第二节 电解池 第2课时（基础） 同步练习（含解析）

第二节 电解池（基础）
第2课时
1.工业上电解食盐水的阴极区产物是( )
A.氯气 B.氢气和氯气 C.氢气和氢氧化钠 D.氯气和氢氧化钠
2.关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是( )
A.都用粗铜作阳极、纯铜作阴极 B.电解液的成分都保持不变
C.阳极反应都只有Cu-2e-=Cu2+ D.阴极反应都只有Cu2++2e-=Cu
3.(双选)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，用锌作阴极
4.如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法中不正确的是 ( )
A.装置中出口①处的物质是氯气，出口②处的物质是氢气
B.该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过
C.装置中发生反应的离子方程式为2Cl-+2H+Cl2↑+H2↑
D.该装置是将电能转化为化学能
5.利用如图所示装置可以在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法正确的是 ( )
A.通电后，Ag+向阳极移动
B.银片与电源负极相连
C.该电解池的阴极反应可表示为Ag++e-=Ag
D.当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初
6.在冶金工业中，钠、镁、铝等金属常用电解法得到，其原因是 ( )
A.都属于轻金属 B.都属于活泼金属 C.成本低廉 D.这些金属的化合物熔点较低
7.如图所示，能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是 ( )
8.金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，用电解法制备高纯度的镍，下列叙述中正确的是 ( )
A.阳极发生还原反应，其电极反应式为：Ni2++2e-=Ni
B.电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等
C.电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+
D.电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
9.中学阶段介绍的应用电解法制备物质主要有三种：一是铝的工业制备，二是氯碱工业，三是金属钠的制备。下列关于这三种工业生产的描述中正确的是( )
A.电解法制金属钠时，阳极反应式：Na++e-=Na
B.电解法生产铝时，需对铝土矿进行提纯，在提纯过程中应用了氧化铝或氢氧化铝的两性
C.在氯碱工业中，电解池中的阴极产生的是H2,NaOH在阳极附近产生
D.氯碱工业和金属钠的冶炼都用到了NaCl,在电解时它们的阴极都是Cl-失电子
10.某兴趣小组设计如图微型实验装置。实验时，先断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1,闭合K2,发现电流表A指针偏转。下列有关描述正确的是 ( )
A.断开K2,闭合K1时，总反应的离子方程式为2Cl-+2H+Cl2↑+H2↑
B.断开K2,闭合K1时，石墨电极附近溶液变红
C.断开K1,闭合K2时，铜电极上的电极反应式为Cl2 +2e-=2C1-
D.断开K1,闭合K2时，石墨电极做正极
11.在标准状况下，用铂电极电解硫酸铜溶液，当阴极产生12.8g铜时，阳极放出的气体是 ( )
A.1.12LH2 B.1.12LO2 C.2.24LH2 D.2.24LO2
12.用含少量银和锌的粗铜作阳极，纯铜片作阴极，CuSO4溶液作电解液，电解一段时间后，阳极质量减少了x g则( )
A.电解液质量增加x g
B.阴极质量增加x g
C.阴极质量增加b g，b>x
D.阴极质量增加b g，b13.关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是( )
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溶液，溶液呈棕色
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
14.在铁制品上镀一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是( )
A.锌作阳极，铁作阴极，溶液中含Zn2+
B.铂作阴极，铁作阳极，溶液中含Zn2+
C.铁作阳极，铁作阴极，溶液中含Fe2+
D.锌作阴极，铁作阳极，溶液中含Zn2+
15.利用电解法可将含Fe、Zn、Ag、Au等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是( )
A.电解时以纯铜作阳极
B.电解时阳极发生还原反应
C.纯铜连接电源负极，电极反应是Cu-2e-=Cu2+
D.电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Au等金属阳极泥
16.观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是( )
A.装置①工业上可用于生产金属钠，电解过程中石墨电极产生金属，此法也可用于生产活泼金属镁、铝等
B.装置②中随着电解的进行左边电极会产生红色的铜，并且电流表示数不断变小
C.装置③中的离子交换膜只允许阳离子、阴离子和小分子水通过
D.装置④的待镀铁制品应与电源正极相连
17.利用如图所示装置可以在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法正确的是 ( )
A.通电后，Ag+向阳极移动
B.银片与电源负极相连
C.该电解池的阴极反应可表示为Ag++e-=Ag
