电解池知识点及对应练习附答案.doc

--------电解池知识点
电解池
电解质溶液的导电
　　我们知道，金属导电时，是金属内部的自由电子发生的定向移动，而电解质溶液的导电与金属导电不同。
　　通电前电解质溶液中阴、阳离子在溶液中自由地移动；通电后在电场的作用下，这些自由移动的离子改作定向移动，带负电荷的阴离子由于静电作用向阳极移动，带正电荷的阳离子则向阴极移动。
　　电极名称：电解池中与直流电源负极相连的电极叫阴极，与直流电源正极相连的电极叫阳极。
　　物质能否导电是由其内部能否形成定向移动的自由电荷所决定的，对金属就是自由电子，而对电解质溶液就是自由移动的阴阳离子。
电解原理
1．概念：使电流通过电解质溶液（或熔化的电解质）而在阴，阳两极引起的氧化还原反应的过程。
注意：电源是指直流电源
2.电解池:
（1）装置特点：将电能转化为化学能。
（2）形成条件：与电源相连的两个电极；电解质溶液（或熔化的电解质）；
或形成闭合回路
（3）电极名称：阳极：连电源正极，发生氧化反应。
阴极：连电源负极，发生还原反应。
（4）电解结果：在两极上有新物质生成。
（5）实例：2CuSO4+ 2H2O =电解= 2Cu+2H2SO4 + O2
3．电解池原理应用
．铜的电解精炼
粗铜中常含有Fe.Zn.Ni.Ag.Au等，通电时，阳极发生的主要反应。
阳极：Cu-2e- == Cu2+
Fe.Zn.Ni放电成为Fe2+ .Zn2+ . Ni2+,
Ag.Au等不放电而在阳极沉积下来.
阴极: Cu2++2e-=Cu
电解精炼是电解原理的应用之一,在精炼过程中,电解液CuSO4
溶液的浓度基本不变,但需定时除去其中的杂质.
‚.电镀铜
(1)电镀时应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其它金属或合金的过程.它是一种特殊的电解过程,即阳极本身也参加了电极反应.电镀时把待镀金属做阴极,镀层金属做阳极,含有镀层金属离子的溶液作电解(镀)液.
(2)电镀的特点:a.阳极参加了反应,被逐渐腐蚀;
b.在电镀过程中,电解液浓度保持不变.
(3)电镀铜

电解质溶液

CuSO4 溶液

阳极及电极反应
金属铜
Cu-2e- == Cu2+
阴极及电极反应
镀件金属
Cu2++2e-=Cu
1. 氯碱工业
(1) 概念:用电解饱和食盐的方法来制取和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。
(2) 原理 阳极（C）：2Cl--2e-==== Cl2
阴极(Fe)：2H++2e-= H2
总反应：2NaCl+ 2H2O=电解=2NaOH+ Cl2 + H2
4．电解规律
1．电极产物的判断

因此，离子的氧化性越强，越容易在阴极得电子，而离子的还原能力越强，越容易在阳极失电子。
2．电解后溶液pH的变化
（1）由电解总方程式判断整体的变化
（2）由电极反应式判断局部的变化，阴极：H+放电，pH增大；阳极：OH-放电，pH变小。
3．用惰性电极电解溶液时的情况分析
类型
电析反应特点
实例
电解
对象
电解质浓度
pH
复原电解质溶液
电解
水型
阴极(Fe)：2H++2e-= H2
阳极：4OH--4e-==2H2O + O2
NaOH
水
增大
增大
加水
H2SO4
水
增大
减小

加水
Na2SO4
水
增大
不变
加水
分解电解 质型
电解质电离出的阴阳离子分别在两级放电
HCl
电解质
减小
增大
加氯化氢
CuCl2
电解质
减小
减小
加氯化铜
放H2生碱型
阴：H2O放H2生成碱
阳：电解质阴离子放电
NaCl
电解质和水
生成新电解质
增大
加氯化氢
放O2生酸型
阴：电解质阳离子放电
阳： H2O放O2生成酸
CuSO4
电解质和水
生成新电解质
减小
加氯化铜
⑴电解NaCl溶液：2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH，溶质、溶剂均发生电解反应，PH增大。
⑵电解CuSO4溶液：2CuSO4 + 2H2O2Cu + O2↑+ 2H2SO4
溶质、溶剂均发生电解反应， PH减小。

