全程復(fù)習(xí)方略浙江專用版高考化學(xué) 課時提能演練十八 63電解池的工作原理及應(yīng)用

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1、浙江2019版化學(xué)復(fù)習(xí)方略 課時提能演練(十八) 6.3電解池的工作原理及應(yīng)用（蘇教版） （45分鐘 100分） 一、選擇題(本題包括10小題，每小題6分，共60分) 1.如圖是電解飽和NaCl溶液的實(shí)驗(yàn)裝置，其中c、d為石墨電極。則下列有關(guān)判斷中正確的是(　　) A.a為正極、b為負(fù)極 B.c為陰極、a為陽極 C.電解過程中，d電極質(zhì)量增加 D.電解過程中，氯離子濃度不變 2.(2019·滄州模擬)某同學(xué)為了使反應(yīng)2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑能進(jìn)行，設(shè)計(jì)了如圖所示的四個實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為可行的方案是(　　) 3.(2019·嘉興模擬)用如圖Ⅰ所示裝置通電10分鐘

2、后，去掉直流電源，連接成圖Ⅱ所示裝置，可觀察到U形管左端鐵電極表面析出白色膠狀物質(zhì)，U形管右端液面上升，下列說法正確的是(　　) A.同溫、同壓下，裝置Ⅰ中石墨電極上方得到的氣體比鐵電極上方得到的氣體多 B.用裝置Ⅱ進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時鐵電極的電極反應(yīng)為Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2 C.用裝置Ⅱ進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時石墨電極的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑ D.裝置Ⅰ通電10分鐘后鐵電極周圍溶液pH降低 4.用惰性電極電解一定量的CuSO4溶液，下列說法中，正確的是(　　) A.陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為：Cu2＋＋2e－===Cu B.陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為：4OH－－4e－===2H2

3、O＋O2↑ C.若有6.4 g金屬Cu析出，放出的O2一定為0.05 mol D.電解完成后，加入一定量的Cu(OH)2，溶液可能恢復(fù)到原來的濃度 5.(2019·新課標(biāo)全國卷)鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應(yīng)為： Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2 下列有關(guān)該電池的說法不正確的是(　　) A.電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3，負(fù)極為Fe B.電池放電時，負(fù)極反應(yīng)為Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2 C.電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低 D.電池充電時，陽極反應(yīng)為2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3

4、H2O 6.(2019·上海高考)用電解法提取氯化銅廢液中的銅，方案正確的是(　　) A.用銅片連接電源的正極，另一電極用鉑片 B.用碳棒連接電源的正極，另一電極用銅片 C.用氫氧化鈉溶液吸收陰極產(chǎn)物 D.用帶火星的木條檢驗(yàn)陽極產(chǎn)物 7.(2019·山東高考)以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說法正確的是(　　) A.未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過程是該原電池的充電過程 B.因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關(guān)系 C.電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應(yīng)速率 D.鍍鋅層破損后對鐵制品失去保護(hù)作用 8.(易錯題)如圖

5、所示，將鐵棒和石墨棒插入1 L 1 mol·L－1食鹽水中。下列說法正確的是(　　) A.若電鍵K與N連接，鐵被保護(hù)不會腐蝕 B.若電鍵K與N連接，正極反應(yīng)式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ C.若電鍵K與M連接，將石墨棒換成銅棒，可實(shí)現(xiàn)鐵棒上鍍銅 D.若電鍵K與M連接，當(dāng)兩極共產(chǎn)生28 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時，生成了1 mol NaOH 9.(2019·浙江高考樣題)已知電極上每通過96 500 C的電量就會有1 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。精確測量金屬離子在惰性電極上以鍍層形式沉積的金屬質(zhì)量，可以確定電解過程中通過電解池的電量。實(shí)際測量中，常用銀電量計(jì)，如圖所示。下列說法不正確

