电解的原理练习

课后达标检测[基础巩固]1．用石墨做电极，分别电解下列各物质的溶液：①CuCl2②CuSO4③NaCl④NaNO3⑤HCl⑥H2SO4⑦KOH其中只有水被电解的有()A．①②⑤B．②④⑥⑦C．④⑥⑦D．③⑤⑥⑦解析：选C。只有水被电解，即在阴极上H＋放电(溶液中阳离子是较活泼的金属离子)，在阳极上OH－放电(溶液中含有含氧酸根离子或F－)，符合这一要求的是④⑥⑦。[来源:学优高考网gkstk]2．惰性电极电解下列物质的溶液，电解一段时间，阴极质量增加，电解液的pH下降的是()A．CuSO4B．NaClC．NaOHD．H2SO4解析：选A。根据电解规律和题干信息，电解的是不活泼金属的含氧酸盐溶液，故A正确。3．(2016·黄冈高二检测)下图为用惰性电极电解CuCl2溶液并验证其产物的实验装置，则下列说法不正确的是()A．电源a极为负极B．KI­淀粉溶液会变蓝C．若加入适量CuCl2可使电解后的溶液恢复原状态[来源:学优高考网]D．电极Ⅰ上发生的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋解析：选D。由题意可知电极Ⅱ为电解池的阳极，溶液中的氯离子放电，生成氯气，氯气通入KI­淀粉溶液中，溶液变蓝；与Ⅱ相连的是电源的正极b，则a为电源的负极；CuCl2溶液电解时消耗的是溶质CuCl2，所以加入适量CuCl2可使电解后的溶液恢复原状态；电极Ⅰ上发生的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，故D不正确。4．为使反应Cu＋2H2O===Cu(OH)2↓＋H2↑能够发生，下列设计方案正确的是()A．用铜片做负极，石墨电极做正极，氯化钠溶液为电解质溶液构成原电池B．用铜片做电极，外接直流电源电解硫酸铜溶液C．用铜片做阳极，铁片做阴极，外接直流电源电解硫酸钠溶液D．用铜片做电极，外接直流电源电解稀硫酸[来源:gkstk.Com]解析：选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做阳极，电解质溶液中为H2O放电，选项C符合要求。5．如图为直流电源电解Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊试液。下列实验现象中正确的是()A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色解析：选D。在b电极上：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，在a电极上：2H＋＋2e－===H2↑，所以产生的气体体积a电极的大于b电极的；两种气体均为无色无味的气体；由于a电极上H＋放电，所以a电极附近的c(OH－)c(H＋)，滴加石蕊试液，a电极附近呈蓝色，同理，b电极附近呈红色。6．下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是()A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2B．NaOH、CuSO4、H2SO4C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2解析：选C。电解氯化物溶液会生成氯气，不是氧气，A项错误；电解硫酸铜溶液会生成铜，B项错误；C项正确；电解溴化钠溶液会生成溴，D项错误。[来源:学优高考网gkstk]7．(2014·高考海南卷)以石墨为电极，电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是()A．阴极附近溶液呈红色B．阴极逸出气体C．阳极附近溶液呈蓝色D．溶液的pH变小解析：选D。以石墨为电极电解KI溶液类似于电解NaCl溶液，阳极反应式为2I－－2e－===I2，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故阴极逸出氢气，且显碱性而使阴极附近溶液呈红色，A、B项都正确；阳极生成I2，因含淀粉而使阳极附近溶液变蓝，C项正确；由于电解生成了OH－，故溶液的pH变大，D项错误。8．下图所示的电解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b＜d。符合上述实验结果的盐溶液是()选项XYAMgSO4CuSO4BAgNO3Pb(NO3)2CFeSO4Al2(SO4)3DCuSO4AgNO3解析：选D。由题意可知b、d两电极上无气体放出，故盐溶液中金属元素应该在金属活动顺序表中(H)以后，且增重b＜d，则只有D项符合。9.如图所示，甲是刚浸过NaCl溶液的石蕊试纸，A、B两铜片通过导线连接电源两极，在铜片间的滤纸上滴一滴KMnO4溶液，通电一段时间后，发现A、B间的紫红色圆点向A极移动了一段距离，则与A相连的是电源的________极，可发现滤纸的B极边沿附近有________色出现。解析：当通电一段时间后，A、B间的紫红色圆点向A极移动了，由于紫红色是MnO－4的颜色，即MnO－4向A极移动，因阴离子向阳极移动，所以A为电解池的阳极，则与A相连的是电源的正极。B为电解池的阴极，阴极区H＋放电生成H2，c(H＋)减小，c(OH－)增大，使石蕊试纸变蓝。答案：正蓝10．KIO3可用电解的方法制得，原理是以石墨为阳极，以不锈钢为阴极，在一定温度和碱性条件下电解KI溶液。总反应方程式为KI＋3H2O=====通电KIO3＋3H2↑，则阳极的电极反应式为______________________；阴极的电极反应式为_____________________，附近pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。如果把上述电解质溶液换成酸性溶液，则阳极的电极反应为________________________________________________。答案：I－＋6OH－－6e－===IO－3＋3H2O2H＋＋2e－===H2↑增大I－＋3H2O－6e－===IO－3＋6H＋[能力提升]11.如图所示为某学生设计的一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用硫酸钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写“嫦娥奔月”，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是()A．