4.2 电解池—高二化学人教版（2019）选修一课时优化训练
1.下列图中装置或过程能实现电能转化为化学能的是( )
A燃料电池 B电解熔融NaCl C火力发电 D一次性保暖贴
A.A B.B C.C D.D
2.如下图所示装置中，属于电解池的是( )
A. B.
C. D.
3.下列关于电解精炼铜的说法不正确的是( )
A.粗铜作阳极、纯铜作阴极 B.电解质溶液中一定含有
C.阳极反应只有 D.阴极反应只有
4.如图为直流电源电解稀溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是( )
A.a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
B.a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
C.逸出气体的体积，a电极的小于b电极的
D.一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
5.天然气报警器的核心是气体传感控制器，当空间内甲烷达到一定浓度时，传感控制器随之产生电信号并联动报警，工作原理如图所示，其中可以在固体电解质中移动。当报警器触发工作时，下列说法正确的是( )
A.多孔电极的电极反应式为
B.电子通过多孔电极b经过传感控制器流向多孔电极a
C.标准状况下甲烷参加反应时，可消耗
D.该报警器报警时发生反应的化学方程式为
6.图a、b、c分别为氯化钠在不同状态下的导电实验的微观示意图（X、Y均表示石墨电极且与直流电源连接方式相同，表示水分子），下列说法正确的是( )
A.过程需通电才能发生
B.X电极与电源负极相连
C.图b、c中Y电极上会生成不同产物
D.图a、b、c中X极均发生反应：
7.现用铂电极电解1 L浓度均为0.1 的HCl、的混合溶液，装置如图所示，下列说法正确的是( )
A.电解开始时阴极有放出
B.电解开始时阳极上发生：
C.当电路中通过的电子的物质的量超过0.1 mol时，此时阴极放电的离子发生变化
D.整个电解过程中，不参与电极反应
8.氯碱工业中用隔膜式电解槽电解饱和食盐水。下列说法错误的是( )
A.利用阴离子交换膜将两极溶液分开
B.阴极可以得到浓度较高的烧碱溶液
C.电解槽的阳极用金属铁网制成，阴极用钢网制成
D.原料精制的食盐水需要加到电解槽阳极室
9.工业上可用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染，模拟工艺如图所示。下列说法不正确的是( )
A.A、B分别为直流电源的正极和负极
B.当电解过程转移时，左侧区域质量减小
C.电解过程中，左侧区域依次发生的反应为、
D.研究表明，当右侧区域较小时，会有气体逸出，该现象说明的氧化性强弱与有关
10.取一张用饱和溶液浸湿的试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。下列说法正确的是( )
A.电极是阳极
B.a电极与电源的正极相连接
C.电解过程中，水是还原剂
D.电极附近溶液的变小
11.用阳极X和阴极Y电解足量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。下列符合题意的一组是( )
选项 阳极X 阴极Y Z W
A C Fe KC1 KOH
B Pt Cu
C C C
D Ag Fe
A.A B.B C.C D.D
12.如图是利用水银为阴极电解食盐水制备苛性钠的原理示意图。已知在水银电极上，比容易放电。下列说法不正确的是( )
A.丙电极是负极，石墨棒上发生氧化反应
B.气体甲是，气体乙是
C.电子迁移路径：石墨棒丙电极，丁电极水银
D.该方法获取的苛性钠纯度高，但存在汞蒸气污染
13.以为原料，电化学法制备的实验装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A.在阴极室，发生的电极反应为
B.在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区浓度增大，使平衡向右移动
C.测定阳极液中和的含量，若与的物质的量之比为，则此时的转化率为
D.该制备过程总反应的化学方程式为
14.按要求填空。
