高中化学第四章电化学基础第三节电解池课时训练新人教版选修.docx
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高中化学第四章电化学基础第三节电解池课时训练新人教版选修
2019-2020年高中化学第四章电化学基础第三节电解池课时训练新人教版选修
1．用石墨做电极电解CuCl2溶液，下列说法正确的是（ ）
A．在阳极上析出金属铜
B．在阴极上析出金属铜
C．在阴极上产生有刺激性气味的气体
D．阳极上发生还原反应
解析：
根据电解原理，阳极发生氧化反应：
2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极发生还原反应：
Cu2＋＋2e－===Cu。
因此阳极上产生有刺激性气味的气体——氯气，在阴极上析出铜。
故B项正确。
答案：
B
2．如图所示装置中，属于电解池的是（ ）
解析：
构成电解池时要有与外直流电源相连的电极，A、B错误；电极插入电解质溶液或熔化的电解质中，且要形成闭合回路，C正确，D错误。
答案：
C
3．欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。
下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是（ ）
A．Ag和AgCl溶液B．Ag和AgNO3溶液
C．Fe和AgNO3溶液D．Pt和Ag2SO4溶液
解析：
电镀槽中，要求镀件作阴极，可用镀层金属作阳极，电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液，A、D项中AgCl和Ag2SO4均为沉淀，只有B项符合要求。
答案：
B
4．火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质（如锌、金、银等），其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。
在电解精炼时（ ）
A．粗铜接电源负极
B．纯铜作阳极
C．杂质都将以单质形式沉淀到池底
D．纯铜片增重2.56g，电路通过电子为0.08mol
解析：
电解精炼铜时，用粗铜作阳极，用精铜作阴极，所以A、B不正确。
锌比铜活泼，失电子变成锌离子进入溶液中，金、银不活泼，以单质形式沉淀到池底，C不正确。
D项因发生反应Cu2＋＋2e－===Cu，则电路通过电子为n（e－）＝
×2＝0.08mol，D正确。
答案：
D
5．用石墨作电极，电解1mol·L－1下列物质的溶液，则电解前后溶液的pH保持不变的是（ ）
A．H2SO4B．NaOH
C．Na2SO4D．NaCl
解析：
A、B、C实质上是电解水，浓度增大，A的pH减小，B的pH增大，C的pH不变；用石墨作电极电解NaCl（aq）时，生成NaOH，溶液中c（OH－）增大，pH增大。
答案：
C
6．人们习惯上把电解饱和食盐水的工业叫做氯碱工业。
如图表示电解饱和NaCl溶液的装置，X、Y是石墨棒。
实验开始时，在两边同时各滴入几滴酚酞溶液。
请回答以下问题：
（1）X极上的电极反应式是_______________________，
在X极附近观察到的现象是___________________________；
（2）Y电极上的电极反应式是_____________________________，
检验该电极反应产物的方法是____________________。
（3）电解NaCl溶液的离子方程式是___________________。
解析：
根据与电源的连接方式可知，X是阴极，Y是阳极；在阴极由于水电离产生的H＋放电能力强，所以发生反应2H＋＋2e－===H2↑；由于H＋不断放电产生氢气，破坏了附近的水的电离平衡，在附近溶液中OH－的浓度大于H＋的浓度，因此溶液显碱性，使酚酞试液变为红色。
在阳极Y电极上由于Cl－放电能力比OH－的强，所以该电极反应式是2Cl－－2e－===Cl2↑；检验该电极反应产物的方法是将湿润的淀粉KI试纸放在气体出口，若观察到试纸变蓝，证明有Cl2产生。
电解NaCl溶液的离子方程式是2Cl－＋2H2O
Cl2↑＋H2↑＋2OH－。
答案：
（1）2H＋＋2e－===H2↑ 有无色气泡产生，溶液变红
（2）2Cl－－2e－===Cl2↑ 将湿润的淀粉KI试纸放在气体出口，若观察到试纸变蓝，证明有Cl2产生
（3）2Cl－＋2H2O
Cl2↑＋H2↑＋2OH－
（时间：
40分钟 满分：
100分）
一、选择题（本题包括6个小题，每小题8分，共48分。
每小题只有一个选项符合题意）
1．下列描述中，不符合生产实际的是（ ）
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
解析：
电解池的阳极发生失电子氧化反应、阴极发生得电子还原反应。
电解熔融的Al2O3制Al时，若用Fe作阳极，会发生Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋移动到阴极上发生Fe2＋＋2e－===Fe，使得到的Al不纯。
答案：
A
2．如图，电解质溶液是NaCl的水溶液，过一段时间发现d极附近有黄绿色气体产生，以下说法正确的是（ ）
