第4章 第2节 电解池-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1同步课件（人教版2019）

化学 选择性必修1 化学反应原理 RJ 1 2 第二节 电解池 2 1 课时1 电解原理 刷基础 3 1.[河南南阳六校2024高二期中] 如图所示装置进行相关电解实验，下列说法正确的是( ) B A.该装置中电子移动方向：“负极” 石墨溶液 石墨 “正极” B.若是，电解一段时间后，向 形管两端滴入酚酞，只有石墨1电极附近 的溶液呈红色 C.若是 ，电解一段时间后，电解液的氧化性减弱 D.若是，石墨2的电极反应式为 题型1 电解池的构成及原理分析 4 解析 电子不能经过电解质溶液或熔融的电解质，故该装置中电子移动方向：“负极” 阴极 （石墨1），阳极（石墨2） “正极”，A错误；若是 ，则石墨1上的电极反应式为 ，石墨2上的电极反应式为 ，故电解一段 时间后，向形管两端滴入酚酞，只有石墨1电极附近的溶液呈红色，B正确；若是 ，则 石墨1上的电极反应式为，石墨2上的电极反应式为 ， 电解一段时间后，电解液由变为和的混合液，由于的氧化性强于 ， 即电解液的氧化性增强，C错误；若是 ，阳极发生氧化反应，电极反应式为 ，D错误。 题型1 电解池的构成及原理分析 5 【归纳总结】正确判断电极产物 （1）阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解 （注意：铁作阳极溶解生成，而不是 ）；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电 子能力，阴离子放电顺序为 （水）。 （2）阴极产物直接根据阳离子的放电顺序进行判断： 题型1 电解池的构成及原理分析 6 2.[福建厦门2023高二期中] 某学生欲完成 反应，设计了下列四个 实验，你认为可行的实验是( ) A A. B. C. D. 题型1 电解池的构成及原理分析 7 解析 反应 中，失电子发生氧化反应。A装置为电解池，左边 为 阳极，发生氧化反应，电极反应式为，右边 为阴极，发生还原反应， 电极反应式为 ，故总反应为 ，A可行；B装置为 原电池，为负极，发生氧化反应，电极反应式为 ，B不可行；C装置为电解池， C为阳极，发生氧化反应，电极反应式为 ，C不可行；D不能构成原电池，也 不会发生化学反应，D不可行。 题型1 电解池的构成及原理分析 8 3.[北京师范大学附中2023高二期中] 为探究电解时离子的放电规律，进行如下实验： 序号 阳极材料 阴极材料 电解质 阳极产物 阴极产物 ① 石墨 石墨 溶液 ② 石墨 石墨 溶液 ③ 石墨 石墨 溶液 ④ 铜 石墨 溶液 ⑤ 石墨 石墨 熔融液 下列说法错误的是( ) D A.对比①②可知，阴极离子放电顺序是 B.对比①③可知，阳极离子放电顺序是 C.对比③④可知，阳极是铜时，会先于溶液中的离子放电 D.对比①⑤可知，电解得到金属只能用熔融态，不能用水溶液 题型1 电解池的构成及原理分析 9 解析 由①可知铜离子先于水电离的氢离子放电，由②可知水电离的氢离子先于钠离子放电，所 以对比①②可知，阴极离子放电顺序是 ，故A正确；由①可知，离子放电 顺序：，由③可知离子放电顺序： ，所以阳极离子放电顺序 是 ，故B正确；电解池的阳极若是活泼电极，则金属电极本身失电子， 发生氧化反应，对比③④可知，阳极是铜时，会先于溶液中的离子放电，故C正确；由①可知， 电解氯化铜溶液可得到金属铜，故D错误。 题型1 电解池的构成及原理分析 10 4.[江苏苏州2023高二月考] 和的混合溶液中 ，用石 墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到 气体（标准状况）。假定电解后 溶液体积仍为 ，下列说法不正确的是( ) C A.电解得到的质量为 B.上述电解过程中共转移电子 C.电解后的溶液中 D.原混合溶液中 题型2 电解相关的计算 11 解析 根据溶液中离子放电能力的强弱，该混合溶液中的电解反应分两个阶段：第一阶段，阴极 析出铜，阳极生成；第二阶段，阴极生成，阳极生成 。已知通电一段时间后，两极均收 集到气体（标准状况），即第二阶段中在阴极生成，转移电子 ，同时在 阳极生成，则第一阶段在阳极生成的也是，转移电子 ，同时在 阴极析出，溶液中生成。根据上述分析，第一阶段，溶液中的 在阴极 全部放电，析出，其质量为，A正确；两个阶段均转移电子 ，所以整个电 解过程中共转移电子，B正确；整个电解过程共生成 ，第二阶段阴极上有 放电生成，故电解后溶液中有，所以 ，C错误； ， ，由电荷守恒可得 ， ，D正确。 题型2 电解相关的计算 12 5.[湖南永州一中2024高二月考] 关于如图所示各装置的叙述中正确的是( ) ① ② ③ B A.装置①总反应式为 B.装置②中，通入的电极反应式为 C.若装置③精炼铜，则极为粗铜，极为纯铜，溶液可为 溶液 D.