4.2.1  電解原理（同步練習）一、選擇題1.下列說法錯誤的是(　　)。A.電解質(zhì)溶液的導電過程是化學變化,而金屬的導電是物理變化B.電解質(zhì)溶液導電的過程,就是電解質(zhì)溶液的電解過程C.電解質(zhì)在任何條件下均可以導電D.電解質(zhì)溶液導電過程中一定有新物質(zhì)生成2.用如圖所示裝置處理含N的酸性廢水,裝置右側(cè)的電極反應式為2N+12H++10e-N2↑+6H2O,下列說法正確的是(　　)。      A.a端是直流電源的負極                    B.該裝置將化學能轉(zhuǎn)化為電能C.電解時,H+通過離子交換膜從右側(cè)移向左側(cè)   D.每轉(zhuǎn)移1 mol電子,左側(cè)電極上產(chǎn)生8 g O23.如圖是CO2經(jīng)電催化還原為CH4的裝置示意圖。下列說法不正確的是(　　)。     A.該過程是電能轉(zhuǎn)化為化學能的過程B.銅電極的電極反應式為CO2+8HC+8e-CH4+8C+2H2OC.一段時間后,①池中n(KHCO3)減少D.一段時間后,②池中溶液的pH一定增大4.下列關于如圖所示①②兩個裝置的敘述,正確的是(　　)。    A.裝置名稱:①是原電池,②是電解池B.c(H2SO4)變化:①增大,②減小C.電極反應式:①中陽極反應為4OH--4e-══2H2O+O2↑,②中正極反應為Zn-2e ══ -Zn2+D.離子移動方向:①中的H+向陰極方向移動,②中的H+向負極方向移動5.用石墨電極電解CuCl2溶液(見右圖)。下列分析正確的是(　　)。   A.a端是直流電源的負極               B.通電使CuCl2發(fā)生電離C.陽極上發(fā)生的反應:Cu2++2e-══Cu     D.通電一段時間后,在陰極附近觀察到黃綠色氣體6.電解CuCl2溶液的裝置如圖所示,其中c、d為石墨電極。則下列有關判斷正確的是(　　)。     A.a為負極、b為正極             B.a為陽極、b為陰極C.電解過程中,d電極質(zhì)量增大      D.電解過程中,氯離子濃度不變7.如下圖所示裝置中,屬于電解池的是(　　)。    8.如圖所示,X、Y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增大,b極板處有無色、無臭氣體放出。符合這一情況的是下表中的(　　)。       選項a極板b極板X電極Z溶液A鋅石墨負極CuSO4溶液B石墨石墨負極NaOH溶液C銀鐵正極AgNO3溶液D銅石墨負極CuCl2溶液9.用惰性電極電解下列溶液,一段時間后,再加入一定質(zhì)量的另一種物質(zhì)(括號內(nèi)),溶液能與電解前原來溶液完全一樣的是(　　)。A.NaCl溶液(鹽酸)        B.NaOH溶液(H2O)C.CuCl2溶液(HCl)        D.CuSO4溶液[Cu(OH)2]10.如圖為用直流電源電解Na2SO4溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列實驗現(xiàn)象中正確的是(　　)。    A.逸出氣體的體積,a電極的小于b電極的B.一電極逸出無臭氣體,另一電極逸出有刺激性氣味的氣體C.a電極附近呈紅色,b電極附近呈藍色D.a電極附近呈藍色,b電極附近呈紅色11.用惰性電極電解下列各組物質(zhì)的水溶液時,發(fā)生的電極反應完全相同的是(　　)。A.NaOH、H2SO4 B.CuCl2、Cu(NO3)2C.Na2SO4、NaCl D.KNO3、AgNO312.把等物質(zhì)的量的Na2SO4、NaCl、AgNO3的混合物放入足量水中，經(jīng)充分攪拌后，將所得溶液用石墨作為電極進行電解，陽極生成的物質(zhì)是(　　)A.H2             B.Ag　　C.Cl2            D.O2二、非選擇題13.(1)利用電化學原理可將鋼鐵廠廢氣中的H2S轉(zhuǎn)化為重要原料氫氣,如圖1:圖1①反應池中反應物的流向采用氣、液逆流方式,其目的是　　　　　　　　。②反應池中發(fā)生反應的化學方程式為 　　　　　　　　　。 ③反應后的溶液進入電解池,產(chǎn)生氫氣的電極名稱為　　　　　　,電解反應的離子方程式為　 　　　　　　　　　。 (2)某種電化學脫硫法裝置如圖2所示,不僅可脫除煙氣中的SO2,還可以制得H2SO4。在陰極上放電的物質(zhì)是　　　　,在陽極生成SO3的電極反應式是　                             。 