A．a是电源的正极
B．电子流动的方向：
d→b
C．c极发生氧化反应
D．如果将c，d两电极互换，则c上也会生成黄绿色气体
解析：
d极附近有黄绿色气体产生，应该是Cl－放电，说明d极是阳极，所以b是正极，A错；电子流向是阳极→电源正极，即d→b→a→c，所以B对；c极得电子，化合价降低，发生还原反应，C错；如果c是活性电极则不产生黄绿色气体，D错。
答案：
B
3．为使反应Cu＋2H2O===Cu（OH）2↓＋H2↑能够发生，下列设计方案正确的是（ ）
A．用铜片作负极，石墨电极作正极，氯化钠溶液为电解质溶液构成原电池
B．用铜片作电极，外接直流电源电解硫酸铜溶液
C．用铜片作阳极，铁片作阴极，电解硫酸钠溶液
D．用铜片作阴、阳电极，电解稀硫酸
解析：
该反应为不能自发进行的氧化还原反应，必须设计为电解池才能发生。
阳极为Cu放电，阴极为H＋放电，即用Cu作阳极，电解质溶液中为H2O放电，选项C符合要求。
答案：
C
4．下列各组中，每种电解质溶液用惰性电极电解时只生成氢气和氧气的是（ ）
A．HCl、CuCl2、Ba（OH）2
B．NaOH、CuSO4、H2SO4
C．NaOH、H2SO4、Ba（OH）2
D．NaBr、H2SO4、Ba（OH）2
解析：
电解时只生成氧气和氢气，则电解质所含阳离子在金属活动性顺序中位于铜之前，阴离子不是简单离子。
答案：
C
5．用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，加入一定质量的另一种物质（中括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是（ ）
A．CuCl2[CuSO4]B．NaOH[NaOH]
C．NaCl[HCl]D．CuSO4[Cu（OH）2]
解析：
电解NaCl溶液放出H2和Cl2，可通入HCl气体；A项应加CuCl2，B项应加水，D项应加CuO。
答案：
C
6．海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁，下列有关该电解过程的叙述中，正确的是（ ）
A．两个电极必须都用惰性电极
B．阳极可以用金属电极，阴极必须是惰性电极
C．电解熔融状态的氯化镁
D．电解氯化镁的水溶液
解析：
电解MgCl2获取金属镁，也就是说镁离子需要得电子，如果在水溶液中，水电离的氢离子会优先得电子，因此只能在熔融状态下进行。
在阴极发生的是镁离子得到电子的反应，对电极材料没有要求，在阳极上发生失电子的反应，如果使用活性电极时会优先失电子，所以阳极必须用惰性电极。
答案：
C
二、非选择题（本题包括3个小题，共52分）
7．（19分）如图为相互串联的甲、乙两个电解池，试回答下列问题。
（1）
甲池若为用电解原理精炼铜的装置，A极是电解池的________，材料是________，电极反应式为______________；B极是电解池的________，材料是____，电极反应式为_________________________。
（2）乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后，Fe极附近呈________色。
（3）若甲池阴极增重12.8g，则乙池阳极放出气体在标准状况下的体积为________（不考虑气体溶解情况）。
解析：
（2）Fe极电极反应式为：
2H＋＋2e－===H2↑，H＋放电后，溶液中生成OH－，显碱性，遇酚酞呈红色。
（3）甲池阴极反应为：
Cu2＋＋2e－===Cu，生成n（Cu）＝
＝0.2mol，转移电子的物质的量n（e－）＝0.4mol；乙池阳极反应为：
2Cl－－2e－===Cl2↑，由电子守恒知生成Cl2为：
n（Cl2）＝0.2mol，故V（Cl2）＝4.48L。
答案：
（1）阴极 纯铜 Cu2＋＋2e－===Cu 阳极 粗铜 Cu－2e－===Cu2＋
（2）红 （3）4.48L
8．（15分）用如下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__________________________。
解析：
本题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。
A中是以Pt为阳极、Fe为阴极电解AgNO3溶液。
B中Cu为阳极，发生的反应为：
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，所以溶液中的c（OH－）>c（H＋），故溶液中有氢氧化铜蓝色沉淀生成。
D端为阴极，发生电极反应为：
2H＋＋2e－===H2↑。
答案：
（1）负 正
（2）4AgNO3＋2H2O
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↑
9．（18分）如图所示中的A为直流电源，B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色。
请填空：
（1）电源
A中a点为________极。
（2）滤纸B上发生的总反应方程式为_______________________。