(1)绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理如图所示。的移动方向为由______（填“A”或“B”，下同）电极到电极。写出A电极的电极反应式：___________________________________。
(2)和是主要大气污染物，利用如图装置可同时吸收和。
①是直流电源的_______极。
②已知电解池的阴极室中溶液的在之间，阴极的电极反应式为________________________________________。
③用离子方程式表示吸收的原理：_________________________________。
(3)工业上，在强碱性条件下用电解法除去废水中的，装置如图所示。依次发生的反应有：
i.；
ii.；
iii.。
①a为电源______(填“正”或“负”)极。
②除去，外电路中至少需要转移______。
15.Ⅰ.电解食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法，电解示意图如图所示，图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过。请回答以下问题。
(1)图中A极要连接电源的______（填“正”或“负”)极。
(2)精制饱和食盐水从图中______(填“a”“b”“c”“d”“e”或“f”)位置补充。
(3)电解总反应的离子方程式是_____________________________。
Ⅱ.某同学设计用碱性甲烷—空气燃料电池，研究电解饱和溶液和粗铜的精炼原理。
(1)甲装置中电极的电极反应式为______________________，b电极的电极反应式为______________________________。
（2）乙装置中气体A是___________(填化学式，下同)，B出口可获得____________溶液。
(3)丙装置的连接是_______（填“正确”或“错误”)的，如果错误，请指出错误之处：__________________________(如果正确，此空不填)。
答案以及解析
1.答案：B
解析：燃料电池为原电池装置，能实现化学能转化为电能，A项不符合题意；电解熔融NaCl是在通电条件下实现电能转化成化学能，B项符合题意；火力发电是将燃料燃烧过程中的化学能转化成机械能，再将机械能转化为电能，C项不符合题意；一次性保暖贴是将化学能转化为热能的装置，D项不符合题意。
2.答案：C
解析：判断某装置是否为电解池，要以构成电解池的三个基本条件为标准：①有与直流电源相连的两个电极；②有电解质溶液或熔融态电解质；③能形成闭合回路。
3.答案：C
解析：电解精炼铜时，粗铜为电解池的阳极，纯铜为电解池的阴极，A正确；电解质溶液中含铜离子，铜离子在阴极上得到电子析出铜，B正确；粗铜为电解池的阳极，阳极上比金属铜活泼的金属锌、铁、镍等会先于金属铜失电子，主要发生，C错误；纯铜为电解池的阴极，电极反应为，D正确。
4.答案：B
解析：a电极为阴极，电离出的放电，促进的电离平衡向右移动，增大，石蕊溶液变蓝色，b电极为阳极，电离出的放电，增大，石蕊溶液变红色，A错误、B正确；a电极产生，b电极产生，的体积约是体积的2倍，故C、D错误。
5.答案：D
解析：由图可知，通入空气的多孔电极为正极，正极的电极反应式为，通入的多孔电极为负极，由可以在固体电解质中移动知，负极的电极反应式为，A错误；电池工作时，电子由负极经外电路流向正极，故电子由多孔电极经传感控制器流向多孔电极，B错误；由知，当标准状况下在多孔电极上完全反应时，电路中通过的电，可消耗，C错误；将两电极反应式叠加可得总反应方程式，D正确。
6.答案：C
解析：氯化钠转化为钠离子和氯离子的过程为电离，不需要通电也能发生，A项错误；氯离子半径大于钠离子，则图中代表的是，b图中阴离子向X极移动，失电子生成氯气，则X为阳极，接电源正极，B项错误；Y是阴极，图b中是得电子生成Na单质，图c中是水电离的得电子生成，产物不同，C项正确；NaCl在晶体状态没有自由移动的电子，不导电，即图a不导电，D项错误。
7.答案：D
解析：依据放电顺序阴极先放电的是，故阴极开始析出的是Cu，A错误；阳极先放电的是，故阳极开始产生的是，B错误；开始时阴极反应为，，当电路中通过电子的物质的量达到0.2 mol时，放电完毕，阴极放电离子变为，C错误；阴离子先放电，然后是放电，在水溶液中不参与电极反应，D正确。
