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1、电能转化为化学能电解习题21电能转化为化学能-电解习题课堂演练1(2013北京卷) 用石墨电极电解CuCl2溶液(如右图)。下列分析正确的是() Aa端是直流电源的负极 B通电使CuCl2发生电离 C阳极上发生的反应：Cu22e=Cu D通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体解析：通电时，阳离子Cu2向阴极移动，并在阴极放电生成Cu，阴离子Cl向阳极移动并在阳极放电生成Cl2，从而可以确定a、b分别为电源的负极和正极，故A项正确，C、D两项错误；CuCl2溶液发生电解而不是电离，故B项错误。答案：A2.右图为电解饱和食盐水示意图，下列说法正确的是() A阳极上析出氢气 B阴极上发生氧化反应

2、 C电解时，溶液的pH增大 D与电源正极相连的是电解池的阴极解析：A项中，阳极发生氧化反应生成氯气，故A错误；B项中，阴极发生还原反应生成氢气，故B错误；C项中，电解方程式2NaCl2H2O2NaOHCl2H2，可知生成氢氧化钠，则电解时，溶液的pH增大，故C正确；D项中，与电源正极相连的是电解池的阳极，故D错误。答案：C3下列有关电解原理的应用的说法正确的是() A氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝 B电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极 C电解饱和食盐水时，阴极反应式为2H2e=H2 D在铁制品上镀银时，铁制品与电源正极相连解析：电解法制铝是采用氧化铝作原料，而不是氯化铝，故A项错误

3、；电解精炼铜，粗铜作阳极，精铜作阴极，故B项错误；电解食盐水，阴极是氢离子得电子析出氢气，电极反应式书写正确；电镀时，被镀制品作阴极，与电源负极相连，故D项错误。答案：C4如图是某同学用Cu在Fe片上镀铜的实验装置，下列说法正确的是() ACu2在A极被还原 B溶液蓝色逐渐变浅 C铜片连接A极，铁制品连接B极 DA极和B极直接相连，铜片被氧化解析：用Cu在Fe片上镀铜时，镀件铁为阴极，连接B极，该极上是铜离子发生得电子的还原反应；镀层金属铜为阳极，连接A极，该极上是金属铜发生失电子的氧化反应，Cu2e=Cu2；电镀液是含有的镀层金属铜离子的盐，电镀液中铜离子浓度不变，所以溶液蓝色不变。答案：C

4、5用石墨作电极电解下列溶液：稀H2SO4K2SO4溶液CuCl2溶液CuSO4溶液KOH溶液(1)阴极、阳极都有气体产生，且体积比(相同条件下)为21的是(填序号)_，其阳极的电极反应式都是_，阴极的电极反应式都是_，总反应的化学方程式都是_。解析：依据电解规律，电解稀硫酸、K2SO4或KOH溶液相当于电解水，产生氢气和氧气的体积比为21；答案：4OH4e=2H2OO24H4e=2H22H2O2H2O2(2)阴极、阳极都有气体产生，其中溶液酸性增强的是_，碱性增强的是_(填序号)。解析：电解稀硫酸消耗水，c(H)增大，酸性增强，电解KOH溶液消耗水，c(OH)增大，碱性增强；答案：(3)一个电

5、极析出金属，一个电极逸出气体，且溶液酸性增强的是_(填序号)，其总反应的化学方程式是_。解析：依据电解规律可知，应该是“放氧生酸型”，应为硫酸铜溶液。答案：2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O26冶炼铜矿石所获得的铜通常含有锌、铁、镍、银、金和铂等微量杂质，俗称粗铜。工业上通常通过电解法除去这些杂质制得精铜，以提高铜的使用价值，扩大铜的应用范围。(几种金属的相对原子质量：Fe56，Ni59，Cu64，Zn65，Ag108，Au197。)请完成下列问题：(1)一般来说，电解精炼铜的初始电解质溶液里的阳离子是_，写出铜的电解精炼过程中的阴极反应式_。(2)如果转移0.020 mol e，下列说

6、法中一定正确的是_。阴极质量增加0.64 g阳极质量减少0.64 g电解质溶液的质量保持不变电解质溶液的温度保持不变解析：电解精炼铜的电解质溶液一般为用硫酸酸化了的硫酸铜溶液，其中的阳离子是H和Cu2。粗铜中Fe、Zn、Ni均有可能放电转化为Fe2、Zn2、Ni2，Fe2、Zn2、Ni2、H和Cu2中放电能力Cu2最强，所以在阴极上放电的只有Cu2，当有0.020 mol e转移时阴极质量增加64 gmol10.64 g。Ag和Au都不能放电，只是以固态单质的形式沉积于电解槽的底部。Fe、Zn、Ni中，有相对原子质量比Cu大的，也有相对原子质量比Cu小的，且Fe、Zn、Ni的放电能力都强于Cu