（3）欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为________，电极f上发生的反应为____________________，槽中盛放的电镀液可以是________或________（任填两种电解质溶液）。
解析：
（1）根据c点变红知该极的反应为2H＋＋2e－===H2↑，即该极为阴极，与电源的负极相连，所以a点是正极。
（2）滤纸B上发生的总反应方程式为2NaCl＋2H2O
H2↑＋Cl2↑＋2NaOH。
（3）e为阳极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋；阴极上镀锌，则阴极反应为Zn2＋＋2e－===Zn；电镀液为含镀层离子的电解质溶液，所以可用ZnSO4溶液或ZnCl2溶液等。
答案：
（1）正
（2）2NaCl＋2H2O
H2↑＋Cl2↑＋2NaOH （3）Zn－2e－===Zn2＋ Zn2＋＋2e－===Zn ZnSO4溶液 ZnCl2溶液
2019-2020年高中化学第四章电化学基础第二节化学电源课时训练新人教版选修
1．下列电池工作时，O2在正极放电的是（ ）
A.锌锰电池
B.氢燃料电池
C.铅蓄电池
D.镍镉电池
答案：
B
2．一种充电电池放电时的电极反应为：
H2＋2OH－－2e－===2H2O;NiOOH＋H2O＋e－===Ni（OH）2＋OH－。
当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是（ ）
A．H2O的还原B．NiOOH的还原
C．H2的氧化D．Ni（OH）2的氧化
解析：
放电时为原电池反应，负极上失去电子，正极上得到电子；充电时为电解反应，与外电源正极连接的电极为阳极，由放电时的电极反应式知，阳极上发生的是Ni（OH）2的氧化反应，D正确。
答案：
D
3．废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程。
其首要原因是（ ）
A．为了利用电池外壳的金属材料
B．防止汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品
D．回收其中的石墨电极
解析：
废电池中汞、镉和铅等重金属离子能对土壤和水源造成污染，必须进行集中处理。
答案：
B
4．纽扣电池的两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液。
放电时两个电极反应分别为：
Zn＋2OH－－2e－===Zn（OH）2、Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，下列说法中，正确的是（ ）
A．锌是负极，氧化银是正极
B．锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应
C．溶液中OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动
D．在电池放电过程中，电解质溶液的酸碱性基本保持不变
解析：
由电极反应式可知Zn作负极，Ag2O作正极，A正确；锌发生氧化反应，Ag2O发生还原反应，B错误；溶液中的OH－向负极移动，K＋、H＋向正极移动，C错误；电池的总反应为：
Zn＋Ag2O＋H2O===Zn（OH）2＋2Ag，电解质溶液为KOH溶液，因电池放电过程中不断消耗水，使溶液中c（OH）－增大，D错误。
答案：
A
5．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4，工作时的电池反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，下列结论正确的是（ ）
A．Pb为正极被氧化
B．溶液的pH不断减小
C．SO
只向PbO2处移动
D．电解质溶液的pH不断增大
解析：
由题给电极反应式可以看出H2SO4不断被消耗，故pH不断增大，所以B不正确，D正确；由Pb元素化合价的变化，可以看出Pb是负极，所以A不正确；原电池工作时，整个电路中负电荷的流向是一致的，外电路中，电子由Pb极流向PbO2极；内电路中，负电荷（SO
和OH－）移向Pb极，所以C不正确。
答案：
D
6．
（1）根据氧化还原反应2H2＋O2===2H2O，设计成燃料电池，负极通的气体应是________，正极通的气体应是________。
（2）根据选择电解质溶液的不同，填写下表：
电解质溶液
H2SO4溶液
KOH溶液
负极反应式
正极反应式
溶液的pH变化
（3）若把H2改为CH4，KOH作电解质，则正极反应式为________________________________。
解析：
（1）氢、氧燃料电池中通可燃性气体（H2）的一极为负极，通O2的一极为正极。
（2）若以H2SO4溶液作电解质溶液，其电极反应式为：
负极：
2H2－4e－===4H＋；正极：
O2＋4e－＋4H＋===2H2O。
反应过程中生成水，溶液中c（H＋）减小，pH增大。
若以KOH溶液作电解质溶液，其电极反应式为：
负极：
2H2＋4OH－－4e－===4H2O；正极：
2H2O＋O2＋4e－===4OH－。
反应过程中生成水，溶液中c（OH－）减小，pH减小。
