1.2.3电解池的工作原理及应用 同步练习 2025-2026学年高二上学期化学苏教版选择性必修1

1.2.3　电解池的工作原理及应用 基础过关练 考点一　电解池的工作原理 1.某同学将电解池工作时电子、离子移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 2.某同学为了使反应HCl+Ag AgCl+H2↑能进行,设计了下列四个实验,如图所示,你认为可行的方案是(　　) 考点二　电解规律 3.某学习小组用如图所示装置进行相关电解实验,下列说法正确的是　(　　) A.该装置中电子移动方向:外接电源负极→石墨1→X溶液→石墨2→外接电源正极 B.若X是Na2SO4,电解一段时间后,向U形管两端滴入酚酞溶液,只有石墨1电极附近的溶液呈红色 C.若X是AgNO3,电解一段时间后,电解液的氧化性减弱 D.若X是NaOH,石墨2的电极反应式为2H2O-4e- 4H++O2↑ 4.用惰性电极进行下列电解,有关说法正确的是(　　) ①电解稀硫酸;②电解Cu(NO3)2溶液;③电解KOH溶液;④电解熔融NaCl A.电解进行一段时间后四份溶液的pH均增大 B.反应②中电解溶液一段时间后,颜色变浅,加入一定质量的Cu(OH)2,能够使溶液恢复到原来的成分和浓度 C.反应③中阳极消耗OH-,故溶液浓度变小 D.反应④中阴、阳两极上产物的物质的量之比为2∶1 考点三　电解原理的应用 5.将“铜牌”变成“银牌”的装置如图所示。下列说法正确的是(　　) A.铜牌连接电源的正极 B.反应前后,溶液a的浓度不变 C.溶液a可以为CuSO4溶液 D.反应一段时间后,电源反接,铜牌可恢复原状 6.电解原理具有广泛的应用。下列叙述不正确的是(　　) 甲 　乙 丙　　 　　丁 A.用装置甲制取Cl2和NaOH溶液 B.用装置乙在金属制品表面镀银 C.用装置丙电解精炼粗铜 D.用装置丁制取Na 7.近年研究发现,电催化CO2和含氮物质(N等)在常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和,在电极上反应生成CO(NH2)2,电解原理如图所示,下列说法不正确的是(　　) A.电极b是阳极,电极表面发生氧化反应 B.电解过程中生成尿素的电极反应式是2N+16e-+CO2+18H+ CO(NH2)2+7H2O C.电解时阴极区的pH增大 D.当电极a生成0.25 mol CO(NH2)2时,电极b生成22.4 L O2 考点四　电解相关计算 8.近日中国科学家成功实现了室温下电催化甲烷和氧气转化制甲酸,为室温下甲烷的高效绿色利用提供了新的思路,转化原理如下图。下列说法正确的是(　　) A.H+在催化电极b上被还原成H2 B.随着该反应的进行,电解池B区pH不变 C.理论上每生成1 mol HCOOH,就有6 mol H+从A区转移至B区 D.当3 mol O2在室温下完全反应时,理论上A区电解质溶液质量增加118 g 9.500 mL KCl和Cu(NO3)2的混合溶液中c(Cu2+)=0.2 mol/L,用石墨作电极电解此溶液,通电一段时间后,两电极均收集到5.6 L(标准状况下)气体,假设电解后溶液的体积仍为500 mL,下列说法正确的是(　　) A.原混合溶液中c(Cl-)=0.3 mol/L B.上述电解过程中共转移0.5 mol电子 C.电解得到的无色气体与有色气体的体积比为7∶3 D.电解后溶液中c(OH-)=0.1 mol/L 10.用石墨电极电解铬酸钠(Na2CrO4)溶液,可制取重铬酸钠(Na2Cr2O7),装置如图所示,已知:2Cr+2H+ Cr2+H2O,试回答下列问题。 (1)电极b连接电源的　　　(填“正”或“负”)极,b极发生的电极反应:　　　　　　　　　　　。  (2)电解一段时间后,测得阳极区溶液中Na+物质的量由a mol变为b mol,则理论上生成重铬酸钠的物质的量是　　　　mol。  能力提升练 考点一　电解规律及电极反应式的书写 1.如图所示装置中,试管A、B中电极为多孔石墨电极,C、D为铂夹。断开K1,闭合K2、K3一段时间后,A、B中气体的量之间的关系如图所示: 下列说法正确的是(　　) A.a为正极,b为负极 B.滤纸上紫红色向C端移动 C.断开K2、K3,闭合K1,A极电极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH- D.断开K2、K3,闭合K1,水槽中溶液的pH增大 2.CO2等的过量排放使温室效应加剧,导致全球气温上升。减弱温室效应的方法之一是将CO2回收利用,其中电催化还原CO2是当今资源化利用二氧化碳的重点课题,常用的阴极材料有多晶铜、铂电极、有机多孔电极材料、铜基复合电极材料等。 (1)利用多晶铜高效催化电解CO2制乙烯的原理如图所示。因电解前后电解液浓度几乎不变,故可实现CO2的连续转化。 ①电解过程中HC向　　　　(填“铂”或“多晶铜”)电极方向移动。  ②多晶铜电极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　。  ③理论上当生成0.05 mol乙烯时,铂电极产生的气体在标准状况下体积为　　　　(不考虑气体的溶解)。  (2)一种有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种有机物的骨架上)电催化还原CO2的装置示意图如图1所示。控制其他条件相同,将一定量的CO2通入该电催化装置中,阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如图2所示。 　 ①电解前需向电解质溶液中持续通入过量CO2的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②控制电压为0.8 V,电解时转移电子的物质的量为　　　　mol。  ③科研小组利用13CO2代替原有的CO2进行研究,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  考点二　电解原理的应用 3.工业上用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的SO2,并通过电解方法实现吸收液的循环再生。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示,下列有关说法正确的是(　　) A.X应为直流电源的正极 B.电解过程中阴极室中产生气泡 C.图中的b%<a% D.S在电极上发生的反应为S+2OH-+2e- S+H2O 4.如图所示装置,通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成,Fe2O3逐渐溶解,下列判断正确的是(　　) A.a是电源的正极 B.通电一段时间后,向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液,出现蓝色 C.当1.6 g Fe2O3完全溶解时,至少产生氧气0.336 L(标准状况下) D.Cl-通过阴离子交换膜移动到石墨电极Ⅱ 考点三　电解池和原电池装置的综合应用 5.某同学设计了如图所示装置(电解质溶液均过量),下列说法正确的是(　　) A.a极的电极反应式为CH3OH-6e-+H2O CO2↑+6H+ B.N极试管收集到黄绿色的气体 C.电路中每转移2 mol电子,理论上乙池阴极区生成2 mol NaOH D.相同条件下,甲池b极消耗的气体与乙池阴极产生的气体的体积比为2∶1 6.用一种新型H2O2液态燃料电池(乙池)电解催化氮气制备铵盐和硝酸盐(甲池)的工作原理示意图如下(c、d均为石墨电极)。下列说法正确的是(　　) A.乙池中若生成15 mol m气体,则甲池a、b两极共消耗8 mol N2 B.甲池中H+从b极区通过质子交换膜转移至a极区 C.一段时间后,乙池中c极区的pH增大 D.甲池a极反应式为N2+12OH--10e- 2N+6H2O 考点四　电解池中的离子交换膜问题 7.隔膜电解法制备K2FeO4的工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.隔膜为阴离子交换膜 B.该方法中KOH可以循环使用,但需另外补充 C.Fe电极上的反应为Fe-6e-+4H2O Fe+8H+ D.电路中每转移0.2 mol e-,Pt电极上理论上产生2.24 L气体 8.利用双极膜电解Na2SO4溶液制备NaOH,捕集烟气中CO2,制备NaHCO3。电解原理如图所示: 已知:双极膜为复合膜,可在直流电的作用下,将膜间的H2O解离,提供H+和OH-。 下列说法正确的是(　　) A.阴极反应式:2H2O+2e-H2↑+2OH- B.Ⅰ为阴离子交换膜,Ⅱ为阳离子交换膜 C.电路中转移2 mol电子时,共产生2 mol NaOH D.电路中转移1 mol电子时,离子交换膜Ⅱ与双极膜之间的隔室能生成1 mol H2SO4 9.某研究团队通过膜电解法制得纯碱、甘氨酸(H2NCH2COOH)和高浓度烧碱溶液,其装置如图所示。其中膜a、b为离子交换膜,双极膜c在直流电的作用下,中间界面层水发生解离产生H+和OH-。下列说法正确的是(　　) A.膜a为阴离子交换膜 B.制得7.5 g甘氨酸,盐室1增重2.2 g C.碱室2反应式:2H2O-4e-O2↑+4H+ D.一段时间后,碱室1浓度变小,碱室2浓度变大 考点五　电化学计算 10.工业上以铬酸钾(K2CrO4)为原料,采用电化学的方法制备重铬酸钾(K2Cr2O7)。制备装置如下图所示。若实验开始时在右室中加入38.8 g K2CrO4,t分钟后测得阳极室中K与Cr的物质的量之比为3∶2。已知M(K2CrO4)=194 g/mol,下列说法不正确的是(　　) A.通电后,阳极室惰性电极上有气泡产生 B.该制备过程,总反应的离子方程式为4Cr+4H2O 2Cr2+4OH-+2H2↑+O2↑ C.t分钟时,阳极室与阴极室溶液质量变化之差为0.7 g(阳极室溶液质量变化的绝对值减去阴极室溶液质量变化的绝对值) D.t分钟时,溶液中K2CrO4和K2Cr2O7的物质的量之比为2∶1 11.如图所示,通电5 min后,电极5的质量增加2.16 g,请回答下列问题。 (1)a为电源的　　　(填“正”或“负”)极。A池阳极的电极反应为　　　　　　　　,C池阴极的电极反应为　　　　　　　　。  (2)如果B池中共收集到224 mL气体(标准状况)且溶液体积为200 mL(设电解过程中溶液体积不变),则通电前溶液中Cu2+的物质的量浓度为　　　　　。  (3)如果A池溶液是200 mL足量的食盐水(设电解过程中溶液体积不变),则通电5 min后,c(NaOH)为　　　　　　。  答案 基础过关练 1.B　 2.C　 3.B　 4.D　 5.B　 6.A　 7.D　 8.D　 9.C　 10.答案　(1)正　2H2O-4e- O2↑+4H+　(2) 能力提升练 1. C　 2.答案　(1)①铂　②14CO2+12e-+8H2OH2CCH2+12HC　③16.8 L (2)①使阴极表面尽可能被CO2附着,减少析氢反应的发生(减少氢离子在阴极上放电的几率),提高含碳化合物的产率　②2.8　③确定阴极上生成的含碳化合物源自CO2而非有机多孔电极材料 3.B　 4.C　 5.C　 6.A　 7.B　 8.A　 9.B　 10.C　 11.答案　(1)负　2Cl--2e- Cl2↑　Ag++e- Ag (2)0.025 mol/L (3)0.1 mol/L 2 学科网（北京）股份有限公司 $