7、，首先在阳极上被溶解，因此阳极上放电的不只是铜，阳极质量减少量不固定，电解质溶液的质量也不会保持不变。在电解精炼铜的过程中，能量转化的形式主要是电能转化为化学能，但也有电能转化为热能，电解质溶液的温度肯定会变化。答案：(1)H和Cu2Cu22e=Cu(2)课后练习1用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的() ACuSO4BH2O CCuO DCuSO45H2O解析：石墨为惰性电极，电解CuSO4溶液时，阳极发生反应：4OH2H2OO24e，阴极发生反应：2Cu24e2Cu，欲使电解液恢复到起始状态，可向溶液中加入适量的CuO。答案：C2某

8、学生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Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如右图所示的装置。以下对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是() Aa为正极，b为负极；NaClO和NaCl Ba为负极，b为正极；NaClO和NaCl Ca为阳极，b为阴极；HClO和NaCl Da为阴极，b为阳极；HClO和NaCl解析：要使得Cl2被完全吸收，说明Cl2在下端产生，故下端的电极反应式为2Cl2e=Cl2，故下端为电解池的阳极，与阳极相连的b则为原电池的正极，a为负极；总反应为：2H2O2NaClH2Cl22NaOH，生成的Cl2又被Na

9、OH吸收，方程式为Cl22NaOH=NaClONaClH2O，故a为原电池的负极，b为原电池的正极，消毒液的主要成分为NaClO和NaCl。答案：B3下列说法不正确的是() A电解是化学能转变成电能 B电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化 C不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现 D任何溶液被电解时，必须导致氧化还原反应的发生解析：从能量角度看，电解是把电能转变成化学能的过程，故A项错；电解质溶液的导电过程，必将伴随着两个电极上氧化还原反应的发生，同时生成新的物质，故B、D两项对；某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理供给电能也可能实现，故C项对。答案：A4如下图所

10、示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无臭气体放出。符合这一情况的是附表中的()a极板b极板X电极Z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2解析：由a极板质量增加知溶液中阳离子在a极板生成金属析出，则a为阴极，X为负极；因B项中a极板不析出金属，C项中为正极可否定，又由b极板有无色无臭气体放出否定D项，故选A项。答案：A5. 右如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊试液，下列实验现象中正确的是() Aa电极附近呈蓝色，b电极附近出现红色 B一电极逸出无味气体，另

11、一电极逸出刺激性气味气体 Ca电极附近呈红色，b电极附近出现蓝色 D逸出气体的体积a电极的小于b电极的解析：a连接电源的负极，为电解池的阴极，b连接电源的正极，为电解池的阳极，电解Na2SO4水溶液时，阳极发生的反应为：4OH4e=2H2OO2或2H2O4e=4HO2，阴极反应为：2H2e=H2，或2H2O2e=H22OH。 a电极生成OH离子，呈碱性，滴加石蕊呈蓝色，b电极生成H离子，呈酸性，滴加石蕊呈红色，故A正确，C项错误。两极生成的气体分别为氧气和氢气，都为无色无味气体，且二者的体积比为21，故B、D两项均错误。答案：A6右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关

12、的判断正确的是() Aa为负极、b为正极 Ba为阳极、b为阴极 C电解过程中，d电极质量增加 D电解过程中，氯离子浓度不变解析：电流由正极流出，即a为电源正极，b为电源负极，则c极为电解池阳极，d为电解池的阴极，电极为惰性电极，溶液中的离子放电，Cu2在阴极d析出，阴离子Cl在c极上放电产生Cl2。答案：C7以硫酸铜溶液作电解液，对含有杂质Fe、Zn、Ag的粗铜进行电解精炼。下列叙述正确的是()粗铜与直流电源负极相连阴极发生的反应为Cu22eCu电路中每通过3.011023个电子，得到的精铜质量为16 g杂质Ag以Ag2SO4的形式沉入电解槽形成阳极泥 AB C D解析：粗铜作阳极与电源正极相

