1、学年人教版选修4 第4章第3节 电解池第1课时 作业第3节 电解池第1课时 电解原理基础过关1. 关于电解NaCl水溶液,下列叙述正确的是(B)A.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠B.若在阳极附近的溶液中滴入KI淀粉溶液,溶液呈蓝色C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈无色D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性解析:电解NaCl水溶液时,阳极上Cl-放电:2Cl-2e-Cl2,则阳极附近溶液中滴入KI淀粉溶液,Cl2+2KI2KCl+I2,溶液呈蓝色,B正确。阴极上H+放电:2H+2e-H2,则阴极附近溶液显碱性,滴入酚酞溶液,溶液呈红色,A、C错误。有
2、NaOH生成,充分搅拌后溶液呈碱性,D错。2. 有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是(C)A.甲中负极反应式为2H+2e-H2B.乙中阳极反应式为Ag+e-AgC.丙中H+向碳棒方向移动D.丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体解析:甲为原电池,Zn易失电子作负极、Ag作正极,负极反应式为Zn-2e-Z,A错误;乙为电解池,Ag作阳极、Cu作阴极,阳极上银失电子发生氧化反应,电极反应式为Ag-e-Ag+,B错误;丙为原电池,Fe易失电子作负极、C作正极,电解质溶液中阳离子向正极移动,所以丙中H+向碳棒方向移动,C正确;丁为电解池,Pt为阳极、Fe为阴极,阳极上碘离子失电子发生氧化反应,所以丁中电
3、解开始时阳极产生红棕色气体,D错误。3.四个电解装置都以Pt作电极,它们分别装着如下电解质溶液进行电解,电解一段时间后,测定其pH变化,所记录的结果正确的是(D)ABCD电解质溶液HClAgNO3BaCl2KOHpH变化减小增大不变增大解析:以Pt为电极,电极不参与电解,A中电解的是HCl,c(H+)减小,pH增大;B中电解的是H2O和AgNO3,电解生成HNO3,pH减小;C中电解的是H2O和BaCl2,生成Ba(OH)2,pH增大;D中电解的是水,c(OH-)增大,pH增大。4.将一直流电源的正、负极(电极材料为Pt),用玻璃片分别压在一张用食盐水、碘化钾、淀粉溶液和石蕊试液浸透的滤纸上,
4、经过一段时间后,两极附近滤纸的颜色分别是(D)ABCD阳极蓝白红蓝阴极白蓝蓝蓝解析:阳极上I-放电生成I2,使淀粉变蓝,阴极上H+放电后,使溶液中的c(H+)H+Ni2+(低浓度)A.碳棒上发生的电极反应:4OH-4e-O2+2H2OB.电解过程中,B中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减少C.为了提高Ni的产率,电解过程中需要控制废水pHD.若将图中阳离子膜去掉,将A、B两室合并,则电解反应总方程式发生改变解析:由图知,碳棒与电源正极相连是电解池的阳极,电极反应4OH-4e-2H2O+O2,A正确;镀镍铁棒与电源负极相连是电解池的阴极,电极反应Ni2+2e-Ni。电解过程中为平衡A、C中的电荷
5、,A中的Na+和C中的Cl-分别通过阳离子膜和阴离子膜移向B中,这使B中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大,B错误;因Ni2+在弱酸性溶液中易发生水解;氧化性:Ni2+(高浓度)H+Ni2+(低浓度),为了提高Ni的产率,电解过程中需要控制废水pH,C正确;若将图中阳离子膜去掉,由于放电顺序Cl-OH-,则Cl-移向阳极放电:2Cl-2e-Cl2,电解反应总方程式会发生改变,D正确。11. 电解硫酸钠溶液生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示,其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下,气体甲与气体乙的体积比约为 12,以下说法正确的是(D)A.a极与电源的负极相连B.a电极反应式:2H2O+2e-
6、 H2+2OH-C.离子交换膜d为阴离子交换膜D.产物丙为硫酸溶液解析:据装置图分析可知是电解装置,电解硫酸钠溶液,实质是电解水,气体甲与气体乙的体积比约为12,气体甲为氧气,气体乙为氢气,阳极生成氧气,电极反应4OH-4e-2H2O+O2,阴极生成氢气,2H+2e-H2,所以判断a电极是阳极,b电极是阴极,在阳极室得到硫酸,在阴极室得到氢氧化钠,则c为阴离子交换膜,d为阳离子交换膜。12. 如图甲池和乙池中的四个电极都是惰性材料,请根据图示判断下列说法正确的是(B)A.两个装置之间没有盐桥,故不能形成电流B.a电极的电极反应式:C2H5OH+16OH-12e-2C+11H2OC.一段时间后,
