苏教版 (2019)选择性必修1第二单元 化学能与电能的转化第3课时一课一练

第3课时　电解池的工作原理

必备知识基础练进阶训练第一层

知识点一电解氯化铜溶液

1.如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是(　　)

A．a为负极、b为正极

B．a为阳极、b为阴极

C．电解过程中，d电极质量增加

D．电解过程中，氯离子浓度不变

知识点二电解池的形成条件

2.下列有关电解池的说法正确的是(　　)

A．在电解池中，与外接电源负极相连的电极是阳极

B.电解任何物质阳极上失电子数与阴极上得电子数相等

C．电解氯化铜溶液时在阴极上有气体生成

D．电解NaCl、CuCl2两种溶液参加反应的物质是相同的

知识点三电解原理

3.用惰性电极电解足量的下列溶液，一段时间后，再加入一定量的另一种物质(方括号内)，不能使溶液与原来溶液一样的是(　　)

A．CuCl2[CuCl2]     B．NaOH[H2O]

C．NaCl[HCl]     D．CuSO4[Cu(OH)2]

知识点四电解规律

4.如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈蓝色。下列说法中不正确的是(　　)

A．x是正极，y是负极

B．a极产生氢气，b极生成I2

C．a极和Pt电极都有气泡产生

D．U形管中溶液的碱性增强

5．在某电解质溶液里，用M和N作电极，通电一段时间后，发现M极质量减小，N极质量增大，符合这一情况的是(　　)

A．电解质溶液是稀硫酸

B．金属M是阳极，金属N是阴极

C．M和N是石墨电极

D．M是阴极，N是阳极

6．用滴有酚酞和氯化钠溶液的湿润滤纸分别做甲、乙两个实验，下列判断不正确的是(　　)

A．b极附近有气泡冒出

B．d极附近出现红色

C．a、c极上都发生氧化反应

D．甲中的铁比乙中的铁更易被腐蚀

知识点五粒子放电顺序

7.用石墨棒作电极，在Na＋、Cu2＋、Cl－、SO等离子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)通电电子的物质的量与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，电解质是________。

关键能力综合练进阶训练第二层

一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。

1．下面列出了电解不同物质的电极反应式，其中错误的是(　　)

A．电解饱和食盐水：阴极：Na＋＋e－===Na

B．电解CuSO4溶液：阴极：Cu2＋＋2e－===Cu

C．电解熔融NaCl：阴极：Na＋＋e－===Na

D．电解NaOH溶液：阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

2．如图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无味气体放出。符合这一情况的是附表中的(　　)

3.用铂作电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，电解结束后，向剩余电解液中加适量水，能使溶液和电解前相同的是(　　)

A．CuSO4    B．H2SO4

C．CuCl2    D．NaCl

4．关于电解池的叙述中，不正确的是(　　)

A．电解池的阳极发生氧化反应

B．电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极

C．与电源正极相连的是电解池的阴极

D．参与电解的阳离子往阴极移动

5．下列叙述中正确的是(　　)

①电解是把电能转化为化学能　②电解是把化学能转化为电能　③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化　④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理有可能实现　⑤任何溶液被电解，必将导致氧化还原反应的发生

A．①②③④    B．②③④

C．③④    D．①③④⑤

6．用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为1∶3的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能发生的反应有(　　)

①2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑

②Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑

③2Cl－＋2H＋H2↑＋Cl2↑

④2H2O2H2↑＋O2↑

A．①②③    B．①②④

C．②③④    D．②④

7．按图甲装置进行实验，若图乙中横坐标x表示通过电极的电子的物质的量。下列叙述正确的是(　　)

A．F表示反应生成Cu的物质的量

B．E表示反应实际消耗H2O的物质的量

C．E表示反应生成O2的物质的量

D．F表示反应生成H2SO4的物质的量

8．南京大学开发出一种以太阳能驱动的恒流电解装置，成功实现了从海水中提取金属锂，其工作原理如图。下列说法错误的是(　　)

A．工作时的能量转化形式：太阳能→化学能→电能

B．铜箔为阴极，发生还原反应

C．阳极区可能有Cl2和O2生成

D．固体陶瓷膜可让海水中Li＋选择性通过

二、非选择题

9．如下图，已知M是一块用石蕊溶液浸过的滤纸，当电路接通足够的时间后，a端显蓝色，b端显红色。且知甲中的电极材料是锌和银，乙中的电极材料是铂和铜，乙中两电极不发生变化。

请根据上述条件和现象回答：

(1)甲、乙分别是什么装置？请写出其名称：

甲：________；乙：________。

(2)请写出A、B、C、D的电极名称、电极材料和电极反应式：

(3)写出甲、乙两池中总反应的化学方程式：

甲：________________________________________________________________________；

乙：________________________________________________________________________。

第3课时　电解池的工作原理

必备知识基础练

1．答案：C

解析：电流从电源的正极流出，因此a为正极，b为负极，则c为阳极，d为阴极。电解CuCl2溶液的电极反应分别为阳极(c电极)：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极(d电极)：Cu2＋＋2e－===Cu，故C项正确。

2．答案：B

解析：在电解池中，与负极相连的是阴极，A项错误；电解氯化铜时阳极上有氯气生成，阴极上有铜析出，C项错误；电解NaCl溶液时水参加了反应，而电解CuCl2溶液时水没有参加反应，D项错误。

