跟蹤檢測（三十一）化學能與電能（3）電解原理及應用（過基礎）1工業(yè)上電解飽和食鹽水時，產(chǎn)生氫氣的電極是()A陽極B陰極C正極 D負極解析：選B電解飽和食鹽水總反應：2NaCl2H2O電解,2NaOHH2Cl2，陰極反應式：2H2e=H2，陽極反應式為2Cl2e=Cl2，因此產(chǎn)生氫氣的電極是陰極，故B正確。2.用石墨電極電解CuCl2 溶液的裝置如圖所示，下列關(guān)于該裝置的分析正確的是()Aa電極表面析出紅色固體Ba電極表面產(chǎn)生無色氣體Cb電極上發(fā)生還原反應Db電極的質(zhì)量保持不變解析：選C根據(jù)離子的移動方向可知a電極是陽極，氯離子放電生成氯氣，A錯誤；氯氣是黃綠色氣體，B錯誤；b電極是陰極，銅離子得到電子，發(fā)生還原反應，C正確；b電極上析出銅，電極的質(zhì)量增加，D錯誤。3下列不是應用了電解池原理的是()A電鍍 B工業(yè)制鎂C犧牲陽極的陰極保護法 D氯堿工業(yè)制Cl2等解析：選C電鍍是利用電解原理在某些金屬表面上鍍上一薄層其他金屬或合金的過程，故A不符合題意；工業(yè)用電解熔融MgCl2的方法制取金屬鎂，故B不符合題意；犧牲陽極的陰極保護法，是利用原電池原理使還原性較強的金屬作為負極發(fā)生氧化反應而消耗，被保護的金屬作為正極避免腐蝕，故C符合題意；氯堿工業(yè)通過電解飽和NaCl溶液來制Cl2等，故D不符合題意。4用鉑電極分別電解下列物質(zhì)的溶液(足量)，陰極和陽極上同時都有氣體產(chǎn)生，且溶液的pH下降的是()AH2SO4 BCuSO4CHCl DKCl解析：選A用鉑電極電解硫酸，相當于電解水，陰極和陽極上同時都有氣體產(chǎn)生，硫酸濃度增大，溶液pH降低，A正確；用鉑電極電解硫酸銅溶液，生成銅、氧氣和硫酸，溶液pH降低，但陰極無氣體產(chǎn)生，B錯誤；用鉑電極電解HCl溶液，生成氫氣、氯氣，陰極和陽極上同時都有氣體產(chǎn)生，但消耗HCl，則溶液pH升高，C錯誤；用鉑電極電解氯化鉀溶液，生成氫氧化鉀和氫氣、氯氣，溶液pH升高，D錯誤。5欲在金屬表面鍍銀，應把鍍件掛在電鍍池的陰極。下列各組中，選用的陽極金屬和電鍍液均正確的是()AAg和AgCl溶液 BAg和AgNO3溶液CPt和Ag2CO3溶液 DPt和Ag2SO4溶液解析：選B在金屬表面鍍銀，應把鍍件掛在電鍍池的陰極，鍍層金屬銀作陽極，電鍍液是含有銀離子的可溶性的鹽溶液硝酸銀。6下列敘述正確的是()A電解精煉銅，粗銅中所含Ni、Fe、Zn等金屬雜質(zhì)，電解后以單質(zhì)形式沉積槽底，形成陽極泥B電解精煉銅時，純銅作為陽極，粗銅作為陰極C在鍍件上電鍍銅時可用金屬銅作陽極D電解稀硫酸制H2、O2時銅作陽極解析：選C電解精煉銅時，粗銅作陽極，粗銅中所含Ni、Fe、Zn等金屬雜質(zhì)活潑性強的金屬，先于Cu放電，變?yōu)榻饘匐x子進入溶液，活潑性比銅差的金屬不放電，電解后以單質(zhì)形式沉積槽底，形成陽極泥，故A錯誤；電解精煉銅時，陽極發(fā)生氧化反應、陰極發(fā)生還原反應，則純銅作為陰極，粗銅作為陽極，故B錯誤；在鍍件上電鍍銅時鍍件為陰極，陽極為鍍層金屬，所以可用金屬銅作陽極，故C正確；電解稀硫酸制H2、O2時，若銅作陽極，則陽極銅放電，陽極生成的是銅離子，不會生成氧氣，陽極應該為惰性電極，故D錯誤。7用惰性電極電解如下物質(zhì)可制得對應金屬的是()A電解熔融AlCl3獲取金屬鋁B電解MgCl2溶液獲取金屬鎂C電解CuCl2溶液獲取金屬銅D電解飽和食鹽水來獲取金屬鈉解析：選C電解熔融的Al2O3才能夠制備金屬鋁，A錯誤；電解熔融的MgCl2獲取金屬鎂，B錯誤；電解CuCl2溶液，陰極得到銅，C正確；電解熔融的NaCl才能制備鈉，而電解飽和食鹽水得到NaOH溶液，D錯誤。8.