⑶电解CuCl2溶液：CuCl2 Cu＋Cl2 ↑
电解盐酸： 2HCl H2↑＋Cl2↑
溶剂不变，实际上是电解溶质，PH增大。
⑷电解稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液：2H2O 2H2↑ + O2↑，溶质不变，实际上是电解水，PH分别减小、增大、不变。酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性,从而加快电解速率（不是起催化作用）。
⑸电解熔融NaOH： 4NaOH 4Na + O2↑ + H2O↑
⑹用铜电极电解Na2SO4溶液: Cu +2H2O Cu(OH)2 + H2↑
要点一 原电池、电解池、电镀池的比较

原电池
电解池
电镀池
定义
将化学能转变成电能的装置
将电能转变成化学能的装置
应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。一种特殊的电解池
装
置
举
例

形
成
条
件
①活动性不同的两电极(连接)
②电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应)
③形成闭合回路
①两电极接直流电源
②两电极插人电解质溶液
③形成闭合回路
①镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极
②电镀液必须含有镀层金属的离子
电
极
名
称
负极：较活泼金属；
正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等)
阳极：电源正极相连的电极
阴极：电源负极相连的电极
阳极：镀层金属；
阴极：镀件
电
子
流
向
负极正极
电源负极阴极
电源正极阳极
电源负极阴极
电源正极阳极
电
极
反
应
负极（氧化反应）：金属原子失电子；
正极（还原反应）：溶液中的阳离子得电子
阳极（氧化反应）：溶液中的阴离子失电子，或金属电极本身失电子；
阴极（还原反应）：溶液中的阳离子得电子
阳极（氧化反应）：金属电极失电子；
阴极（还原反应）：电镀液中阳离子得电子
离子流向
阳离子：负极→正极（溶液中）
阴离子：负极←正极（溶液中）
阳离子→阴极（溶液中）
阴离子→阳极（溶液中）
阳离子→阴极（溶液中）
阴离子→阳极（溶液中）
电解池练习题
一、选择题（每题有1个或2个正确选项）
1. 下列有关电解池的说法不正确的是（ ）
A. 电解池是把电能转化为化学能的装置。
B. 电解池中阴离子向阴极移动，阳离子向阳极移动。
C. 电解池中与电源正极相连的一极是阳极，发生氧化反应
D. 电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程
2. 下列描述中，不符合生产实际的是 （　　）
A. 电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B. 电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C. 电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D. 在镀件上电镀锌，用锌作阳极
3. 右图是电解CuCl2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（ ）
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
4. 下列关于电解槽的叙述中不正确的是（ ）
A. 与电源正极相连的是电解槽的阴极 B. 与电源负极相连的是电解槽的阴极
C. 在电解槽的阳极发生氧化反应 D. 电子从电源的负极沿导线流入阴极
5. 关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是（　　）
A. 电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B. 若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色
C. 若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色
D. 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
6. 在原电池和电解池的电极上发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的有（ ）
①原电池的正极帮电解池的阳极所发生的反应；
②原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应
③原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应
④原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应
A. ①② B. ①④ C. ③④ D. ②③
7. 以惰性电极电解CuSO4溶液，若阳极上产生的气体的物质的量为0.010 mol，则阴极上析出Cu的质量为 ( )
A. 0.64 g B. 1.28 g C. 2.56 g D. 5.12g
8. 在铁制品上镀一定厚度的锌层，以下方案设计合理的是（ ）
A. 锌做阳极，铁制品做阴极，溶液中含有锌离子
B. 铂作阴极，铁制品做阳极，溶液中含有锌离子
C. 铁做阳极，铁制品做阴极，溶液中含有亚铁离子
D. 锌做阴极，铁制品做阳极，溶液中含有锌离子
9. 根据金属活动性顺序，Ag不能发生反应：2HCl +2Ag =2AgCl+H2↑。但选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四组电极和电解液中，为能实现该反应最恰当的是 ( )