6、的是(　　) A.電量計(jì)中的銀棒應(yīng)與電源的正極相連，鉑坩堝上發(fā)生的電極反應(yīng)是：Ag＋＋e－===Ag B.稱量電解前后鉑坩堝的質(zhì)量變化，得金屬銀的沉積量為108.0 mg，則電解過程中通過電解池的電量為96.5 C C.實(shí)驗(yàn)中，為了避免銀溶解過程中可能產(chǎn)生的金屬顆粒掉進(jìn)鉑坩堝而導(dǎo)致測量誤差，常在銀電極附近增加一個收集網(wǎng)袋。若沒有收集網(wǎng)袋，測量結(jié)果會偏高 D.若要測定電解飽和食鹽水時通過的電量，可將該銀電量計(jì)中的銀棒與待測電解池的陽極相連，鉑坩堝與電源的負(fù)極相連 10.(2019·重慶模擬)用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲。電解過程中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖乙，橫坐標(biāo)表示電解過程

7、中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，縱坐標(biāo)表示電解過程中產(chǎn)生氣體的總體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。則下列說法不正確的是 A.電解過程中，a電極表面先有紅色物質(zhì)析出，后有氣泡產(chǎn)生 B.b電極上發(fā)生的反應(yīng)式為：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ C.曲線0～P段表示O2的體積變化 D.從開始到Q點(diǎn)時收集到的混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為12 g·mol－1 二、非選擇題(本題包括3小題，共40分) 11.(12分)(2019·衢州模擬)用如圖裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)(a、b、c、d均為鉑電極)，供選擇的有4組電解液，要滿足下列要求： 組 A槽B槽 A槽 B槽 1 NaOH CuSO4 2 AgNO3 C

8、uCl2 3 Na2SO4 AgNO3 4 NaCl AgNO3 ①工作一段時間后，A槽pH上升，B槽的pH下降；②b、c兩極上反應(yīng)的離子的物質(zhì)的量相等。 (1)應(yīng)選擇的電解質(zhì)是上述四組中的第__組。 (2)該組電解過程中各電極上的電極反應(yīng)為： a極：________________________________________b極：________________________________________c極：________________________________________d極：___________________________________

9、_____(3)當(dāng)b極上析出7.1 g電解產(chǎn)物時，a極上析出產(chǎn)物的質(zhì)量為g；若B槽電解質(zhì)溶液為500 mL，且忽略電解前后電解液的體積變化，則此時B槽中的 c(H＋)比電解前增加了 mol·L－1。 12.(15分)(探究題)請分析下列有關(guān)鋁鹽溶液電解時的變化情況。 (1)用石墨作電極，用如圖裝置電解AlCl3溶液，兩極均產(chǎn)生氣泡，陰極區(qū)有沉淀生成。持續(xù)電解，在陰極附近的溶液中還可觀察到的現(xiàn)象是，解釋此現(xiàn)象的離子方程式是________________________，U形管中觀察到的現(xiàn)象有_____________________________________________。 (

10、2)若用石墨作電極電解NaCl和Al2(SO4)3的混合溶液，混合溶液中二者的物質(zhì)的量濃度分別為3 mol·L－1、0.5 mol·L－1，則下列表示電解過程的曲線正確的是。 13.(13分)(預(yù)測題)已知鉛蓄電池的工作原理為Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，現(xiàn)用如圖裝置進(jìn)行電解(電解液足量)，測得當(dāng)鉛蓄電池中轉(zhuǎn)移0.4 mol 電子時鐵電極的質(zhì)量減少11.2 g。請回答下列問題。 (1)A是鉛蓄電池的極，鉛蓄電池正極反應(yīng)式為，放電過程中電解液的密度(填“減小”、“增大”或“不變”)。 (2)Ag電極的電極反應(yīng)式是_，該電極的電極產(chǎn)物共g。 (3)Cu電極的電極反應(yīng)式

11、是_，CuSO4溶液的濃度(填“減小”、“增大”或“不變”)。 (4)如圖表示電解進(jìn)行過程中某個量(縱坐標(biāo)x)隨時間的變化曲線，則x表示。 a.各U形管中產(chǎn)生的氣體的體積 b.各U形管中陽極質(zhì)量的減少量 c.各U形管中陰極質(zhì)量的增加量 答案解析 1.【解析】選A。由電子流向可知，a為正極，b為負(fù)極，c為陽極，d為陰極，故而有：c極：2Cl－－2e－===Cl2↑；d極：2H＋＋2e－===H2↑，因此，B、C、D項(xiàng)均錯。 2.【解析】選C。該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，要使其發(fā)生，可設(shè)計(jì)成電解池，且Ag作陽極，用鹽酸作電解質(zhì)溶液。 3.【解析】選B。裝置Ⅰ是電解10%NaCl溶液的裝置，