装置③中、为石墨电极，电解足量 溶液一段时间，加盐酸可使溶液复原 题型3 电解液的复原 13 解析 装置①为原电池，金属性强于铜的铁为负极、铜为正极，总反应式为 ， 故A错误；装置②为燃料电池，通入氨气的铂电极为燃料电池的负极，碱性条件下氨气在负极失 去电子，发生氧化反应生成氮气和水，电极反应式为 ，故B正 确；由电流的移动方向可知，为直流电源的正极、 为负极，若装置③用来精炼铜，精炼池中阳 极为粗铜、阴极为纯铜，故C错误；装置③中、 为石墨电极，电解足量氯化钠溶液发生的反 应为 ，则通入氯化氢气体可使溶液复原，但加盐酸不可 以，故D错误。 题型3 电解液的复原 14 【归纳总结】用惰性电极电解电解质溶液的类型 类型 电解质特点 实例 电解产物 电解质溶液 的变化 电解质溶 液的复原 阴极 阳极 电解水型 含氧酸、可溶性 强碱、活泼金属 含氧酸盐 、 、 浓度增大 加 电解溶质 型 无氧酸 浓度减小 通 不活泼金属无氧 酸盐 加 题型3 电解液的复原 15 类型 电解质特点 实例 电解产物 电解质溶液 的变化 电解质溶 液的复原 阴极 阳极 放 生碱 型 活泼金属无氧酸 盐 生成新电解 质 通 放 生酸 型 不活泼金属含氧 酸盐 生成新电解 质 加 续表 题型3 电解液的复原 16 1 课时1 电解原理 刷提升 17 1.[安徽宿州十三所重点中学2023高二期中] 关于如图所示①②两个装置的叙述，正确的是( ) C A.装置名称：①是原电池，②是电解池 B.稀硫酸浓度变化：①减小，②增大 C.①中阳极电极反应式： 、②中负极电极反应 式： D.离子移动方向：①中向阴极方向移动，②中 向负极方向移动 18 解析 ①有外加电源，为电解池，②无外加电源，构成了铜锌原电池，A错误。装置①中电解稀 硫酸，实质是电解水，硫酸浓度增大，②为铜锌原电池，正极不断消耗氢离子，硫酸浓度减小， B错误。①中阳极上水电离出的氢氧根离子发生反应生成氧气： ；② 中为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为 ，C正确。电解池工作时， 阳离子向阴极移动；原电池工作时，阳离子向正极移动，则①中向阴极方向移动，②中 向 正极方向移动，D错误。 19 2.[辽宁辽阳2023高二月考] 用如图所示装置（、 是直流电源的两极）分别进行下列各组实验， 则表中各项所列对应关系均正确的是( ) C 选项 极 实验前 形管中液体 通电后现象及结论 A 正极 溶液 右侧溶液中有气体逸出 B 负极 硫酸 溶液中 增大 C 正极 溶液 形管两端滴入酚酞后，右侧溶液呈红色 D 负极 溶液 左侧电极反应式是 20 解析 极为正极，则形管右侧石墨为阴极，电解氯化铜溶液时， 在阴极被还原为单质铜， 右侧溶液中无气体逸出，故A错误；电解稀硫酸的实质是电解水，所以 的浓度会增大，溶 液中减小，故B错误；极为正极，左侧石墨电极为阳极，右侧石墨电极为阴极，电解 溶 液时，在阴极区放电，在阳极区放电，故阴极区溶液中会生成大量的 ，滴入酚酞后， 右侧溶液呈红色，故C正确； 极为负极，则左侧石墨电极为阴极，电解硝酸银溶液时，阴极电极 反应式为 ，故D错误。 21 3.[河北唐山2023高二期中] 如图所示装置中，试 管A、B中电极为多孔石墨电极，C、D为铂夹。 断开，闭合、 ，一段时间后，A、B中气 体的量之间的关系如图所示： 下列说法正确的是( ) C A.为正极， 为负极 B.滤纸上紫红色液滴向C端移动 C.断开、，闭合，A试管中电极反应式为 D.断开、，闭合，水槽中溶液的 增大 22 解析 断开，闭合、 ，水槽中电解氢氧化钾溶液，实质是电解水，总反应为 ，结合题图试管中气体的体积可知，A中生成氧气，A中多孔石墨为阳极， B中多孔石墨为阴极，阴极与电源负极相连，则为负极， 为正极，故A错误；结合A项分析知， 滤纸上C为阴极，D为阳极，浸湿的滤纸中阴离子向阳极移动，显紫红色的离子为 ，则紫红 色液滴向D端移动，故B错误；断开、，闭合 ，构成氢氧燃料电池，A中为氧气，A中多孔 石墨是正极，B中为氢气，B中多孔石墨为负极，A极电极反应式为 ， 故C正确；断开、，闭合，构成氢氧燃料电池，电池总反应为 ，则溶 液中水增多，氢氧根离子的浓度减小，故D错误。 23 4.[重庆一中2023高二月考] 用如图所示的装置进行电解，通电一段时间， 发现湿润的淀粉 试纸的C端变为蓝色。下列说法正确的是( ) D A.电源的正极为 B.电子流向： 极 C.通电一段时间后，加入 固体可使甲中溶液复原 D.通电一段时间后，乙中出现蓝色沉淀 24 解析 通电一段时间后湿润的淀粉试纸的C端变为蓝色，可知C端发生 ，C是阳极、D 为阴极，则为电源的负极、 为正极，铂电极、铜电极为阳极，铁电极、石墨电极为阴极，故A 错误；电解质溶液不能传递电子，则电子不能由D流向C，故B错误；甲中铂电极为阳极、铁电极 为阴极，总反应为 ，则通电一段时间后，加入氧化银固 体可使甲中溶液复原，故C错误；乙中铜电极为阳极，铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，电 极反应式为 ，石墨电极为阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢 氧根离子，电极反应式为 ，阳极生成的铜离子与阴极生成的氢氧根 离子反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，故D正确。 