10. 把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为 （　　）
A．1：2：3 B．3：2：1 C．6：3：1 D．6：3：2
11. 用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定量的另一种物质（括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是（ ）
A. CuCl2 　[CuSO4] 　　　　　　 　　B. NaOH 　[NaOH]　　
C. NaCl　 [HCl] 　　　　　　　　　 D. CuSO4　[Cu(OH)2]
12. 右图为直流电源电解稀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溶液。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
13. 电解100mL含c(H+) = 0.30 mol•L-1的下列溶液，当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的是（ ）
A. 0.10 mol•L-1Ag+ B. 0.20 mol•L-1 Zn2+
C. 0.20 mol•L-1 Cu2+ D. 0.20 mol•L-1 Pb2+
二、填空题
14. 从H+、Na+、Cu2+、Cl-、SO42-五种离子中组成电解质，按下列要求进行电解：
（1）以碳棒为电极，使电解质质量减少，水量不变进行电解，则可采用的电解质是_________；
（2）以铂片为电极，使电解质质量不变，水量减少进行电解，则可采用的电解质是_________；
（3以碳棒为阳极，铁棒为阴极，使电解质和水量都减少，进行电解，则可采用的电解质是________________________。
15. 课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法，某研究性学习小组将下列装置如图连接，C、D、E、F、X、Y 都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题:
（1）电源A 极的名称是___________。
（2）甲装置中电解反应的总化学方程式是______________________________。
（3）如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是__________。
（4）欲用丙装置给铜镀银，G应该是__________（填“铜”或“银”），电镀液的主要成分是__________（填化学式）。
（5）装置丁中的现象是________________________________________。

电解池同步练习
1、关于电解池的叙述正确的是 （ ）
①电解是把电能转化为化学能 ②电解时电解池的阳极一定是阴离子放电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，通过电解可以实现⑤电解池的阳极、原电池的负极都发生氧化反应
A．②③④ B．①②③④ C．①②④ D．①③④⑤
2.下列过程中，需要通电后才能进行的是（ ）
①电离 ②电解 ③电镀 ④电泳 ⑤电化腐蚀
A．①②③ B．②③④ C．②④⑤ D．全部
3、用惰性电极电解100 mL饱和食盐水，一段时间后在阴极得到112 mL H2(标准状况)，此时电解液(体积变化忽略不计)的pH为(　 )
　　A、13　　　　　　 B、12　　　　　　 C、8　　　　　　D、1
4．下列关于电解槽的叙述中不正确的是                                                          (　　)
A．与电源正极相连的是电解槽的阴极 B．与电源负极相连的是电解槽的阴极
C．在电解槽的阳极发生氧化反应 D．电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极
5．X、Y、Z、M代表四种金属元素，金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解 ，Z上有H2放出；若电解Y2+和Z2+共存的溶液时，Y先析出；又知M2+ 的氧化性强 于Y2+。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序是
A．XYZM    B．XZYM   C．MZXY    D．XZMY 
6、用惰性电极电解下列溶液，电解结束后，向剩余电解液中加入一定质量的另一物质（中括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是（　　）
　　A、CuCl2[CuSO4]　 B、AgNO3[Ag2O]　　 C、NaCl[HCl]　　 D、CuSO4[Cu(OH)2]
7、下图是电解CuCl2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(　 )
　　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
8．以石墨棒作电极，电解氯化铜溶液，若电解时转移的电子数是3.01×1023，则此时在阴极上析出铜的质量是 ( )
A．8g B．16g C．32g D．64g
9．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池长时间保持稳定的电压。总反应为：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列叙述不正确的是( )
A．放电时负极反应为：Zn－2e-＋2OH- ＝Zn(OH)2
B．充电时阳极反应为：Fe(OH)3－3e-＋5OH- ＝＋4H2O
C．放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化
D．放电时正极附近溶液的碱性增强
10．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．x是负极，y是正极
C．a极和Pt都有气泡产生 D．U形管中溶液的碱性增强
11.右图中，两电极上发生的电极反应分别为：a极：Cu2＋＋2e－＝Cu       b极：Fe－2e－＝Fe2＋ 则下列说法不正确的是（ ）
A．该装置可能是电解池 B．a极上一定发生还原反应
C．a、b可能是同种电极材料
D．该过程中能量的转换一定是化学能转化为电能

