2021高二下冊化學期末同步練習題：電解池（附答案）

1、一、電解原理1電解氯化銅溶液實驗探究（1）實驗裝置、實驗現(xiàn)象及原理分析。 實驗現(xiàn)象實驗結論電流表指針發(fā)生偏轉說明電解質溶液導電，形成閉合回路與負極相連的b極上逐漸覆蓋了一層紅色物質析出金屬銅與正極相連的a極上有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{產(chǎn)生了氯氣（2）實驗原理分析氯化銅溶液中存在的離子有Cu2、Cl、H、OH，通電前這些離子在溶液中作自由運動。通電時在電場的作用下，溶液中的離子作定向運動，即Cl、OH趨向a極，Cu2、H趨向b極。a極電極反應式是2Cl2e=Cl2，b極電極反應式是Cu22e=Cu，總反應式是CuCl2CuCl2。結論：電解質溶液的導電過程，就是電解質溶

2、液的電解過程。2電解和電解池（1）電解：使電流通過電解質溶液或熔融電解質而在兩個電極上引起氧化還原反應的過程。（2）電解池：在外加電源的作用下，將電能轉化為化學能的裝置。（3）電解池的電極名稱 陰極：與電源負極相連的電極，發(fā)生還原反應；陽極：與電源正極相連的電極，發(fā)生氧化反應。（4）電解池的構成條件：具有直流電源；兩個電極(陰極、陽極)；電解質溶液或熔融電解質；形成閉合回路。（5）電子和離子移動方向電子：從電源負極流向電解池的陰極，從電解池的陽極流向電源的正極。離子：陽離子移向電解池的陰極；陰離子移向電解池的陽極。【易錯辨析】電解質溶液導電與金屬導電的不同（1）電解質溶液導電實際上是電解過程，

3、發(fā)生氧化還原反應，是化學變化。（2）金屬導電是因為在電場作用下，自由電子發(fā)生定向移動，是物理變化。二、電解原理的應用1氯堿工業(yè)（1）概念：用電解飽和氯化鈉溶液的方法來制取氫氧化鈉、氫氣和氯氣，并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品的工業(yè)，稱為氯堿工業(yè)。（2）原理：通電前，氯化鈉溶液中含有的離子是Na、Cl、H、OH。通電時，移向陽極的離子是Cl、OH，移向陰極的離子是Na、H。陽極反應式為2Cl2e=Cl2；陰極反應式為2H2e=H2；因H放電，促進了水的電離，使陰極區(qū)溶液顯堿性。電解的總反應式化學方程式為2NaCl2H2OH2Cl22NaOH；離子方程式為2Cl2H2OH2Cl22OH。（3）氯堿

4、工業(yè)生產(chǎn)流程陽離子交換膜電解槽陽離子交換膜的作用：只允許Na等陽離子通過，不允許Cl、OH等陰離子及氣體分子通過，可以防止陰極產(chǎn)生的氫氣與陽極產(chǎn)生的氯氣混合發(fā)生爆炸，也能避免氯氣與陰極產(chǎn)生的氫氧化鈉反應而影響氫氧化鈉的產(chǎn)量。2電鍍（1）電鍍的概念：應用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法。電鍍可以使金屬更加美觀耐用，抗腐蝕性能增強。（2）某電鍍銅實驗裝置(電鍍池)如圖所示。請回答下列問題：銅片為鍍層金屬，與直流電源的正極相連，作陽極；鐵件為待鍍金屬，與直流電源的負極相連，作陰極；硫酸銅溶液為電鍍液，含有鍍層金屬離子。陽極反應式為Cu2e=Cu2；陰極反應式為Cu22e=Cu?？?/p>