25 5.[福建三明一中2024高二期中] 某同学用如图装置进行实验①和②，在相同时间内，记录现象如 下（溶液的温度变化均不明显）。 实验装置 实验序 号 电极材料 实验现象 ① 铂 两极均产生大量无色气泡，两极区的溶液均未见白色浑浊 ② 石墨 两极均产生大量无色气泡，阴极区未见白色浑浊，阳极区产生 白色浑浊，分离出该白色固体，加酸溶解，产生气泡 根据实验现象，下列说法正确的是( ) D A.①②中，阴极反应式： B.②中，白色浑浊的主要成分是 C.②中，产生白色浑浊的主要原因是电解过程消耗水 D.②中，产生白色浑浊与阳极材料被氧化生成 有关 26 解析 利用惰性电极电解饱和 溶液，在阴极，水电离出的氢离子得电子生成氢气，电极 反应式为 ，A错误；②中阳极区产生白色浑浊，分离出该白色固体， 加酸溶解，产生气泡，说明白色浑浊的主要成分为碳酸钙，B错误；②中阳极上氢氧根离子失电 子生成氧气，氧气与电极材料石墨反应生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙，这 是产生白色浑浊的主要原因，C错误，D正确。 27 6.[湖南长沙雅礼中学2023高二月考] 将和 两种溶液等体积混合后用石墨电极进行电解， 电解过程中（不考虑气体溶解），溶液随时间 变化的曲线如图所示，则下列说法正确的是 ( ) A A.整个过程中电极反应 与 不 可能同时发生 B.电解至点时，加入适量 固体即可使电解质溶液恢复至原来的浓度 C.段表示电解过程中，由于被还原而导致溶液 增大 D.原混合溶液中和的物质的量浓度之比恰好为 28 解析 用石墨电极电解等体积溶液和 溶液的混合溶液，阴极上离子放电顺序是 ，阳极上离子放电顺序是。分析题图可知，电解过程中分三段： 段 、分别在阴、阳极放电，相当于电解溶液；段溶液降低，是 反应完全后阳 极水电离的放电，同时产生，则段相当于电解硫酸铜溶液； 段相当于电解水。根据 分析，氯离子反应完，铜离子还有剩余，所以整个过程中电极反应 、 不可能同时发生，A正确；电解至C点时，在电解质溶液中加入 固体和 固体才能使电解质溶液恢复至原来的浓度，B错误；因为铜离子水解使溶液显酸性， 段随着电解的进行，铜离子的浓度降低，水解得到氢离子浓度减小，酸性减弱，从而导致 增大，C错误；段阳极上失电子的同时，阴极上仍然是得电子，且和 溶液 等体积混合，所以原混合溶液中和的浓度之比小于 ，D错误。 29 7.[山东青岛二中2024高二期中] 利用库仑测硫仪测定气体中 的体积分数， 其原理如图所示。待测气体进入电解池后，将还原，溶液中 保持 不变。若有标准状况下 气体通入电解池（其他气体不反应），反应结 束后消耗库仑电量（已知：电解转移 电子所消耗的电量为96 500库 仑）。下列说法不正确的是( ) C A.接电源的正极 B.阴极反应式为 C.反应结束后溶液的增大 D.混合气体中的体积分数为 30 解析 由题图可知，在电极上转化为，化合价升高，则电极为阳极， 接电源的正极，A 正确；电极为阴极，阴极反应式为 ，B正确；二氧化硫在电解池中与 反应， 离子方程式为 ，相当于每转移2个电子，在阳极区生成4 个氢离子，而在阴极转移2个电子消耗2个氢离子，则溶液中氢离子浓度增大， 减小，C错误； 由硫原子守恒和可得如下关系： ，电解消 耗的电量为 库仑，则二氧化硫的体积分数为 ，D正确。 31 8.[北京丰台区2024高二期中] 为了减少对环境的污染，煤在直 接燃烧前要进行脱硫处理。电解脱硫的基本原理如图所示，利用 电极反应将转化为， 再将煤中的含硫物质 （主要成分是）氧化为和 （1） 为电源的______（填“正极”或“负极”）。 正极 解析 由题图可知，在电极上失去电子，发生氧化反应，电极为阳极，故 为电源的正极。 。已知：两电极为完全相同的惰性电极。回答下列问题： 32 （2）电解池刚开始工作时，电极 上的电极反应式为___________________。 解析 电解池刚开始工作时，在电极上得到电子，发生还原反应，电极 上的电极反应式为 。 （3）电解池工作时，往___（填“”或“”）极移动，一段时间后，混合液中 的物 质的量______（填“变大”“变小”或“不变”）。 变大 解析 电解池工作时，阴离子移向阳极，故往极移动；由总反应可知，反应生成了 ， 一段时间后，混合液中 的物质的量变大。 33 （4）若电路中转移电子，则此时消耗的的质量为_____ （不考虑其他反应），产生 的气体的体积为______ （换算成标准状况）。 2.4 3.36 解析 由题给反应可知，消耗转移电子，故转移电子时消耗的 的物 质的量为，其质量为 ；由（2）的电极反应式可知，生 成氢气转移电子，故转移电子时产生的氢气的物质的量为 ，标准状况 下的体积为 。 （5）电解过程中，混合溶液中的 将______（填“变大”“变小”或“不变”）。 变小 解析 根据题给反应可知，每参加反应消耗，则转移 电子，生成 ，同时电极消耗，故随着反应的进行，增大， 变小。 34 9.[江苏苏州工业园区三校2024高二联考] 能源、环境与生产生活和社会发展密切相关。 （1）以甲醇为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢气为 燃料的传统燃料电池。如图甲是目前研究较多的一类固体 氧化物燃料电池工作原理示意图，B极的电极反应式为 ____________________________________。 解析 由电池工作原理示意图可知，B极上甲醇失电子并与 反应生成二氧化碳，电极反应式为 。 35 （2）如图乙，其中甲池的总反应式为 。 ①甲池通入氧气的电极反应式为___________ ________________。 解析 由甲池的总反应式 可知，通入氧气的电极中氧 气得到电子，化合价降低，电极反应式为 。 36 ②电解一段时间后，乙池中溶液的 将______（填“增大”“减小”或“不变”）。 减小 解析 由①分析可知，乙池中石墨电极为阳极， 电极为阴极，总反应式为 ，溶剂减少，变多，所以 减小。 ③电解一段时间后，当乙池中生成标准状况下气体时，丙池中理论上最多产生_____ 固体。 2.9 解析 丙池总反应式为 ，阴极反应为 ，当乙池中生成标准状况下 气体时，转移电子 ，丙池中理论上最多产生 固体。 37 2 课时2 电解原理的应用 刷基础 38 1.[河北保定2024高二期中] 是一种化工原料，可以制备多 种物质，如图所示。 下列说法错误的是( ) A A.反应Ⅰ的化学方程式为 B.反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为氧化还原反应 C.的溶液可用于吸收含 的尾气 D.漂白粉的有效成分为 题型1 氯碱工业 39 【思路导引】电解饱和食盐水可得到、、，在中燃烧生成 ；电解熔融状态下 的可得到和，将氯气通入到石灰乳中，制得以次氯酸钙为有效成分的漂白粉，则 为 ，为 。 题型1 氯碱工业 40 解析 根据思路导引可知，反应Ⅰ的化学方程式为 ，A 错误；反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中均存在元素化合价的变化，均为氧化还原反应，B正确； 溶液 能与发生反应，可用于吸收含的尾气，C正确；漂白粉的有效成分为 ，D正确。 题型1 氯碱工业 41 2.[北京四中2023高二期中] 如图是工业上电解饱和食盐 水的装置示意图，下列说法中不正确的是( ) C A.装置出口①处的物质是氯气，出口②处的物质是氢气 B.该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过 C.装置中发生反应的离子方程式为 D.该装置将电能转化为化学能 题型1 氯碱工业 42 解析 与电源正极相连的电极为阳极，溶液中的氯离子在阳极失电子生成氯气，出口①处的物质是 氯气；溶液中水电离出的氢离子在阴极得到电子，发生还原反应生成氢气，出口②处的物质是氢气， A正确。由左池出口处为淡盐水可知，该离子交换膜是阳离子交换膜，只允许阳离子通过，不能让 阴离子通过，B正确。电解饱和食盐水过程中生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的离子方程式为 ，C错误。该装置是电解池，将电能转化为化学能，D正确。 题型1 氯碱工业 43 3.[辽宁朝阳建平实验中学2023高一期末] 将“铜牌”变成“银牌”的装置如 图所示。下列说法正确的是( ) B A.铜牌连接电源的正极 B.反应前后，溶液 的浓度不变 C.溶液可以为 溶液 D.反应一段时间后，电源反接，铜牌可恢复原状 题型2 电镀与金属精炼 44 解析 分析装置图可知，该装置为电镀池：镀层金属 作阳极，与电源正极相连，A错误；若 要达到铜牌上镀银的效果，则溶液为溶液，阳极失电子变成，阴极 得电子变成 ，反应前后溶液的浓度不变，B正确；若溶液为溶液， ，会影响放电 顺序，不能达到铜牌上镀银的效果，C错误；当反应一段时间后，电源反接，阳极有和， 活泼性比强，会失去电子变成 ，铜牌不能恢复原状，D错误。 题型2 电镀与金属精炼 45 4.[山东青岛2024高二期中] 下列有关电解原理的应用的说法正确的是( ) B A.氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝 B.在铁制品上镀银时，银制品与电源正极相连 C.电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极 D.