a极板
b极板
x电极
Z溶液
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
12.右图中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极板处有无色无臭气体放出，合这一情况的是 ( )

13.将0.1L含有0.02molCuSO4和0.01molNaCl的水溶液用惰性电极电解。电解一段时间后，一个电极上得到0.01molCu，另一电极析出的气体（ ）
A.只有Cl2 B.只有O2 C.既有Cl2又有O2 D.只有H2

14.电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则①电解池中X极上的电极反应式为 。在X极附近观察到的实验现象是 。
②Y电极上的电极反应式为 。检验该电极反应产物的方法是 。
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
①X电极的材料是 ，电极反应式为 。
②Y电极的材料是 ，电极反应式为 。（说明：杂质发生的电极反应不必写出）
15．请你设计出一个装置，在该装置内金属铜能与稀硫酸反应生成氢气和硫酸铜，即：Cu + H2SO4(稀) = CuSO4 + H2↑要求：画出示意图，注明有关部件的名称，同时写出相关的反应式。

16.铅蓄电池放电时起原电池的作用，充电时起电解池的作用，铅蓄电池在放电和充电时发生的化学反应可用下式表示：
（1）蓄电池使用日久后正负极标志模糊，现根据下列两种条件，如何来判断正负极：
　　①氯化铜溶液，两根带有铜导线的碳棒_______________________。
　　②硫酸铜溶液，两根铜导线__________________________________。
（2）假如采用第②种方法进行实验，实验前后分别精确称重硫酸铜溶液和两根铜导线的总质量，假如不考虑实验误差，前者质量将_____（填“增大”、“减小”或“不变”）；后者将______填（“增加”、“减少”或“不变”）。假使两根铜导线质量之差为0.32g，则铅蓄电池内部要消耗H2SO4_______mol。
（3）铅蓄电池的电压正常情况下保持2.0V，电压下降到约1.85V时需要重新充电，铅蓄电池充电时，阴极反应式为__________________________。
17.如下图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向(乙)中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。以下说法正确的是( )。
A.电源B极是正极
B.(甲)、(乙)装置的C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量之比为1∶2∶2∶1
C.欲用(丙)装置给铜镀银，H应该是Ag，电镀液是AgNO3溶液
D.装置(丁)中Y极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷
补1、在50 mL 0.2 mol·L硫酸铜溶液中插入两个电极，通电电解（不考虑水分蒸发）。则：（1）若两极均为铜片，试说明电解过程中浓度将怎样变化_____________。（2）若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是_____________________。（3）若阳极为纯锌，阴极为铜片，如不考虑H＋在阴极上放电，当电路中有0.4mol电子通过时，阴极增重_______g，阴极上的电极反应式是____________________。

Zn
C2
Cu
C1
A
B
CuSO4溶液
KCl酚酞溶液
补2．按下图装置进行实验，并回答下列问题
⑴判断装置的名称：A池为_______B池为___________
⑵锌极为__________极，电极反应式为_________________________
铜极为__________极，电极反应式__________________
石墨棒C1为______极，电极反应式为________________
石墨棒C2附近发生的实验现象为___________________
⑶当C2极析出224mL气体（标准状态）时，锌的质量变化_________（变大、不变或变小）了_________g，CuSO4溶液的质量_________（增加、不变或减少）_________g。

