高中化学《电解池》练习题（附答案解析）

高中化学《电解池》练习题（附答案解析）

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一、单选题

1.下列金属的冶炼方法正确的是（）

Λ.Hg：热还原法B.A1：电解法

C.Cu：热分解法D.Fe：电解法

2.在25℃时；用石墨电极电解CUSO,溶液（假设溶液的体积在电解前后不发生变化）。5min后，在一个石

墨电极上有6.4gCu生成。下列说法中正确的是（）

ʌ.有CU生成的一极是阴极，发生氧化反应

B.反应中转移电子的物质的量为0.4mol

C.在另一极得到O2的体积（标准状况）是1.12L

D.电解一段时间后，溶液的PH不变

3.次磷酸（IhPOJ为一元中强酸，具有较强的还原性，可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如下

图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）。下列叙述不正确的是（）

石墨白阳膜1阴膜阳膜2门石墨

H3PO2≡:NaH2PO2

稀溶液IE浓溶液

阳极室产品室原料室阴极室

Λ.阳极反应为2H20-4e=02t+411,

B.产品室中发生反应H'+H2PO2=H3PO2,该法还可得副产品NaoH

C.次磷酸H3PO2在水溶液中的电离可表示为：HFOz.∙3H'+pcς^

D.阳膜1的主要作用是防止HFOf进入阳极室被氧化并允许H,通过

4.支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁

为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是（）

直流电源

钢管桩

A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零

B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩

C.高硅铸铁的作用是作为惰性阳极材料和传递电流

D.该金属防护的方法是牺牲阳极法

5.在电解水制取％和O2时，为了增强导电性，常常在水中加入一些电解质，下列物质可选用（）

A.NaClB.CuCl2C.NaOHD.CuSO.,

6.下列物质不属于氯碱工业产品的是（）

A.液氯B.盐酸C.乙烯D.漂白粉

7.氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法中不正确的是（）

Λ.电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化

B.用磁铁矿炼铁的反应中，1molFesO,被Co还原成Fe,转移9mol电子

C.湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应

D.铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化

8.全乳液流电池是利用不同电解液分别在相应电极循环流动，进行充放电反应的二次电池。电池充电时的

示意图如下图所示。下列说法错误的是（）

ʌ.充电时，全锐液流电池能量转化形式：电能一化学能

B.放电时，a为负极，b为正极

答案第2页，共12页

C.放电时，电解液中的H'通过质子交换膜从②转移至①

D.全机液流电池的总反应式：Ce"+V叱.-V2t+Ceu

9.下列工业生产中的主要反应中，涉及置换反应的是（）

A.海水中提取镁B.制取粗硅C.硫酸工业D.氯碱工业

10.2020年新型冠状病毒肺炎疫情在世界范围内暴发。病毒对消毒剂敏感，75%酒精、双氧水等均可灭活病

毒。科学家报告了一种直接电化学合成HQz的方法，装置如图。下列叙述不正确的是（）

B.b极发生的电极反应为0z+Hz0+2e=HO/OH

C.电池工作时，内部发生反应：H0Z+0H+2H=HQ+H20

D.电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）

11.根据如图判断，下列叙述正确的是（）

X溶液

A.K与N连接时，X为硫酸，一段时间后溶液的PH增大

B.K与N连接时，X为氯化钠，石墨电极上有H,放出

C.K与M连接时，X为硫酸，一段时间后溶液的PH增大

D.K与M连接时，X为氯化钠，石墨电极上有出放出

12.钛铁合金在航天和生物医学等领域有广泛的应用。下图是以TiO2、Feo混合粉末压制的块体和石墨用

烟分别做电极材料，以CaCl2熔盐为离子导体（不参与电极反应）制备钛铁合金的装置示意图。下列相关说法

正确的是（）

ʌ.TiO2、Feo混合粉末压制的块体为正极

B.通入Ar气主要是为了保护石墨用烟、FeO不被氧化

2

C.Tio2发生的电极反应为：TiO2+4e=Ti+2O-

D.每生成16.0gTiFe?时，流出气体在标准状况下的体积为4.48L

13.下列说法中正确的是（）

A.电解质溶液导电的过程是物理变化

B.正戊烷的熔沸点低于新戊烷

C.臭氧是含极性键的非极性分子

