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第四章电化学基础第三节电解池[课时作业]对应学生用书P631．下列关于电解池的叙述中，正确的是()A．电解池中的闭合回路仅是由电子的定向移动形成的B．金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阳极，从电解池的阴极流向电源的正极C．在电解质溶液中，阴离子向阴极移动，阳离子向阳极移动D．相同时间内，阳离子在阴极上得到电子与阴离子在阳极上失去电子的总数相等答案D解析电解池的电解质溶液中离子定向移动形成电流，故A项错误；电解池中的电子流向是由电源的负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流回电源的正极，故B项错误；在电解质溶液中，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，故C项错误。2．下列说法错误的是()A．电解质的导电过程是化学变化，而金属的导电是物理变化B．电解质溶液导电的过程，就是电解质被电解的过程C．电解质在任何条件下均可以导电D．电解质溶液导电过程中一定有新物质生成答案C解析电解质导电的过程就是被电解的过程，电解过程发生氧化还原反应，一定有新物质生成，所以是化学变化；而金属导电是靠自由电子的定向移动，无新物质生成，是物理变化，故A、B、D三项正确。电解质只有存在自由移动的离子时，才有可能导电，C错误。3．下图中能验证饱和食盐水(含酚酞)电解产物的装置是(下列各图中的电极均为惰性电极)()答案D解析电解饱和食盐水时，阳极产物是Cl2，阴极产物是H2、NaOH，根据图中的电子流向先确定装置中电源的正、负极，从而确定电解池的阴、阳极，然后判断电极产物以及检验方法，D项符合题意。4．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是()A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1答案D解析电解稀H2SO4，实质是电解水，因溶剂减少，H2SO4浓度将增大，故溶液的pH变小；电解稀NaOH溶液，虽然OH－在阳极放电，但H＋同时也在阴极放电，其实质同样是电解水，溶液的浓度也将变大，故溶液的pH变大；电解Na2SO4溶液，其实质也是电解水，在阴极和阳极分别析出H2和O2，二者的物质的量之比为2∶1；电解CuCl2溶液，在阴、阳两极上分别析出Cu和Cl2，二者的物质的量之比为1∶1。酸、碱、盐溶液的电解规律(1)电极材料惰性电极：Pt、Au、石墨等。活性电极：除Pt、Au等外的金属。(2)电极反应规律①阴极：无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子放电顺序：Ag＋Fe3＋Cu2＋H＋。②阳极：首先看电极，如果是活性电极，则电极材料失去电子，被溶解，如果是惰性电极，根据阴离子的放电顺序加以判断。阴离子的放电顺序：S2－I－Br－Cl－OH－。5．将等物质的量的K2SO4、NaCl、Ba(NO3)2、AgNO3混合均匀后，置于指定容器中，加入足量的水，搅拌、静置、过滤。取滤液，用铂电极电解一段时间，则两极区析出的氧化产物与还原产物的质量比约为()A．35．5∶108B．108∶35．5C．8∶1D．1∶2答案C解析将等物质的量的K2SO4、NaCl、Ba(NO3)2、AgNO3混合均匀后，置于指定容器中，加入足量的水，发生反应：K2SO4＋Ba(NO3)2===BaSO4↓＋2KNO3，AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3，搅拌、静置、过滤，滤液为KNO3和NaNO3溶液，电解时发生反应：2H2O=====电解2H2↑＋O2↑，氧化产物为O2，还原产物为H2，两极区析出的氧化产物与还原产物的质量比约为32∶(2×2)＝8∶1。6．用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种物质(方括号内物质)，能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是()A．AgNO3[AgNO3]B．NaOH[H2O]C．KCl[KCl]D．CuSO4[Cu(OH)2]答案B解析AgNO3应加入一定量的Ag2O，NaOH应加入一定量的H2O，KCl应加入一定量的HCl，CuSO4应加入一定量的CuO，才能够使溶剂恢复到原来的成分和浓度。故选B项。7．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－===AgD．