高考化学一轮复习(第四辑)考点五十五电解池及电解原理(含解析)1.pdf

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1、精品教案可编辑考点五十五电解池及电解原理聚焦与凝萃1理解电解原理，会判断电解池、电极产物、电极周围溶液pH 值及整个溶液pH 值的变化；2正确书写电极反应式。解读与打通常规考点一、电解池：把电能转变成化学能的装置叫做电解池。二、电解原理以电解氯化铜溶液为例，装置如下图。原理分析：CuCl2是强电解质且易溶于水，在水溶液中电离生成Cu2+和 Cl-：CuCl2=Cu2+2Cl-。通电前后溶液里离子移动示意图通电前，Cu2+和 Cl-在水里自由地移动着(如图所示)；通电后，这些自由移动着的离子，在电场的作用下，改做定向移动。根据异性相吸的原理，带负电的氯离子向阳极移动，带正电的铜离子向阴极移动(如

2、图所示)。在阳极，氯离子失去电子而被氧化成氯原子，并两两结合精品教案可编辑成氯分子，从阳极放出。在阴极，铜离子获得电子而还原成铜原子，就覆盖在阴极上。他们的反应可分别表示如下：阳极：2Cl-2e-=Cl2 (氧化反应)阴极：Cu2+2e-=Cu(还原反应)电解 CuCl2溶液的化学反应方程式为：CuCl2电解Cu+Cl2三、电解池构成：1电极且分别与电源的正、负极相连：（1）阴极：与电源的负极相连，在阴极上发生还原反应；（2）阳极：与电源的正极相连，在阳极上发生氧化反应。2电解质溶液或熔融电解质3闭合回路4直流电源隐性考点1放电顺序（1）阴极放电顺序(即氧化性顺序)Ag+Hg2+Fe3+Cu2

3、+(H+)Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+（2）阳极放电顺序(即还原性顺序)金属单质(除 Pt、Au 外)S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根 F-用石墨、金、铂等还原性很弱的材料制作的电极又叫做惰性电极，理由是它们在一般的通电条件下不发生化学反应。用铁、锌、铜、银等还原性较强的材料制作的电极又叫做活性电极，它们做电解池的阳极时，先于其他物质发生氧化反应。注意：以惰性电极电解电解质水溶液，分析电解反应的一般方法步骤为：全面分析电解质水溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组；分别对阴、阳离子排出放电顺序，写出两极上的电离反应式；合并两个电极反应式得出电解反应的总化

4、学方程式或离子方程式。2电极产物的判断（1）阳极产物的判断精品教案可编辑首先看电极，如果是活性电极，则电极金属失电子，金属被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要再看溶液中的离子的失电子能力。此时根据阴离子放电顺序加以判断，阴离子放电顺序：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根。故在阳极上的现象：质量减轻(活性电极)，如电解法精炼金属、电镀，或有非金属单质生成。在阳极上产生的非金属单质中，呈气态的有Cl2(黄绿色)、O2(无色)。通过电极产物或相应的现象可判断电极名称。（2）阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断。在一般情况下，阴极上的现象：质量增加(析出

5、金属)或有无色气体(H2)放出，所以质量增重的电极一定是阴极，有H2放出的电极也一定是阴极。融合与应用例 1下列叙述中不正确的是()A电解池的阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应B原电池跟电解池连接后，电子从电池负极流向电解池阳极C电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应D电解饱和食盐水时，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气解析：A、C、D 叙述的是电解池，都正确，B 叙述的是原电池与电解池相连接，电子应从原电池负极流向电解池阴极。答案：B例 2用惰性电极电解NaHSO3溶液可以得到硫酸，装置如图所示。电解过程中、处的生成物依次是()A硫酸、氧气和二氧化硫、氢气、亚硫酸钠B硫酸、氢气、氧气和二氧化硫、亚硫

6、酸钠精品教案可编辑C亚硫酸钠、氧气和二氧化硫、氢气、硫酸D亚硫酸钠、氢气、氧气和二氧化硫、硫酸答案：D扫描与矫正【正误判断】(正确的打“”，错误的打“”)（每个判断2 分，共 40 分）（）1电解质溶液的导电过程，就是其电解过程（）2电解池的阴、阳极与原电池一样，取决于电极材料的活泼性（）3工作时在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子过程（）4如图所示装置，a 和 b 分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2向铜电极移动（）5铜做阳极电解盐酸的方程式为：Cu2HCl=电解CuCl2H2，因此还原剂铜的还原性强于还原产物氢气的还原性（）6电解水时为了增强其导电性，应加入的电解质可以是