7、乙池d电极周围的溶液呈现棕褐色D.乙池在反应前后溶液的pH不变解析:图示是原电池与电解池的联合装置,不需要盐桥就能形成电流,A错误;乙醇作还原剂,失电子,电极方程式为C2H5OH+16OH-12e-2C+11H2O,发生氧化反应,B正确;乙池中,阳极反应式:2I-2e-I2,c电极为阳极,生成单质碘,故c电极周围的溶液呈棕褐色,C错误;d电极作阴极,阴极反应式:2H2O+2e-H2+2OH-,故乙池溶液的pH增大,D错误。13. 如图,甲烧杯中盛有100 mL 0.50 molL-1 AgNO3溶液,乙烧杯中盛有 100 mL 0.25 molL-1 CuCl2溶液,A、B、C、D均为质量相同
8、的石墨电极,如果电解一段时间后,发现A极比C极重 1.9 g,则(1)电源E为极,F为极。(2)A极的电极反应式为 ,析出物质 mol。(3)B极的电极反应式为 ,析出气体 mL(标准状况)。(4)C极的电极反应式为 ,析出的物质 mol。(5)D极的电极反应式为 ,析出气体 mL(标准状况)。(6)甲烧杯中滴入石蕊试液,极附近变红,若继续电解,在甲烧杯中最终得到溶液。解析:(1)电解池中,发现A极比C极重1.9 g,则A极是阴极,和电源的负极相连,即E是负极,F是正极,B是阳极,C是阴极,D是阳极。(2)A极是阴极,电极反应式为Ag+e-Ag,C是阴极,电极反应式为Cu2+2e-Cu,析出金
9、属铜,A极比C极重1.9 g,设电路中转移电子物质的量为x,则108 g/molx-32 g/molx=1.9 g,所以x=0.025 mol,即析出金属银的物质的量是0.025 mol。(3)B极是阳极,该极上是氢氧根离子失电子,电极反应式为4OH4e-2H2O+O2,电路中转移电子 0.025 mol,生成氧气0.006 25 mol,体积是0.006 25 mol22.4 L/mol=0.14 L=140 mL。(4)C极是阴极,电极反应式为Cu2+2e-Cu,电路中转移电子0.025 mol,生成金属铜是0.012 5 mol。(5)D极是阳极,该极上的电极反应式是2Cl-2e-Cl2
10、,电路中转移电子0.025 mol,生成氯气是 0.012 5 mol,体积是280 mL。(6)用石墨电极电解硝酸银溶液,阴极A上是Ag+e-Ag,阳极B上是4OH-4e-2H2O+O2,B电极附近产生硝酸,滴入石蕊试液显示红色。答案:(1)负正(2)Ag+e-Ag0.025(3)4OH-4e-2H2O+O2140(4)Cu2+2e-Cu0.012 5(5)2Cl-2e-Cl2280(6)B硝酸14. 如图是一个电化学过程的示意图,请按要求回答下列问题。(1)甲池是(填“原电池”或“电解池”)装置,B(石墨)电极的名称是。(2)写出电极反应式:通入O2的电极 ;A(Fe)电极 ;B(石墨)电
11、极 。(3)乙池中反应的化学方程式为 。(4)反应一段时间后,甲池中消耗1.6 g甲烷,则乙池中某电极的质量增加g。(5)反应一段时间后,乙池中溶液成分发生了变化,想要完全恢复到电解前可加入的物质是。解析:(1)图甲是燃料电池,将化学能转化为电能,属于原电池,通入甲烷的电极为负极,通入氧气的电极为正极,B连接原电池正极,为电解池阳极,铁与电源负极相连作阴极。(2)碱性燃料电池中氧气得电子产生氢氧根离子,电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-,铁与电源负极相连作阴极,溶液中银离子在阴极A得电子发生还原反应,电极反应式为Ag+e-Ag,氢氧根在阳极失电子发生氧化反应,电极反应式为4OH-4e-
12、O2+2H2O。(3)乙池中氢氧根离子在阳极放电、银离子在阴极上放电,则乙池电池反应式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3。(4)甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为CH4-8e-+10OH-7H2O+C,消耗 1.6 g甲烷的物质的量为0.1 mol,转移电子0.8 mol,根据Ag+e-Ag,乙池阴极增重银的质量为0.8 mol108 g/mol=86.4 g。(5)乙池电池反应式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3,向溶液中加入氧化银,氧化银与硝酸反应又生成硝酸银和水,可使溶液恢复到电解前的状况。答案:(1)原电池阳极(2)O2+4e-+2H2O4OH-Ag+e-Ag4OH-4e-O2+2H2O(3)4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3(4)86.4(5)Ag2O
