2022年新教材高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第3节 电能转化为化学能——电解 课时1 电解的原理作业（含解析）鲁科版选择性必修第一册.docx

1、课时1 电解的原理1.下图是电解CuCl2 溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列判断正确的是( )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，氯离子浓度不变答案： C解析：电流的方向与电子移动的方向相反，由题图可知，c 极是电解池的阳极，氯离子失电子生成氯气;d 极为阴极，铜离子得电子生成铜单质。2.（2021安徽蚌埠高二月考）如图甲为锌铜原电池装置，乙为电解熔融氯化钠装置。则下列说法正确的是( )A.甲装置中锌为负极，发生还原反应，铜为正极，发生氧化反应B.甲装置盐桥的作用是使反应过程中ZnSO4 溶液和CuSO4 溶液保持电中性C

2、.乙装置中铁极的电极反应式为2Na-2e-=2Na+D.乙装置中B 是氯气出口，A 是钠出口答案： B解析：由题图可知，甲装置为原电池，Zn 为负极，发生氧化反应，Cu 为正极，发生还原反应，A错误;乙装置中铁为阴极，电极反应式为2Na+2e-=2Na,C 错误;石墨为阳极，电极反应式为2Cl-2e-=Cl2 ，A 是氯气出口，B 是钠出口，D错误。3.电解法处理酸性含铬废水（主要含有Cr2O72- ）时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2O72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O, 最后Cr3+ 以Cr(OH)3 形式除去。下列说法不正确的是( )A.阳极反应为Fe-

3、2e-=Fe2+B.电解过程中溶液pH 不会变化C.过程中有Fe(OH)3 沉淀生成D.电路中每转移12mol 电子，最多有1molCr2O72- 被还原答案： B解析：A项，电解时用铁作阳极，失去电子生成具有还原性的Fe2+,Fe2+ 将废水中的Cr2O72- 还原为Cr3+ ，正确;B项，电解过程中消耗H+ ，溶液的pH 发生变化，错误;C项，电解过程中H2O 电离出的H+ 参与反应，c(OH-) 增大，Cr3+ 与Fe3+ 都与OH- 结合生成沉淀，正确;D项，根据电极反应式Fe-2e-=Fe2+, 可知每转移12mole- 生成6molFe2+,6molFe2+ 可还原1molCr2O

4、72-, 正确。4.（2021山东泰安高二月考）将0.1L 含有0.02molCuSO4 和0.01molNaCl 的水溶液用惰性电极电解。通电一段时间后，一个电极上得到0.01molCu ，另一电极析出的气体( )A.只有Cl2 B.只有O2C.既有Cl2 又有O2 D.只有H2答案： C解析：用惰性电极电解题给溶液，阴极上得到铜，电极反应为Cu2+2e-=Cu ，当有0.01molCu 析出时，转移0.02mol 电子;阳极上Cl- 先放电，电极反应为2Cl-2e-=Cl2,0.01molCl- 失0.01mol 电子，故溶液中OH- 继续放电，电极反应为4OH-4e-=2H2O+O2 ，

5、则另一电极析出的气体为Cl2 和O2 。5.（2021福建福州高二期中）在25 时，用石墨作电极电解2.0L0.5molL-1CuSO4 溶液。5min 后，在一个石墨电极上有6.4gCu 生成。试回答下列问题：（1）发生氧化反应的是 极，电极反应式为 。（2）若电解后溶液的体积不变，则电解后溶液的c(H+) 为 。（3）若将溶液恢复到与电解前一样，则需加入 mol 的 。（4）若用等质量的两片铜代替石墨作电极，电解一段时间后，其中一个铜片上析出6.4gCu ，则此时两铜片的质量相差 g ，电解液的pH （填“变小”“变大”或“不变”）。答案：（1）阳 ; 4OH-4e-=O2+2H2O（2）

6、0.1molL-1（3）0.1 ; CuO（4）12.8 ; 不变解析：用石墨电极电解CuSO4 溶液，阴极电极反应：2Cu2+4e-=2Cu ，阳极：4OH-4e-=O2+2H2O, 电池反应为2CuSO4+2H2O=通电2Cu+2H2SO4+O2 。（1）由以上分析可知发生氧化反应的是阳极。（2）由以上反应式可知：2Cu4e-O22H2SO44H+128g1mol4mol6.4gn(O2)n(H+)即n(H+)=0.2mol,c(H+)=0.2mol2.0L=0.1molL-1 。（3）由（2）可知从溶液中析出n(Cu)=0.1mol ，产生n(O2)=0.05mol ，故恢复至原状态应加

7、入0.1molCuO 。（4）若将两电极材料改为铜片，则电解前后电解液不发生变化，pH 不变。若阴极析出铜6.4g ，则阳极溶解铜片6.4g ，两极质量差为6.4g2=12.8g 。思路导引 本题的解题关键在于石墨电极上有金属铜析出，据此判断两极材料、电极反应及转移电子数目。6.（2021山东滨州高二期末）用吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( )A.放电时，OH- 移向镍电极B.放电时，正极的电极反应为NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-C.充电时，碳电极与外电源的正极相连D.充电时，阴极附近溶液的碱性减弱答案： B解析：放电时是原电池

8、，镍电极是正极，NiOOH 得电子变为Ni(OH)2, 氢氧根离子移向负极，A错误、B正确;充电时电池正极连接外电源的正极，碳电极为负极，连接外电源的负极，C错误;充电时，阴极氢离子得电子变为氢气，同时有氢氧根离子生成，碱性增强，D错误。素养提升练7.如图所示，甲池的总反应式为N2H4+O2=N2+2H2O 。下列说法正确的是( )A.甲池中负极上发生的反应为N2H4-4e-=N2+4H+B.乙池中石墨电极上发生的反应为4OH-4e-=2H2O+O2C.甲池溶液pH 增大，乙池溶液pH 减小D.甲池中每消耗0.1molN2H4, 乙池电极上会析出6.4g 固体答案： B解析：分析题图可知甲是燃

