2020届高三化学二轮复习《高考12题逐题突破》：电化学基础-电解原理及应用【核心突破、经典例题、提升训练25题（答案+解析）】

INET【提升训练25题答案+解析】1．如下图所示a、b装置分别用来电解氯化铜溶液和饱和食盐水。下列判断错误的是()A．阳极失电子的离子相同、产物相同B．阴极产物因得电子的离子不同而不同C．电解后两装置中溶液的pH都减小D．电解后只有a装置阴极的质量增加答案C解析都是Cl－在阳极失电子生成氯气，因而产物相同，A项正确；a中铜离子得电子生成铜，b中水中氢离子得电子生成氢气，B、D项均正确；b中水中氢离子得电子生成氢气破坏水的电离平衡，生成氢氧根，pH增大，故C项错误。2．用石墨电极电解饱和食盐水的原理示意图如图所示。下列说法正确的是()A．M为负极B．通电使氯化钠发生电离C．c出口收集到的物质是氯气D．电解一段时间后，阴极区pH降低答案C解析a口加入的饱和食盐水变成稀食盐水从左上排出，则电极反应为2Cl－－2e－=Cl2↑，Na＋通过阳离子交换膜进入右室，M为电源正极，A项错误，C项正确；氯化钠溶于水或熔融时，离解成自由移动离子的过程叫电离，不需通电，B项错误。3．某实验小组用石墨作电极进行如图实验，实验观察到：a、d处试纸变蓝；b处变红，并局部褪色；c处无明显变化。下列说法中错误的是()A．a极为阴极，发生的电极反应为：2H＋＋2e－=H2↑B．b极为阳极，涉及的反应有：2Cl－－2e－=Cl2↑、Cl2＋H2OHCl＋HClOC．电解过程中，电子流向：电源负极→a→c→d→b→电源正极D．若将铁丝改成铜丝，其余条件相同，电解一段时间后，能发现c处附近变蓝答案C解析a极连接电源负极为阴极，水电离产生的氢离子得电子产生氢气，发生的电极反应为：2H＋＋2e－=H2↑，选项A正确；b极连接电源的正极为阳极，溶液中氯离子失电子产生氯气，且产生的氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，涉及的反应有：2Cl－－2e－=Cl2↑、Cl2＋H2OHCl＋HClO，选项B正确；电解过程中，电子流向：电源负极→a、d→c、b→电源正极，电子不能通过电解质溶液，选项C错误；c处为阳极，若将铁丝改成铜丝，铜失电子产生铜离子，其余条件相同，电解一段时间后，能发现c处附近变蓝，选项D正确。4.如图是一个石墨作电极，电解稀的Na2SO4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。下列有关叙述正确的是()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．电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶解呈中性解析：选DA、B电极反应式分别为4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－、2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，相同温度和压强下，A电极生成气体体积大于B电极，A错误；阳极上生成O2，阴极上生成H2，O2和H2都是无色无味气体，B错误；由电极反应式知，A电极附近溶液呈碱性，B电极附近溶液呈酸性，则A电极附近溶液呈蓝色，B电极附近溶液呈红色，C错误；惰性电极电解稀的Na2SO4溶液，实际是电解水，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性，D正确。5．用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为升高、不变、降低的是()A．AgNO3CuCl2Cu(NO3)2B．KClNa2SO4CuSO4C．CaCl2KOHNaNO3D．HClHNO3K2SO4解析：选BAgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4溶液随电解的进行，有酸产生，溶液pH降低；KCl、CaCl2溶液随电解的进行，有碱产生，溶液pH升高；CuCl2、HCl电解的电解质本身，溶液中CuCl2、HCl减少，对应的H＋减少，溶液的pH升高；KOH、HNO3相当于电解H2O，电解质浓度增大，对应的碱溶液碱性更强，酸溶液酸性更强。6.如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解，下列说法正确的是()A．电路中电子流向：负极→d→c→b→a→正极B．a、c两极产生气体的物质的量相等C．SOeq\o\al(2－,4)向b电极移动，Cl－向c电极移动D．通电后乙烧杯滴入酚酞溶液d极附近会变红解析：选D电子只能在外电路中移动，故A错误；a极产生O2，c极产生Cl2，根据电子守恒O2～2Cl2～4e－，O2和Cl2的物质的量之比为1∶2，故B错误；阴离子向阳极移动，a和c是阳极，所以SOeq\o\al(2－,4)向a电极移动，Cl－向c电极移动，故C错误；d极是阴极，电极反应式可表示为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，所以滴入酚酞溶液d极附近会变红，故D正确。7.铝表面在空气中天然形成的氧化膜耐磨性和抗蚀性不够强，控制一定的条件，用如图所示的电化学氧化法，可在铝表面生成坚硬的氧化膜。下列有关叙述正确的是()A．阴极上有金属铝生成B．电极A为石墨，电极B为金属铝C．OH－在电极A上放电，有氧气生成D．阳极的电极反应式为：2Al－6e－＋3H2O=Al2O3＋6H＋答案D解析根据原电池装置和题目信息可知电解总反应为：2Al＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))Al2O3＋3H2↑，电解质为硫酸溶液，氢氧根离子不可能参加反应，阳极反应为：2Al＋3H2O－6e－=Al2O3＋6H＋，阴极反应为：6H＋＋6e－=3H2↑。