D.碘单质易溶于有机溶剂而难溶于水可以用“相似相溶”原理解释

二、填空题

（1）亚硫酸钠吸收法

写出Na2SO3溶液吸收SO2的离子方程式：。

（2）电化学处理法

①如图所示，Pt（I）电极的反应式为：。

②当电路中转移0.02mole^^时（较浓H2SO,尚未排出），交换膜左侧溶液中约增加mol离子。

答案第4页，共12页

(3)在甲酸钠、氢氧化钠混合溶液中通入二氧化硫气体可以制备工业产品保险粉(Na2S2OJ,同时生成二氧化

碳气体，写出该反应的离子方程式：O

15.(1)在298K,IOOkPa时.CH,的燃烧热是890.0kJ∕mol,写出该反应的热化学方程式。现有

CH1和CO的混合气体0.75mol,完全燃烧后,生成C0?气体和18g液态水,共放出QkJ热量(假定热量未损失)，

则CH,和CO的物质的量的比为。

(2)利用甲烷的燃烧反应设计一个燃料电池，用氢氧化钾溶液作电解质溶液.多孔石墨作电极，在电极上

分别通入甲烷和氧气,通入甲烷气体的电极上发生的电极反应是,当电路中转移12mol电子时，

实际提供的电能是890.OkJ,则该电池的能量转化效率是。

(3)将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中形成如图装置：

忸和NeCHV液

①当开关Kl闭合，则铁发生电化学腐蚀中的腐蚀。

②当开关K2闭合，则总反应的离子方程式为.

16.电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。

(1)图中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择(填字母)。

A—；

a.碳棒b.锌板c.铜板d.钠块

(2)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图为“镁一次氯酸盐”燃料电池原

理示意图，电极为镁合金和伯合金。

崂O1年金

①E为该燃料电池的________(填“正”或“负”)极。F电极上的电极反应式为

②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学用语解释其原因

③0.4molCuS0,和OMmolNaCl溶于水，配成IL溶液，用该镁燃料电池用惰性电极进行电解，当一个电极得

到0.3molCu时，另一个电极上生成的气体在标准状况下的体积为Lo

（3）如图所示，装置［为甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液），通过装置∏实现铁棒上镀铜。

①b处应通入（填“CHJ或"（V'）,a处电极上发生的电极反应式是；

②电镀结束后，装置I中溶液的PH；（填写“变大”“变小”或“不变”）装置II中Cu"的物

质的量浓度（填写“变大”“变小”或“不变”）

③在此过程中若完全反应，装置∏中阴极质量变化12.8g,则装置I中理论上消耗甲烷.L（标况）。

参考答案与解析

1.【答案】B

【详解】A.对于不活泼的金属（Hg及后面的金属），可以用热分解的方法，A项错误；

B.活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al一般用电解法，B项正确；

C.Cu可用湿法炼铜或用热还原法，C项错误；

D.较活泼的金属Zn、Fe、Sn、Pb、CU等用热还原法，D项错误；

故选Bo

2.【答案】C

【详解】试题分析：A、电解时溶液中的铜离子在阴极得到电子生成铜，所以此处铜的电极为阴极，发生还

原反应，A错误；B、当有6.4g铜析出，即0.Imol铜，转移电子0.2mol,B错误；C、转移0.2πιol电子，

另一极产生0.05mol氧气，在标准状况下体积为1.12L,C正确；D、转移0.2mol电子，溶液中产生0.2mol

氢离子，溶液中PH发生变化，D错误，答案选C。

考点：考查电解原理的应用

3.【答案】C

【分析】由图可知，阳极室中水放电生成氧气和氢离子，氢离子进入产品室；阴极室中水放电生成氢气，

原料室中钠离子进入阴极室、进入产品室；

答案第6页，共12页

【详解】Λ.阳极反应为21U)-4e=Ozt+4H',故A正确；

B.阳极室1「的通过阳膜1移向产品室，原料室的H2PO2过阴膜移向产品室，所以产品室中发生反应If+H2PO

2=IhPO2,阴极产生0H,原料室的Na'通过阳膜移向阴极室，所以该法还可得副产品NaolI,故B正确；

t

C.次磷酸(IhPo∙J为一元中强酸，在水溶液中部分电离：H3PO2^H+H2PO2,故C错误；

D.阳膜1的主要作用是防止HFO,进入阳极室被氧化并允许I「通过，故D正确。

故选Co

4.【答案】D

【分析】使用的是外加电流的阴极保护法，钢管柱与电源的负极相连，被保护。

【详解】A.外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流，从而保护钢管柱，A正确；

B.通电后，被保护的钢管柱作阴极，高硅铸铁作阳极，因此电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩，B正

