1.2.4 电解池的工作原理 同步练习 （含解析） 2024-2025学年高二上学期化学苏教版（2019） 选择性必修1
文档属性
| 名称 | 1.2.4 电解池的工作原理 同步练习 （含解析） 2024-2025学年高二上学期化学苏教版（2019） 选择性必修1 |  | |
| 格式 | DOCX | ||
| 文件大小 | 210.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-12-29 16:25:48 | ||
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文档简介
电解池的工作原理(分值：100分)
A级 合格过关练
选择题只有1个选项符合题意(1～8题，每题7分，共56分)
1.关于电解池的叙述中，不正确的是( )
电解池的阳极发生氧化反应
电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极
与电源正极相连的是电解池的阴极
参与电解的阳离子往阴极移动
2.下列关于电解的说法正确的是( )
①电解是把电能转变成化学能
②电解是把化学能转变成电能
③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化
④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现
⑤任何水溶液电解时，必将导致氧化还原反应
②③④ ①②③④
①②④ ①③④⑤
3.如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是( )
a为负极，b为正极
a为阳极，b为阴极
电解过程中，d电极质量增加
电解过程中，氯离子浓度不变
4.用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的一组是( )
组号 X Y Z W
C Fe NaCl H2O
Pt Cu CuSO4 CuSO4溶液
C C H2SO4 H2O
Ag Fe AgNO3 AgNO3晶体
5.用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一项是( )
选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论
负极 CuCl2溶液 b管中有气体逸出
负极 NaOH溶液 溶液pH降低
正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色
正极 AgNO3溶液 b管中电极反应式是4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
6.用惰性电极电解稀硫酸、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段时间阴极和阳极上析出的物质分别是( )
H2和Cl2 Cu和Cl2
H2和O2 Cu和O2
7.如下图所示的两个电解槽中，A、B、C、D均为石墨电极。如果电解过程中共有0.02 mol电子通过，下列叙述正确的是( )
甲电解槽中A极最多可析出0.64 g铜
甲电解槽中B极的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
乙电解槽中滴入酚酞溶液，D极附近溶液变红
乙电解槽中C极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
8.某同学按如图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是( )
电解过程中，铜电极上有H2产生
电解初期，总反应方程式为Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑
电解过程中，石墨电极上一直有H2产生
整个电解过程中，H＋的浓度不断增大
9.(10分)按下图所示的装置进行电解，在通电一段时间后，铁电极的质量增加。
(1)(4分)写出甲烧杯中两极发生的电极反应式
阴极：______________；阳极：____________________________________________。
(2)(3分)写出甲烧杯中发生反应的化学方程式：
____________________________________________________________________。
(3)(3分)从左到右C—C—Fe—Ag 4个电极上析出或溶解物质的物质的量之比是____________________________________________________________________。
10.(10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)(4分)E为电源的________极，铜为________极。
(2)(2分)A中溶液酸性________。
(3)(2分)在B中观察到的现象是________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)(2分)D端的电极反应式为____________________________________________。
B级 素养培优练
(11～12题，每题7分，共14分)
11.为使反应Cu＋2H2O===Cu(OH)2＋H2↑能够发生，下列设计方案正确的是( )
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
用铜片作电极，外接直流电源电解硫酸铜溶液
用铜片作阳极，铁片作阴极，电解硫酸钠溶液
用铜片作阴、阳电极，电解稀硫酸
12.如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法中正确的是( )
X是正极，Y是负极
X是负极，Y是正极
CuSO4溶液的pH逐渐增大
CuSO4溶液的pH不变
13.(10分)A、B、C为三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：
阳离子 Na＋、K＋、Cu2＋
阴离子 SO、OH－
图1所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为石墨。
接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示。据此回答下列问题：