电解硫酸钾溶液时，硫酸钾的浓度保持不变 题型3 电冶金 46 解析 氯化铝是一种电解质，但熔融态的氯化铝不导电，而电解氯化铝溶液时，电离的 优 于 放电，故不可用于电解法制铝，A错误；电镀时，镀层金属与电源正极相连，镀件与电源 负极相连，在铁制品上镀银时，银制品与电源正极相连，B正确；电解法精炼铜时，粗铜作阳极， 纯铜作阴极，C错误；电解硫酸钾溶液时，阳极生成氧气，阴极生成氢气，相当于电解水，硫酸 钾的浓度会增大，D错误。 题型3 电冶金 47 5.[河北石家庄2023高二月考] 根据工业上用离子交换膜法制烧碱的方法，可以用如图装置电解硫 酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。下列说法错误的是( ) D A.该电解槽的阳极反应式为 B.制得的氢氧化钾溶液从出口D导出 C.通电开始后，阴极附近溶液 增大 D.若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧 燃料电池，则电池正极的电极反应式为 48 解析 左边电极连接电源正极，为电解池的阳极，左侧电解液呈酸性，则阳极反应式为 ，故A正确；右边电极是电解池的阴极，阴极上水电离出的氢离子得 到电子生成 ，剩余氢氧根离子，钾离子穿过阳离子交换膜进入阴极室与氢氧根离子结合，则制 得的氢氧化钾溶液从出口D导出，故B正确；根据B选项分析，通电开始后，阴极生成 ，因此 阴极附近溶液 增大，故C正确；若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池， 则电池正极的电极反应式为 ，故D错误。 49 2 课时2 电解原理的应用 刷提升 50 1.[福建漳州2023高二期中] 下列有关电化学过程的说法正确的是( ) B A.用惰性电极电解饱和食盐水，阴极逸出的气体可使湿润的淀粉 试纸变蓝 B.在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的负极 C.用惰性电极电解溶液的离子反应为 D.电解精炼铜时，若电路中通过，阳极质量减少 51 解析 用惰性电极电解饱和食盐水，在阴极发生的反应是 ，逸出的气 体不能使湿润的淀粉试纸变蓝，故A错误；电镀铜时， 作阳极，铜离子在镀件上得到电子 生成，镀件连接电源的负极，故B正确；用惰性电极电解 溶液，离子方程式为 ，故C错误；粗铜中含有杂质铁、锌等，所以 阳极质量减少时，电路中转移电子的物质的量不一定为 ，故D错误。 52 2.[四川成都七中2024高二期中] 我国十大科技突破之一——海水直接 电解制 ，其工作原理如图（透气膜只允许水分子通过）。下列说法 不正确的是( ) C A. 为电解池的阴极 B.的电极反应式为 C.去除透气膜， 极发生的电极反应不变 D.电解池工作时，海水侧的离子浓度理论上逐渐增大 53 解析 电解时，向极移动，所以为阳极，电极反应式为， 为 阴极，电极反应式为 ，A、B正确；去除透气膜，海水中含有的 、等可在极放电， 极反应会发生变化，C错误；电解池工作时，水通过透气膜在电极发 生反应，所以海水侧水减少，离子浓度理论上逐渐增大，D正确。 54 3.我国学者以熔融的作电解质，在 催化条件下， 以和为原料气，在 、常压条件下成功实现电催化合成氨， 其装置如图所示。下列有关说法不正确的是( ) A A.电极 应连接电源负极 B.电极上的反应为 C.反应过程中，由极区向 极区迁移 D.该电催化合成氨反应的化学方程式为 55 解析 该装置为电解池，介质为碱性物质，反应为和合成氨，由 元素化合价从0价降低至 价知，在阴极得电子，电极反应式为 ，阳极反应式为 。根据分析并结合题图，在阴极得电子，则电极 连接电源负极， 电极连接电源正极，A错误；由分析知，电极 上发生的电极反应式为 ，B正确；电解池中阴离子移向阳极，电极为阳极，则 由极区向 极区迁移，C正确；由阴极反应式和阳极反应式知总反应为 ，D正确。 56 4.[辽宁鞍山一中2024高二期中] 海水中有丰富的锂资源，我 国科学家研发出利用太阳能从海水中提取金属锂的技术。提 取原理如图所示，下列说法错误的是( ) D A.该装置将光能间接转变为化学能 B.电极发生的电极反应为 C.电解过程中可监测到电极附近溶液 减小 D.固体陶瓷膜允许、 等较小微粒通过 【思路导引】由于能与水发生反应，所以应在电极生成，从而得出电极为阴极，电极 为阳极。 57 解析 该装置是将太阳能转化为电能，然后电解海水制取锂，即将光能间接转变为化学能，A正 确；电解过程中，电极为阳极，发生的电极反应为 ，B正确；电解过程中， 电极上失电子生成，溶于水后有一部分与水反应生成和 ，所以电极附近溶液 减小，C正确；海水中的通过固体陶瓷膜进入电极，得电子生成，若 也通过固体陶 瓷膜，则生成的会与发生反应，所以固体陶瓷膜允许通过，但不允许 通过，D错误。 58 5.[江苏扬州2024高二月考] 工业中常采用歧化法制备 ；利用电解法也可以实现由 向 的转化，其装置如图。下列说法不正确的是( ) C A.与歧化法相比，电解法的明显优点是 元素的利用率高 B.电源极为正极， 极为负极 C.阴极每产生标准状况下，则有的 迁 移至阴极 D.