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1、4.2电解池媒合训练一、单 选 题（共14小题，每小题只有一个选项符合题意）1.在食盐水溶液中通入直流电进行电解，在阴极、阳极上产生的是A.Na、Ch B.H2、Ch C.H2、O2 D.NaOH、Cl2【答案】B【解析】在食盐的水溶液中通入直流电进行电解，在阴极上水电离产生的H+得到电子被还原为Hz逸出;在 阳 极 上 失 去 电 子 变 为 C12逸出，故在阴极、阳极上产生的是H2、C h,故合理选项是B。2.如图是电解NaCI溶液的装置，其中c、d 为石墨电极，则下列有关的判断正确的是电源方向B.a 为阳极，d 为阴极C.电解过程中，溶液碱性增强D.电解过程中，氯离子浓度不变【答案】C【
2、解析】A.由图可知，电流由a 极流向c 极，则 a 为正极，b 为负极，A 项错误；B.由图可知，电流由a 极流向c 极，则 a 为正极，b 为负极，B 项错误；C.电解NaCI溶液生成NaOH、Cb、H2,由NaOH生成，溶液碱性增强，C 项正确;D.电解NaCI溶液生成NaOH、Cb、H 2,氯离子浓度减小，D 项错误；答案选C。3.关于电解NaCI水溶液，下列叙述正确的是A.电解时在阳极得到C h,在阴极得到NaB.电解一段时间后充分搅拌电解液，溶液呈中性C.若在阴极附近溶液中滴入酚献，溶液呈无色D.若在阳极附近溶液中滴入K L 溶液呈棕色【答案】D【解析】A.电解时，阳极上氯离子失电子
3、得到氯气，阴极上氢离子得到电子生成氨气，故 A 错误;B.电解一段时间后，溶液中存在氢领化钠，溶液显示碱性，故 B 错误；C.阴极上氢离子得到电子生成氢气，该极附近的溶液显碱性，滴入酚酷试液，溶液呈红色，故 C 错误；D.阳极上氯离子失电子得到氯气，滴入K I溶液，氯气能将碘离子氧化为碘单质而使得溶液呈棕色，故 D正确；故选D。4.观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是电解溶液装置 电镀铜实验装置 氢氧燃料电池示意图 离子交换膜法电解原理示意图A.装置中阳极上析出红色固体B.装置的待镀铁制品应与电源正极相连C.装置中外电路电子由a 极流向b 极D.装置中的离子交换膜允许阳离子、阴离子、水分子
4、自由通过【答案】C【解析】A.装置电解氯化铜的装置图中没有标明电极材料的名称，但根据溶液的组成及所给提示“电解CuC12溶液实验装置示意图”，不难判断，铜应该在阴极上析此故A 错误；B.装置电镀实验中，待镀金属作为阴极，故在装置电镀铜实验中，待镀铁制品应与电源负极相连，故 B 错误；C.装置，根据氢气的入口，故很容易判断出原电池的左边为负极，氢气在左边电极上失电子，故外电路电子由a 极流向b 极，故 C 正确；D.装置的离子交换膜是阳离子交换膜，只允许阳离子、水分子自由通过，不允许阴离子通过，故 D 错误；故答案：Co 5.纳米FezCh在常压电解法合成氨过程中起催化作用，该电解装置如图所示。
5、已知熔融NaOHKOH为电解液，FezCh在发生反应时生成中间体Fe。下列说法正确的是惰性电极I、H 式)(g)OH OH 纳米Fez。,七。2/惰性电极口A.惰性电极n是电解池的阴极，发生还原反应B.产生2.2 4 L O 2 时，转移的电子数为0.4NAC.惰性电极I 的电极反应为F e 2 O 3+3 H 2 O-6 e-=2 F e+6 O H-D.生成氨气的反应为2 F e+N2+3 H2O=F e 2 O 3+2 N H 3【答案】D【解析】A.根据图示可知，惰性电极1 1 产生氧气，氧元素化合价升高，发生氧化反应，故惰性电极n为电解池的阳极，A错误；B.产生2.2 4 L O?,