7、NaOH（）7电解稀硫酸、稀氢氧化钠溶液、稀硝酸就是电解水，所以pH 不变（）8电解饱和食盐水时，在阳极区生成氢氧化钠（）9电解电解质溶液时，阴极产生的气体一般为氢气，阳极产生的气体一般为氧气或氯气精品教案可编辑（）10 电解池的工作原理：电解池中与直流电源正极相连的是阳极，阳极发生氧化反应；与电源负极相连的是阴极，阴极发生还原反应。通电时，电子的流向为负极阴极电解质阳极正极（）11 电解稀硫酸溶液实质上是电解水，故溶液pH 不变（）12 电解稀氢氧化钠溶液要消耗OH，故溶液 pH 减小（）13 电解硫酸钠溶液，在阴极上发生反应：4OH4e=2H2OO2（）14 电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极

8、上析出产物的物质的量之比为11（）15 电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应（）16 用原电池作电源进行电解时，电子从原电池负极流向电解池阴极（）17 电解是把电能转变成化学能（）18 电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化（）19 某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现（）20 Cu+H2SO4=CuSO4+H2可以设计成电解池，但不能设计成原电池实训与超越【7+1 模式】一、单选（76分=42 分）1有一电解池中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 极板处有无色无味气体放出，符合这一情况的是()组合a 极板b 极板X 电极Z 溶液A锌石墨负

9、极CuSO4B石墨石墨负极NaOH精品教案可编辑C银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl22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 附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象描述正确的是()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体Ca 电极附近呈红色，b 电极附近呈蓝色Da 电极附近呈蓝色，b 电极附近呈红色3用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则下列说法正确的是()A电解过程中阴极没有气体生成B电解过程中转移的电子的物

10、质的量为0.4 molC原 CuSO4溶液的浓度为0.1 molL 1 D电解过程中阳极收集到的气体体积为1.12 L(标况下)4如图所示装置()是一种可充电电池，装置()为电解池，离子交换膜只允许Na通过，电池充电、放电的化学方程式为：2Na2S2NaBr3充电放电Na2S43NaBr。闭合开关S 时，b 电极附近先变红色。下列说法正确的是()精品教案可编辑A电池充电时，电极B 连接直流电源的正极B电池充电过程中钠离子从右到左通过离子交换膜C闭合开关S 后，b 电极附近的pH 变小D当有 0.1 mol Na通过离子交换膜时，b 电极上析出气体1 120 mL(标准状况下)5某同学设计原电池

11、装置如图所 示。下列说法正确 的是（）A电子由铁极经溶液向铂极迁移B放电过程中交换膜右侧溶液颜色逐渐变浅C正极的电极反应式为Fe3+3e Fe D若转移2mol e，交换膜右侧溶液中约减少3 mol离子6用惰性电极实现电解，下列说法正确的是()A电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH 不变B电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液pH 减小C电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为12D电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为117某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究电化学问题。当闭合该装置的开关时，观察到电流计的指针发生偏转。下列有关说法不正确的是()A甲

12、装置是原电池，乙装置是电解池B当甲中产生0.1 mol气体时，乙中析出固体的质量为6.4 g精品教案可编辑C实验一段时间后，甲烧杯中溶液的pH 增大，乙烧杯溶液的pH 减小D将乙中的C 电极换成铜电极，则乙装置可变成电镀装置二、填空（18 分）8（1）二氧化氯(ClO2)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。目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。则阳极产生ClO2的电极反应式为 _。电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为_ mol；

13、用平衡移动原理解释阴极区pH 增大的原因：_。（2）为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了一种燃料电池，电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了Y2O3的 ZrO2晶体，在高温下它能传导O2。电池工作时正极反应式为_。若以该电池为电源，用石墨作电极电解100 mL 含有以下离子的溶液。离子Cu2HClSO24c/molL11441电解一段时间后，当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，阳极上收集到氧气的物质的量为_ mol。精品教案可编辑考点五十五电解池及电解原理【正误判断】题号正误解析1略2电解池的阴、阳极取决于外接电源