（3）若把H2改为CH4，KOH溶液作电解质溶液时其正极反应式不变。
答案：
（1）H2 O2
（2）见下表 （3）2H2O＋O2＋4e－===4OH－
电解质溶液
H2SO4溶液
KOH溶液
负极反应式
2H2－4e－===4H＋
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
正极反应式
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
溶液的pH变化
变大
变小
（时间：
40分钟 满分：
100分）
一、选择题（本题包括6个小题，每小题8分，共48分。
每小题只有一个选项符合题意）
1．电池在生产、生活中应用越来越广泛。
下列说法错误的是（ ）
A．化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池等，一次电池只能放电，不能充电
B．铅蓄电池应用广泛，主要优点是单位重量的电极材料释放的电能大
C．燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点
D．锂电池是一种高能电池，体积小、重量轻，比能量高
解析：
A项，化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池等，一次电池只能放电，不能充电反复使用，正确；B项，铅蓄电池应用广泛，主要优点是制作方便，但质量重，单位质量的电极材料释放的电能小，错误；C项，任何可燃性燃料，只要把燃料失去电子的氧化反应和助燃剂的还原反应分开进行，都可以设计成燃料电池，燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染小等优点，正日益成为备受人们喜爱的电池，正确；D项，锂的原子量为7，每产生1mol电子，消耗金属的质量只有7g，所以相同质量时提供的能量要比其他电池高得多。
因此锂电池是一种高能电池，具有体积小、重量轻，比能量高的优点，正确。
答案：
B
2．锂电池是新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。
某种锂电池的总反应为：
Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是（ ）
A．锂是正极，电极反应为：
Li－e－===Li＋
B．锂是负极，电极反应为：
Li－e－===Li＋
C．锂是负极，电极反应为：
MnO2＋e－===MnO
D．锂是负极，电极反应为：
Li－2e－===Li2＋
解析：
在原电池中负极失去电子，被氧化，因此锂作为负极；锂位于ⅠA族，只能生成Li＋。
答案：
B
3．某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。
下列有关该电池的叙述不正确的是（ ）
A．正极反应式为：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变
C．该燃料电池的总反应方程式为：
2H2＋O2===2H2O
D．消耗2.24LH2（标准状况）时，有0.1mol电子转移
解析：
在氢氧燃料电池中，H2在负极上反应：
2H2＋4OH－－4e－===4H2O；O2在正极上反应：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－，其总反应式为：
2H2＋O2===2H2O。
工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变，但其浓度减小。
消耗0.1molH2时，转移电子的物质的量为0.2mol，D项错误。
答案：
D
4．氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。
氢镍电池的总反应式是H2＋2NiOOH2Ni（OH）2。
根据此反应式判断，下列叙述中正确的是（ ）
A．电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大
B．电池放电时，镍元素被氧化
C．电池充电时，氢元素被氧化
D．电池放电时，H2在负极放电
解析：
根据电池反应可首先看出放电时，H2在负极被氧化，NiOOH在正极被还原，而充电时则是氢元素被还原，镍元素被氧化。
答案：
D
5．乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在200℃左右时供电，电池总反应式为C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，电池示意图如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．电池工作时，质子向电池的负极迁移
B．电池工作时，电流由b极沿导线流向a极
C．a极上发生的电极反应是C2H5OH＋3H2O＋12e－===2CO2＋12H＋
D．b极上发生的电极反应是2H2O＋O2＋4e－===4OH－
解析：
通入乙醇的一极（a极）为负极，发生氧化反应；通入氧气的一极（b极）为正极，发生还原反应。