6、未标注状态，故不能计算转移的电子数，B错误；C.根据图示可知，惰性电极1 为阴极，反应得电子，电极反应式为F e 2O 3+3 H 2O+6 e=2F e+6 O H,C错误;D.结合图示及阴极电极反应式可知，生成氨气的反应为2F e+N 2+3 H 2O=F e 2C h+2N H 3,D正确。答案选D。6.用石墨电极电解饱和食盐水，下列分析错误的是A.得电子能力：H+N a+,故阴极得到H 2B.水电离平衡右移，故阴极区得到O H-C.失电子能力：C 1 O H-,故阳极得到C LD.电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后，溶液呈中性【答案】D【解析】A.得电子能力：H+N
7、a+,电解饱和食盐水阴极发生反应：2H+2e-=H/,故 A正确;B.电解饱和食盐水过程中，F T被消耗，促进水的电离，阴极消耗H*同时得到。田，故 B正确：c.失电子能力：crOH,电解饱和食盐水，阳极发生反应：2 c r-2 e=c 2r,阳极得到C l?,故 C正确;D.电解池中，总反应方程式为2NaCl+2 H q =2 N aO H +CU+H2，所以溶液呈碱性，故 D 错误;故选D。7.次磷酸钻 Co(H2PoJ2 广泛应用于化学电镀，工业上利用电渗析法制取次磷酸钻的原理如图所示。该装置的电极材料分别为金属钻和不锈钢。下列说法正确的是懦I膜EE三三三三：喇一二.日稀硫酸源，氢班化钠
8、溶液新Amr.A.膜 II、膜 HI均为阴离子交换膜?ilLPoJ液阳极室|产品室|缓冲宰1|原料室|缓冲1室2|阴极室B.M 极的电极反应为Co 2e-+2H2P。2 =CO(H2PO2)2C.a 为电源的负极D.膜 IV 为阴离子交换膜【答案】A【解析】A.由分析可知，膜 n、膜in均为阴离子交换膜，A项正确；B.Co(H2Po2)2在产品室生成，不是在阳极生成，阳极的电极反应为Co-2e-=Co2+,B 项错误；C.M 为阳极，应接电源的正极，则 a 为电源的正极，C 项错误；D.N 极为阴极，出0 失电子发生氧化反应，电极反应为2国0 +26-=20田+凡 7,为平衡电荷，Na，进入阴
9、极室，故膜IV、膜V 均为阳离子交换膜，D 项错误：选 A。8.电解合成1,2-二氯乙烷的实验装置如图所示。下列说法错误的是A.该装置工作时，阳极的电极反应是C u C l +C-e =C u C LB.液相反应为C 2H 4 +2C u C l2=C 1C H2C H2C 1+2CUC 1(S)C.Y为阴离子交换膜电 解D.该装置总反应为C,H,+2N a C l+2H,0=C l C H.JC H9C l+2N a O H+H【答案】c【解析】A.结合图可知阳极的电极反应为C u C l +C-e-=C u C L，A项正确；B.由题意可知液相反应为C 2H4与C u C 12氧化反应：C
10、2H4+2CUC 12=C 1C H2C H2C 1+2CUC 1(S),B项正确；C.阴极上H?O 放电牛.成OH,最后得到N a O H,为平衡电荷，N a，向右迁移，所以Y为阳离子交换膜，C项错误；D.以 N a C l 和C 2H 4 为原料合成1,2-二氯乙烷中，C u C I f C u C l 2 T C u。，C u C l 可循环使用，该反应的电 解实质是 N a C l、也0 与C 2H 4 反应，所以总反应为c 2H 4+2N a C l +2 Hq=C 1 C H 2 c H Q +Z N a O H +H?，D 项正确；答案选C。9.某化学小组为探究电场作用下阴阳离子
11、的迁移情况，设计如图所示电解装置，a、b、c、d均为石墨电极，电极间距为4 c m,将 p H 试纸分别用不同浓度N a 2so4溶液充分洞湿，进行如下实验，实验现象如表所示。下列说法错误的是时时间 间 试 试纸 纸 I I 现现象 象 试 试纸 纸nU现现象象1 m i na 极附近试纸变红，b 极附近试纸变蓝c 极附近试纸变红，d极附近试纸变蓝1 0红色区和蓝色区不断向中间扩展，相遇时红色区长度约2.7两极颜色范围扩大不明显，试纸大m i nc m,蓝色区长度约1.3 cm部分仍为黄色A.N a2 s o4溶液中SO：向&极 和。极移动B.a极附近试纸变红的原因是：2 H2O+2 e-=H