确；

C.高硅铸铁为惰性辅助阳极，为惰性阳极材料且起到传递电流的作用，C正确；

D.该金属防护的方法是外加电流的阴极保护法，D错误；

故选Do

5.【答案】C

【详解】试题分析：A.加入氯化钠，阳极氯离子放电生成氯气，故A错误；B.加入CUCI2,阴极铜离子放

电生成铜，故B错误；C.加入NaOH时，阳极OH放电，阴极H'放电，故C正确；D.加入CuS0∣时，阴极铜

离子放电生成Cu,故D错误；故选C。

【考点定位】考查电解原理

【名师点晴】本题考查电解原理。注意题干的要求，明确离子的放电顺序、熟悉电解原理是解答本题的关

键。电解水制取H?和O2，阳极上OH放电，阴极上H'放电，为了增强导电性，加入的电解质电离产生的离子

不能放电。

6.【答案】C

【详解】电解饱和食盐水制取NaOH与H?和O2,其中的H?与C"可合成HClCL可与Ca(OH)?反应

制得漂白粉，所以C项不属于氯碱工业产品，答案选C。

7.【答案】B

【详解】Λ.电解熔融氯化钠制取金属钠的反应为2NaCl电解2Na+Ckt，反应中钠离子得到电子生成钠单

质被还原，发生还原反应，氯离子失去电子生成氯气被氧化，发生氧化反应，A正确;

B.磁铁矿炼铁的反应为Fe：Q+4C0'›-3Fe+4C02,反应中C元素由+2价变成+4价，4molC0共失去8mol电

子，氧化还原反应中得失电子数目相等，ImOIFeQl被CO还原成Fe,有4molC0参加反应，所以共转移8mol

电子，B错误；

C.湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素得电子生成铜单质，所以都发生还原反应，C正确；

D.铝热法还原铁的反应中，放出大量热量能使铁熔化，但很快铁又会凝固，D正确。

答案选B。

8.【答案】B

【分析】从图示装置可看出充电时，a极区C/转化为Ce"发生失电子的氧化反应，所以a极为阳极；b

极区V"转化为V",发生得电子的还原反应，b极为阴极，据此分析解答。

【详解】A.充电发生的是电解池原理，能量转化形式：电能一化学能，A正确；

B.放电与充电互为逆过程，充电的阳极连接电源的正极，阴极连接电源的负极，所以推知，放电时，a为

正极，b为负极，B错误；

C.放电时，电解液中的H'通过质子交换膜移向正极（a极），即从②转移至①，C正确；

D.根据分析可知，该二次电池的总反应可表示为：Ce3*+H.=∣∣=∙V2++Ce'+,D正确；

故选Bo

9.【答案】B

2t

【详解】A.海水中提取镁涉及的反应有：CaCO3⅞⅞CaO+CO2t,Ca0+H20=Ca（OH）2,Mg+20H=Mg（OH）21,

Mg（OH）z+2HCI=MgCIz+2H2。、MgCl2（熔融）¾⅛Mg+Cl2t，不涉及置换反应,A不符合题意;

B.制取粗硅：Si0z+2C芟溟Si（粗硅）+2Cot,涉及置换反应，B符合题意；

C.硫酸工业：4FeS2+110^⅛2Fe203+8S02,2SQ,+01化剂-2Sa,H2O+SO3=H2SO.,,不涉及置换反应，C不符合

=：

题意；

D.氯碱工业：2NaCl+2H2通电2NaOH+%t+Ckt,不涉及置换反应，D不符合题意；

答案为Bo

10.【答案】A

【详解】A.该装置是电解池，将电能转化为化学能，A错误；

B.b电极为阴极，发生还原反应，02得电子生成HOf,电极反应式为（⅛+H20+2e-=H0∕0H-,B正确；

C.装置中阴极生成HolOIl,阳极生成【I,所以电池工作时，内部生成的HO：、OII与1「反应生成HQ和

H2O,C正确;

