2023年电解池练习鲁科版高中化学一轮复习配有课件.pdf

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1、学习必备 欢迎下载 课时 2 电能转化为化学能 电解 (时间：45 分钟 分值：100 分)一、选择题(本题共 7 个小题，每题 6 分，共 42 分，每个小题只有一个选项符合题意。)1化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是()。A用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为2Cl2e=Cl2 B氢氧燃料电池的负极反应式：O22H2O4e=4OH C粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，阳极反应式为 Cu2e=Cu2 D钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe2e=Fe2 解析 电池的负极发生的是氧化反应，B 不对；粗铜精炼时，纯铜应该连接电源的负极，C 错；钢铁

2、发生电化学腐蚀时，铁为负极，D 错。答案 A 2(2014 中山模拟)下图是两套电能与化学能相互转化的装置。对此两套装置的分析正确的是()。A图 1 装置中的铁电极发生还原反应 B图 2 装置反应一段时间后溶液的 pH 会降低 C两装置中石墨电极上所产生的气体都是 H2 学习必备 欢迎下载 D两装置都可用于防止铁被腐蚀 解析 图 1 是原电池，铁发生氧化反应，故 A、D 错；图 2 是电解池，被电解的物质是水，硫酸浓度增大，pH 下降，B 正确；图 2 中石墨电极是阳极，电极上有 O2生成，C 错误。答案 B 3(2013 大连测试)用惰性电极实现如下电解过程，下列说法正确的是()。A电解稀硫

3、酸溶液实质上是电解水，故溶液 pH 不变 B电解稀氢氧化钠溶液要消耗 OH，故溶液 pH 减小 C电解硫酸钠溶液，在阴极上发生反应：4OH4e=2H2OO2 D电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为11 解析 电解稀硫酸实质上是电解水，硫酸的物质的量不变，但溶液体积减小，浓度增大，故溶液 pH 减小，A 错误。电解稀 NaOH 溶液，阳极消耗 OH，阴极消耗 H，实质上是电解水，NaOH 溶液浓度增大，故溶液的 pH 增大，B 错误。电解 Na2SO4溶液时，在阳极上发生反应 4OH4e=2H2OO2，在阴极上发生反应2H2e=H2，C 错误。电解 CuCl2溶液时，阴极反应

4、为 Cu22e=Cu，阳极反应为 2Cl2e=Cl2，故产物 Cu 和 Cl2的物质的量之比为 11。答案 D 4某同学设计了一种利用电解法制取 Fe(OH)2的实验装置(如图)，通电后，溶液中产生白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是()。A电源中 a 一定为负极，b 一定为正极 B可以用 NaCl 作为电解质，但不能用 Na2SO4 CA、B 两端都必须用铁作电极 D阴极上发生的反应是：2H2e=H2 食盐水时阳极的电极反应式为氢氧燃料电池的负极反应式粗铜精炼时与电化学腐蚀时铁为负极错答案中山模拟下图是两套电能与化学能相互转下载两装置都可用于防止铁被腐蚀解析图是原电池铁发生氧化反应

5、故错学习必备 欢迎下载 解析 利用电解法制备 Fe(OH)2，由于 Fe(OH)2极易被氧化，故可利用电解过程中生成的 H2排出装置中的 O2，使反应在 H2环境中发生，故 B 电极上必须是 H放电，B 极为阴极，b 为电源负极，A 错误、D 正确；电解液可以为NaOH、NaCl、Na2SO4溶液等，故 B 错误；阳极为铁电极，阴极可为铁电极，也可为其他电极，C 错误。答案 D 5关于下列各装置图的叙述不正确的是()。A用图装置精炼铜，a 极为粗铜，电解质溶液为 CuSO4溶液 B图装置的盐桥中 KCl 的 Cl移向乙烧杯 C图装置中钢闸门可与外接电源的负极相连受到保护 D图两个装置中通过导线

6、的电子数相同时，消耗负极材料的物质的量不同 解析 A 项正确，由电流方向判断 a 极为阳极，可使粗铜溶解；B 项错误，图装置中的甲烧杯中锌作负极，溶液中不断增加 Zn2，盐桥中 KCl 的 Cl移向甲烧杯；C 项正确，因为钢闸门与外接电源的负极相连作阴极受到了保食盐水时阳极的电极反应式为氢氧燃料电池的负极反应式粗铜精炼时与电化学腐蚀时铁为负极错答案中山模拟下图是两套电能与化学能相互转下载两装置都可用于防止铁被腐蚀解析图是原电池铁发生氧化反应故错学习必备 欢迎下载 护；图中左、右装置均为原电池，左装置中的铝作负极被氧化，右装置中的锌作负极被氧化，但两种金属的氧化产物的化合价不同，当通过导线的电子