12、2T+2 OH C.试 纸I的现象说明，此环境中H+的迁移速率比O H的快D.对比试纸I和试纸H的现象，说明电解质浓度影响H+和O H-的迁移速率【答案】B【解析】A.由电解装置可知a,c极均为阳极，阴离子向阳极移动，即N a2 s O,溶液中SO：向a极和c极移动，描述正确，不符题意;B.a极为阳极，水在阳极上放电生成氧气，电极反应为2 H 2 O-4 e-=O2 T+4 H Jf浓度增大，a附近p H试变红，描述错误，符合题意：C.试 纸1,相遇时红色区长度约2.7 c m,蓝色区长度约1.3 cm,说明H+的迁移速率比。氏 的快，描述正确，不符题意；D.1 0 m i n后，试 纸I和试
13、纸II的现象不同，说明电解质浓度越大，H+和OH-的迁移速率越小，则电解质浓度影响H+和O H的迁移速率，描述正确，不符题意；综上，本题选B。1 0.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A.工作时的能量转化形式：太阳能一化学能-电B.铜箔为阴极，发生还原反应C.阳极区可能有C 1?和0?生成D.固体陶瓷膜可让海水中L i*选择性通过【答案】A【解析】A.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T 电能一化学能，故 A 错误；B.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
14、;C.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C12和生成，故 C 正确；D.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；故选Ao11.微生物电化学产甲烷法是将电化学法和生物还原法有机结合，装置如图所示（左侧CH3coO转化为C02和 H+,右侧C02和 H+转化为CH。有关说法正确的是电源a 为负极B.该技术能助力“碳中和”（二氧化碳“零排放”）的战略愿景C.外电路中每通过Imol e-与 a 相连的电极将产生2.8LCO2D.b 电极的反应为：CO2+8e+8H+=CH4+2H2O【答案】D【解析】A.
15、据分析，左侧电极为阳极，则电源a 为正极，A 错误;B.电化学反应时，电极上电子数守恒，则有左侧C H 3coeT8e-2c。2 ,右侧有C Q 8e一 C H,二氧化碳不能零排放，B 错误；C.不知道气体是否处于标准状况，则难以计算与a 相连的电极将产生的CCh的体积，C 错误；D.右侧为阴极区，b 电极上发生还原反应，结合图示信息可知，电极反应为：CO2+8e+8H+=CH4+2H2O,D 正确；答案选D。12.2017-2020年，国家相继出台一系列政策，扶持光伏发电项目建设。图 1是太阳能电池工作示意图，与图2 装置联合可实现能量的转化和储存。下列有关说法正确的是太阳光图1A.图 2交
16、换膜一定为阳离子交换膜B.图 2右池电极反应为：V O2+-e-+H,O =V O：+2 H*C.Y接太阳能电池N极D.每转移1 m o l 电子，图 2右池溶液中“（H+）的变化量为4 m o l【答案】B【解析】A.由分析知，X电极流入电子，Y电极失去电子，为了维持电荷守恒，可以是阳极室的阳离子（如 H+）移入阴极室，也可以是阴极室阴圈子阴离子（如S O：）移入阳极室:，故交换膜可以是阳离子或阴离子交换膜，A错误;B.由图2知，Y极 V O 2+失电子转化为V O；,对应电极反应为：V C）2+_ e-+H 2 O=V O；+2 H+,B正确；C.由分析知，Y电极连接太阳能电池P电极，C错