当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初答案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。将电源反接，阳极上Cu、Ag均会溶解，铜牌不可能恢复如初。电镀与电解精炼铜(1)电解精炼铜，粗铜中含有的Zn、Fe、Ni等活泼金属失去电子，变成金属阳离子进入溶液，活泼性小于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电解过程中电解质溶液中的Cu2＋浓度会逐渐减小。(2)电镀的特点：一多、一少、一不变。一多指阴极上有镀层金属沉积，一少指阳极上有镀层金属溶解；一不变指电镀液浓度不变。8．用硫酸铜溶液作电解液，对含有Fe、Zn、Ag杂质的粗铜进行电解精炼。电解过程中，在相同时间内，下列说法正确的是()A．阴、阳两极上转移的电子数一定相等B．阴、阳两极的质量变化量一定相等C．阳极溶解的铜的质量比阴极析出的铜的质量大D．电解质溶液的组成始终保持不变答案A解析根据得失电子守恒可知，电解过程中阴、阳两极上转移的电子数一定相等，A项正确；电解精炼时，阳极上Zn、Fe优先放电，而Ag成为阳极泥，阴极仅发生反应Cu2＋＋2e－===Cu，所以阴、阳两极的质量变化量不一定相等，阳极溶解的铜的质量比阴极析出的铜的质量小，故B、C两项错误；电解质溶液中会引入Zn2＋、Fe2＋等，故D项错误。9．用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为3∶1的CuSO4溶液和NaCl溶液的混合溶液，不可能发生的反应是()A．2Cu2＋＋2H2O=====通电2Cu＋4H＋＋O2↑B．Cu2＋＋2Cl－=====通电Cu＋Cl2↑C．2Cl－＋2H2O=====通电2OH－＋H2↑＋Cl2↑D．2H2O=====通电2H2↑＋O2↑答案C解析由n(CuSO4)∶n(NaCl)＝3∶1得n(Cu2＋)∶n(Cl－)＝3∶1，由于阴离子的放电顺序为Cl－OH－SO2－4，阳离子的放电顺序为Cu2＋H＋Na＋，故该电解过程分为三个阶段。第一阶段，电解CuCl2溶液：Cu2＋＋2Cl－=====通电Cu＋Cl2↑。第二阶段，电解CuSO4溶液：2Cu2＋＋2H2O=====通电2Cu＋4H＋＋O2↑。第三阶段，电解水：2H2O=====通电2H2↑＋O2↑。10．电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，保持污水的pH在5．0～6．0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去(或撇掉)浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计如图所示装置。(1)实验时若污水中离子浓度较小，则导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的________(填序号)。A．BaSO4B．CH3CH2OHC．Na2SO4D．NaOH(2)电解池阳极发生了两个电极反应，其中一个反应生成一种无色气体，则阳极的电极反应式分别是：Ⅰ．______________________；Ⅱ．__________________________________。(3)电极反应Ⅰ和Ⅱ的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是__________________________________________。(4)该燃料电池以熔融碳酸盐为电解质，CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料作电极。为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环。A物质的化学式是________。答案(1)C(2)Fe－2e－===Fe2＋2H2O－4e－===4H＋＋O2↑(3)4Fe2＋＋10H2O＋O2===4Fe(OH)3↓＋8H＋(4)CO2解析(1)为了增强溶液的导电性，可选用易溶的强电解质，排除A和B，考虑到题中要求电解时保持污水的pH在5．0～6．0之间，因此不能添加NaOH。(2)电解时铁作阳极，因此主要发生反应：Fe－2e－===Fe2＋，同时也发生副反应，即溶液中的水电离出的OH－失电子，被氧化成O2。(3)根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒即可得离子方程式。(4)由于原电池的负极有水生成，所以负极必有CO2－3参加反应，同时根据碳元素守恒可知A必为CO2，负极反应式可表示为CH4＋4CO2－3－8e－===5CO2＋2H2O。