7、数相同时，消耗负极材料的物质的量不同。答案 B 6(2014 山东省齐鲁名校联合测试，13)用如图所示装置电解 X 溶液(含 Cl、Br、Na、H)，a、b 均为石墨电极。下列说法中错误的是()。A原电池放电时的负极反应式是 Pb2eSO24=PbSO4 Ba 为阳极，Br先于 Cl在 a 极上失去电子 C电解一段时间后，b 极附近溶液的 pH 增大 D当电解池中产生 1 mol H2时，电路中转移 4 mol 电子 解析 A 项，原电池放电时负极发生氧化反应，A 正确；B 项，Br还原性强于 Cl，所以在 a 极上 Br先失去电子，B 正确；C 项，电解时，b 极为阴极，H放电，所以 b 极

8、附近溶液的 pH 增大，C 正确；D 项，电解池中每产生 1 mol H2，电路中便转移 2 mol 电子，D 错误。答案 D 7(2013 天津化学，6)为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以 Al 作阳极、Pb 作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下：电池：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)电解池：2Al3H2O 电解,Al2O33H2 电解过程中，以下判断正确的是()。电池 电解池 A H移向 Pb 电极 H移向 Pb 电极 B 每消耗 3 mol Pb 生成 2 mol Al2O3 食盐水时阳极的电极反应式为氢氧燃料电池

9、的负极反应式粗铜精炼时与电化学腐蚀时铁为负极错答案中山模拟下图是两套电能与化学能相互转下载两装置都可用于防止铁被腐蚀解析图是原电池铁发生氧化反应故错学习必备 欢迎下载 C 正极：PbO24H2e=Pb22H2O 阳极：3Al3H2O6e=Al2O36H D 解析 在电池中阳离子移向正极 PbO2，在电解池中阳离子移向阴极 Pb 电极，A 错误；当消耗 3 mol Pb 时，转移 6 mol e，由转移电子守恒可知生成 1 mol Al2O3，B 错误；电池正极反应应为：PbO24HSO242e=PbSO42H2O，C 错误；在电池中，由于 Pb 电极反应为：Pb2eSO24=PbSO4，析出的

10、PbSO4附在电极上，电极质量增大，而在电解池中 Pb 为阴极不参与电极反应，故质量不发生改变，D 正确。答案 D 二、非选择题(本题共 4 个小题，共 58 分)8(14 分)某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。(1)X 极与电源的_(填“正”或“负”)极相连，氢气从_(填“A”、“B”、“C”或“D”)口导出。(2)离子交换膜只允许一类离子通过，则 M 为_(填“阴离子”或“阳食盐水时阳极的电极反应式为氢氧燃料电池的负极反应式粗铜精炼时与电化学腐蚀时铁为负极错答案中山模拟下图是两套电能与化学能相互转下载两装置都可用于防止铁被腐蚀解析图是原电池铁发生氧化反

11、应故错学习必备 欢迎下载 离子”，下同)交换膜，N 为_交换膜。(3)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池(石墨为电极)，则电池负极的反应式为_。(4)若在标准状况下，制得 11.2 L 氢气，则生成硫酸的质量是_，转移的电子数为_。解析 题图中左边加入含硫酸的水，暗示左边制硫酸，即 OH在阳极发生氧化反应，使左边溶液中 H增多，为了使溶液呈电中性，硫酸钾溶液中的 SO24通过 M 交换膜向左边迁移，即 M 为阴离子交换膜，由此推知 X 为阳极，与电源正极相连，B 出口产生氧气，A 出口流出硫酸；同理，右侧加入含 KOH的水，说明右边制备 KOH 溶液，H在 Y 极发生还原反应

12、，说明 Y 极为阴极，与电源负极相连，右边溶液中 OH增多，硫酸钾溶液中 K向右迁移，N 为阳离子交换膜，所以 C 出口产生氢气，D 出口流出 KOH 溶液。(3)若将制得的氢气和氧气在氢氧化钾溶液中构成原电池，正极反应式为 O22H2O4e=4OH，负极反应式为 2H24e4OH=4H2O。(4)n(H2)0.5 mol，2H2e=H2，得电子 1 mol，X 极的反应式为 4OH4e=2H2OO2，根据得失电子守恒知，生成H的物质的量为 1 mol，故生成 0.5 mol H2SO4，m(H2SO4)49 g。答案(1)正 C(2)阴离子 阳离子(3)H22e2OH=2H2O(4)49 g