8.答案：A
解析：左侧产生，说明左侧发生氧化反应，为电解池的阳极，右侧发生还原反应生成，所以右侧为阴极。根据图中箭头可知，离子交换膜允许离子向阴极移动，电解池中阳离子移向阴极，所以离子交换膜为阳离子交换膜，A错误；阴极水电离出的放电产生，同时产生，阳极的移向阴极，所以阴极可以得到浓度较高的烧碱溶液，B正确；根据分析可知，左侧金属钛网为阳极，右侧钢网为阴极，C正确；食盐水中的要在阳极放电，所以精制的食盐水需要加到电解槽阳极室，D正确。
9.答案：B
解析：根据图示阳离子移动方向可知，铁电极为阳极，则A、B分别为直流电源的正极和负极，A正确；阳极上失电子生成，电极反应式为，生成的与溶液中的亚硝酸盐发生氧化还原反应，离子方程式为，当电解过程转移时，根据左侧区域反应，溶解的为，则放出的物质的量=，，但会有部分移向右侧，故左侧区域减小的质量大于，B错误，C正确；当右侧区域较小时，会有气体逸出，即有放出，电极反应式为，该现象说明的氧化性强弱与有关，D正确。
10.答案：B
解析：电解一段时间后，a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色，说明a电极附近生成的是，和反应生成的具有漂白作用，使试纸变白，生成的盐酸具有酸性，使试纸外圈呈红色，说明a电极为阳极，b电极为阴极，阴极水中放电生成，浓度增大，试纸变蓝色。根据分析可知，b电极是阴极，a电极为阳极，A错误；a电极和电源正极连接，b电极与电源的负极相连接，B正确；电解过程中，水中的放电生成，所以水是氧化剂，C错误；根据现象分析，b电极为电解池的阴极，水中得到电子生成，阴极附近浓度增大，附近溶液的碱性增强，变大，D错误。
11.答案：C
解析：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，应首先判断电解产物，要满足溶液浓度不变，应该遵循“析出什么加入什么”的原则。以C作阳极、作阴极，电解溶液，电池反应式为，所以相当于析出，要使电解后溶液恢复原状，应该通入适量，A不符合题意；以为阳极、为阴极，电解溶液，电池反应式为，所以相当于析出，要使溶液恢复原状，需要加入或，加入会导致多加入了水，B不符合题意；以C作阴、阳极，电解稀硫酸，电池反应式为，相当于析出，要使电解后溶液恢复原状，加入适量即可，C符合题意；以作阳极、作阴极，电解溶液，相当于电镀，阳极失电子生成，阴极得电子生成，通电一段时间后仍为溶液，且浓度不变，不需要加固体恢复原状，D不符合题意。
12.答案：A
解析：电解溶液，水银为阴极，在水银电极上，比容易放电，故在水银电极上得电子发生还原反应，石墨棒为阳极，发生氧化反应，产生的气体甲为，丙电极是正极；水银电极上产生的溶于，然后液体流入水中，和水反应产生和(气体乙)，沉于水底，之后将其抽出，循环至水银电极上，该方法可获得纯度高的苛性钠，但最大的弊端是存在蒸气污染。在电解装置中，电子迁移的路径是阳极正极，负极阴极，电子不能通过电解质溶液。综上所述，A错误。
13.答案：C
解析：电解前，阳极溶液中溶质为，设其物质的量为，，电解过程中，透过阳离子交换膜进入左室，阳极液中含量降低，若此时阳极溶液中与的物质的量之比为， ，，由(转移)知，反应掉的，则此时的转化率，C错误。
14.答案：(1)A B
(2)①负
②
③
(3)①正 ②5
解析：(2)②阴极发生还原反应，被还原为，则a是直流电源的负极。
(3)②，可得，根据反应，除去，外电路中至少需要转移，则除去，转移。
15.答案：Ⅰ.(1)正
(2)a
(3)
Ⅱ.(1)
(2)
（3）错误 粗铜、精铜电极连接错误
解析：Ⅰ.(1)电解池中，阳离子向阴极(B极)移动，B极连接电源的负极，A极连接电源的正极。
(2)A是阳极，失电子生成，故精制饱和食盐水应从图中a位置补充。
Ⅱ.(1)根据题意分析可知，甲装置为原电池，乙装置和丙装置为电解池。甲池中，通入的a电极为负极，b电极为正极。
(2)乙装置为电解饱和食盐水的装置，左侧石墨电极为阳极，右侧石墨电极为阴极，阴极上得电子生成，同时生成溶液。
(3)丙装置为精炼铜装置，粗铜作阳极，精铜作阴极，用含有的溶液作电解质溶液，则丙装置中电极连接错误，左侧电极应该为粗铜，右侧电极应该为精铜。