电池工作时，阳离子（质子）向电池的正极迁移，A项不正确；电流方向与电子流向相反，电流由b极沿导线流向a极，B项正确；a极上乙醇应该失电子被氧化，所以C项不正确；因为电池中使用的是磺酸类质子溶剂，所以电极反应式中不能出现OH－，D项不正确。
答案：
B
6．一种新型熔融盐燃料电池具有很高的发电效率。
现用Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物作电解质，一极通CO气体，另一极通O2和CO2混合气体，其总反应为2CO＋O2===2CO2。
则下列说法中正确的是（ ）
A．通CO的一极是电池的正极
B．负极发生的电极反应是O2＋2CO2＋4e－===2CO
C．负极发生的电极反应是CO＋CO
－2e－===2CO2
D．正极发生氧化反应
解析：
由电池反应2CO＋O2===2CO2可知，通CO的一极为电池负极，通O2的一极为电池正极，负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，负极的电极反应为2CO＋2CO
－4e－===4CO2，正极的电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO
。
答案：
C
二、非选择题（本题包括3个小题，共52分）
7．（16分）镉镍可充电电池在现代生活中有着广泛的应用，它的充、放电反应如下：
Cd＋2NiOOH＋2H2OCd（OH）2＋2Ni（OH）2
请回答下列问题：
（1）上述反应式中左边物质的总能量________（填“大于”“小于”或“等于”）右边物质的总能量。
（2）放电时负极发生反应的物质是________，放电时正极的反应式为___________________。
（3）镉镍废旧电池必须进行回收并集中处理，最主要的原因是_______________________________________________________。
解析：
（1）原电池放电过程中将化学能转化为电能，即反应物总能量大于生成物总能量。
（2）根据总反应式可知放电时：
负极（Cd）反应式：
Cd＋2OH－－2e－===Cd（OH）2，正极（NiOOH）反应式：
2NiOOH＋2H2O＋2e－===2Ni（OH）2＋2OH－。
（3）废旧电池中的镍、镉等重金属离子对环境造成污染。
答案：
（1）大于
（2）Cd NiOOH＋H2O＋e－===Ni（OH）2＋OH－ （3）防止电池中的镉、镍等重金属对土壤和水源造成污染
8．（18分）锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。
该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。
回答下列问题：
（1）外电路的电流方向是由________极流向________极（填字母）。
（2）电池正极反应式为_________________________________。
（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？
____（填“是”或“否”），原因是_______________________________________。
解析：
（1）外电路的电流方向是由正极b流向负极a。
（2）在电池正极b上发生的电极反应式为MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2。
（3）由于负极材料Li是活泼的金属，能够与水发生反应，所以不可用水代替电池中的混合有机溶剂。
答案：
（1）b a
（2）MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2
（3）否 电极Li是活泼金属，能与水反应
9．（18分）科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，美国已计划将甲醇燃料电池用于军事。
一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解质中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。
回答下列问题：
（1）这种电池放电时发生的化学反应方程式：
_______________。
（2）此电池的正极发生的电极反应式：
__________________，负极发生的电极反应式：
________________________________。
（3）电解液中H＋向________极移动，向外电路释放电子的电极是________。
（4）使用该燃料电池的另一个好处是________________。
解析：
（1）燃料电池的电池反应为燃料的氧化反应，在酸性条件下生成的CO2不与H2SO4反应，故电池反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。
（2）电池的正极O2得电子，由于是酸性环境，所以会生成H2O，用电池反应减去正极反应即可得出负极的电极反应式。
（3）H＋移
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