补3.某溶液中含有两种溶质——氯化钠和硫酸，它们的物质的量之比为3:1。用石墨做电极电解溶液时，根据反应产物，电解可明显分为三个阶段，测下列叙述中不正确的是 ( )
A. 阴极只析出氢气 B. 阳极先析出氯气后析出氧气
C. 电解最后阶段为电解水 D. 电解过程中溶液的pH值不断增大，最后pH值为7

补4、用一张滤纸浸湿些食盐水和酚酞试剂，放在表面皿上，滤纸两端用电极与直流电源相接，过一会发现其中一根导线连接的电极所接触的滤纸附近出现红色。简述出现红色的原因并指出该导线是直流电源的哪一极？                                                                                                       

补5、下列叙述正确的是（　　 ）
　　①锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速度；②镀层破损后，白铁（镀锌铁）比马口铁（镀锡铁）更易腐蚀；③电镀时，应把镀件置于电解池的阴极；④冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶石中成为熔融体后电解⑤钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·nH2O
　　A、①②③④⑤　　　 　B、①③④⑤　　　　C、①③⑤　 　　D、②④

补5．采用惰性电极从H+、Cu2+、OH-、NO3-、SO42－、Cl—-、Ba2+、Ag+中选出适当的离子组成电解质，并对其溶液进行电解。
（1）若两极分别放出H2和O2，则电解质的化学式为                  ；
（2）若阴极析出金属，阳极放出O2，则电解质的化学式为                ；
（3）若两极分别放出气体，且体积比为1:1，则电解质的化学式为             。

补6.有三个烧杯，分别盛有氯化铜，氯化钾和硝酸银三种溶液；均以Pt作电极，将它们串联在一起电解一定时间，测得电极增重总和2.8克，这时产生的有色气体与无色气体的物质的量之比为
　　A、4：1　　 B、1：1　　 C、4：3　　 D、3：4

参考答案
1. B 2. A 3. C 4. A 5. B 6. D 7. B 8. A 9. C 10. D 11. C 12. D 13. C
14. （1）HCl CuCl2 （2）H2SO4 NaHSO4 Na2SO4 （3）NaCl CuSO4
15. （1）正极 (2) 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4
（3）1:1 （4）银 AgNO3 （5）Y极附近红褐色变深

选择题D.B.A.A.B\BC.C.B.C.A\D.A.C
14、（1）①2H++2e-=H2↑ 放出气体，溶液变红
②2Cl—2e-=Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。
（2）①纯铜 Cu2++2e-=Cu ②粗铜 Cu—2e-=Cu2+
16.（1）①先将碳棒上的铜线分别与蓄电池两极相连，然后将碳棒上有红色物质析出的所连的为负极。
　　②将铜丝与蓄电池两极相连后，插入CuSO4溶液中，经一段时间后，铜导线变粗的所连为负极。
　（2）不变 不变 0.005mol（3）PbSO4+2e=Pb+SO42-
17解析：由F极附近显红色知其为阴极，则电源B极是负极，从而知C、D、E、F电极的单质分别是：O2、Cu、Cl2、H2，其物质的量之比为1∶2∶2∶2；欲用(丙)装置给铜镀银，阳极G应该是Ag；装置(丁)中Y极是阴极，若附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷。
答案：D
补充题：.1.(1)不变 (2) Zn—2e-=Zn2+ (3) 12.99克 Cu2++2e-=Cu Zn2++2e-=Zn
2.答案：（1）原电池，电解池 （2）负极Zn—2e-=Zn2+ 正极Cu2++2e-=Cu 阳极2Cl—2e-=Cl2↑放出气体，溶液变红（3）变小 0.65 增加 0.01克
3.D
4.答案：出现红色的那一极为电源负极 因为阴极上氢离子放电，破坏了水的电离平衡，浓度OH-大于H+呈碱性
5.B
6.C

9