2020-2021学年第二节 电解池第1课时课时练习

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第1课时 电解原理1．实验室中用电解水的方法制取氢气和氧气，为了增强溶液的导电性最好加入下列电解质中的(　B　)A．NaCl　　　 B．Na2SO4C．CuCl2　　 D．AgNO3解析：A项，加入NaCl，发生2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，生成氯气，影响氧气的生成，错误；B项，加入Na2SO4，增大溶液浓度，导电性增强，且不影响H2和O2的生成，正确；C项，加入CuCl2，电解CuCl2溶液时一极析铜，另一极产生氯气，不是电解的水，错误；D项，加入AgNO3，在阴极上析出Ag，影响氢气的生成，错误。2．用惰性电极电解稀H2SO4、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(　B　)A．H2和Cl2　　 B．Cu和Cl2C．H2和O2　　 D．Cu和O2解析：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。3．如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。(1)a为__正__极，b为__负__极。(2)c为__阳__极，d为__阴__极。(3)电解过程中，__d__电极质量增加，原因是__Cu2＋＋2e－===Cu__。(4)电解过程中，氯离子浓度__减小__(填“增大”“减小”或“不变”)，c电极附近的现象是__有黄绿色气体生成__。解析：电流从电源的正极流出，因此a为电源正极，b为负极，则c为阳极，d为阴极。电解CuCl2溶液电极反应：阳极(c电极)2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极(d电极)Cu2＋＋2e－===Cu，Cl－失去电子生成氯气，c电极附近有黄绿色气体生成。4．能源是人类生存和发展的重要支柱，化学在能源的开发与利用方面起着十分重要的作用。某学习小组按如图所示装置探究化学能与电能的相互转化：(1)甲池是__原电池(或化学能转化为电能)__装置，通入O2的电极上的反应式为__O2＋4e－＋2H2O===4OH－__。乙池中SO移向__石墨__电极(填“石墨”或“Ag”)。(2)当甲池消耗标准状况下33.6 L O2时，电解质KOH的物质的量变化__1.5__mol，乙池若要恢复电解前的状态则需要加入__240_gCuO(或372_g_CuCO3)__(填所加物质的质量及化学式)。(3)丙池中发生的电解反应的离子方程式为__2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－__。解析：(1)由图可看出甲池为燃料电池装置，是原电池(或化学能转化为电能)；通入氧气的电极为正极，其电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－；乙池和丙池为电解池，与电池的正极相连的石墨为阳极，与电池的负极相连的Ag电极为阴极，则乙池中SO移向石墨电极(阳极)。(2)原电池正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，总反应为CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O，当甲池消耗标准状况下33.6 L(1.5 mol)O2时，则消耗1.5 mol KOH，转移6 mol电子，则乙池生成3 mol Cu和1.5 mol O2，根据原子守恒，若要恢复电解前的状态则需要加入氧化铜：3 mol×80 g·mol－1＝240 g，或碳酸铜：3 mol×124 g·mol－1＝372 g。(3)丙池中惰性电极电解氯化钠溶液，电解反应的离子方程式为2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。5．含有氰化物的废水危害极大，能毒杀各种鱼类和水生物。c(CN－)在0.01～0.04 mg·L－1时，就有强烈的毒杀作用。用如图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，(1)若用石墨和铁作电极材料，哪者为阳极？哪者为阴极？(2)如何书写阳极、阴极的电极反应式？(3)写出除去CN－的离子反应方程式。答案：(1)石墨　铁　(2)2Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－(3)2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－解析：(1)若铁作阳极，则铁失电子生成Fe2＋，则CN－无法除去，故铁只能作阴极。(2)阳极Cl－放电生成ClO－，氯元素的化合价升高，故在阳极发生氧化反应。又已知该溶液呈碱性，阳离子在电解池的阴极得电子；发生还原反应，在碱性条件下，H2O提供阳离子(H＋)。(3)由于溶液是碱性条件，故除去CN－发生的反应为2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－。