(1)(4分)M为电源的________(填“正”或“负”)极，电极b上发生的电极反应为____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)(2分)写出乙烧杯中反应的化学方程式：____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)(2分)如果电解过程中B溶液中的金属离子全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？______________________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)(2分)若经过这一段时间后，要使丙恢复到原来的状态，需要进行的操作是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
电解池的工作原理
1.C [与电源正极相连的是电解池的阳极。]
2.D [电解是将电流通过溶液或熔融态物质，在阴极和阳极上发生氧化还原反应的过程，将电能转化成化学能，①正确，②错误；电解质溶液导电时，溶液中的阴、阳离子分别向阳极和阴极移动，在两个电极上得失电子，发生氧化还原反应，金属的导电只是自由电子的定向移动，不存在电子得失，没有新物质产生，是一种物理过程，③正确；电解质溶液的导电过程就是电解过程，此时电源提供电能，把不能自发进行的氧化还原反应转变成现实，④正确；电解质溶液的导电过程就是电解过程，发生了电子的转移，一定发生了氧化还原反应，⑤正确。]
3.C [电流从电源的正极流出，故a为正极，b为负极；c为阳极， d为阴极。电解时，因Cu2＋移向阴极d，在阴极放电析出Cu，故d电极质量增加；Cl－移向阳极c，在阳极放电逸出Cl2，导致溶液中Cl－浓度降低。]
4.C [复原溶液，A应通HCl，B应加CuO或CuCO3，C应加H2O，D不需加任何物质。]
5.A [A.X为负极，则U形管右侧为阳极，电解氯化铜溶液时，阳极氯离子被氧化生成氯气，所以b管有气体逸出，A正确；B.电解NaOH溶液的实质是电解水，所以NaOH的浓度会增大，pH增大，B错误；C.电源X极为正极，a管中石墨电极为阳极，b管中石墨电极为阴极，电解硫酸钠溶液的实质是电解水，H＋在阴极区放电，OH－在阳极区放电，故在阴极区有大量的OH－，滴入酚酞后，b管中呈红色，在阳极区有大量的H＋，a管中呈无色，C错误；D.电源X极为正极，则b管为阴极，电解硝酸银溶液时，阴极反应为Ag＋＋e－===Ag，D错误。]
6.B [由题意知，溶液中存在H＋、Cu2＋、Na＋、SO、NO、Cl－、OH－，根据离子的放电顺序，阳离子为Cu2＋>H＋>Na＋，阴离子为Cl－>OH－>SO、NO，则最初一段时间，阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑。]
7.C [A极接直流电源的正极，为甲电解槽的阳极，不能析出Cu，A项错误；B极为甲电解槽的阴极，不能发生氧化反应，B项错误；D极接直流电源的负极，为乙电解槽的阴极，发生还原反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，产物有OH－，滴加酚酞溶液，D极附近溶液变红，C项正确；C极为乙电解槽的阳极，发生氧化反应，生成Cl2，D项错误。]
8.B [活性电极铜作阳极，阳极发生的反应为Cu－2e－===Cu2＋，初期阴极溶液中H＋放电：2H＋＋2e－===H2↑，总反应为Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑，所以A、D两项不正确，B项正确。随着反应进行，溶液中Cu2＋数目增多，此时阴极上溶液中的Cu2＋得电子：Cu2＋＋2e－===Cu，所以C项不正确。]
9.(1)2Cu2＋＋4e－===2Cu 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
(2)2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑
(3)2∶1∶4∶4
解析 铁电极的质量增加，说明铁电极是阴极。则银电极是阳极，左碳电极是阴极，右碳电极是阳极。有关电极反应式为：
甲 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu
阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
乙 阳极：Ag－e－===Ag＋
阴极：Ag＋＋e－===Ag
10.(1)负 阳 (2)增强 (3)铜片溶解，石墨极上有气体生成，溶液中有蓝色沉淀生成 (4)2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
解析 本题是三个电解装置串联，首先判断电源的正、负极，C端变为蓝色说明I－产生I2，发生氧化反应是阳极，据此推出，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，Cu溶解发生反应为Cu－2e－===Cu2＋，石墨为阴极，发生反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，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2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。
11.C [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。]
12.A [根据题意，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色，说明b极上有H2产生，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，即b为阴极，则Y为负极，X为正极，A正确、B错误；X为正极，则Pt作阳极，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，c(H＋)不断增大，溶液的pH逐渐减小，C、D错误。]
13.(1)负 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(2)2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4
(3)能，因为硫酸铜溶液已转变为硫酸溶液，反应变为电解水的反应 (4)向丙烧杯中加入一定量水
解析 (1)乙中c电极质量增加，则c处发生的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，即c电极为阴极，由此可推出b为阳极，a为阴极，M为负极，N为正极。而Cu2＋只能和SO结合，可以确定B为硫酸铜；由常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图，可以确定A为KOH或NaOH，C为Na2SO4或K2SO4。甲中为KOH或NaOH溶液，相当于电解H2O，阳极b处为OH－放电，即4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。(2)乙烧杯中是电解CuSO4溶液，反应的化学方程式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。(3)乙中铜全部析出后，电解质变为H2SO4，所以电解反应仍能继续进行。