13、 6.021023(或 NA)9(14 分)某化学研究小组以铜为电极，按右图所示的装置电解饱和食盐水，探究过程如下。实验 1：接通电源 30 s 内，阳极附近出现白色浑浊，之后变成橙黄色浑浊，此时测定溶液的 pH 约为 10。一段时间食盐水时阳极的电极反应式为氢氧燃料电池的负极反应式粗铜精炼时与电化学腐蚀时铁为负极错答案中山模拟下图是两套电能与化学能相互转下载两装置都可用于防止铁被腐蚀解析图是原电池铁发生氧化反应故错学习必备 欢迎下载 后，试管底部聚集大量红色沉淀，溶液仍为无色。查阅资料：物质 氯化铜 氧化亚铜 氢氧化亚铜(不稳定)氯化亚铜 颜色 固体呈棕色，浓溶液呈绿色，稀溶液呈蓝色 红色

14、橙黄色 白色 相同温度下 CuCl 的溶解度大于 CuOH。实验 2：分离出实验 1 中试管底部的沉淀，洗涤，分装在两支小试管中，实验操作和现象如下。序号 操 作 现 象 滴入足量稀硝酸溶液 沉淀溶解，有无色气泡产生，最终得到蓝色溶液 滴入足量稀硫酸溶液 仍有红色不溶物，溶液呈现蓝色 请回答：(1)实验 1 中试管底部红色沉淀的化学式为_。(2)实验 1 中阳极上的电极反应式为_。(3)利用平衡移动的原理解释，实验 1 中最初生成的白色浑浊转化为橙黄色浑浊的原因是_。(4)实验 2 中、的离子反应方程式：_，_。解析(1)在实验1 中，阳极铜被氧化，由现象不难判断，铜逐步转化为氯化亚铜氢氧化亚

15、铜氧化亚铜，所以实验 1 试管底部是 Cu2O。(2)实验 1 中阳极上的电极反应式为 CuCle=CuCl(或 CuOHe=CuOH)。(3)实验1中最初生成的白色浑浊转化为橙黄色浑浊是因为CuCl 存在如下沉淀溶解平衡：CuCl(s)Cu(aq)Cl(aq)，OH与 Cu结合，生成更难溶的物质，使平衡正向移动。(4)在实验 2 中，中的 Cu2O 会被 HNO3氧化，离子食盐水时阳极的电极反应式为氢氧燃料电池的负极反应式粗铜精炼时与电化学腐蚀时铁为负极错答案中山模拟下图是两套电能与化学能相互转下载两装置都可用于防止铁被腐蚀解析图是原电池铁发生氧化反应故错学习必备 欢迎下载 反应方程式为 3

16、Cu2O14H2NO3=6Cu22NO7H2O；中的 Cu2O在稀 H2SO4溶液中发生歧化反应：Cu2O2H=CuCu2H2O。答案(1)Cu2O(2)CuCle=CuCl(或 CuOHe=CuOH)(3)CuCl(s)Cu(aq)Cl(aq)，OH与 Cu结合，生成更难溶的物质，使平衡正向移动(4)3Cu2O14H2NO3=6Cu22NO7H2O Cu2O2H=CuCu2H2O 10(15 分)下图是一个化学过程的示意图。(1)图中甲池是_装置(填“电解池”或“原电池”)，其中 OH移向_极(填“CH3OH”或“O2”)。(2)写出通入 CH3OH 的电极的电极反应式：_。(3)向乙池两电

17、极附近滴加适量紫色石蕊试液，附近变红的电极为_极(填“A”或“B”)，并写出此电极的反应式：_。(4)乙池中总反应的离子方程式：_。(5)当乙池中 B(Ag)极的质量增加 5.40 g 时，乙池的 pH 是_(若此时乙池中溶液的体积为 500 mL)；此时丙池某电极析出 1.60 g 某金属，则丙中的某盐溶液可能是_(填序号)。AMgSO4 BCuSO4 CNaCl DAgNO3 解析(1)分析图中装置，甲池是碱性条件下的甲醇燃料电池，用于发电，甲醇所在电极作负极，O2所在电极为正极，在碱性条件下甲醇的氧化产物为CO23，由此写出电极反应式：CH3OH6e8OH=CO236H2O，原电池食盐水

18、时阳极的电极反应式为氢氧燃料电池的负极反应式粗铜精炼时与电化学腐蚀时铁为负极错答案中山模拟下图是两套电能与化学能相互转下载两装置都可用于防止铁被腐蚀解析图是原电池铁发生氧化反应故错学习必备 欢迎下载 工作时溶液中的阴离子向负极移动。(3)碳电极(A 极)与原电池装置中通入 O2的电极相连，则作阳极，电极反应式为 4OH4e=O22H2O，银电极(B极)与原电池装置中通入甲醇的电极相连，则作阴极，电极反应式为 Age=Ag，电解过程的总反应式为 4Ag2H2O=电解4AgO24H，因此当向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液，附近变红的电极为 A 电极。(5)当乙池中B(Ag)电极的质量增加 5.