总反应为 59 【思路导引】左侧中锰元素由价升高到 价，发生氧化反应，该电极是阳极，连接直 流电源正极（极）；极是负极，右侧是阴极区，发生还原反应： 。 60 解析 电解法的转化关系为，元素的利用率达到 ，而歧化法的转化关 系为，元素的利用率小于，A正确；左侧电极为阳极， 极为电 源正极，极是负极，B正确；标准状况下的物质的量是 ，阴极反应式为 ，产生氢气，则电路中转移 ，电解质溶液中有 迁移至阴极，C错误；阳极反应式为 ，阴极反应式为 ，则总反应为 ，D正 确。 61 6.[福建厦门一中2024高二期中] 电解原理在化学工业中有广泛应用。 （1）电解食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换 膜法，电解示意图如图甲所示，图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过。 ①图甲中A极要连接电源的____（填“正”或“负”）极。 正 解析 由电解食盐水装置图可知， 移向右边，则左边A极为阳极，所以A极要连接电源的正极； 62 ②精制饱和食盐水从图中___（填“”“”“”“”“”或“ ”，下同）位置补充，氢氧化 钠溶液从图中___位置流出。 解析 A极为阳极，电极反应式为 ，所以精制饱和食盐水从图中 位置补充； B极为阴极，电极反应式为，则生成的溶液从图中 位置流出。 63 （2）电解法处理含氮氧化物废气可回收硝酸，具有较高的环境效益 和经济效益。实验室模拟电解法吸收 的装置如图乙所示 （图中电极均为石墨电极）。若用 气体进行模拟电解法吸收实验。 ①写出电解时 发生反应的电极反应式：_______________________ __________。 解析 根据图乙知，电解时，左室中电极上放电生成 ，则左室为阴极室，右室为阳极室，阳 极上氮氧化物失电子，与水反应生成，电极反应式为 。 ②若有被吸收，通过阳离子交换膜的为_____ 。 0.1 解析 若有被吸收，则转移，有和 生成，根据电荷 守恒知，有 移入阴极室。 64 （3）为了减缓钢制品的腐蚀，可以在钢制品的表面镀铝。电解液采用一种非水体系的室温熔融 盐，由有机阳离子、和 组成。 ①钢制品应接电源的____极。 负 解析 依据电镀原理分析，钢制品上镀铝时应铝作阳极，与电源正极相连，钢制品作阴极，与电 源负极相连； ②已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极的电极反应式为 _____________________________。 解析 阴极生成铝发生的是还原反应，铝元素化合价降低，分析离子液体成分可知，应为 得到电子生成和，电极反应式为 。 65 （4）将溶解在和的混合溶液中，得到含 的电解液， 电解溶液生成 的装置如图丙所示。 ①写出电解时阴极的电极反应式：___________________________。 解析 阴极发生还原反应，被还原生成，阴极反应式为 ； ②电解过程中， 电解液浓度不断减小，为了恢复其浓度，应该向____极室（填“阴”或 “阳”）加入_____（填化学式）。 阴 解析 电解过程中，阳极发生氧化反应生成氧气，浓度不断减小，为恢复浓度，则应在阴极室加 入 。 66 【归纳总结】（1）常见的隔膜 隔膜又叫离子交换膜，由特殊高分子材料制成。离子交换膜分三类： ①阳离子交换膜，只允许阳离子通过，即允许 和其他阳离子通过，不允许阴离子通过。 ②阴离子交换膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。 ③质子交换膜，只允许 通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。 （2）隔膜的作用 ①能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。 ②能选择性地允许离子通过，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。 67 易错点 存在离子交换膜的电解池产物分析 7.[浙江舟山中学2023高二期中] 双极 膜在电渗析中应用广泛，它是由阳离 子交换膜和阴离子交换膜复合而成。 双极膜内层为水层，工作时水层中的 解离成和 ，并分别通过离 子交换膜向两侧发生迁移。如图为 溶液的电渗析装置示意图。下列 说法正确的是( ) A A.出口4的产物为 溶液 B.出口1的产物为硫酸溶液 C.可从盐室最终进入阳极液中 D.阳极电极反应式为 68 解析 电解时，溶液中的阴离子向阳极移动，即溶液中的 向阳极移动，在交换室2中与双 极膜中水提供的结合生成，则出口4的产物为 溶液，A正确；电解时，阳离子向阴极移 动，则双极膜中的水解离出的移向阴极液，得电子能力强于，在阴极上放电生成 逸 出，则出口1溶液中含有和，应为硫酸钠溶液，B错误； 不能通过双极膜，不会进入 阳极液中，C错误；电解池阳极处发生氧化反应，双极膜中的水解离出的 向阳极移动，则在 阳极处发生的反应为 ，D错误。 