8.利用电解法制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH和Cl2。下列说法正确的是()A．C膜可以为质子交换膜B．阴极室的电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋C．可用铁电极替换阴极的石墨电极D．每转移2mole－，阳极室溶液质量减少71g答案C解析根据装置图各室的物质成分可知，产品Ca(H2PO4)2中的Ca2＋来源于阳极室，H2POeq\o\al(－,4)来源于原料室，为了保持原料室中溶液为电中性，原料室中Na＋移向阴极室，故C膜为阳离子交换膜，A项错误；阴极室中为碱性溶液，不会产生H＋，发生“放氢生碱”的反应：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，B项错误；阴极发生还原反应，可用铁电极替换阴极的石墨电极，阳极发生氧化反应，若用铁电极替换阳极的石墨电极，Fe失电子，无法得到副产物氯气，C项正确；阳极电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑，每转移2mole－，生成1molCl2，同时有1molCa2＋移向产品室，因此阳极室溶液质量减少111g，D项错误。9.二氧化碳的再利用是实现温室气体减排的重要途径之一。在稀H2SO4中利用电催化可将CO2同时转化为多种燃料，其原理如图所示。下列说法错误的是()A．阳极的电极反应为2H2O－4e－=4H＋＋O2↑B．铂极上的电势比铜极上的高，且一段时间后铜极区溶液质量增大C．铜极上产生乙烯的电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2OD．若铜极上只生成0.34molCO和0.66molHCOOH，则电路中转移2.5mol电子答案D解析该装置为电解池，铂极为阳极，铜极为阴极，阳极的电极反应为2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，A项正确；阳极(铂极)上的电势比阴极(铜极)上的高，且根据碳原子数守恒和电荷守恒可知：进入阴极区的H＋和CO2的质量之和大于从阴极上产生的气体(CH4、C2H4和CO)的质量之和，故一段时间后铜极区溶液质量增大，B项正确；铜极上产生乙烯的电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2O，C项正确；若铜极上只生成0.34molCO和0.66molHCOOH，则电路中转移2mol电子，D项错误。10．用铂电极(惰性)电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是H2和O2的是()A．稀NaOH溶液B．HCl溶液C．酸性MgCl2溶液D．酸性AgNO3溶液解析：选A阳极：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，阴极：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，阴极和阳极上的主要产物分别是H2和O2，故A正确；阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑，阴极：2H＋＋2e－=H2↑，阴极和阳极上的主要产物分别是H2和Cl2，故B、C错误；阳极：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，阴极：Ag＋＋e－=Ag，阴极和阳极上的主要产物分别是Ag和O2，故D错误。11.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是()A．氯碱工业中，X电极上反应式是4OH－－4e－=2H2O＋O2↑B．电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2＋浓度不变C．在铁片上镀铜时，Y是纯铜D．制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁解析：选D氯碱工业中阳极是Cl－放电生成Cl2；电解精炼铜时阳极粗铜溶解，阴极Cu2＋放电析出Cu，但是粗铜中含有锌、铁、镍等杂质，使得溶液中Cu2＋浓度变小；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极是纯铜。12．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋)()A．阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2＋＋2e－=NiB．电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量一定相等C．电解后，电解槽底部的阳极泥中含有Cu和PtD．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋解析：选C电解法制备高纯度的镍，粗镍作为阳极，金属按还原性顺序Zn>Fe>Ni>Cu>Pt发生氧化反应，电极反应依次为Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Ni－2e－=Ni2＋，A项错误；电解过程中，阳极Zn、Fe、Ni溶解，Cu、Pt沉积到电解槽底部，阴极只析出Ni，结合两极转移的电子数相等，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量不相等，B项错误；Cu和Pt还原性比Ni弱，不能失去电子，以沉淀的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥，C项正确；电解后，溶液中存在的金属阳离子除了Fe2＋、Zn2＋外，还有Ni2＋，D项错误。