答案第8页，共12页

D.b电极为阴极，电极反应式为O2+H2O+2e=HO;+OIT,电路中通过2mol电子，消耗Imolo2,标准状况下的

体积为22.4L,D正确。

故选Ao

11.【答案】A

【详解】A.K与N连接时，该装置为原电池，X为硫酸溶液时，铁失电子生成亚铁离子，正极上氢离子得

电子生成氢气，导致溶液中氢离子浓度减小，溶液的PH增大，故A正确；

B∙K与N连接时，该装置是原电池，X为氯化钠，铁发生吸氧腐蚀，铁作负极，石墨电极为正极，石墨电

极上氧气得电子生成水，无氢气放出，故B错误；

C∙K与M连接时，该装置为电解池，X为硫酸，阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，实际上是电

解水，硫酸的浓度逐渐增大，则溶液的PU减小，故C错误；

D.K与M连接时，该装置为电解池，X为氯化钠，石墨作阳极铁作阴极，石墨电极上氯离子失电子发生氧

化反应，电极反应式为2Cl-2e=Clzt,故D错误；

故答案为A。

12.【答案】C

【分析】该装置的目的是制备钛铁合金，所以需要Fe'Ti"发生还原反应，而CaClz熔盐不参与电极反应，

所以阳极应是O'-被氧化生成氧气。

【详解】A.电解过程中需要Fe∖Ti”发生还原反应，所以以二氧化钛、氧化亚铁混合粉末压制的块体应为

阴极，连接电源的负极，A错误；

B.Ti、Fe性质活泼，容易被生成的氧气氧化，所以通入Ar气主要是为了保护钛铁合金不被氧化，B错误；

C.Tio2得电子发生还原反应，电极反应应为TiOz+4e=Ti+2()2,C正确；

1ðg

D.16.OgTiFe.BPTTT-----Tr=O.Imol,需生成0.ImolTi、0.2molFe,根据电极反应Tioz+4e-=Ti+20”∖

2160g∙mol

FeO+2e=Fe+0”可知，共转移0.8mol电子，O’在阳极被氧化，电极反应为20'Te=0?t,所以生成0.2mol

氧气，标况下体积为0∙2molX22.4L∕mol=4.48L,但同时流出的气体还有Ar,所以流出气体在标准状况下

的体积大于4.48L,D错误；

故选C。

13.【答案】D

【详解】A.电解质溶液的导电过程是对其进行电解，产生了新物质，属于化学变化，A错误；

B.碳原子数相同的烷煌，支链越多，熔沸点越低，则正戊烷的熔沸点高于新戊烷，B错误；

C.臭氧中不存在极性键，C错误；

D.碘分子为非极性分子，水为极性分子，有机溶剂大多数为非极性溶剂，因此可用“相似相溶”原理解释，

D正确；

故答案选D。

2

14.【答案】(1)S03^+S02+H20===2HS03^

+2

(2)ΦSO2-2e^+2H2O===4H+SO1^;②0.03mol

2

(3)HCOO^+2S02+OH^==S2O4^+CO2+H2O

2

［详解】试题分析：(1)NafO:,溶液吸收SO2的离子方程式为S0√+S02+⅛0=2HS03,故答案为SO3+S02+H20=2HS03；

2

(2)①由图可知，Ptm电极上二氧化硫被氧化生成硫酸，电极反应式为：SO2-2e+2H20=S0,^+4H',故

2

答案为SOz-2e+2H20=SO,+411'；

②左侧电极反应式为：S02-2e+2H20=S0Λ+4H',根据电子转移守恒，生成硫酸根物质的量”詈ɪ=0.Olmol,

生成氢离子为0.04mol,为保持溶液电中性，0.Olmol硫酸根需要0.02mol氢离子，多余的氢离子通过阳离

子交换膜移至右侧，即有0.02mol氢离子移至右侧，故左侧溶液中增加离子为0.01mol+0.02mol=0.03mol,

故答案为O03；

(3)甲酸钠和氢氧化钠混合溶液与SOz生成保险粉NaSO,同时生成二氧化碳，反应的离子方程式：

22

HC00"+0H'+2S02-SA^+H20+C02⅞⅛^M^HC00^+0H^+2S02-S204^+H20+C021,