69 【关键点拨】盐室中向阴极移动，在交换室1中与双极膜中的水解离出的 结合形成 ，向阳极移动，在交换室2中与双极膜中的水解离出的结合形成 ；阴极反应式为 ，阳极反应式为 。注意双极膜的作用是让内部水 解离产生的与 进入外部溶液，而外部溶液中的离子不能通过双极膜。 【易错警示】解题步骤：①分清交换膜类型，确定允许通过的离子种类；②分析电解池的工作 原理，写出电极反应式，判断交换膜两侧离子变化情况，根据电荷平衡判断离子迁移的方向；③ 根据以上分析，判断交换膜的作用。 70 2 第二节综合训练 刷能力 71 建议用时：30分钟 1.[福建三明2023高二开学考] 金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量、、、 等杂质， 可用电解法制备高纯度的镍。电解时，下列有关叙述中正确的是（已知氧化性： ）( ) C A.阳极发生还原反应，电极反应式： B.电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等 C.电解后，电解槽底部的阳极泥中主要有和 D.电解后，溶液中存在的金属阳离子只有和 72 解析 根据电解原理，阳极上发生失去电子的氧化反应，故A错误；粗镍作阳极，结合金属离子 氧化性强弱可得金属活动性顺序： ，金属活动性强的先放电，阳极依次发 生反应：、、 ，阴极发生反应： ，因此电解过程中阳极减少的质量与阴极增加的质量不一定相等，故B错误； 比、活泼，放电，、不放电，因此阳极泥中主要有和 ，故C正确；精炼时，电解 质溶液中含有，因此电解后溶液中存在的金属阳离子除、外，还有 ，故D错误。 73 2.[四川绵阳南山中学2024高二月考] 如图所示的电解池Ⅰ和Ⅱ中，、、、 均为 石墨电极。在电解过程中，电极和上没有气体逸出，但质量均增大，且电极 增 加的质量小于电极 ，符合上述实验结果的盐溶液是( ) B 选项 A B C D 74 【思路导引】电极、均为阴极，二者的质量均增大，且电极增加的质量小于电极，则、 溶液均为不活泼金属盐溶液，电解时溶液中的阳离子在阴极得电子析出金属单质，转移相同数目 的电子时，电极析出金属的质量小于电极 。 75 解析 电解时，不能在阴极放电析出 ，A错误；电解时两池中的电极上转移的电子数是相 等的，当、分别为、时，每转移电子，电极质量增加，电极 质量增加 ，符合题意，B正确；电解硫酸亚铁溶液时阴极上能得到铁单质，电解硫酸铝溶液时阴极上 不能得到金属单质，C错误；电解硝酸银溶液时阴极上生成、电解硝酸铅溶液时阴极 上生成 ，两池中的电极上转移的电子数是相等的，每转移电子，电极质量增加，电极 质 量增加 ，不符合题意，D错误。 76 3.科学家设计了一种制取氯气的新工艺方案，装置如图所示。下列说法正确的是( ) D A.电解池可用铁作阴极，铜作阳极 B.阴极反应式为 C.电路中转移电子，消耗氧气 D.该工艺的总反应为 77 解析 由题图可知，在阳极失电子，发生氧化反应，生成和， 在阴极得电子，被还 原成，、和反应生成和 。阳极需用惰性材料作电极，铜为活性电极，会 参与电极反应，A错误；阴极发生得电子的还原反应，B错误；阴极电极反应式为 ，电路中转移电子时，生成， 在反应 中消耗的物质的量 ，由于题目 未说明气体所处状况，故无法计算气体体积，C错误；由题图可知，该过程实际为氧化 生成 和，总反应为 ，D正确。 78 4.[河北沧州2024高二期中] 如图，乙装置中加入滴有酚酞的氯 化钠溶液，、均为石墨电极。反应一段时间后，乙装置 极 附近溶液先变红。下列判断中正确的是( ) A A. 作负极，发生氧化反应 B.工作时，向 电极移动 C.电子流向：电极 电极 D.当转移时，乙中生成 79 【思路导引】乙装置中溶液为滴有酚酞的氯化钠溶液，极附近溶液先变红，说明 极为阴极， 在极得电子生成和，为阳极，在极失电子生成，甲装置中与 极相连，则 为负极，发生氧化反应，与极相连，则 为正极，发生还原反应。 80 解析 根据思路导引，甲中 为负极，发生氧化反应，A正确；甲装置为原电池装置，工作时 向负极移动，B错误；电子流向为电极、 电极，C错误；电解氯化钠溶液的 化学方程式为，生成的氯气刚好与 反应，化学方程 式为，由方程式可知，每转移生成 ， 与反应生成（即 ），D错误。 81 5.湿垃圾又称为厨余垃圾，厨余垃圾发酵液可 通过电渗析法处理得到乳酸，原理如图所示 （图中表示乳酸分子， 表示乳酸根离子）。 下列说法正确的是( ) C A.当有生成时，电路中通过 B.电子从负极经电解质溶液回到正极 C.通电后， 通过阴离子交换膜从阴极区进入 浓缩室 D.通电后，阳极附近 减小 82 解析 题目未说明是否处于标准状况，无法根据生成 的体积进行计算，A错误；电子从电源负 极经导线流向阴极，再从阳极经导线流向电源正极，不能经过电解质溶液，B错误；通电后， 通过阴离子交换膜从阴极区进入浓缩室，C正确；通电后，阳极上水电离出的氢氧根离子发生氧 化反应，生成氧气、氢离子，电极反应式为，同时有等量的 通过阳 离子交换膜进入浓缩室，阳极室中的量减少，因此阳极附近 增大，故D错误。 