D.当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初
18.在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如下，下列说法不正确的是（ ）
A.电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气
B.离子交换膜为阳离子交换膜
C.饱和NaCl溶液从a处进，NaOH溶液从d处出
D.OH-迁移的数量等于导线上通过电子的数量
19.利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是 ( )
A.电解时以纯铜作阳极
B.电解时阴极发生氧化反应
C.粗铜连接电源负极，其电极反应式是Cu-2e-=Cu2+
D.电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
20.电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a,X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液，则：
①电解池中X极上的电极反应式为 ，在X极附近观察到的现象是
②Y电极上的电极反应式为 ，检验该电极反应产物的方法及现象是
(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：
①X电极的材料是 ,电极反应式是
②Y电极的材料是 ,电极反应式是
(说明：杂质发生的电极反应不必写出)。
(3)如利用该装置实现铁上镀锌，电极X上发生的反应为
电解池盛放的电镀液可以是 或 (只要求填两种电解质溶液)。
21.某研究性学习小组将下列装置如图连接，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题：
(1)电源A极的名称是
(2)甲装置中电解反应的总化学方程式：
(3)如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是
(4)欲用丙装置给铜镀银，G应该是 (填“铜”或“银”),电镀液的主要成分是 (填化学式)
(5)装置丁中的现象是
22.某同学设计一个燃料电池(如图所示),目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。
根据要求回答相关问题。
(1)通入氢气的电极为 (填“正极”或“负极”),该电极反应式为
(2)石墨电极为 (填“阳极”或“阴极”),反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液， (填“铁极”或“石墨极”)区的溶液先变红。
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将 (填“增大”“减小”或“不变”)。精铜电极上的电极反应式为
答案解析
1. 答案：C
解析：电解食盐水生成三种产物，在阴极区生成氢气和氢氧化钠，在阳极区生成氯气。
2. 答案：D
解析：A项，电镀时镀件作阴极；B项，电解精炼铜时电解液成分改变；电解精炼铜时，杂质若有比铜活泼的金属(如锌),则阳极还会发生Zn-2e-=Zn2+的反应。
3. 答案：AD
解析：电解池的阳极发生失电子的氧化反应、阴极发生得电子的还原反应。电解熔融的Al2O3制A1时，若用Fe作阳极，会发生反应Fe-2e-=Fe2+,Fe2+移动到阴极上发生反应Fe2++2e-=Fe,使得到的Al不纯。在镀件上电镀锌，用锌作阳极，镀件作阴极。
4. 答案：C
解析：由图看出①处为电解池阳极产生氯气，②处为电解池阴极产生氢气，A对；该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过，能防止氯气与碱反应，且在阴极区得到浓度较高的烧碱溶液，B对；电解饱和食盐水有烧碱生成且H2O应写化学式，C错；电解装置是将电能转化为化学能的装置，D对。
5.答案：C
解析：铜牌上镀银，银片为阳极，Ag+向阴极移动，阴极反应为Ag++e-=Ag。由由于实验中镀层不可能非常均匀致密，所以将电源反接，阳极上Cu、Ag均会溶解，铜牌不可能恢复如初。
6. 答案：B
解析：金属冶炼方法的选取主要依据是金属的活泼性强弱，不活 泼的金属可以用热分解法制备，如加热氧化汞；比较活泼的金属用热还原法制备，如用焦炭炼铁；活泼的金属离子很难被其他还原剂还原，只能用电解法制备。由于钠、镁、铝是活泼金属，所以只能用电解法。
7. 答案：D
解析：电解NaCl溶液时，阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑,阳极产物为Cl2;阴极反应为2H++2e-=H2↑,阴极放出H2;Cl2可用KI淀粉溶液检验。因H2密度小，在阴极生成，结合e-转移方向知D正确。
8. 答案：D
解析：本题为“电解精炼铜”的迁移应用，A项，阳极应发生氧化反应。C项，溶液中的阳离子主要为Ni2+,根据金属原子的还原性和金属阳离子的氧化顺序，阳极反应为Zn-2e-=Zn2+,Fe-2e-=Fe2+,Ni-2e-=Ni2+,Cu、Pt在该条件下不失电子，阴反应为Ni2++2e-=Ni,Fe2+、Zn2+在该条件下不得电子。比较两电极反应，因Zn、Fe、Ni的相对原子质量不等，当两极通过相同的电量时，阳极减少的质量与阴极增加的质量不等。
9. 答案：B
解析：A项，阴极反应式为Na++e-=Na,错误；B项，氧化铝和氢氧化铝具有两性，在分离提纯时可用NaOH溶液将其溶解，过滤除去难溶物，再将AlO2-转化成AI(OH)3,Al(OH)3热分解即得Al2O3,正确；C项，阴极产物为H2和NaOH,阳极产物为Cl2,错误；D项，阳极都是Cl-失电子，错误。
10. 答案：D