铅笔端做阴极，铂片端发生还原反应B．铅笔端有少量钠生成C．硫酸钠溶液不可以用硝酸钾溶液代替D．铂片端发生电极反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑解析：选D。根据图示知，铅笔端为阴极，铂片端为阳极，发生氧化反应。在硫酸钠溶液中存在电离反应式：Na2SO4===2Na＋＋SO2－4，H2OH＋＋OH－，在阳极(铂片端)，失电子能力：OH－SO2－4，电极反应式：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；阴极(铅笔端)，得电子能力：H＋Na＋，电极反应式：4H＋＋4e－===2H2↑，铅笔端OH－浓度增大，呈碱性，使含酚酞的滤纸变红色。此反应实质是电解水，硫酸钠溶液可以用硝酸钠、硝酸钾溶液代替。12．(2016·会宁高二期末)工业上为了处理含有Cr2O2－7的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量NaCl，以铁为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬元素的含量已低于排放标准。关于上述方法，下列说法错误的是()A．阳极反应：Fe－2e－===Fe2＋B．阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑C．在电解过程中工业废水由酸性变为碱性D．可以将铁电极改为石墨电极解析：选D。A.有氢氧化铁生成，这说明铁是阳极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，A正确；B.阴极得到电子，则溶液中的氢离子放电产生氢气，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，B正确；C.氢离子在阴极放电，同时Cr2O2－7氧化亚铁离子时还需要消耗氢离子，因此在电解过程中工业废水由酸性变为碱性，从而得到Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀，C正确；D.铁作阳极提供还原剂亚铁离子，所以阳极不能将铁电极改为石墨电极，D错误。13．现用铂电极电解1L浓度均为0.1mol/L的HCl、CuSO4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H2放出B．电解开始时阳极上有Cu析出C．当电路中通过电子的量超过0.1mol时，此时阴极放电的离子发生了变化D．整个电解过程中，SO2－4不参与电极反应解析：选D。依据放电顺序，阴极先放电的是Cu2＋，故阴极开始析出的是Cu，阳极先放电的是Cl－，故阳极开始产生的是Cl2，A、B错。由阴极反应Cu2＋＋2e－===Cu，n(Cu2＋)＝0.1mol，当电路中通过电子的量达到0.2mol时，此时Cu2＋消耗完毕，阴极放电离子变为H＋，所以C错。阳极先是Cl－放电，当Cl－消耗完毕，此时H2O电离产生的OH－开始在阳极放电，SO2－4始终不参与电极反应，D正确。14．用碳棒做电极，在Na＋、Cu2＋、Cl－和SO2－4中选出适当离子组成电解质，电解其溶液，写出符合条件的一种电解质的化学式。(1)当阴极放出H2，阳极放出O2时，电解质是________。(2)当阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质是________。(3)当阴极放出H2，阳极放出Cl2时，电解质是________。(4)通过电子的物质的量、阴极析出的金属的物质的量、阳极放出的气体的物质的量之比为4∶2∶1时，电解质的化学式是________。解析：(1)实质为电解水型。(2)中为不活泼金属离子与OH－放电。(3)中为H＋与Cl－放电。(4)通过电子的物质的量、阴极析出的金属的物质的量、阳极放出的气体的物质的量之比为4∶2∶1，则可推断金属离子为＋2价，阳极生成1mol气体会失去4mol电子。答案：(1)Na2SO4(2)CuSO4(3)NaCl(4)CuSO415．(2016·沈阳高二检测)如图所示，甲烧杯中盛有100mL0.50mol·L－1AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100mL0.25mol·L－1CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9g。回答下列问题：(1)电源E为________极，F为________极。(2)A极的电极反应式为__________________________________________________，析出物质________mol。(3)B极的电极反应式为____________________________________________________，析出气体________mL(标准状况)。(4)C极的电极反应式为_____________________________________________________，析出物质________mol。解析：由电解一段时间后A极比C极重，可知A极上有Ag析出，C极上有Cu析出，若A极上析出银的物质的量为n(Ag)，则C极上析出Cu的物质的量为12n(Ag)，由关系式108g·mol－1×n(Ag)－64g·mol－1×n(Ag)×12＝1.9g，解得n(Ag)＝0.025mol。由此可知，两电解池内的电解质均是足量的，故两池电极反应式分别为A极：Ag＋＋e－===Ag；B极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；C极：Cu2＋＋2e－===Cu；D极：2Cl－－2e－===Cl2↑。A、C两极析出物质的物质的量分别为0.025mol和0.0125mol，B极析出O2的体积为0.00625mol×22.4L·mol－1＝0.14L＝140mL。答案：(1)负正(2)4Ag＋＋4e－===4Ag0.025(3)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑140(4)Cu2＋＋2e－===Cu0.0125