苏教版化学选修4《电解池的工作原理及应用》

专题1 第2单元 第3课时(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题1．电解某盐溶液时在阴阳两极上一定相等的是( )A ．析出金属的物质的量B ．析出金属的质量C ．通过的电子数目D ．放出气体的体积【解析】 电解池的阳极上一定不会析出金属，A 、B 项不成立；阴、阳两极若同时放出气体，放出气体的体积不一定相等，如用石墨电极电解食盐水时两极放出气体的体积相等，若用石墨电极电解Na 2SO 4溶液时，阴、阳两极放出H 2、O 2的体积比为2∶1，D 项不符合题意。

【答案】 C2．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是( )A ．电解稀硫酸溶液，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，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2D ．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1∶1【解析】 电解稀H 2SO 4，实质是电解水，因溶剂减少，H 2SO 4浓度将增大，故溶液的pH 变小；电解稀NaOH 溶液，虽然OH －在阳极放电，但H ＋同时也在阴极放电，其实质同样是电解水，溶液的浓度也将变大，故溶液的pH 变大；电解Na 2SO 4溶液，其实质也是电解水，在阴极和阳极分别析出H 2和O 2，二者的物质的量之比为2∶1而非1∶2；电解CuCl 2溶液，在阴、阳两极上分别析出Cu 和Cl 2，二者的物质的量之比为1∶1。

【答案】 D3．用惰性电极电解下列溶液一段时间后，再加入一定量的某种纯净物(方括号内物质)，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是(多选)( )A ．AgNO 3[AgNO 3]B ．NaOH[H 2O]C ．KCl[KCl]D ．CuSO 4[CuO] 【解析】 分析电解反应的原理，在两极析出什么物质(固体或气体)。

相当于什么物质脱离反应体系就加入什么物质，即可使溶液完全复原。

A 选项，4AgNO 3＋2H 2O=====通电 4Ag＋O 2↑＋4HNO 3，脱离反应体系的物质是4Ag ＋O 2，相当于2Ag 2O ，所以应当加入适量Ag 2O才能复原(加入AgNO 3，会使NO 3－的量增加)。

B 选项，2H 2O=====通电2H 2↑＋O 2↑，脱离反应体系的是2H 2＋O 2，相当于2H 2O ，加入适量水可以复原。

C 选项，2KCl ＋2H 2O=====通电2KOH＋H 2↑＋Cl 2↑，脱离反应体系的是H 2＋Cl 2，相当于2HCl ，应通入适量HCl 气体才能复原(加盐酸时，同时也增加了水)。

D 选项，2CuSO 4＋2H 2O=====通电2H 2SO 4＋2Cu ＋O 2↑，脱离反应体系的是2Cu ＋O 2，相当于2CuO ，加入适量CuO 可以复原。

【答案】 BD4．某同学按图所示的装置进行电解实验。

下列说法中不正确的是(多选)( )A ．电解过程中，铜电极上有H 2产生B ．电解初期，主反应方程式为：Cu ＋H 2SO 4=====通电CuSO 4＋H 2↑C ．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D ．整个电解过程中，H ＋的浓度不断增大【解析】 阳极为非惰性电极，则电极参与反应，Cu －2e －===Cu 2＋，阴极首先生成H 2；随时间推移，Cu 2＋浓度逐渐增大，H ＋浓度降低，故一段时间后，会析出Cu 。

【答案】 BC5．某同学想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl 2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置。

以下对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )A ．a 为正极，b 为负极；NaClO 和NaClB ．a 为负极，b 为正极；NaClO 和NaClC ．a 为阳极，b 为阴极；HClO 和NaClD ．a 为阴极，b 为阳极；HClO 和NaCl【解析】 电解饱和食盐水的方程式为2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑，NaOH 在阴极区生成，Cl 2在阳极区生成。

按照该学生制作的竖直的家用环保型消毒装置，若将阳极置于上方，则氯气一生成即逸出，不能完全与NaOH 作用。

显然，应将阳极置于下方，阴极置于上方，下方阳极生成的氯气通过溶液时即可很好地被阴极生成的NaOH 吸收。

反应为Cl 2＋2NaOH===NaCl ＋NaClO ＋H 2O 。

还应注意的是图中电极a 、b 是电源的电极而非电解池的电极。

与电解装置上方阴极相连的a 为电源的负极，则b 为正极。

【答案】 B6．已知金属M 中混有金属P ，电解精炼M ，P 以单质形式沉积于阳极下面的泥中，M 、N 组成原电池，M 为正极，则M 、N 、P 三种金属活动性顺序为( )A ．P>M>NB ．N>P>MC ．P>N>MD ．N>M>P【解析】 根据电解精炼铜的原理即可进行类比分析。