圖214.用石墨棒作電極,從Na+、Cu2+、Cl-、中選出適當離子組成電解質(zhì),電解其水溶液,寫出符合條件的一種電解質(zhì)的化學式:(1)陰極放出H2,陽極放出O2,電解質(zhì)是_____________; (2)陰極析出金屬,陽極放出O2,電解質(zhì)是_____________________; (3)陰極放出H2,陽極放出Cl2,電解質(zhì)是____________________; (4)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量與陰極析出的金屬的物質(zhì)的量、陽極放出的氣體的物質(zhì)的量之比為4∶2∶1,電解質(zhì)是______________。  15.將物質(zhì)的量濃度相同、體積之比為1∶3的CuSO4溶液和NaCl溶液混合,用惰性電極進行電解,可能發(fā)生的反應有哪些?      16.下圖為以惰性電極進行電解的裝置： (1)寫出A、B、C、D各電極上的電極反應式和總反應方程式：A：________________________________，B：________________________________，總反應方程式：______________________________________________；C：________________________________， D：_____________________________，總反應方程式：_____________________________________________________。(2)在A、B、C、D各電極上析出生成物的物質(zhì)的量之比為________________。                                 參考答案及解析：一、選擇題1.C  解析：電解質(zhì)溶液導電的過程就是被電解的過程,在電解過程中發(fā)生氧化還原反應,一定有新物質(zhì)生成,所以是化學變化。金屬導電是靠自由電子的定向移動,無新物質(zhì)生成,是物理變化。A、B、D項正確。電解質(zhì)要導電只有在電離的條件下,存在自由移動的離子時才能導電,所以C項錯誤。2.D  解析：N在右側(cè)Pt電極被還原生成N2,則該Pt電極是陰極,b端是直流電源的負極,A項錯誤;該裝置是電解池,將電能轉(zhuǎn)化為化學能,B項錯誤;電解時,陽離子向陰極移動,則H+從左側(cè)向右側(cè)移動,C項錯誤;左側(cè)電極是陽極,電極反應式為2H2O-4e-4H++O2↑,轉(zhuǎn)移1 mol電子時生成0.25 mol O2,其質(zhì)量為0.25 mol×32 g·mol-1=8 g,D項正確。3.D  解析：該裝置連接有電源,則該過程是電能轉(zhuǎn)化為化學能的過程,A項正確;二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的反應過程中,碳元素的化合價降低,在銅電極上發(fā)生還原反應,電極反應式為CO2+8HC+8e-CH4+8C+2H2O,B項正確;由于①池溶液中的碳酸氫根離子被消耗,故一段時間后,碳酸氫鉀的物質(zhì)的量減少,C項正確;①池中的銅電極為陰極,發(fā)生還原反應,②池中的鉑電極為陽極,發(fā)生氧化反應,電極反應式為2H2O-4e-O2↑+4H+,該過程中有H+生成,故溶液的pH減小,D項錯誤。4.B  解析:①中有外加電源,為電解池,②為原電池,A項錯誤;①中電解水,c(H2SO4)增大,②中正極消耗H+,生成H2,c(H2SO4)減小,B項正確;②中正極反應為2H++2e-══H2↑,C項錯誤;②中H+向正極移動,D項錯誤。5.A  解析:根據(jù)溶液中陽離子Cu2+移向,左邊電極為陰極,則a端是直流電源的負極,A項正確;CuCl2發(fā)生電離不需要通電,B項錯誤;Cu2+在陰極上反應,C項錯誤;通電一段時間后,Cl-在陽極附近放電生成氯氣,D項錯誤。6.C  解析:電流從電源的正極流出,因此a為正極,b為負極,則c為陽極,d為陰極。電解CuCl2溶液電極反應為陽極(c電極):2Cl--2e-══Cl2↑,陰極(d電極):Cu2++2e-══Cu,C項正確。7.C  解析:根據(jù)電解池的構成條件進行判斷。A、B、D項裝置中無直流電源,D項裝置中不能形成閉合回路,A、B、D項中裝置不屬于電解池。8.A  解析:由題意知,通電后a極板質(zhì)量增大,說明有金屬析出,由此可知,a極為電解池的陰極,則X為電源負極,B、C兩項均不符合題意;因為b極放出的是無色、無臭的氣體,D項不符合題意。