17、误；D.由 Y电极反应为V O 2+e+H 2 O=V O；+2 H+,知每转移I m o l 电子，右池中有2 m o i H+生成，D错误；故答案选B。1 3.双极膜在电渗析中应用广泛，它是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层，工作时水层中的H20解离成H+和 0H;并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。下图为N a B r 溶液的电渗析N%S O.溶液循环液N a B r 溶 液 循 环 液 N a,S O*溶液装置示意图。盐室阳离子交换膜一下列说法正确的是A.出口 4的产物为H B r 溶液C.B 可从盐室最终进入阳极液中B.出口 1 的产物为硫酸溶液D.阳极电极反应式
18、为2 B r-2 e=B r 2【答案】A【解析】A.电解时，溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，溶液中的B r 向阳极移动，与双极膜提供的氢离子结合，故出口 4的产物为H B r 溶液，A正确；B.为阳离子，电解时N a+向阴极移动，尽管H+也向阴极移动，但 H+得电子能力强于N a+,得电子生成氢气，故出口里应有大量N a+,出口 1 的产物应为硫酸钠溶液，B错误；C.B r 无法穿过双极膜，到达不了阳极液，C错误；D.电解池阳极处，发生的反应是物质失电子被氧化，发生氧化反应，水电离成H+和 OH1且氢氧根放电能力强于硫酸根，则在阳极处发生的反应为4 O H、4 e-=2 H 2
19、O+O 2,D错误；故选A o二、非选择题（共 5小题）1 4.电化学原理在工业生产中发挥着巨大的作用。N a z F eO4是制造高铁电池的重要原料.，同时也是一种新型的高效净水剂。在工业上通常利用如图装置生产N a,F eO4。%NaOH溶液CuNa/eO,溶液离子交换膜“（、J1（1）阳极的电极反应为a%Na（）H溶 液 浓NaOH溶液（2）阴 极 产 生 的 气 体 为（填物质名称）。左 侧 的 离 子 交 换 膜 为（填“阴”或“阳”）离子交换膜，a%（填“或=）b%o【答案】F e+8 O H -6e=F e O +4 H2O 氢气 阳【解析】（1）根据图知，C u电极为阴极，F
20、e 电极为阳极，电解时，在碱性环境中阳极铁失去电子生成F eO；,电极反应为F e+8 O H-6e-=F eO；一+4 H 2 O。左侧为阴极室，H+的放电能力大于N a+的放电能力，阴极C u上的电极反应为2 H z O +2 e-=H2 T+2 O H ,故阴极产生的气体为H-（3）由上述分析知，阴极室会产生O H-,N a+会通过离子交换膜进入阴极室平衡电荷，则左侧为阳离子交换膜。阴极的电极反应为2 H,O +2 e-=H 2 T+2 O H 阴极区O H-浓度增大，则a%c(H+),故溶液中有氢氧化铜蓝色沉淀生成，故答案为：铜片溶解，石墨电极上有气体生成，溶液中有蓝色沉淀生成；(4)
21、D端为阴极，水电离的氢离子得电子，发生的电极反应为：2H-+2e=比3故答案为：2H+2e=H；1 7.如图为相互串联的甲、乙两个电解池，试回答下列问题。4NaCl 溶液400 mL甲 乙,电 极 反 应 式 为 B 极是电解池的，材料是,电极反应式为 o(2)乙池中若滴入少量酚献溶液，开始一段时间后，F e极附近呈一 色。(3)若甲池阴极增重12.8 g,则乙池阳极放出气体在标准状况下的体积为一(不考虑气体溶解情况)。【答案】阴极 纯铜 Cu2+2e=Cu 阳极 粗铜 Cu-2e=Cu2+红 4.48L【解析】A 为阴极，电解精炼铜时，纯铜作阴极，铜离子在阴极得电子变为铜，反应式为Cu2+2