13、连，发生反应：Zn=Zn22e，Fe=Fe22e，Cu=Cu22e，Ag以单质的形式沉入电解槽形成阳极泥，错；阴极反应为Cu22e=Cu，故通过3.011023个电子即0.5 mol电子时，析出铜0.25 mol，质量为16 g，正确。答案：D8从NO、SO、H、Cu2、Ba2、Ag、Cl等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。(1)两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是_。解析：把离子组成为电解水型，即阳极OH放电，阴极H放电。答案：H2SO4、HNO3、Ba(NO3)2(2)若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式可能是_。解析：阴极析出金属，阳极产生氧

14、气为放氧生酸型，不活泼金属的含氧酸盐符合条件。答案：AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4(3)两极分别放出气体，且体积比为11，电解质的化学式可能是_。解析：正负极产生气体体积比为11，只有阴极H放电产生氢气，阳极Cl放电生成氯气，故可以是HCl和BaCl2。答案：HCl、BaCl29现在工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水制取H2、Cl2、NaOH。请回答下列问题：(1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生的电极反应式为_。解析：与电源正极相连的是阳极，电极反应为2ClCl22e。答案：2Cl=Cl22e(2)电解之前食盐水需要精制，目的是除去粗盐中的Ca2、Mg2、SO等杂质

15、离子，使用的试剂有：a.Na2CO3溶液，b.Ba(OH)2溶液，c.稀盐酸，其合理的加入顺序为_。(填试剂序号)解析：除去Mg2、SO采用氢氧化钡，然后用碳酸钠除去Ca2和过量的Ba2，最后加适量的盐酸除去过量的碳酸根和氢氧根。答案：b、a、c(3)如果在容积为10 L的离子交换膜电解槽中，1 min后在阴极可产生11.2 L(标准状况)Cl2，这时溶液的c(OH)_。(设体积维持不变)解析：由2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2可知，n(NaOH)2n(H2)21 mol，c(OH)0.1 molL1。答案：0.1 molL1(4)Cl2常用于自来水的消毒杀菌，现在有一种新型消毒剂ClO

16、2，若它们在杀菌过程中的还原产物均为Cl，消毒等量的自来水，所需Cl2和ClO2的物质的量之比为_。解析：Cl22Cl，ClO2Cl，当两者得电子数相等时，消毒能力相当，此时两者物质的量之比为52。答案：5210下图为相互串联的甲、乙两电解池试回答：(1)若甲电解池利用电解原理在铁上镀银，则A电极材料为 _，作 _(填电极名称)，电极反应是_；B电极材料为 _，作 _(填电极名称)，电极反应是_ ，应选用的电解质溶液是_ 。解析：甲池是电镀池，铁作阴极，银作阳极，阴极上银离子得电子发生还原反应，电极反应式为Age=Ag，阳极上银失电子发生氧化反应，电极反应式为Age=Ag，电解质溶液为可溶性的

17、硝酸银溶液。答案：铁阴极Age=Ag银阳极Age=AgAgNO3溶液(2)乙电解池中若滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，铁极附近呈 _色，C极附近呈_色。解析：乙是电解池，碳电极上氯离子放电生成氯气，铁电极上氢离子放电生成氢气，同时溶液中生成氢氧根离子，导致铁电极附近溶液呈碱性，酚酞试剂遇碱变红色，所以铁电极附近溶液变红色，碳电极上生成氯气，氯气是浅黄绿色气体，溶于水而使溶液呈浅黄绿色，所以C电极附近呈浅黄绿色。答案：红浅黄绿色(3)若甲电解池阴极增重4.32 g，则乙槽中阳极上放出的气体在标准状况下的体积是_ mL。解析：甲池中阴极上析出银，若甲电解池阴极增重4.32 g，转移电子的物质的

18、量14.32 g/(108 g/mol)0.04 mol，乙池中阳极上生成氯气，生成1mol氯气转移电子的物质的量是2 mol，当转移0.04 mol电子时生成氯气的物质的量为0.02 mol，则氧气体积0.02 mol22.4 L/mol0.224 L448 mL。答案：448 (4)若乙电解池中剩余溶液仍为400 mL，则电解后所得溶液中新生成溶质的物质的量浓度为 _mol/L。解析：乙池中电池反应式为2NaCl2H2OH2Cl22NaOH，根据氯气和氢氧化钠的关系式知，生成0.02 mol氯气时同时生成0.04 mol氢氧化钠，则氢氧化钠的物质的量浓度0.04 mol/0.4 L0.1 mol/L。答案：0.1