某同學設計如圖所示裝置，探究氯堿工業(yè)原理，下列說法正確的是()A石墨電極與直流電源負極相連B用濕潤 KI淀粉試紙在銅電極附近檢驗氣體，試紙變藍色C氫氧化鈉在石墨電極附近產(chǎn)生，Na向石墨電極遷移D銅電極的反應式為2H2e=H2解析：選D設計本裝置的目的是探究氯堿工業(yè)原理，也就是電解NaCl溶液，故Cu電極只能作陰極，連接電源的負極，A不正確；Cu電極周圍得到的產(chǎn)物是H2，無法使?jié)駶橩I淀粉試紙變藍色，B不正確；NaOH是Cu電極周圍產(chǎn)物，Na向Cu電極遷移，C不正確；Cu電極發(fā)生的電極反應為 2H2e=H2，D正確。9.用如圖所示裝置(X、Y是直流電源的兩極)分別進行下列各組實驗，則下表中各項所列對應關(guān)系均正確的一組是()選項X極實驗前U形管中液體通電后現(xiàn)象及結(jié)論A正極Na2SO4溶液U形管兩端滴入酚酞后，a管中呈紅色B正極AgNO3溶液b管中電極反應式是4OH4e=O22H2OC負極CuCl2溶液b管中有氣體逸出D負極NaOH溶液溶液pH降低解析：選C電解Na2SO4溶液時，陽極上是OH發(fā)生失電子的氧化反應，即a管中OH放電，酸性增強，酸遇酚酞不變色，即a管中呈無色，A錯誤；電解AgNO3溶液時，陰極上是Ag發(fā)生得電子的還原反應，即b管中電極反應是析出金屬Ag的反應，B錯誤；電解CuCl2溶液時，陽極上是Cl發(fā)生失電子的氧化反應，即b管中Cl放電，產(chǎn)生Cl2，C正確；電解NaOH溶液時，陰極上是H放電，陽極上是OH放電，實際上電解的是水，導致NaOH溶液的濃度增大，堿性增強，pH升高，D錯誤。10用電解法制取KIO3的方法是以石墨和鐵為電極電解KI溶液，電解反應方程式為KI3H2OKIO33H2。下列說法中正確的是()A電解時石墨作陰極B電解時陽極上產(chǎn)生H2C電解過程中陰極溶液pH升高D陰極電極反應式：I6e3H2O=IO6H解析：選C電解時，鐵作陰極，石墨作陽極，若鐵作陽極，則鐵放電，A錯誤；陽極發(fā)生氧化反應，I失電子被氧化，電極反應為I6e3H2O=IO6H，B、D兩項錯誤；陰極水放電，2H2O2e=H22OH，溶液的pH升高，C項正確。11某同學將電解池工作時電子、離子流動方向及電極種類等信息表示在下圖中，下列有關(guān)分析完全正確的是()選項ABCDa電極陽極陰極陽極陰極d電極正極正極負極負極Q離子陽離子陽離子陰離子陰離子解析：選B電子從電源的負極流出，故a是陰極，d是正極，溶液中陽離子Q移向陰極a。12.現(xiàn)用Pt電極電解1 L濃度均為0.1 molL1的HCl、CuSO4的混合溶液，裝置如圖，下列說法正確的是()A電解開始時陰極有H2放出B電解開始時陽極上發(fā)生：Cu22e=CuC當電路中通過電子的量超過0.1 mol時，此時陰極放電的離子發(fā)生了變化D整個電解過程中，SO不參與電極反應解析：選D依據(jù)放電順序陰極先放電的是Cu2，故陰極開始析出的是Cu，陽極先放電的是Cl，故陽極開始產(chǎn)生的是Cl2，故A、B錯誤；由陰極反應Cu22e=Cu，n(Cu2)0.1 mol，當電路中通過電子的量達到0.2 mol時，此時Cu2消耗完畢，陰極放電離子變?yōu)镠，故C錯誤；陽極先是Cl放電，當Cl消耗完畢，此時H2O電離產(chǎn)生的OH開始在陽極放電，SO不參與電極反應，故D正確。13.用如圖所示裝置(熔融CaF2CaO作電解質(zhì))獲得金屬鈣，并用鈣還原TiO2制備金屬鈦。下列說法正確的是()A電解過程中，Ca2向陽極移動B陽極的電極反應式為C2O24e=CO2C在制備金屬鈦前后，整套裝置中CaO的總量減少D若用鉛蓄電池作該裝置的供電電源，“”接線柱是Pb電極解析：選B電子從外接電源負極流出，經(jīng)導線到陰極，吸引溶液中的陽離子，即陽離子向陰極移動，選項A錯誤。