电解精炼M ，P 以单质形式沉积于阳极下面的泥中，则M 比P 活泼；M 、N 组成原电池，M 为正极，则N 比M 活泼。

总之，三种金属活动性顺序为：N>M>P 。

【答案】 D7．(2008年江苏单科)镍镉(Ni —Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。

已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH 溶液，其充、放电按下式进行：Cd ＋2NiOOH ＋2H 2O 放电充电Cd(OH)2＋2Ni(OH)2 有关该电池的说法正确的是( )A ．充电时阳极反应：Ni(OH)2＋OH －－e －===NiOOH ＋H 2OB ．充电过程是化学能转化为电能的过程C ．放电时负极附近溶液的碱性不变D ．放电时电解质溶液中的OH －向正极移动【解析】 因为阳极发生氧化反应，即化合价由低价态转化为高价态，所以A 正确；充电过程是由电能转化为化学能的过程，所以B 不正确；因放电时的原电池负极Cd 失去电子后，又与附近的OH －结合成Cd(OH)2，导致OH －浓度降低，故C 不正确；因原电池的电解质溶液的阴离子移向负极，故D 不正确。

【答案】 A8．如图两个电解槽中，，A 、B 、C 、D 均为石墨电极。

如果电解过程中共有0.02 mol 电子通过，下列叙述中正确的是( )\A ．甲烧杯中A 极上最多可析出铜0.64 gB ．甲烧杯中B 极上电极反应式4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑C ．乙烧杯中滴入酚酞试液，D 极附近变红D ．乙烧杯中C 极上电极反应式为4H ＋＋4e －===2H 2↑【解析】 首先根据与电源正负极的连接判断出A 、C 为阳极，而B 、D 为阴极，甲电解池中，A 极发生4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑，B 极发生Cu 2＋＋2e －===Cu ，而乙电解池中C 极发生2Cl －－2e －===Cl 2↑，而D 极发生2H ＋＋2e －===H 2↑，从而破坏水的电离平衡产生大量OH －，使酚酞变红色。

【答案】 C9．用惰性电极电解饱和食盐水，当电源供给0.2 mol 电子时停止通电，若此溶液体积为2 L ，则所得电解液中氢氧根离子浓度为( )A ．1 mol·L －1B ．0.2 mol·L －1 C ．0.1 mol·L －1 D ．0.01 mol·L －1 【解析】 由2NaCl ＋2H 2O=====通电2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑知，当电路中转移2 mol e －时生成2 mol NaOH ，所以有n (NaOH)＝0.2 mol ，即c (OH －)＝0.2 mol 2 L＝0.1 mol·L －1。

【答案】 C10．以铁为阳极、铜为阴极，对足量的NaOH 溶液进行电解。

一段时间后得到2 mol Fe(OH)3沉淀，此时共消耗的水的物质的量为( )A ．2 molB ．3 molC ．4 molD ．5 mol【解析】 电极反应式为：阳极：Fe －2e －===Fe 2＋ 阴极：2H ＋＋2e －===H 2↑沉淀反应为Fe 2＋＋2OH －===Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2＋2H 2O ＋O 2===4Fe(OH)3整个过程的总反应方程式可写为：4Fe ＋10H 2O ＋O 2=====通电4Fe(OH)3＋4H 2↑故得到2 mol Fe(OH)3沉淀，共消耗水5 mol 。

【答案】 D二、非选择题11．如图为电解水的实验装置示意图，用两个碳棒电解水(滴入少量石蕊试液)时，闭合开关S 后：(1)此时A 管内生成________气，B 管内生成________气。

(2)试写出电解水的化学方程式：______________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)一段时间后，两极周围颜色变化是__________________________________。

通电过程中，A 极、B 极各发生何种化学反应？________________、________________。

【解析】 根据图示，A 连接到原电池的负极上，是阴极，B 是阳极；根据电解原理，电解水时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，因此阳极产生氧气，阴极产生氢气；即A 极产生氢气后，剩下OH －，A 极周围溶液显碱性，石蕊试液变蓝，同理，B 极周围显酸性，石蕊试液显红色。

【答案】 (1)氢 氧 (2)2H 2O=====通电2H 2↑＋O 2↑ (3)A 附近变蓝，B 附近变红 A 发生还原反应 B 发生氧化反应12．按下图所示的装置进行电解，在通电一段时间后，铁电极的质量增加。

(1)写出甲杯中两极发生的电极反应式。

阴极：______________________。

阳极：______________________。

(2)写出甲杯中发生反应的化学方程式____________________________________。

(3)C —C —Fe —Ag 4个电极上析出或溶解物质的物质的量之比是______________。

【解析】 铁电极的质量增加，说明铁电极是阴极。

则银电极是阳极，左碳电极是阴极，右碳电极是阳极。

装置甲是硫酸铜溶液的电解池，装置乙是铁上镀银的电镀池。

有关电极反应式为：甲 阴极：2Cu 2＋＋4e －===2Cu 阳极：4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑乙 阳极：Ag －e －===Ag ＋阴极：Ag ＋＋e －===Ag若将电子转移数定为“4e －”，4个电极上析出或溶解物质的物质的量之比显而易见。