9、料电池，乙是电解池，甲池中电解质溶液为氢氧化钾溶液，则负极不可能生成H+ ，电极反应应该是N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O,A 项错误。乙池中石墨电极是阳极，发生氧化反应，B项正确。根据甲池总反应式可知生成了水，则氢氧化钾溶液的浓度变小，pH 减小;乙池中阴极析出铜，阳极OH- 放电，乙池溶液的pH 减小，C项错误。根据各个电极通过的电量相等可知N2H42Cu ，则甲池中消耗0.1molN2H4 时乙池电极上会析出12.8g 铜，D项错误。8.（不定项）用惰性电极进行下列电解，有关说法正确的是( )电解稀硫酸 电解Cu(NO3)2 溶液 电解KOH 溶液 电解NaCl 溶液A.通电一

10、段时间后四份溶液的pH 均增大B.反应中通电一段时间后，向溶液中加入适量的CuO 固体可使溶液恢复到电解前的情况C.反应中阳极消耗OH- ，故溶液浓度变小D.反应中阴、阳两极上气体产物的物质的量之比为1:1答案： B ; D解析：依据惰性电极电解规律可知为电解水型，为放氧生酸型，为电解水型，为放氢生碱型，所以A 、C错误;B项，电解Cu(NO3)2 溶液，阴极析出Cu ，阳极放出O2 ，所以加CuO 固体可使电解质溶液复原，正确;D项，阳极产生Cl2 ，阴极产生H2 ，两者物质的量之比为1:1，正确。9.（不定项）在电镀车间的含铬酸性废水中，铬的存在形式有Cr ()和Cr ()两种，其中Cr

11、()的毒性最大。电解法处理含铬废水的装置示意图如下所示，铬最终以Cr(OH)3 沉淀形式除去。下列说法正确的是( )A.Fe 棒为阳极，电极反应为Fe-2e-=Fe2+B.阴极反应为Cr2O72-+7H2O+6e-=2Cr(OH)3+8OH-C.阳极每转移3mol 电子，可处理Cr() 物质的量为1molD.离子交换膜为阳离子交换膜，允许Cr3+、Fe3+ 等穿过答案： A ; D解析：本题考查电解法处理含铬废水的装置及工作原理。由题图可知，生成Cr(OH)3 的同时还生成Fe(OH)3 ，据此推测Fe 棒是阳极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,Fe2+ 再与Cr2O72- 发生氧化还原反

12、应生成Fe3+ 和Cr3+,A 正确;石墨棒是阴极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2 ，电解质溶液中发生反应：Cr3+3OH-=Cr(OH)3、Fe3+3OH-=Fe(OH)3,B 错误;阳极转移3mol 电子，生成1.5molFe2+,Cr ()被还原为Cr ()，根据得失电子守恒可知6Fe2+Cr2O72-2Cr ()，可处理Cr ()的物质的量为0.5mol,C 错误;石墨棒上产生OH-, 左侧废水中Cr3+、Fe3+ 透过离子交换膜移向右侧，与OH- 反应分别生成Cr(OH)3 和Fe(OH)3 ，故离子交换膜为阳离子交换膜，D正确。思路导引 解答本题首先要根据题干信息提示分

13、析出二价铁离子的来源，据此分析两极材料及电解质溶液中所发生的氧化还原反应。创新拓展练10.（不定项）（2021山东聊城高二期末）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基惰性电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示:下列说法正确的是( )A.电极b 为负极B.H+ 由电极a 向电极b 迁移C.电极a 的电极反应式为Fe3+e-=Fe2+D.当电路中转移0.15mol 电子时，需消耗标准状况下的氧气的体积为0.84L答案： C ; D解析：该装置为电解池，电极b 氯元素化合价升高，为阳极，A错误;氢离子在电解池中移向阴极，b 电极是阳极，B错误;电极

14、a为阴极，铁离子得电子变为亚铁离子，C正确;转移0.15mol 电子时需要氧气0.0375mol ，标准状况下为0.84L,D 正确。11.淀粉-KI 试纸在实验室里主要用来检验氯气，但也可用在电解池中帮助判断电极。用如图所示的装置进行电解，通电一会儿，发现湿润的淀粉-KI 试纸的C 端变为蓝色。（1）E 为电源的 极，F 为电源的 极。（2）A 中发生反应的化学方程式为 。（3）在B 中观察到的现象是 。（4）D 端的电极反应式为 。答案：（1）负 ; 正（2）4AgNO3+2H2O=通电4Ag+4HNO3+O2（3）铜片溶解，石墨电极上有气体生成，溶液中有蓝色沉淀生成（4）2H+2e-=H2解析：（1）由题图可知，题给装置实质上是三个电解装置串联，首先判断电源的正、负极，E 为负极，F 为正极。（2）A 中Pt 为阳极、Fe 为阴极，电解液为AgNO3 溶液。（3）B 中Cu 为阳极，发生的电极反应为Cu-2e-=Cu2+ ，石墨为阴极，发生的电极反应为2H+2e-=H2 ，由于水电离出的H+ 放电，故溶液中的c(OH-)c(H+) ，溶液中有氢氧化铜蓝色沉淀生成。（4）D 端为阴极，发生的电极反应为2H+2e-=H2 。