解析：解答本题时应特别注意，金属Cu在电解池和原电池中作何种电极。当断开K2,闭合K1时为电解池，由于两极都有气泡冒出，故相当于惰性电极电解饱和食盐水故铜作阴极而石墨作阳极，阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑,电池总反应的离子方程式为 2Cl―+2H2O2OH―+Cl2↑+H2↑，A、B都错；当断开K1,闭合K2时组成原电池，铜作负极而石墨做正极，故C错而D正确。
11. 答案：D
解析：溶液中有Cu2+、H+及SO42-、OH-四种离子，得电子能力Cu2+>H+,失电子能力OH->SO42-。则阴极反应为2Cu2++4e-=2Cu,阳极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑,总反应为2CuSO4+2H2O2Cu +2H2SO4+O2↑ n(Cu)=12.8g÷64g·mol-1=0.2mol,n(O2)=0.1mol,在标准状况下体积为2.24L,D正确。
12. 答案：D
解析：由于粗铜中含有Zn和Ag,在电解过程中阳极先是锌失去电子，然后是铜失去电子，Ag落入阳极泥；而阴极一直是铜析出。在电解过程中，两极得失电子相等，所以溶解的锌和铜的物质的量之和等于析出的铜的物质的量，但由于M(Zn)> M(Cu),且还有一部分Ag要落入阳极泥，所以阳极溶解的金属的质量大于阴极析出铜的质量，即b13. 答案：B
解析：电解时在阳极是Cl-失电子生成Cl2,阴极是H+得电子生成H2,A项错误；阳极附近生成Cl2,滴入KI溶液，发生2KI+Cl2=2KCl+I2,使得溶液呈棕色，B项正确；阴极附近OH-浓度增大，滴入酚酞溶液溶液，呈红色，C项错误；电解一段时间后，电解液几乎全是氢氧化钠，溶液呈碱性，D项错误。
14. 答案：A
解析：镀层金属为锌，即金属锌作阳极铁制品为待镀制品，即铁制品作阴极。需选用含有Zn2+的溶液为电镀液。
15. 答案：D
解析：电解时以纯铜作阴极，A项错误；电解时阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应，B项错误；粗铜连接电源正极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+,C项错误；电解时阳极中的Ag、Au不发生反应，会沉淀在电解槽底部，形成含少量Ag、Au等金属的阳极泥，D项正确。
16. 答案：B
17. 答案：C
解析：铜牌上镀银，银片为阳极，Ag+向阴极移动，阴极反应为Ag++e-=Ag。由于实验中镀层不可能非常均匀致密，所以将电源反接，阳极上Cu、Ag均会溶解，铜牌不可能恢复如初。
18. 答案：D
解析：电解池的阳极发生氧化反应，氯离子放电生成氯气，所以电极A为阳极，故A项正确；在电极B上有水电离的H+放电生成氯气与OH-反应，所以用阳离子交换膜隔开，允许Na+透过，饱和NaCl溶液从a处进入，NaOH溶液从d处流出，故B项、C项正确；因用阳离子交换膜隔开，OH-不能透过，故D项错误。
19. 答案：D
解析：电解精炼铜时，粗铜应作阳极，纯铜作阴极，故A错误；阳极与电池的正极相连，发生氧化反应，阴极与电池的负极相连，发生还原反应，故B错误；粗铜连接电源的正极，发生氧化反应，故C错误；金属的活动性顺序为Zn>Fe>Cu>Ag>Pt,因此Ag、Pt不会放电，以单质形式在阳极附近沉积下来，故D正确。
20. 答案：(1)①2H++2e-=H2↑有气泡产生、溶液变红 ②2Cl---2e-= Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝
(2)①纯铜Cu2++2e-=Cu ②粗铜Cu-2e-=Cu2+
(3) Zn2++2e-=Zn ZnCl2溶液 ZnSO4溶液(答案不唯一，合理即可)
解析：①该电解池中，X是阴极、Y是阳极，X极上水电离出的H+得电子生成H2,电极反应式为2H++2e-=H2↑,电解后X电极附近溶液呈碱性，无色酚酞溶液遇碱变红色。②阳极Y上是Cl-发生氧化生成Cl2,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,氯气的检验方法为：把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。(2)①电解精炼铜时，X电极为阴极，电极材料是纯铜，Cu2+得电子生成Cu,其电极反应式为Cu2++2e-=Cu。②Y电极为阳极，电极材料为粗铜，其电极反应式为Cu-2e-=Cu2+。(3)铁上镀锌，应使铁作阴极，锌作阳极，含Zn2+的电解质溶液作电镀液，X极即阴极上的电极反应式为Zn2++2e-=Zn，电镀液可以是ZnCl2、ZnSO4溶液等。
21.答案：(1)正极 (2) 2CuSO4+2H2O2Cu +2H2SO4+O2↑ (3)1:1 (4)银 AgNO3 (5)Y极附近红褐色变深
解析：(1)这是一个串联电解装置，乙中F极出现红色，说明在F极放出H2,生成NaOH,F为阴极，B为负极，A为正极。(2)甲池电解CuSO4溶液：2CuSO4+2H2O2Cu +2H2SO4+O2↑(3)乙池电解NaCl溶液：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ ,V(Cl2):V(H2)=1:1。(4)丙装置是给铜镀银，银应为阳极，铜为阴极，G为银，电镀液为AgNO3溶液。 (5)丁装置是胶体的电泳，Fe(OH)3胶体胶粒带正电荷，通电后向阴极移动，阴极区颜色变深。
22.答案：(1)负极 H2-2e-+2OH-=2H2O
(2)阳极 铁极 (3)减小 Cu2++2e-=Cu
解析：(1)通入氢气的电极为负极，电解质溶液是碱性的，该电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O
(2)石墨电极与电源的正极连接，石墨电极为阳极，反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液，溶液中的H+在阴极(Fe电极)放电，破坏了附近的水的电离平衡，该区域的溶液显碱性，因此铁极的溶液先变红。
(3)粗铜中比铜活动性强的金属失去电子被氧化，溶液中的铜离子得到电子被还原，因此硫酸铜溶液浓度将减小；精铜电极上的电极反应式为Cu2++2e-=Cu。