸性增强，故B错误； C.P电极上得电子生成，电极反应为：，故C正确； D.未指明气体所处状况，不能确定其体积，故D错误； 故选：C。 5. 答案：D 解析：用惰性电极电解溶液可制金属铅，则电极b为阴极，电极反应式为，电极a为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+。 A．电极a附近有氧气生成，A正确； B．电极b为阴极，电极反应式为，B正确； C．右室电极反应式为，加之H+向右移动，电解一段时间后b电极区变为HCl和NaCl混合溶液，加入PbO，发生反应生成，可实现右室电解液的再生，C正确； D．左室电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，每转移4e-产生4H+，同时有4H+向右移动，即左室H+数目不变，但是水减少，H+浓度增大，pH减小，D错误； 答案选D。 6.答案：D 解析：将工业废气(主要成分和)通入足量溶液获得溶液A和，溶液A为，分析装置如下：装置①为原电池装置，电极1为负极，发生氧化反应：，电极2为正极，发生还原反应：，装置②为电解池，电极3为阳极，发生氧化反应：，电极4为阴极，发生还原反应：。 A.根据分析可知，装置①为原电池装置，实现了化学能转化为电能，A正确； B.根据分析可知，电极2为正极，发生还原反应：，B正确； C.装置②为电解池，电极3为阳极，发生氧化反应：，反应一段时间，溶液pH降低，C正确； D.将工业废气(主要成分和)通入足量溶液获得溶液A和，二氧化碳的量增多，治理过程中参与反应的、物质的量之比小于1：1，D错误； 答案选D。 7.答案：C 解析：根据原理装置图可知，在阳极失去电子，发生氧化反应，阳极的电极反应式为，在阴极得到电子，发生还原反应，阴极的电极反应式为，混合液中发生反应。 A.由分析可知，在阳极失去电子，发生氧化反应，A正确； B.由分析可知，阳极的电极反应式为，阴极的电极反应式为，混合液中发生反应，结合得失电子守恒，混合溶液中氢离子浓度增大，混合溶液的pH值将减小，B正确； C.电解刚刚开始时，阴极发生氢离子得电子生成氢气的反应：，阴极石墨棒上有无色气体产生，在阳极失去电子，发生氧化反应，阳极的电极反应式为，没有气体生成，C错误； D.由分析可知，混合液中和发生氧化还原反应生成和、，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子反应为：，D正确； 故选C。 8.答案：D 解析：A.根据分析可知，惰性电极N是电解池的阳极，水分子在阳极失去电子生成氧气和氢离子，放电生成的氢离子使溶液中的铬酸根离子转化为重铬酸根离子，A错误； B.阳极区的钾离子通过钾离子交换膜进入阴极区得到KOH，B错误； C.阳极电势高于阴极，C错误； D.总反应的化学方程式为，由方程式可知，电解一段时间后，阳极区溶液中的物质的量由amol变成bmol时，生成的重铬酸钾的物质的量为，D正确； 故选D； 9.答案：B 解析：由电极反应物及产物判断，左侧发生还原反应为阴极，右侧发生氧化反应为阳极，因此电极M为阴极，电极反应式为，A项正确； 电极N的电极反应式为，转移时，阳极室质量减少，同时有向阳极室迁移，质量增加17g，最终溶液质量增加，B项错误；阳极室发生反应：，消耗的数目应该等于迁移进入的的数目，但是生成水，使溶液中浓度减小，pH降低，C项正确； 需向阴极迁移，因此膜X为阳离子交换膜，膜Y为阴离子交换膜，D项正确。 10.答案：（1）原电池； （2）阳极； （3）280；1.60； （4）减小 解析： （1）甲池为原电池，在碱性环境中失电子转化为，电极反应式为。 （2）乙池中A（石墨）电极的名称为阳极，阳极上水电离出的放电，电极反应式为，B（Ag）电极的名称为阴极，阴极上放电，电极反应式为，故总反应为。 （3）丙池中C电极的名称为阳极，阳极上放电，电极反应式为，D电极的名称为阴极，阴极上放电，电极反应式为。要使丙池中溶液复原应加入适量。根据各电极上转移的电子数相同，得，故标准状况，。 （4）甲池为原电池，在碱性环境中得电子转化为，正极电极反应式为，结合上述分析知，总反应为，反应消耗，电键闭合一段时间后，溶液的pH减小。 学科网（北京）股份有限公司 $