12、石墨連接到電源的正極，溶液中的Cl－在該極失去電子產(chǎn)生Cl2：2Cl－－2e－===Cl2↑，鐵電極上產(chǎn)生H2：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，由于有OH－生成，故溶液的pH升高，因Cl2能溶解在水中，且與H2O發(fā)生反應(yīng)，而H2不溶于水，故石墨電極上方得到的氣體比鐵電極上方得到的氣體少，裝置Ⅱ是原電池，F(xiàn)e為負(fù)極失去電子產(chǎn)生Fe2＋，F(xiàn)e2＋再與溶液中的OH－反應(yīng)生成Fe(OH)2：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2，正極為Cl2得到電子，故石墨電極的電極反應(yīng)為：Cl2＋2e－===2Cl－(或HClO＋H＋＋2e－===Cl－＋H2O)，綜合上述，只有選項(xiàng)B正確。 4.【解

13、析】選C。用惰性電極電解CuSO4溶液時，OH－在陽極上放電，電極反應(yīng)為：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；Cu2＋在陰極上放電，電極反應(yīng)為：Cu2＋＋2e－===Cu；當(dāng)有6.4 g Cu析出時，電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，則產(chǎn)生O2為0.05 mol；電解完成后，溶液要恢復(fù)到原來的濃度，根據(jù)“缺什么加什么”的原則，需加入一定量的CuO，故選C項(xiàng)。 5.【解析】選C。A項(xiàng)，可充電電池中活潑金屬失去電子，為負(fù)極，得到電子的Ni2O3為正極，因?yàn)榉烹姇r電極產(chǎn)物為氫氧化物，可以判斷電解液為堿性溶液，A正確；B項(xiàng)，放電時，負(fù)極鐵失去2個電子，生成Fe2＋，因?yàn)殡娊庖簽閴A性溶液，所以電極反應(yīng)

14、為：Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2，B正確；C項(xiàng)，充電時，陰極發(fā)生還原反應(yīng)：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，所以電極附近pH增大，C錯誤；D項(xiàng)，電池充電時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，由Ni(OH)2轉(zhuǎn)化為Ni2O3，電極反應(yīng)為：2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O，D正確。 【方法技巧】二次電池充、放電時電極和電極反應(yīng)的判斷 (1)對于可充電電池，放電時為原電池，符合原電池工作原理，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)；外電路中電子由負(fù)極流向正極，內(nèi)電路中陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動。 (2)可充電電池充電時為電解池，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生

15、還原反應(yīng)；充電時電池的“＋”極與外接直流電源的正極相連、電池的“－”極與外接直流電源的負(fù)極相連。 6.【解題指南】解答本題要注意以下兩點(diǎn)： (1)陽極材料不能用活性電極。 (2)陽極產(chǎn)物是Cl2，陰極產(chǎn)物是Cu。 【解析】選B。用電解法提取氯化銅廢液中的銅，陽極材料一定不是銅，否則將會發(fā)生如下反應(yīng)：Cu－2e－===Cu2＋，使廢液中又產(chǎn)生Cu2＋，即陽極材料應(yīng)該選擇惰性電極，陰極選常見的電極都可以，A選項(xiàng)錯誤，B項(xiàng)正確；陰極反應(yīng)是： Cu2＋＋2e－===Cu，不能用NaOH溶液吸收，C選項(xiàng)錯誤； 陽極反應(yīng)是：2Cl－－ 2e－===Cl2↑，產(chǎn)生的Cl2可以用氫氧化鈉溶液吸收，

16、不能用帶火星的木條檢驗(yàn)，D項(xiàng)錯誤。 7.【解題指南】解答本題時要注意以下兩點(diǎn)： (1)電池的充、放電過程必須是可逆過程； (2)電解時電路中通過的電量與反應(yīng)物有定量關(guān)系，與能量的轉(zhuǎn)化形式無關(guān)。 【解析】選C。A項(xiàng)，未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，原電池反應(yīng)為吸氧腐蝕反應(yīng)，而電鍍時所發(fā)生的反應(yīng)為Zn2＋＋2e－===Zn，它們是不同的兩個反應(yīng)，故電鍍過程不是該原電池的充電過程，A錯誤；B項(xiàng)，電解過程中確實(shí)存在電能轉(zhuǎn)化成熱能的情況，但電鍍時通過的電量與析出的鋅的量存在確定的關(guān)系，與能量的轉(zhuǎn)化形式無關(guān)，B錯誤；C項(xiàng)，電解速率與電流強(qiáng)度有關(guān)，與溫度無關(guān)，C正確；D項(xiàng)，鍍鋅層破損后，能形成鋅鐵