5、觀察到的現(xiàn)象是鐵件表面鍍一層紅色的銅，銅片不斷溶解。硫酸銅溶液濃度的變化是不變。(3)電鍍的特點是陽極參與電極反應，電鍍過程中相關離子的濃度、溶液pH等保持不變。3電解精煉銅（1）粗銅中往往含有鐵、鋅、銀、金等多種雜質，常用電解的方法進行精煉。電解池的構成是用粗銅作陽極，用純銅作陰極，用硫酸銅溶液作電解質溶液。（2）陽極反應式為Cu2e=Cu2、Zn2e=Zn2、Fe2e=Fe2等；陰極反應式為Cu22e=Cu。（3）電解精煉銅的原理：粗銅中比銅活潑的金屬鋅、鐵等，失去電子形成陽離子而溶解(殘留在溶液中)；比銅不活潑的金屬銀、金等，以金屬單質的形式沉積在電解槽的底部(形成陽極泥)；粗銅中的銅在

6、純銅上析出。4電冶金（1）金屬冶煉的本質：使礦石中的金屬離子獲得電子，從它們的化合物中還原出來。如Mnne=M。（2）電解法用于冶煉較活潑的金屬(如鉀、鈉、鎂、鋁等)，但不能電解其鹽溶液，應電解其熔融態(tài)。如：電解熔融的氯化鈉可制取金屬鈉：陽極反應式為2Cl2e=Cl2；陰極反應式為2Na2e=2Na；總反應方程式為2NaCl(熔融)2NaCl2?！舅季S建模】分析電解應用問題（1）看電池(所給裝置是電解池還是電鍍池)，分電極(由電源的正極和負極確定)；（2）析溶液(電解質溶液中含有的離子)，判流向(電子的流向、離子移動方向)；（3）定微粒(確定兩極上發(fā)生反應的微粒)，寫反應(電極反應式、總反應方

7、程式)。1利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應用。下列說法正確的是A氯堿工業(yè)中，X 電極上的反應式是4OH- 4e-= 2H2O+O2B電解精煉銅時，Z溶液中的Cu2+ 濃度不變C在鐵片上鍍銅時，Y是純銅D制取金屬鈉時，Z是熔融的氯化鈉【答案】D【解析】由示意圖可知，與電源負極相連的Y電極為陰極，陰極上發(fā)生還原反應，與電源正極相連的X電極為陽極，陽極上發(fā)生氧化反應。【詳解】X電極跟電源的正極相連，X為電解池的陽極，氯離子在陽極水失電子發(fā)生氧化反應生成氯氣，電極反應式為2Cl2e=Cl2，A項錯誤；精煉銅時，電解液為含Cu2溶液，粗銅除含有Cu外，還含有比銅活潑的鋅、鐵等雜質，鋅、鐵和銅

8、在陽極發(fā)生氧化反應生成離子，而陰極上只有Cu2得電子發(fā)生還原反應生成銅，則Z溶液中的Cu2+濃度減小，B項錯誤；在鐵片上鍍銅時，鍍層金屬銅與電源正極相連做陽極，鍍件鐵片與電源負極相連作陰極，則與負極相連的是鐵片，C項錯誤；工業(yè)上電解熔融氯化鈉得到金屬鈉，D項正確。答案選D。2現(xiàn)用鉑電極電解1 L濃度均為0.1 molL1的HCl、CuSO4的混合溶液，裝置如圖，下列說法正確的是A電解開始時陰極有H2放出B電解開始時陽極上發(fā)生：Cu22e=CuC當電路中通過的電子的量超過0.1 mol時，此時陰極放電的離子發(fā)生變化D整個電解過程中，SO不參與電極反應【答案】D【解析】依據(jù)放電順序陰極先放電的是C

9、u2，故陰極開始析出的是Cu，A項錯誤，陽極先放電的是Cl，故陽極開始產(chǎn)生的是Cl2，B項錯誤；由陰極反應Cu22eCu，n(Cu2)0.1 mol，當電路中通過電子的量達到0.2 mol時，Cu2放電完畢，陰極放電離子變?yōu)镠，C項錯誤；陰離子Cl先放電，后是OH，在水溶液中SO不參與電極反應，D項正確。3用惰性電極電解物質的量濃度相同、體積比為13的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能發(fā)生的反應有2Cu22H2O2Cu4HO2Cu22ClCuCl22Cl2HH2Cl22H2O2H2O2A BC D【答案】D【解析】設混合溶液中CuSO4和NaCl的物質的量分別為1 mol和3 mol，根據(jù)放