陽極有CO2生成，熔融CaF2CaO作電解質(zhì)，則陽極反應式為C2O24e=CO2，B選項正確。2CaTiO2=Ti2CaO，在制備金屬鈦前后，整套裝置中CaO的總量增加，C選項錯誤。鉛蓄電池PbO2是正極，Pb為負極，若用鉛蓄電池作該裝置的供電電源，“”接線柱是PbO2電極，D選項錯誤。14.用石墨電極完成下列電解實驗，實驗現(xiàn)象：a處試紙變藍；b處變紅，局部褪色；c處無明顯變化；d處試紙變藍。下列對實驗現(xiàn)象的解釋或推測不合理的是()Aa為電解池的陰極Bb處有氯氣生成，且與水反應生成了鹽酸和次氯酸Cc處發(fā)生了反應：Fe3e=Fe3Dd處：2H2e=H2解析：選Ca處試紙變藍，為陰極，生成OH，氫離子放電，電極反應式為2H2e=H2，A正確；b處變紅，局部褪色，是因為氯離子放電產(chǎn)生氯氣，氯氣溶于水發(fā)生反應Cl2H2O=HClHClO，HCl的酸性使溶液變紅，HClO的漂白性使局部褪色，B正確；鐵絲c處為陽極，發(fā)生反應：Fe2e=Fe2，C錯誤；d處試紙變藍，為陰極，生成OH，氫離子放電，電極反應式為2H2e=H2，D正確。15.取一張用飽和NaCl溶液浸濕的pH試紙，兩根鉛筆芯作電極，接通直流電源，一段時間后，發(fā)現(xiàn)a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個雙色同心圓，內(nèi)圓為白色，外圓呈淺紅色。下列說法錯誤的是()Ab電極是陰極Ba電極與電源的正極相連接C電解過程中，水是氧化劑Db電極附近溶液的pH變小解析：選Da電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個雙色同心圓，內(nèi)圓為白色，外圓呈淺紅色，說明a極附近產(chǎn)生了Cl2，所以a極與電源的正極相連，即a為陽極，電極反應式為2Cl2e=Cl2，b為陰極，電極反應式為2H2O2e=H22OH，所以水作氧化劑，b極附近溶液的pH增大。16如圖電解裝置可將霧霾中的NO、SO2分別轉(zhuǎn)化為NH和SO。下列關(guān)于該裝置的說法錯誤的是()ASO2通入陽極，該電極上發(fā)生氧化反應B物質(zhì)A為硫酸C陰極的電極反應為NO5e6H=NHH2OD(NH4)2SO4可作為肥料解析：選C電解裝罝可將霧霾中的NO、SO2分別轉(zhuǎn)化為NH和SO，SO2被氧化生成SO，故通入二氧化硫的一極為陽極，A項正確；電解方程式為5SO22NO8H2O(NH4)2SO44H2SO4，物質(zhì)A為硫酸，B項正確；陰極為NO被還原為NH，其電極反應式為NO5e6H=NHH2O，C項錯誤；(NH4)2SO4可作為氮肥，D項正確。17.電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應用。如圖表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導線與直流電源相連。請回答以下問題：(1)若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞溶液，則電解池中X極上的電極反應式為_。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是_。Y電極上的電極反應式為_，檢驗該電極反應產(chǎn)物的方法是_。(2)如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則X電極的材料是_，電極反應式為_。Y電極的材料是_，電極反應式為_。