17、原電池，鐵為正極，鋅為負(fù)極，同樣起到保護(hù)鐵的作用，D錯誤。 8.【解析】選D。A項(xiàng)，若電鍵K與N連接，則形成原電池，鐵作負(fù)極，被腐蝕，不正確；B項(xiàng)，若電鍵K與N連接，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式是2H2O＋O2＋4e－===4OH－，不正確；C項(xiàng)，若電鍵K與M連接，將石墨棒換成銅棒，則形成電解池，若要在鐵棒上鍍銅，電解質(zhì)溶液不能用食鹽水，而應(yīng)用硫酸銅溶液，故不正確；D項(xiàng)，若電鍵K與M連接，則為電解食鹽水，根據(jù)反應(yīng)方程式： 2NaCl＋2H2O2NaOH＋ 2 2 　　44.8 1 mol x 　 　V 解得x＝1 mol，V＝22.4 L，即1 mol氯化鈉全部被電解完，產(chǎn)生

18、1 mol氫氧化鈉和22.4 L的H2、Cl2的混合氣體，而現(xiàn)在產(chǎn)生氣體為28 L，表明電解完氯化鈉后繼續(xù)電解水，但生成氫氧化鈉的量不變，即生成了1 mol NaOH，D項(xiàng)正確。 【誤區(qū)警示】該題D項(xiàng)中NaCl完全電解后生成22.4 L氣體和1 mol NaOH，再繼續(xù)電解水時，氣體增加但NaOH不變，若依據(jù)28 L氣體進(jìn)行計(jì)算則得不出正確結(jié)果，而認(rèn)為D項(xiàng)錯。 9.【解析】選D 。該裝置實(shí)質(zhì)為電鍍裝置，銀棒為陽極，鉑坩堝為陰極，A項(xiàng)，電量計(jì)中的銀棒應(yīng)與電源的正極相連，鉑坩堝上發(fā)生的電極反應(yīng)是：Ag＋＋e－===Ag；B項(xiàng)，稱量電解前后鉑坩堝的質(zhì)量變化，得金屬銀的沉積量為108.0 mg，即

19、1.0×10－3 mol，則電解過程中通過電解池的電量為96.5 C ；C項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)中，為了避免銀溶解過程中可能產(chǎn)生的金屬顆粒掉進(jìn)鉑坩堝而導(dǎo)致測量誤差，常在銀電極附近增加一個收集網(wǎng)袋。若沒有收集網(wǎng)袋，金屬銀的沉積量會偏高，測量結(jié)果會偏高；D項(xiàng)，根據(jù)串聯(lián)電路的原理，若要測定電解飽和食鹽水時通過的電量，應(yīng)將該銀電量計(jì)中的銀棒與待測電解池的陰極相連，鉑坩堝與電源的負(fù)極相連。 10.【解析】選D。由電流方向可知，b電極為陽極，電解過程中，a電極表面先有紅色物質(zhì)析出，后有氣泡產(chǎn)生；b電極上發(fā)生的方程式為：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；曲線0～P段是陰極產(chǎn)生銅，陽極產(chǎn)生O2，曲線P～Q段是陰極產(chǎn)

20、生H2，陽極產(chǎn)生O2，故A、B、C正確。從開始到Q點(diǎn)收集到的混合氣體中O2為0.1 mol，H2為0.1 mol，故混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為17 g·mol－1。 11.【解析】(1)先分析A、B兩槽電解時溶液的pH變化： 組 A槽 B槽 1 增大 減小 2 減小 不顯著 3 不變 減小 4 增大 減小 由此可知，符合條件①的有1、4組。 再分析a、b、c、d四極上的放電離子，特別注意b、c兩極的反應(yīng)： 組 b極(陽) c極(陰) 1 4OH－～O2 2Cu2＋～2Cu 4 2Cl－～Cl2 2Ag＋～2Ag 故符合要求②的只有第4組。