10、電順序可看作是1 mol CuCl2、1 mol NaCl和1 mol Na2SO4，首先是電解CuCl2溶液，Cu22ClCuCl2；其次電解NaCl溶液，2Cl2H2O2OHH2Cl2；最后電解NaOH和Na2SO4的混合液，電解方程式為2H2O2H2O2，答案選D。4將如圖所示實驗裝置的K閉合，下列判斷正確的是ACu電極上發(fā)生還原反應B電子沿ZnabCu路徑流動C片刻后甲池中c(SO)增大D片刻后可觀察到濾紙b點變紅色【答案】A【解析】K閉合后，Zn作原電池的負極，Cu作原電池的正極，Cu電極上發(fā)生還原反應，A項正確；電子流向是由負極到正極，但ab這一環(huán)節(jié)是溶液中的離子導電，電子并沒沿此

11、路徑流動，B項錯誤；SO濃度基本保持不變，只是鹽橋中的Cl和K分別向甲、乙兩燒杯中移動，C項錯誤；濾紙a點是陰極，H放電，溶液中OH濃度增大，顯堿性，濾紙a點變紅色，D項錯誤。答案選A。5用鐵棒與石墨棒做電極來電解飽和食鹽水，電解前在食鹽水中滴加酚酞試液，電解時下列敘述中正確的是A鐵棒連接直流電源的正極，石墨連接直流電源的負極B溶液中的OH離子向陽極移動，陽極周圍顯紅色C跟直流電源正極相連的電極上產(chǎn)生能使KI淀粉溶液變藍的氣體D跟直流電源負極相連的電極上發(fā)生氧化反應，產(chǎn)生無色可以燃燒的氣體【答案】C【解析】電解飽和食鹽水，鐵棒連接直流電源的負極作電解質的陰極，石墨連接直流電源的正極作電解質的陽

12、極，A項錯誤；根據(jù)電解池中離子“異性相吸”，即陰離子移向陽極，因此溶液中的OH離子向陽極移動，陰極是水電離出的氫離子得到電子生成氫氣，導致陰極附近H+濃度減小，OH濃度增大，因此陰極區(qū)域顯紅色，B項錯誤；跟直流電源正極相連的電極為陽極，陽極產(chǎn)生氯氣，氯氣能使KI淀粉溶液變藍，C項正確；跟直流電源負極相連的電極上為陰極，陰極發(fā)生還原反應，產(chǎn)生無色可以燃燒的氣體，D項錯誤。答案選C。6氯堿工業(yè)中的某生成物，在一定條件下與另外兩種生成物均能發(fā)生反應，該生成物的結構和性質錯誤的是A該生成物中含有極性鍵，且溶于水或呈酸性B該生成物分子中，所含微粒均達到8電子穩(wěn)定結構C該生成物可以使淀粉KI溶液變藍D該生

13、成物屬于氧化產(chǎn)物【答案】A【解析】氯堿工業(yè)即電解飽和食鹽水，反應為：2NaCl2H2O2NaOH+Cl2+H2，其中的Cl2，在一定條件下與另外兩種生成物均能發(fā)生反應，據(jù)此解題。該生成物即Cl2中含有非極性鍵，且溶于水呈酸性，A項錯誤；該生成物分子即Cl2中，電子式為：，所含微粒均達到8電子穩(wěn)定結構，B項正確；該生成物Cl2能與KI反應生成I2可以使淀粉溶液變藍，C項正確；該生成物Cl2是由NaCl中-1價的Cl轉化為0價，化合價升高被氧化，屬于氧化產(chǎn)物，D項正確；答案選A。7下列描述中，符合化學原理或生產(chǎn)實際的是A電解飽和食鹽水時選擇陰離子交換膜B科學家嘗試尋找高效催化劑在常溫下分解水制得H