22、e=Cu；B 为阳极，电解精炼铜时，粗铜作阳极，铜失电子变为铜离子，电极反应式为C u-2e=C u2+,故答案为：Cu2+2e-C u；C u-2e=Cu2+；(2)乙池中Fe为阴极，电极反应式为：2H+2e=H2f,H卡 放电后，溶液中生成OH,显碱性，遇酚猷呈红色，故答案为：红；(3)甲池阴极反应为：Cu2+2e-=C u,乙池阳极反应为：2C-2e-=C12T，由电子得失守恒有Cu2e-C hf,生成 n(Cu)=0.2m ol,则 n(Ch)=0.2 m o l,故 V(C12)=0.2molx22.4L/mol=4.48 L,故答案为：4.48L。1 8.知识的梳理和感悟是有效学习
23、的方法之一。某学习小组将有关“电解饱和食盐水 的相关内容进行梳理,形成如下问题(显示的电极均为石墨)直流电源A气球ah气球b6滴加酚酬u的饱和食盐水源Td饱和食盐水电解一段时间后，气球b 中的气体是一(填电T中图图 12图化学式)。(2)利用图2 制作一种环保型消毒液发生器，电解可制备“84”消毒液的有效成分N aC lO,则 c 为电源的极；该发生器中反应的总离子方程式为一o(3)二氧化氯(C I O?)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。如图是目前已开发出用电解法制取C 1 02的新工艺。阳极产生C 1 0 2的电极反应式:当阴极产生标准状况下1 1 2 m
24、 L气体时，通过阳离子交换膜离子的物质的量为_。(4)S O?和N Ox是主要大气污染物，利用如图装置可同时吸收S 0 2 和 N O。已知电解池的阴极室中溶液的p H在4 7之间，阴极的电极反应为用离子方程式表示吸收NO的原理一。【答案】H?负 C 1+H2O C1O +H aT C l -5e +2 H 2 O=C 1 O2 T+4 H+0.0 1 m o l 2 H S O；+2 H+2 e-S20 r +2 H 2 O 2 N O+2 s 2 O:+2 H 2 O=N24-4 H S O；【解析】(1)图I中，根据电子流向知，左边电极是电解池阳极、右边电极是电解池阴极，阳极上氯离子放电
25、生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，所以a气球中气体是氯气、b气球中的气体是氢气，故答案为:H 2；(2)利用图2制作一种环保型消毒液发生器，阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上氢离子放电生成氢气，同时阴极有N aOH生成，氯气和氢氧化钠反应生成N aC I O,次氯酸钠具有漂白性，为了使反应更充分，则下边电极生成氯气、上边电极附近有N aOH生成，上边电极生成氢气，为阴极，则c为负极、d为正极，发电解生器中反应的总离子方程式为C l-+H 2 O=C 1 O-+H 2 T；(3)由题意可知，氯离子放电生成CQ,根据电子守恒和电荷守恒写出阳极的电极反应式为C l-5e +2 H 2 0=C 1 0
26、 2 f+4 H”；阴极产生标准状况下112mL是 H z,物质的量为0.005m ol,阴极电极反应式为2H+2e=H2f,所以电路中转移电子O.OlmoL钠离子所带电荷与电子所带电荷数相同，所以通过阳离子交换膜的钠离子的物质的量为 0.01 mol；(4)阴极发生得到电子的还原反应，根据装置图可知阴极是HSO；得到电子，被还原为SzO；,由于电解池的阴极室中溶液的pH 在 4 7 之间，因此阴极的电极反应为2HS0；+2H+2e=S2O j +2 比0。一 具 有 强 还 原 性，能 把 N O 还原为氮气，则用离子方程式表示吸收N O 的原理为2NO+2s2。：+2H2O=N2+4HSO,O