21、 (2)第4組溶液電解時的電解反應(yīng)： a：4H＋＋4e－===2H2↑ b：4Cl－－4e－===2Cl2↑ c：4Ag＋＋4e－===4Ag d：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ (3)a、b、c、d四電極上得到的產(chǎn)物物質(zhì)的量間的關(guān)系，可由電子守恒快速列出： 2H2～2Cl2～4Ag～O2～4e－ B槽中有1 mol OH－放電，即有1 mol H＋生成，或從溶液電荷守恒考慮，因 NO3－不消耗，有1 mol Ag＋反應(yīng)必有1 mol H＋生成。 設(shè)a極上析出x g H2，B槽c(H＋)增加了y mol·L－1 Cl2　　～　　H2　　～　　2OH－～2Ag＋～2H

22、＋ 71 g2 g2 mol 7.1 gx g 0.5y x＝0.2 gy＝0.4 mol·L－1 答案：(1)4 (2)4H＋＋4e－===2H2↑ 4Cl－－4e－===2Cl2↑ 4Ag＋＋4e－===4Ag 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ (3)0.2　0.4 12.【解析】(1)用惰性電極電解AlCl3溶液，起始時總反應(yīng)方程式可表示為2AlCl3＋6H2O2Al(OH)3↓＋3Cl2↑＋3H2↑，陰極區(qū)產(chǎn)物為Al(OH)3和H2，故陰極區(qū)有白色沉淀Al(OH)3生成，隨著電解的進(jìn)行，AlCl3消耗完，這時相當(dāng)于電解水，陰極上H＋放電，導(dǎo)致陰極區(qū)堿性增強(qiáng)，

23、之前生成的Al(OH)3又慢慢溶解，離子方程式可表示為Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，生成的陰離子AlO在電場力的作用下向陽極移動，此時Cl－在陽極放電完畢，OH－繼續(xù)在陽極放電，生成的H＋在電場力作用下向陰極移動，因此在U形管的底部將發(fā)生反應(yīng)AlO＋H＋＋H2O=== Al(OH)3↓，由此可知陰極區(qū)生成的沉淀慢慢向陽極區(qū)轉(zhuǎn)移，但沉淀的總量不發(fā)生變化。 (2)本題是對混合溶液的電解，可對4種離子進(jìn)行重新組合，由題知，電解NaCl和Al2(SO4)3的混合溶液相當(dāng)于電解1 mol·L－1 AlCl3溶液，電解過程中總反應(yīng)式可表示為2AlCl3＋6H2O2Al(OH)3↓＋3H

24、2↑＋3Cl2↑，由此可知選項(xiàng)A、D正確。 答案：(1)白色沉淀逐漸溶解至消失 Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O 陰極區(qū)產(chǎn)生的白色沉淀向陽極區(qū)轉(zhuǎn)移，但沉淀的總量不變 (2)A、D 13.【解析】根據(jù)在電解過程中鐵電極質(zhì)量的減少可判斷A是電源的負(fù)極，B是電源的正極，電解時Ag極作陰極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，F(xiàn)e作陽極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，左側(cè)U形管中總反應(yīng)式為Fe＋2H＋===Fe2＋＋ H2↑。右側(cè)U形管相當(dāng)于電鍍裝置，Zn電極作陰極，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu，銅電極作陽極，電極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋，電鍍過程中CuSO4溶液的濃度保持不變，根據(jù)上述分析可得答案。 答案：(1)負(fù)　PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O　減小　 (2)2H＋＋2e－===H2↑　0.4 (3)Cu－2e－===Cu2＋　不變　(4)b 內(nèi)容總結(jié) （1）浙江2019版化學(xué)復(fù)習(xí)方略 課時提能演練(十八) 6.3電解池的工作原理及應(yīng)用（蘇教版） （45分鐘 100分） 一、選擇題(本題包括10小題，每小題6分，共60分) 1.如圖是電解飽和NaCl溶液的實(shí)驗(yàn)裝置，其中c、d為石墨電極 （2）(3)Cu電極的電極反應(yīng)式是_，CuSO4溶液的濃度(填“減小”、“增大”或“不變”)