14、的连接。3电解池的阴极上都是发生得电子过程4Cu2向阴极移动，即向Fe 移动5还原剂铜的还原性弱于还原产物氢气的还原性，根据铜与稀盐酸不反应推得，不能根据电解池中的反应判断。6略7pH 是否变化，要看电解水之后溶液中氢离子浓度的变化。8电解饱和食盐水时，在阴极区是水电离的氢离子放电，同时生成氢氧化钠。9略10电解池通电时，电子的流向为负极阴极，不能在电解质中移动。11电解稀硫酸溶液实质上是电解水，会使氢离子浓度增大，故溶液pH 减小。12电解稀氢氧化钠溶液要消耗OH，但同时消耗氢离子，相当于电解水，故溶液pH 增大。13电解硫酸钠溶液，在阴极上应该是氢离子放电。14略15略16略17略18略1

15、9略20能设计成原电池的反应是一个自发的氧化还原反应，而电解池可以是一个非自发精品教案可编辑【7+1 模式】题号答案解析1A据 b 极板处有无色无味气体放出，b 极为阳极，排除C、D 项，只有A 项符合题意。据a 极板质量增加，a 极为阴极，排除B 项。2DSO24、OH移向 b 极，在 b 极 OH放电，产生O2，b极附近c(H+)c(OH)，石蕊溶液变红。Na+、H+移向 a极，在 a 极 H+放电产生 H2，a 极附近c(OH)c(H+)，石蕊溶液变蓝。所以产生的气体体积a 电极的大于b 电极的；两种气体均为无色无味的气体。A、B、C 均错。3B4DA 选项根据b 电极附近先变红色，可知

16、b 是()的阴极，则 B 为()的负极，A 为正极，电池充电时，B 应连接直流电源的负极，A 项错误；B 选项电池充电相当于电解池，电池的正极(A)作电解池的阳极，发生失电子反应，生成阳离子或消耗阴离子，为了保持溶液的电中性，阳极区的阳离子移向阴极，即钠离子由左向右通过离子交换膜，B项错误；C 选项 b 极附近先变红色，说明该极附近的溶液显碱性，C 项错误；D 选项 0.1 mol钠离子通过离子交换膜，转移0.1 mol电子，根据电子守恒，b 极生成氢气0.05 mol，即标况下1120 mL，D 项正确。的氧化还原反应。精品教案可编辑5B A 项，原电池中电子由负极经外电路流向正极，电子不会

17、进入溶液，错误。B 项，铁为负极，铂为正极，正极的电极反应式为Fe3+eFe2+，溶液颜色变浅，正确。D 项，转移 2mol电子时，正极附近电解质溶液中大约有2molCl透过阴离子交换膜向铁极附近迁移(交换膜左侧溶液)，Fe3+变 Fe2+，阳离子数目没有改变，交换膜右侧溶液中离子约减少2molCl，交换膜左侧溶液中约增加了 3mol离子（1mol Fe2+2mol Cl），错误。故选B。6D电解稀硫酸溶液和氢氧化钠溶液，实质上是电解水，电解过程中溶液被浓缩，其pH 发生变化，A、B 项错误；电解硫酸钠溶液，其实质也是电解水，阴阳极上分别得到氢气和氧气，其物质的量比为21，C 项错误；电解氯化

18、铜溶液，在阴极上和阳极上析出的物质分别为铜和氯气，其物质的量比为11，D 项正确。7D8（1）Cl5e2H2O=ClO2 4H+0.01 在阴极发生2H+2e=H2，H+浓度减小，使H2OH+OH的平衡向右移动，OH浓度增大，（1）阳极失去电子发生氧化反应。水电离产生的H+在阴极上放电产生氢气，转移电子的物质的量n(e)2n(H2)2(0.112 L 22.4 L mol 1)0.01 mol，则在内电路中移动的电荷为0.01 mol，每个 Na+带一个单位的正电荷，则通过的Na+为 0.01 mol。（2）电池工作时，正极上O2得电子发生还原反应生成精品教案可编辑pH 增大（2）O24e=2O20.1O2。结合离子浓度可知电解过程可分为三个阶段：先是电解 CuCl2、然后电解HCl、最后电解水，由此可见阴极首先析出0.1 mol Cu(同时阳极析出0.1 mol Cl2)，然后析出氢气；阳极上先是析出0.2 mol Cl2(此时阴极已析出0.1 mol H2)，再析出氧气，设阳极析出x mol O2时两极析出气体体积相等，由题意可得：0.2 x0.1 2x，解得x0.1。