14、2并釋放出能量C鐵上鍍銅時，鐵做陰極，銅做陽極D電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極【答案】C【解析】電解飽和食鹽水時選擇陽離子交換膜，若采用陰離子交換膜則陰極區(qū)產(chǎn)生的OH-將進入陽極區(qū)與陽極區(qū)產(chǎn)物Cl2發(fā)生反應，A項錯誤；科學家嘗試尋找高效催化劑在常溫下分解水制得H2，H2O分解反應是一個吸熱反應，催化劑不能改變反應的反應熱，故不能同時釋放出能量，B項錯誤；鐵上鍍銅時，鐵做陰極，電極反應為：Cu2+2eCu，銅做陽極,電極反應為：Cu2eCu2+，電解質溶液是CuSO4溶液，C項正確；電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用惰性電極作陽極，鐵做陰極；若鐵作陽極，發(fā)生的電極反應為：Fe2eFe2+，D

15、項錯誤。答案選C。8如圖所示的裝置，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。將電源接通后，向(乙)中滴入酚酞溶液，在F極附近顯紅色。則下列說法不正確的是A電源A極是正極B(甲)(乙)裝置的C、D、E、F電極均有單質生成，其物質的量之比為1222C欲用(丙)裝置給銅鍍銀，G應該是Ag，電鍍液是AgNO3溶液D裝置(丁)中Y極附近紅褐色變深，說明氫氧化鐵膠體帶正電【答案】D【解析】將直流電源接通后，F(xiàn)極附近呈紅色，說明F極顯堿性，是氫離子在該電極放電，所以F即是陰極，B是電源的負極，A是電源的正極，可得出D、F、H、Y均為陰極，C、E、G、X均為陽極，據(jù)此分析解答。【詳解】根據(jù)上述分析可知B電極是電源

16、的負極，A為電源正極，A項正確；甲裝置中，陽極C電極反應式為：4OH4e2H2OO2，陰極D電極反應式為：Cu2+2eCu；乙裝置是陽極E的電極反應為：2Cl2e-Cl2，陰極F電極的電極反應式為：2H2eH2，當各電極轉移電子均為1mol時，生成單質的量分別為：0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol，所以單質的物質的量之比為1：2：2：2，B項正確；電鍍裝置中，鍍層金屬必須作陽極，鍍件作陰極，所以H應該是鍍件，G是鍍層金屬，電解質溶液必須是含鍍層金屬離子的鹽溶液，用(丙)裝置給銅鍍銀，G應該是Ag，電鍍液選用AgNO3溶液，C項正確；裝置(丁)中Y極附近紅褐色變深，證明氫氧

17、化鐵膠體微粒移向Y極，依據(jù)上述判斷，X為陽極，Y為陰極，氫氧化鐵膠體向Y電極移動，異性電荷相互吸引，所以氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷，膠體不帶電，D項錯誤。答案選D。9如圖X是直流電源。Y池中c、d為石墨棒，Z池中e、f是質量相同的銅棒。接通電路后，發(fā)現(xiàn)d附近顯紅色。(1)電源上b為_極(填“正”“負”“陰”或“陽”，下同)。Z池中e為_極。連接Y、Z池線路中，電子流動的方向是d_e(用“”或“”填空)。(2)寫出c極上反應的電極反應式：_。寫出Y池中總反應的化學方程式：_。寫出Z池中e極上反應的電極反應式：_?！敬鸢浮?1)負陽(2)2Cl2eCl22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2Cu2e

18、Cu2【解析】d極附近顯紅色，說明d為陰極，電極反應式為2H2eH2，c為陽極，電極反應式為2Cl2eCl2，Y池電解NaCl溶液的總反應方程式為2NaCl2H2O2NaOHCl2H2；直流電源中a為正極，b為負極，Z池中f為陰極，e為陽極，電極反應式分別為Cu22eCu、Cu2eCu2，電子流動方向由ed。10氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水流程及原理示意圖如下圖所示。（1）為了有效除去粗鹽中混有的 Ca2+、Mg2+、SO，下列選項中所加試劑（均為溶液）及加入順序均合理的是 _（填選項字母，每步操作后都接有過濾過程）。A 先加足量 Ba(OH)2，再加足量 Na2CO3，最后加入適量稀鹽酸B 先加