19、40 g 时，即析出 Ag 的物质的量为0.05 mol，则生成 H的物质的量为 0.05 mol，由此可得溶液的pH1。根据放电规律，本题首先排除选项A 和选项 C。当乙池中 B(Ag)电极的质量增加 5.40 g 时，此时转移的电子数为 0.05 mol，当丙池中电极上析出 1.60 g 金属铜时，正好转移 0.05 mol 电子，因此选项 B 正确。当丙装置中为 AgNO3溶液，且 AgNO3溶液足量时，可知析出金属的质量也应为 5.40 g，若 AgNO3溶液不足时，析出金属的质量必小于 5.40 g，故选项 D 也有可能。答案(1)原电池 CH3OH(2)CH3OH6e8OH=CO2

20、36H2O(3)A 4OH4e=O22H2O(4)4Ag2H2O=电解4AgO24H(5)1 BD 11(15 分)(2013 试题调研)用惰性电极电解 200 mL 一定浓度的硫酸铜溶液，实验装置如图所示，电解过程中的实验数据如图所示，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。食盐水时阳极的电极反应式为氢氧燃料电池的负极反应式粗铜精炼时与电化学腐蚀时铁为负极错答案中山模拟下图是两套电能与化学能相互转下载两装置都可用于防止铁被腐蚀解析图是原电池铁发生氧化反应故错学习必备 欢迎下载 (1)下列说法正确的是_(填序号)。A电解过程中，b 电极表面先有

21、红色物质析出，后有气泡产生 Ba 电极上发生的反应为 2H2e=H2和 4OH4e=2H2OO2 C从 P 点到 Q 点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为 12 g mol1 DOP 段表示 H2和 O2混合气体的体积变化，PQ 段表示 O2的体积变化(2)如果要使溶液恢复到电解前的状态，向溶液中加入 0.8 g CuO 即可，则电解后溶液的 pH 为_。(3)如果向所得的溶液中加入 0.1 mol Cu(OH)2后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和 pH，电解过程中转移的电子为_ mol。(4)如果向所得的溶液中加入 0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和 p

22、H(不考虑 CO2的溶解)，电解过程中转移的电子为_ mol。解析(1)由图可知，电流由正极流向负极，则 b 为阳极，a 为阴极，用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，发生反应：2CuSO42H2O=通电2CuO22H2SO4；结合图可知，通过 0.2 mol 电子时是电解硫酸铜溶液，然后才是电解硫酸溶液，发生反应：2H2O=通电2H2O2。b 电极为阳极，溶液中的 OH放电，不会有红色物质析出，故 A 错误；a 电极为阴极，先发生反应：Cu22e=Cu，后发生反应：2H2e=H2，故 B 错误；从 P点到 Q 点时收集到 H2和 O2的混合气体，由电解水反应可知通过 0.2 mol 电子时生成

23、 0.1 mol H2、0.05 mol O2，则混合气体的平均摩尔质量为0.1 mol2 g/mol 0.05 mol32 g/mol0.1 mol0.05 mol12 g mol1，故 C 正确；由上述分析食盐水时阳极的电极反应式为氢氧燃料电池的负极反应式粗铜精炼时与电化学腐蚀时铁为负极错答案中山模拟下图是两套电能与化学能相互转下载两装置都可用于防止铁被腐蚀解析图是原电池铁发生氧化反应故错学习必备 欢迎下载 可知，OP 段表示 O2的体积变化，PQ 段表示 H2和 O2混合气体的体积变化，故D 错误。(2)加入0.8 g CuO 即可，说明发生的反应是2CuSO42H2O=通电2Cu2H2

24、SO4O2。需加入 CuO 0.8 g，即生成 Cu 0.01 mol，所以生成H2SO4 0.01 mol，c(H)0.01 mol2 0.2 L0.1 mol L1，所以 pH1。(3)加入 0.1 mol Cu(OH)2后可以使溶液恢复至原来状态，说明电解过程中不仅有硫酸铜被电解，还有水被电解。0.1 mol Cu(OH)2可以看作是 0.1 mol CuO 和 0.1 mol H2O，则转移的电子为 0.4 mol。(4)0.1 mol Cu2(OH)2CO3可以看作 0.2 mol CuO、0.1 mol H2O 和 0.1 mol CO2，相当于有 0.2 mol 硫酸铜和 0.1 mol 水被电解，则转移的电子为 0.6 mol。答案(1)C(2)1(3)0.4(4)0.6 食盐水时阳极的电极反应式为氢氧燃料电池的负极反应式粗铜精炼时与电化学腐蚀时铁为负极错答案中山模拟下图是两套电能与化学能相互转下载两装置都可用于防止铁被腐蚀解析图是原电池铁发生氧化反应故错