9.B  解析:電解NaCl溶液時,陽極氯離子放電生成氯氣,陰極氫離子得到電子生成氫氣,所以應加HCl讓電解質(zhì)溶液復原,A項錯誤;電解NaOH溶液時,陽極產(chǎn)生氧氣,陰極產(chǎn)生氫氣,所以應加水讓電解質(zhì)溶液復原,B項正確;電解CuCl2溶液時,陽極氯離子放電生成氯氣,陰極析出銅,所以應加氯化銅讓電解質(zhì)溶液復原,C項錯誤;電解硫酸銅溶液時,陽極產(chǎn)生氧氣,陰極產(chǎn)生金屬銅,所以應加CuO讓電解質(zhì)溶液復原,加入氫氧化銅相當于多加入了水,D項錯誤。10.D  解析:電解Na2SO4溶液時,a為陰極:4H++4e-══2H2↑,b為陽極:4OH--4e-══O2↑+2H2O;a極周圍由于H+放電溶液呈堿性,石蕊溶液顯藍色,b極周圍由于OH-放電溶液呈酸性,石蕊溶液顯紅色。11.A  解析:用惰性電極電解NaOH、H2SO4的水溶液時實質(zhì)均為電解水,電極反應均相同,A項正確;電解B、C項中兩組物質(zhì)的水溶液時,陽極反應不同,陰極反應相同,B、C項錯誤;電解KNO3溶液、AgNO3溶液,陽極反應相同,陰極反應不同,D項錯誤。12.D　解析：等物質(zhì)的量的Na2SO4、NaCl、AgNO3三種物質(zhì)混合放入水中，經(jīng)攪拌后，生成AgCl沉淀，溶液中的離子有Na＋、SO、NO，通電時陽極是水電離產(chǎn)生的OH－放電，則陽極生成的物質(zhì)是氧氣。 二、非選擇題13.答案：(1)①增大反應物接觸面積,使反應更充分   ②H2S+2FeCl32FeCl2+S↓+2HCl③陰極　2Fe2++2H+2Fe3++H2↑(2)O2　SO2-2e-+S2SO3解析：(1)①反應池中反應物的流向采用氣、液逆流方式,可增大反應物接觸面積。②反應池中H2S和FeCl3發(fā)生氧化還原反應生成FeCl2和硫單質(zhì),反應的化學方程式為H2S+2FeCl32FeCl2+S↓+2HCl。③電解池中,陽極上Fe2+失去電子,發(fā)生氧化反應,電極反應式為Fe2+-e-Fe3+,陰極上H+得到電子,發(fā)生還原反應,電解總反應的離子方程式為2Fe2++2H+2Fe3++H2↑。(2)由電化學脫硫法的裝置示意圖可知,該裝置為電解裝置,煙氣經(jīng)催化氧化后,部分SO2轉(zhuǎn)化為SO3,所得氣體通入該裝置,在陰極上,O2得到電子發(fā)生還原反應,電極反應式為O2+4e-+2SO32S;在陽極上,SO2失電子被氧化為SO3,電極反應式為SO2-2e-+S2SO3,SO3經(jīng)N2導出與水反應生成硫酸。 14.答案:(1)Na2SO4   (2)CuSO4   (3)NaCl   (4)CuSO4解析:用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型有電解水型、電解電解質(zhì)型、放氫氣生堿型和放氧氣生酸型,再根據(jù)陰、陽離子在電極的放電順序判斷。(1)陰極生成H2、陽極生成O2,實質(zhì)為電解水,電解質(zhì)可以是活潑金屬的含氧酸鹽,即Na2SO4。(2)實質(zhì)為放氧氣生酸型,電解質(zhì)為不活潑金屬的含氧酸鹽,即CuSO4。 15.解:混合溶液中CuSO4和NaCl的物質(zhì)的量之比為1∶3,即發(fā)生電解的溶質(zhì)離子Cu2+和Cl-的物質(zhì)的量之比為1∶3。第一階段電解CuCl2溶液,發(fā)生反應:Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑;第二階段電解NaCl溶液,發(fā)生反應:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑;第三階段電解NaOH、Na2SO4混合溶液(相當于電解水),發(fā)生反應:2H2O2H2↑+O2↑。 16.答案：(1)Cu2＋＋2e－===Cu　2Cl－－2e－===Cl2↑　CuCl2Cu＋Cl2↑　4Ag＋＋4e－===4Ag　2H2O－4e－===O2↑＋4H＋　4AgNO3＋2H2O4Ag＋4HNO3＋O2↑(2)2∶2∶4∶1解析：由電子守恒可知，在四個電極依次析出物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為n(Cu)∶n(Cl2)∶n(Ag)∶n(O2)＝2∶2∶4∶1。 

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