13.酸性废水中的NHeq\o\al(＋,4)可在一定条件下利用硝酸盐菌转化为NOeq\o\al(－,3)，再用如图所示的电化学装置除去NOeq\o\al(－,3)，下列有关说法正确的是()A．a端是直流电源的负极B．该装置把化学能转化为电能C．图中离子交换膜应为阴离子交换膜D．阴极的电极反应式为2NOeq\o\al(－,3)＋12H＋＋10e－=N2↑＋6H2O答案D解析由图可知，电解池的右侧NOeq\o\al(－,3)转化为N2，N元素的化合价由＋5价降为0价，说明右侧为电解池的阴极，因此b为电源的负极，a为电源的正极，A项错误；该装置是电解池，把电能转化为化学能，B项错误；左侧为阳极，发生的电极反应为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，为保持电荷平衡，产生的H＋通过离子交换膜进入右侧，所以离子交换膜为阳离子交换膜，C项错误；右侧为电解池的阴极，发生的电极反应为2NOeq\o\al(－,3)＋12H＋＋10e－=N2↑＋6H2O，D项正确。14．用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4­H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是()A．待加工铝质工件为阳极B．可选用不锈钢网作为阴极C．阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－=AlD．SOeq\o\al(2－,4)在电解过程中向阳极移动解析：选C用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，则铝制品为阳极，即待加工铝质工件为阳极，A正确；选用不锈钢网作为阴极不会影响电极反应及总反应，故可选用不锈钢网作为阴极，B正确；阴极的电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，C不正确；电解过程中，阴离子向阳极移动，故SOeq\o\al(2－,4)在电解过程中向阳极移动，D正确。15．用电解法制取KIO3的方法是以石墨和铁为电极电解KI溶液，电解反应方程式为KI＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))KIO3＋3H2↑。下列说法中正确的是()A．电解时石墨作阴极B．电解时阳极上产生H2C．电解过程中阴极溶液pH升高D．阴极电极反应式：I－－6e－＋3H2O=IOeq\o\al(－,3)＋6H＋解析：选C电解时，铁作阴极，石墨作阳极，若铁作阳极，则铁放电，A错误；阳极发生氧化反应，I－失电子被氧化，电极反应为I－－6e－＋3H2O=IOeq\o\al(－,3)＋6H＋，B、D两项错误；阴极水放电，2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，溶液的pH升高，C项正确。16．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在下图中，下列有关分析完全正确的是()选项ABCDa电极阳极阴极阳极阴极d电极正极正极负极负极Q离子阳离子阳离子阴离子阴离子解析：选B电子从电源的负极流出，故a是阴极，d是正极，溶液中阳离子Q移向阴极a。17．用惰性电极电解如下物质可制得对应金属的是()A．电解熔融AlCl3获取金属铝B．电解MgCl2溶液获取金属镁C．电解CuCl2溶液获取金属铜D．电解饱和食盐水来获取金属钠解析：选C电解熔融的Al2O3才能够制备金属铝，A错误；电解熔融的MgCl2获取金属镁，B错误；电解CuCl2溶液，阴极得到铜，C正确；电解熔融的NaCl才能制备钠，而电解饱和食盐水得到NaOH溶液，D错误。18.现用Pt电极电解1L浓度均为0.1mol·L－1的HCl、CuSO4的混合溶液，装置如图，下列说法正确的是()A．电解开始时阴极有H2放出B．电解开始时阳极上发生：Cu2＋＋2e－=CuC．当电路中通过电子的量超过0.1mol时，此时阴极放电的离子发生了变化D．整个电解过程中，SOeq\o\al(2－,4)不参与电极反应解析：选D依据放电顺序阴极先放电的是Cu2＋，故阴极开始析出的是Cu，阳极先放电的是Cl－，故阳极开始产生的是Cl2，故A、B错误；由阴极反应Cu2＋＋2e－=Cu，n(Cu2＋)＝0.1mol，当电路中通过电子的量达到0.2mol时，此时Cu2＋消耗完毕，阴极放电离子变为H＋，故C错误；阳极先是Cl－放电，当Cl－消耗完毕，此时H2O电离产生的OH－开始在阳极放电，SOeq\o\al(2－,4)不参与电极反应，故D正确。19.取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圆呈浅红色。下列说法错误的是()A．b电极是阴极B．a电极与电源的正极相连接C．电解过程中，水是氧化剂D．b电极附近溶液的pH变小解析：选Da电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圆呈浅红色，说明a极附近产生了Cl2，所以a极与电源的正极相连，即a为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑，b为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，所以水作氧化剂，b极附近溶液的pH增大。20.如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中。下列分析正确的是()A．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑B．K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐降低C．