A级 合格过关练
选择题只有1个选项符合题意(1～8题，每题7分，共56分)
1.关于电解池的叙述中，不正确的是( )
电解池的阳极发生氧化反应
电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极
与电源正极相连的是电解池的阴极
参与电解的阳离子往阴极移动
2.下列关于电解的说法正确的是( )
①电解是把电能转变成化学能
②电解是把化学能转变成电能
③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化
④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现
⑤任何水溶液电解时，必将导致氧化还原反应
②③④ ①②③④
①②④ ①③④⑤
3.如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是( )
a为负极，b为正极
a为阳极，b为阴极
电解过程中，d电极质量增加
电解过程中，氯离子浓度不变
4.用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的一组是( )
组号 X Y Z W
C Fe NaCl H2O
Pt Cu CuSO4 CuSO4溶液
C C H2SO4 H2O
Ag Fe AgNO3 AgNO3晶体
5.用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一项是( )
选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论
负极 CuCl2溶液 b管中有气体逸出
负极 NaOH溶液 溶液pH降低
正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色
正极 AgNO3溶液 b管中电极反应式是4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
6.用惰性电极电解稀硫酸、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段时间阴极和阳极上析出的物质分别是( )
H2和Cl2 Cu和Cl2
H2和O2 Cu和O2
7.如下图所示的两个电解槽中，A、B、C、D均为石墨电极。如果电解过程中共有0.02 mol电子通过，下列叙述正确的是( )
甲电解槽中A极最多可析出0.64 g铜
甲电解槽中B极的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
乙电解槽中滴入酚酞溶液，D极附近溶液变红
乙电解槽中C极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
8.某同学按如图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是( )
电解过程中，铜电极上有H2产生
电解初期，总反应方程式为Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑
电解过程中，石墨电极上一直有H2产生
整个电解过程中，H＋的浓度不断增大
9.(10分)按下图所示的装置进行电解，在通电一段时间后，铁电极的质量增加。
(1)(4分)写出甲烧杯中两极发生的电极反应式
阴极：______________；阳极：____________________________________________。
(2)(3分)写出甲烧杯中发生反应的化学方程式：
____________________________________________________________________。
(3)(3分)从左到右C—C—Fe—Ag 4个电极上析出或溶解物质的物质的量之比是____________________________________________________________________。
10.(10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)(4分)E为电源的________极，铜为________极。
(2)(2分)A中溶液酸性________。
(3)(2分)在B中观察到的现象是________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)(2分)D端的电极反应式为____________________________________________。
B级 素养培优练
(11～12题，每题7分，共14分)
11.为使反应Cu＋2H2O===Cu(OH)2＋H2↑能够发生，下列设计方案正确的是( )
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
用铜片作电极，外接直流电源电解硫酸铜溶液
用铜片作阳极，铁片作阴极，电解硫酸钠溶液
用铜片作阴、阳电极，电解稀硫酸
12.如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法中正确的是( )
X是正极，Y是负极
X是负极，Y是正极
CuSO4溶液的pH逐渐增大
CuSO4溶液的pH不变
13.(10分)A、B、C为三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：
阳离子 Na＋、K＋、Cu2＋
阴离子 SO、OH－
图1所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为石墨。
接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示。据此回答下列问题：
(1)(4分)M为电源的________(填“正”或“负”)极，电极b上发生的电极反应为____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)(2分)写出乙烧杯中反应的化学方程式：____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)(2分)如果电解过程中B溶液中的金属离子全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？______________________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)(2分)若经过这一段时间后，要使丙恢复到原来的状态，需要进行的操作是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