19、足量 NaOH，再加足量 Na2CO3，然后加足量 BaCl2，最后加入適量稀鹽酸 C 先加足量 Na2CO3，再加足量 BaCl2，然后加足量 NaOH，最后加入適量稀鹽酸 D 先加足量 Ba(NO3)2，再加足量 NaOH，然后加足量 Na2CO3，最后加入適量稀鹽酸（2）生成 H2 的電極反應式是 _。 （3）通過交換膜的離子主要是 _，向 _（填“E”或“F”）方向移動，溶液 A 的 濃度變化為 _（填“增大”、“減小”或“不變”）。 （4）電解飽和食鹽水總反應的離子方程式是 _ ?！敬鸢浮浚?）A （2）2H2O+2e-=2OH-+H2 （3）Na+ F 增大 （4）2Cl- +2H

20、2O2OH- +H2+Cl2 【解析】除雜試劑要過量，過量試劑要除盡。用陽離子交換膜電解槽電解飽和食鹽水，陽極生成氯氣，陰極生成氫氣和氫氧化鈉?！驹斀狻浚?）為了有效除去粗鹽中混有的 Ca2+、Mg2+、SO42：先加足量 Ba(OH)2，可以除去SO42和Mg2+，再加足量 Na2CO3，可以除去Ca2+和過量的Ba2+，最后加入適量稀鹽酸除去OH-和CO32-，A項合理； 先加足量 NaOH，再加足量 Na2CO3，然后加足量 BaCl2，過量的Ba2+無法除去，B項不合理；先加足量 Na2CO3，再加足量 BaCl2，過量的Ba2+無法除去，C項不合理；先加足量 Ba(NO3)2，可以除

21、去SO42，但是引入了硝酸根離子成為新的雜質，D項不合理。綜上所述，所加試劑（均為溶液）及加入順序均合理的是A。（2）陰極上水電離的氫離子放電生成H2 ，從而破壞了水的電離平衡，溶液呈堿性，電極反應式是2H2O+2e-=2OH-+H2。 （3）陽離子交換膜只允許陽離子通過 ，故通過交換膜的離子主要是Na+，向陰極方向移動；陰極的電極反應式是2H2O+2e-=2OH-+H2，溶液 A 的濃度增大。 （4）電解飽和食鹽水生成氯氣、氫氣和氫氧化鈉，總反應的離子方程式是2Cl- +2H2O2OH- +H2+Cl2。1在水中加入等物質的量的Ag+、Pb2+、Na+、SO42-、NO3-、Cl-，該溶液放

22、在用惰性電極材料做電極的電解槽中，通電片刻，則氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物質質量比為A35.5：108B16：207C8：1D108：35.5【答案】C【解析】混合以后生成AgCl、PbSO4沉淀，溶液中只有NaNO3，因此電解硝酸鈉溶液實際上電解水，2H2O2H2O2，還原產(chǎn)物是氫氣，氧化產(chǎn)物是氧氣，質量比為22：32=1：8，C項正確。2我國科學家設計了一種將電解飽和食鹽水與電催化還原CO2相耦合的電解裝置如圖所示。下列敘述錯誤的是A理論上該轉化的原子利用率為100%B陰極電極反應式為CO22e2H+COH2OCNa+也能通過交換膜D每生成11.2 L（標況下）CO轉移電子數(shù)為NA【答案】C【解析】