(說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應不必寫出)(3)工業(yè)上可用電解法來處理含Cr2O的酸性廢水。具體方法是首先通過電解制得還原劑，然后還原劑將Cr2O還原為Cr3，最終轉(zhuǎn)化成Cr(OH)3沉淀而除去。如圖為電解裝置示意圖(電極材料分別為鐵和石墨)。裝置中b電極的材料是_ (填“鐵”或“石墨”)。上述處理過程中，Cr2O被還原成Cr3的離子方程式為_。解析：(1)X電極與電源的負極相連，作陰極，溶液中的氫離子放電，因此電解池中X極上的電極反應式為2H2e=H2。氫離子放電破壞了水的電離平衡，X電極附近氫氧根的濃度大于氫離子，溶液顯堿性，所以在X極附近觀察到的現(xiàn)象是放出氣體，溶液變紅。Y電極是陽極，溶液中的氯離子放電，電極反應式為2Cl2e=Cl2，氯氣具有強氧化性，檢驗該電極反應產(chǎn)物的方法是把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍色。(2)粗銅精煉時純銅作陰極，粗銅作陽極，所以X電極的材料是純銅，電極反應式為Cu22e=Cu。Y電極的材料是粗銅，電極反應式為Cu2e=Cu2。(3)Cr2O具有強氧化性，將Cr2O轉(zhuǎn)化成Cr(OH)3沉淀需要還原劑，F(xiàn)e作陽極，該電極上Fe失電子生成Fe2，F(xiàn)e2具有還原性，能還原將Cr2O轉(zhuǎn)化成Cr3，同時自身被氧化生成Fe3，所以a電極材料是石墨、b電極材料是Fe。根據(jù)電荷守恒、原子守恒配平方程式為Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O。答案：(1) 2H2e=H2放出氣體，溶液變紅2Cl2e=Cl2把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍色(2)純銅Cu22e=Cu粗銅Cu2e=Cu2(3)鐵Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O18如圖所示，E為蘸有Na2SO4溶液的濾紙，并滴上幾滴酚酞。A、B分別為Pt片，壓在濾紙兩端，R、S為電源的電極。M、N是多微孔的Ni電極，在堿溶液中可以視為惰性電極。G為電流計，K為開關(guān)。C、D和電解池中都充滿濃KOH溶液。若在濾紙中央點上一滴紫色的KMnO4溶液，K斷開，接通電源一段時間后，C、D中有氣體產(chǎn)生。(1)外電源的R極為_極。(2)A極附近的現(xiàn)象是_，B極的電極反應式為_。(3)濾紙上的紫色點向_(填“A”或“B”)極移動。(4)當C、D里的氣體產(chǎn)生到一定量時，切斷外電源并接通開關(guān)K，經(jīng)過一段時間，C、D中氣體逐漸減少，主要因為_；C極的電極反應式為_。解析：(1)電解KOH溶液，陰極的電極反應式為2H2O2e=H22OH，陽極的電極反應式為4OH4e=2H2OO2，通過相同的電量，陰極上產(chǎn)生氣體的體積是陽極上產(chǎn)生氣體體積的2倍，通過題圖可知M為陰極，N為陽極，根據(jù)電解原理，R為負極，S為正極。(2)A接電源的負極，B接電源的正極，A為陰極，電極反應式為2H2O2e=H22OH，因此A極附近的現(xiàn)象是變紅，B極的電極反應式為4OH4e=O22H2O。(3)根據(jù)電解原理，陰離子向陽極移動，陽離子向陰極移動，因此MnO移向B極，即濾紙上的紫色點向B極移動。(4)切斷電源后，H2、O2與KOH溶液構(gòu)成氫氧燃料電池，C為負極，電極反應式為H22OH2e=2H2O。答案：(1)負(2)變紅4OH4e=O22H2O(3)B(4)H2、O2與KOH溶液構(gòu)成氫氧燃料電池H22OH2e=2H2O