考点：考查了电极反应式书写、电解池有关计算的相关知识。

15.【答案】CHl(g)+202(g)=C02(g)+2⅛0Δ

2

H=-890.OkJ/mol2:1CH1-8e+100H=CO3+7H,0

2/3(或66.7%)吸氧2C1+240电解20H+H2t+Cl2f

【详解】试题分析：(1)在298K时，ImOlQL在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出热量890.OkJ,

则该反应的热化学方程式为：CH1(g)+202(g)-CO2(g)+2H20(1)ΔH=-890.OkJ/mol；18克液态水的物质的量=

18*∖nι,ol×2

——7—7=lmol,根据H原子守恒可知n(CHl)=-----------=0.5mol,故n(C0)=0.75mol-0.5mol=0.25mol,物质

18^/mol4

的量之比为2:1,故答案为CH4(g)+202(g)-CO2(g)+2H20(1)ΔH=-890.OkJ/mol；2:1；

(2)甲烷失电子发生氧化反应，所以通入甲烷气体的电极应为负极，甲烷在负极失去电子，碱性条件下生

成碳酸根与水，电极反应式为：CH4-8e^+100II-C0Λ+7H20,当电路中转移12mol电子时，实际提供的电能是

____8_9_0__.0__f_c_/___9

890.OkJ,则该电池的能量转化效率为12=w=66.7%,故答案为CH-8e^+lOOH-CO2+7HO;66.7%；

X<Sy7∖j.∖)KJ3132

8

(3)①当开关KI闭合，构成原电池装置，则铁发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，故答案为吸氧；

答案第10页，共12页

②当开关Kz闭合,构成电解池,铁为阴极,就是电极饱和食盐水,总反应的离子方程式为2C1+2HQ幽20H+H2

t+Cl2t，故答案为2C1+2⅛0⅞g20H+H2f+Cl21»

考点：考查了热化学方程式的书写、原电池和电解池的工作原理的相关知识。

16.【答案】b负ClO+2e+H2O=Cl+20HMg+2H20=Mg(OH)2+⅛

2

t5.6O2CH1-8e+lOOH=CO3^+7⅛O变小不变1.12

【分析】(1)形成原电池时，Fe作正极被保护；活泼性比Fe强的金属作负极，被腐蚀。

(2)①原电池中，负极上失电子发生氧化反应，化合价升高，正极上得电子发生还原反应，化合价降低，

据此判断正负极。

②镁能和热水反应生成氢氧化镁和氢气。

③电解硫酸铜和氯化钠溶液时，阳极上氯离子先放电，然后氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，后氢离

子放电，当阴极上析出析出铜的物质的量为0.3mol<0.4mol,根据转移电子守恒计算阳极上生成气体体积。

(3)H中首先镀铜，则CU作阳极、Fe作阴极，I中a处电极为负极、b处电极为正极，负极上通入燃料、

正极上通入氧化剂，所以b处通入的气体是O2o

①装置II实现铁棒上镀铜，则CU作阳极、Fe作阴极，I中a处电极为负极、b处电极为正极，负极上通入

燃料、正极上通入氧化剂，甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水。

②装置I中消耗氢氧化钾溶液PH减小，电镀过程中阳极上溶解的铜质量等于阴极上析出铜的质量。

③根据整个装置中电子转移相等计算消耗的甲烷的体积。

【详解】(1)该装置形成原电池，Fe作负极被保护，所以应该连接比Fe活泼的金属，故锌板。

故答案为：b；

(2)①电池中，负极上失电子发生氧化反应,化合价升高,正极上得电子发生还原反应,化合价降低,根据图

知,Mg元素化合价由0价变为+2价、Cl元素化合价由+1价变为T价,所以E是负极、F是正极,正极上次氯

酸根离子得电子和水反应生成氯离子和氢氧根离子,离子方程式为Cler+2U+Hq=Cl