K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法D．K2闭合，电路中通过0.4NA个电子时，两极共产生4.48L气体解析：选CK1闭合构成原电池，铁棒是负极，失去电子，铁棒上发生的反应为Fe－2e－=Fe2＋，A项错误；K1闭合，构成原电池，石墨棒是正极，正极发生的反应为O2＋4e－＋2H2O=4OH－，石墨棒周围溶液pH逐渐增大，B项错误；K2闭合，构成电解池，铁棒作阴极，铁棒不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法，C项正确；K2闭合，构成电解池，电解NaCl溶液，两极分别生成H2、Cl2，电路中通过0.4NA个电子时，两极共产生8.96L(标准状况)气体，D项错误。21.用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是()A．待加工铝质工件为阳极B．可选用不锈钢网作为阴极C．阴极的电极反应式：Al3＋＋3e－=AlD．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动答案C解析A项，根据电解原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，正确；B项，阴极仅作导体，可选用不锈钢网，且不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，正确；C项，阴极应为氢离子得电子生成氢气，错误；D项，电解时，阴离子移向阳极，正确。22.某同学设计如图所示装置，探究氯碱工业原理，下列说法正确的是()A．石墨电极与直流电源负极相连B．用湿润KI淀粉试纸在铜电极附近检验气体，试纸变蓝色C．氢氧化钠在石墨电极附近产生，Na＋向石墨电极迁移D．铜电极的反应式为2H＋＋2e－=H2↑解析：选D设计本装置的目的是探究氯碱工业原理，也就是电解NaCl溶液，故Cu电极只能作阴极，连接电源的负极，A不正确；Cu电极周围得到的产物是H2，无法使湿润KI淀粉试纸变蓝色，B不正确；NaOH是Cu电极周围产物，Na＋向Cu电极迁移，C不正确；Cu电极发生的电极反应为2H＋＋2e－=H2↑，D正确。23.用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一组是()选项X极实验前U形管中液体通电后现象及结论A正极Na2SO4溶液U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色B正极AgNO3溶液b管中电极反应式是4OH－－4e－=O2↑＋2H2OC负极CuCl2溶液b管中有气体逸出D负极NaOH溶液溶液pH降低解析：选C电解Na2SO4溶液时，阳极上是OH－发生失电子的氧化反应，即a管中OH－放电，酸性增强，酸遇酚酞不变色，即a管中呈无色，A错误；电解AgNO3溶液时，阴极上是Ag＋发生得电子的还原反应，即b管中电极反应是析出金属Ag的反应，B错误；电解CuCl2溶液时，阳极上是Cl－发生失电子的氧化反应，即b管中Cl－放电，产生Cl2，C正确；电解NaOH溶液时，阴极上是H＋放电，阳极上是OH－放电，实际上电解的是水，导致NaOH溶液的浓度增大，碱性增强，pH升高，D错误。24.电解原理在化学工业中有广泛的应用。如图所示为一电解池装置，U形管内装有电解液c，A、B是两块电极板，通过导线与直流电源相连。(1)若A、B都是惰性电极，电解质溶液c是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在U形管两边各滴入几滴酚酞试剂，试判断：①a电极是_______极(填“正”或“负”)，B电极是________极(填“阴”或“阳”)；②A电极上的电极反应式为________________________，B电极上的电极反应式为________________________________________________________________________；③检验A电极上产物的方法是____________________________________________________________________________________________________________________。(2)若图示装置为用惰性电极电解CuSO4溶液的装置，其中阴极上析出Cu的质量为3.2g，则阳极上产生的气体在标准状况下的体积为________；常温下，若将电解后的溶液稀释至1L，则溶液的pH约为________。解析：(1)根据电流的方向可知，a电极为电源的正极，b电极为电源的负极。A电极为阳极，发生氧化反应2Cl－－2e－=Cl2↑，B电极为阴极，发生还原反应2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－。氯气可用湿润的淀粉碘化钾试纸检验。(2)用惰性电极电解CuSO4溶液时，阳极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，阴极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu，根据电子守恒可知，n(O2)＝eq\f(1,2)n(Cu)＝eq\f(1,2)×eq\f(3.2g,64g·mol－1)＝0.025mol，即标准状况下V(O2)＝0.025mol×22.4L·mol－1＝0.56L；根据反应2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4可知，电解后溶液中n(H＋)＝4n(O2)＝0.1mol，所以c(H＋)＝0.1mol·L－1，pH＝1。答案：(1)①正阴②2Cl－－2e－=Cl2↑2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－③把湿润的