23、總反應為CO2ClCOClO，由方程式可以看出該轉化的原子利用率為100%，A項正確；陰極發(fā)生還原反應，陰極電極反應式為CO22e2H+COH2O，B項正確；右側電極氯化鈉生成次氯酸鈉，根據(jù)反應物、生成物中鈉、氯原子個數(shù)比為1:1，Na+不能通過交換膜，C項錯誤；陰極二氧化碳得電子生成CO，碳元素化合價由+4降低為+2，每生成11.2 L（標況下）CO轉移電子數(shù)為NA，D項正確。答案選C。3我國科技創(chuàng)新成果斐然，下列成果與電化學無關的是A有機金屬材料吸附與轉化CO2B研發(fā)出水溶液鋰離子電池C研發(fā)出“可呼吸”NaCO2電池D常溫常壓下用電解法制備高純H2【答案】A【解析】電化學指的是研究電能和化

24、學能相互轉化的的化學，高中階段最常見的兩個裝置為原電池和電解池。 環(huán)氧烷烴被有機金屬材料吸附與CO2生成碳酸酯，無電流產(chǎn)生，與電化學無關，A項正確；鋰電池，能夠發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應，屬于原電池，與電化學有關，B項錯誤；CNaCO2電池，屬于原電池，與電化學有關，C項錯誤；用電解法制備H2，屬于電解池，與電化學有關，D項錯誤。答案選A。4四室式電滲析法制備鹽酸和NaOH的裝置如圖所示。a、b、c為陰、陽離子交換膜。己知：陰離子交換膜只允許陰離子透過，陽離子交換膜只允許陽離子透過。下列敘述正確的是Ab、c分別依次為陽離子交換膜、陰離子交換膜B通電后室中的C1-透過c遷移至陽極區(qū)C、四室中的溶液的

25、pH均升髙D電池總反應為4NaCl6H2O4NaOH4HCl2H2O2【答案】D【解析】由圖中信息可知，左邊電極與負極相連為陰極，右邊電極為陽極，所以通電后，陰離子向右定向移動，陽離子向左定向移動，陽極上OH-放電生成O2、陰極上H+放電生成H2；氫離子透過c，氯離子透過b，二者在bc之間形成鹽酸，鹽酸濃度變大，所以b、c分別為陰離子交換膜和陽離子交換膜；鈉離子透過a， NaOH的濃度變大，所以a也是陽離子交換膜。A. b、c分別依次為陰離子交換膜、陽離子交換膜，A項錯誤；通電后室中的Cl-不能透過陽離子交換膜c遷移至IV室，B項錯誤；C. 電解一段時間后，中的溶液的pH升高，中的溶液的pH不

26、變，和兩室中的溶液的pH均減小，C項錯誤；D. 電池總反應為4NaCl6H2O4NaOH4HCl2H2O2，D項正確。本題選D。【點睛】本題考查了電解原理的應用，難度較大。根據(jù)電極的極性及圖中相關信息可以判斷離子交換膜的性質，根據(jù)電解原理判斷電解產(chǎn)物，但是要注意不能墨守成規(guī)，要根據(jù)題中實際情況進行合理變通。5電解的應用比較廣泛，回答下列問題：(1)由下列物質冶煉相應金屬時采用電解法的是_(填字母，下同)。aFe2O3 bNaClcCu2S dAl2O3(2)以CuSO4溶液為電解質溶液進行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質)的電解精煉，下列說法正確的是_。a電能全部轉化為化學能b粗銅接

27、電源正極，發(fā)生氧化反應c溶液中Cu2向陽極移動d利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬e若陽極質量減少64 g，則轉移電子數(shù)為2NAfSO的物質的量濃度不變(不考慮溶液體積變化)(3)如圖為電解精煉銀的示意圖，_(填“a”或“b”)極為含有雜質的粗銀，若b極有少量紅棕色氣體生成，則生成該氣體的電極反應式為_。(4)以鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應式為_；取少量廢電解液，加入NaHCO3溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，產(chǎn)生沉淀的原因為_。(5)利用如圖裝置電解制備LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為_(填化學式)溶液，陽極電極反應式為_，電解過程中Li向_(填“A”或“B”)電極遷移。(6)離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系，由有機陽離子、Al2Cl和AlCl組成的離子液體作電解液時，可在鋼制品上電鍍鋁。鋼制品應接電源的_極，已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機陽離子不參與電極反應，陰