电解池的工作原理
1.C [与电源正极相连的是电解池的阳极。]
2.D [电解是将电流通过溶液或熔融态物质，在阴极和阳极上发生氧化还原反应的过程，将电能转化成化学能，①正确，②错误；电解质溶液导电时，溶液中的阴、阳离子分别向阳极和阴极移动，在两个电极上得失电子，发生氧化还原反应，金属的导电只是自由电子的定向移动，不存在电子得失，没有新物质产生，是一种物理过程，③正确；电解质溶液的导电过程就是电解过程，此时电源提供电能，把不能自发进行的氧化还原反应转变成现实，④正确；电解质溶液的导电过程就是电解过程，发生了电子的转移，一定发生了氧化还原反应，⑤正确。]
3.C [电流从电源的正极流出，故a为正极，b为负极；c为阳极， d为阴极。电解时，因Cu2＋移向阴极d，在阴极放电析出Cu，故d电极质量增加；Cl－移向阳极c，在阳极放电逸出Cl2，导致溶液中Cl－浓度降低。]
4.C [复原溶液，A应通HCl，B应加CuO或CuCO3，C应加H2O，D不需加任何物质。]
5.A [A.X为负极，则U形管右侧为阳极，电解氯化铜溶液时，阳极氯离子被氧化生成氯气，所以b管有气体逸出，A正确；B.电解NaOH溶液的实质是电解水，所以NaOH的浓度会增大，pH增大，B错误；C.电源X极为正极，a管中石墨电极为阳极，b管中石墨电极为阴极，电解硫酸钠溶液的实质是电解水，H＋在阴极区放电，OH－在阳极区放电，故在阴极区有大量的OH－，滴入酚酞后，b管中呈红色，在阳极区有大量的H＋，a管中呈无色，C错误；D.电源X极为正极，则b管为阴极，电解硝酸银溶液时，阴极反应为Ag＋＋e－===Ag，D错误。]
6.B [由题意知，溶液中存在H＋、Cu2＋、Na＋、SO、NO、Cl－、OH－，根据离子的放电顺序，阳离子为Cu2＋>H＋>Na＋，阴离子为Cl－>OH－>SO、NO，则最初一段时间，阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑。]
7.C [A极接直流电源的正极，为甲电解槽的阳极，不能析出Cu，A项错误；B极为甲电解槽的阴极，不能发生氧化反应，B项错误；D极接直流电源的负极，为乙电解槽的阴极，发生还原反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，产物有OH－，滴加酚酞溶液，D极附近溶液变红，C项正确；C极为乙电解槽的阳极，发生氧化反应，生成Cl2，D项错误。]
8.B [活性电极铜作阳极，阳极发生的反应为Cu－2e－===Cu2＋，初期阴极溶液中H＋放电：2H＋＋2e－===H2↑，总反应为Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑，所以A、D两项不正确，B项正确。随着反应进行，溶液中Cu2＋数目增多，此时阴极上溶液中的Cu2＋得电子：Cu2＋＋2e－===Cu，所以C项不正确。]
9.(1)2Cu2＋＋4e－===2Cu 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
(2)2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑
(3)2∶1∶4∶4
解析 铁电极的质量增加，说明铁电极是阴极。则银电极是阳极，左碳电极是阴极，右碳电极是阳极。有关电极反应式为：
甲 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu
阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
乙 阳极：Ag－e－===Ag＋
阴极：Ag＋＋e－===Ag
10.(1)负 阳 (2)增强 (3)铜片溶解，石墨极上有气体生成，溶液中有蓝色沉淀生成 (4)2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
解析 本题是三个电解装置串联，首先判断电源的正、负极，C端变为蓝色说明I－产生I2，发生氧化反应是阳极，据此推出，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，Cu溶解发生反应为Cu－2e－===Cu2＋，石墨为阴极，发生反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，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2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。
11.C [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。]
12.A [根据题意，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色，说明b极上有H2产生，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，即b为阴极，则Y为负极，X为正极，A正确、B错误；X为正极，则Pt作阳极，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，c(H＋)不断增大，溶液的pH逐渐减小，C、D错误。]
13.(1)负 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(2)2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4
(3)能，因为硫酸铜溶液已转变为硫酸溶液，反应变为电解水的反应 (4)向丙烧杯中加入一定量水
解析 (1)乙中c电极质量增加，则c处发生的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，即c电极为阴极，由此可推出b为阳极，a为阴极，M为负极，N为正极。而Cu2＋只能和SO结合，可以确定B为硫酸铜；由常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图，可以确定A为KOH或NaOH，C为Na2SO4或K2SO4。甲中为KOH或NaOH溶液，相当于电解H2O，阳极b处为OH－放电，即4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。(2)乙烧杯中是电解CuSO4溶液，反应的化学方程式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。(3)乙中铜全部析出后，电解质变为H2SO4，所以电解反应仍能继续进行。