3．答案：D

解析：A项，CuCl2Cu＋Cl2↑，故加入CuCl2能使CuCl2溶液复原；B项，实质是电解水：2H2O2H2↑＋O2↑，故加水能复原；C项，2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，减少的n(H2)∶n(Cl2)＝1∶1，故加入HCl能复原；D项，2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，减少Cu、O两种原子，故不能加入含H元素的Cu(OH)2。

4．答案：A

解析：b极附近溶液呈蓝色，说明b极生成I2，即确定b极发生反应2I－－2e－===I2，则b极是阳极，x是负极，y是正极，a极H＋放电，发生反应2H＋＋2e－===H2↑，产生氢气，U形管中总反应式为2KI＋2H2O2KOH＋H2↑＋I2，溶液的碱性增强，故A项错误，B、D两项正确；石墨为阴极，铂为阳极，电极反应分别是Cu2＋＋2e－===Cu，4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，C项正确。

5．答案：B

解析：由题意可知，M极溶解，发生氧化反应，为阳极；N极质量增加，有金属单质析出，发生还原反应，为阴极。

6．答案：A

解析：题图甲构成原电池，题图乙为电解池，b极是正极，电极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，所以无气泡冒出，A错误；题图乙中d极上电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，d极附近溶液呈碱性，酚酞遇碱变红，B正确；a是原电池的负极，发生氧化反应，c是电解池的阳极，发生氧化反应，所以a、c极上都发生氧化反应，C正确；甲中的铁是原电池的负极被腐蚀，而乙中的铁是电解池的阴极被保护，所以甲中的铁比乙中的铁更易被腐蚀，D正确。

7．答案：(1)Na2SO4　(2)CuSO4　(3)NaCl　(4)CuSO4

解析：惰性电极电解电解质溶液的类型有电解水型、电解电解质型、放氢气生碱型和放氧气生酸型。再根据阴、阳离子在电极的放电顺序判断。(1)阴极有H2生成，阳极有O2生成，实质为电解水，故电解质是活泼金属的含氧酸盐，即Na2SO4。(2)实质为放氧气生成酸型，即电解质为不活泼金属的含氧酸盐，即CuSO4。(3)实质为放氢气生碱型，即电解质为活泼金属的无氧酸盐，即NaCl。(4)由阳极生成气体与转移电子的物质的量之比为1∶4知，阳极产生气体为O2，每生成1 mol O2转移4 mol e－；析出金属与转移电子的物质的量之比为1∶2，故金属阳离子为＋2价，即Cu2＋，故为CuSO4。

关键能力综合练

1．答案：A

解析：A中电解饱和食盐水时，阴极应是H2O电离出的H＋得电子放出H2。

2．答案：A

解析：由题意知，通电后a极板质量增加，说明有金属析出，由此可知，a极为电解池的阴极，则X为电源负极，B、C均不符合；又b极放出的是无色无味的气体，D不符合。

3．答案：B

解析：当电解池的电极是惰性电极时，阳极不溶解，电解过程的本质是电解溶剂水或电解质或二者都发生反应。电解的反应分别为

A．2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4

B．2H2O2H2↑＋O2↑

C．CuCl2Cu＋Cl2↑

D．2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH

所以B项电解H2SO4的实质是电解水。

4．答案：C

解析：与电源正极相连的是电解池的阳极。

5．答案：D

解析：电解是将电能转化为化学能，②不正确。

6．答案：D

解析：由n(CuSO4)∶n(NaCl)＝1∶3得n(Cu2＋)∶n(Cl－)＝1∶3，根据放电顺序，阴离子：Cl－>OH－>SO，阳离子：Cu2＋>H＋>Na＋，知该电解过程分为3个阶段，第一阶段：电解CuCl2溶液：Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑；第二阶段：电解NaCl溶液：阴极：2H＋＋2e－===H2↑，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，即2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑；第三阶段：电解H2O：2H2O2H2↑＋O2↑。

7．答案：B

解析：电解时反应为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，则每通过4 mol e－，生成Cu 2 mol，O2 1 mol，耗H2O 2 mol，生成H2SO4 2 mol。

8．答案：A

解析：太阳能电池中太阳能转化为电能，电解时电能转化为化学能，则该装置主要涉及的能量变化：太阳能→电能→化学能，故A错误；铜箔为阴极，在阴极上Li＋得电子发生还原反应形成金属锂，故B正确；阳极上发生失去电子的氧化反应，溶液中的氯离子、氢氧根离子均能放电，因此阳极区可能有Cl2和O2生成，故C正确；Li＋要透过固体陶瓷膜向阴极移动，所以固体陶瓷膜可让海水中Li＋选择性通过，故D正确。

9．答案：(1)原电池　电解池

(2)负极　锌　Zn－2e－===Zn2＋　正极　银　Cu2＋＋2e－===Cu　阳极　铂　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　阴极　铜　4H＋＋4e－===2H2↑

(3)Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu　2H2O2H2↑＋O2↑

解析：由于a端显蓝色，b端显红色，说明电解H2O时a端生成OH－，b端生成H＋，即a端H＋放电，b端OH－放电，因此甲为原电池，且A端为锌，为负极，B端为银，为正极，乙为电解池，两极均不变化，则C为铂，D为铜。