83 6.[山东枣庄2023高二期中] 利用电解法制备 并得到副产物和 。下列说法 正确的是( ) C A.C膜可以为质子交换膜 B.阴极室的电极反应式为 C.阳极室需要不断补充 D.每转移，阳极室中 降低 84 解析 阳极室中氯离子失去电子，发生氧化反应生成氯气，阴极室中的水得到电子，发生还原反 应生成氢气；阳极室中的钙离子通过A膜移向产品室，A膜为阳离子交换膜；原料室中的钠离子 通过C膜移向阴极室，则C膜为阳离子交换膜。由分析可知，C膜为阳离子交换膜，用于交换 ， 而质子交换膜只允许 通过，故A错误；阴极室中的水得到电子发生还原反应生成氢气，即 ，故B错误；由分析知，电解过程中，阳极室的 被消耗，因此 阳极室需要不断补充，故C正确；阳极室中 溶液体积未知，所以无法计算阳极室中 降低了多少，若阳极室中溶液体积为，则每转移，阳极室中 降低 ，故D错误。 85 7.研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融 作电解质， 利用图示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下 列说法不正确的是( ) B A.由制得金属，理论上外电路转移 电子 B.阳极的电极反应式为 C.在制备金属钛前后，整套装置中 的总质量不会减少 D.装置中石墨电极材料需要定期更换 86 解析 钙还原二氧化钛的反应方程式为，由制得金属 ，消 耗，电解池中阴极反应式为，则电解生成 时外电路中转移 电子，故A正确；阳极反应式为 ，故B错误；电解池总反应为 ，制备金属钛的反应为 ，转移相同电子数 时电解消耗的与制备金属钛生成的质量相等，所以在制备金属后， 总质量不会减少， 故C正确；阳极反应式为 ，石墨被不断消耗，装置中石墨电极材料需要 定期更换，故D正确。 87 8.[湖南长沙2023高二月考] 如图所示为相互串联的三个装置，下列说法正确的是( ) D A.甲池中A电极的电极反应式为 B.若利用乙池在铁片上镀银，则C电极是铁片 C.往丙池中滴加酚酞溶液，石墨电极附近溶液先变红 D.若甲池消耗标准状况下 气体，则丙池中 阳极上产生气体的物质的量为 88 【思路导引】由题图可知，甲池为甲烷燃料电池，通入氧气的B电极为正极，通入甲烷的A电极为 负极，乙池和丙池均为电解池，C电极和石墨电极均为阳极，D电极和铁电极均为阴极。 89 解析 通入甲烷的A电极为负极，碱性条件下甲烷失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水， 电极反应式为 ，故A错误；若利用乙池在铁片上镀银，铁片 作电镀池的阴极，由分析可知，D电极为阴极，则D电极是铁片，故B错误；丙池为电解池，铁电 极为阴极，水在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，则往丙池中滴加酚酞溶液， 铁电极附近溶液先变红，故C错误；若甲池消耗标准状况下 甲烷气体，则失去的电子的物质 的量为 ，根据得失电子守恒，丙池阳极上失去的电子的物质的量也为 ，丙池中阳极一开始的反应为 ，溶液中 ，所以氯离子消耗电子，产生 ，氯离子 完全反应后，在阳极失电子，电极反应式为 ，该阶段转移 电子，产生，所以阳极共生成 气体，故D正确。 90 9.[福建泉州晋江五校2024高二期中联考] 电池的发明和应用是化学家们对人类社会的重要贡献之 一。每一次化学电池技术的突破都伴随着电子设备革命性的发展。最近，我国在甲烷燃料电池的 相关技术上获得了新突破，原理如图甲所示： 91 （1）甲烷燃料应从___口通入（图甲），发生的电极反应式为______________________________ ____。 解析 由氢离子的移动方向可知，左侧电极为燃料电池的负极，水分子作用下甲烷在负极失去电 子发生氧化反应，生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为 ，则 甲烷燃料应从 口通入。 （2）以石墨作电极电解 溶液，如图乙所示，电解开始后在______（填“阴极”或 “阳极”）的周围先出现红色，该极的电极反应式为____________________________。 阴极 解析 以石墨作电极电解硫酸钠溶液时，水分子在阴极得到电子发生还原反应，生成氢气和氢氧 根离子，阴极区生成的使滴加的酚酞试液变红，阴极反应式为 。 92 （3）以溶液为电解质溶液进行粗铜（含、、、、 等杂质）的电解精炼，下列 说法正确的是_____（填序号）。 AB A.利用阳极泥可回收、、 等金属 B.粗铜接电源正极，发生氧化反应 C.溶液中 向阳极移动 D.电能全部转化为化学能 解析 精炼铜时，粗铜作精炼池的阳极，与直流电源正极相连由金属活动顺序知铝、锌、铜在阳 极失去电子，发生氧化反应生成金属阳离子，银、铂、金的活动性在铜之后，不能放电，在阳极 形成阳极泥，精铜作阴极，铜离子在阴极得到电子，发生还原反应生成铜。利用阳极泥可回收银、 铂、金等金属，A正确；由分析知，B正确；精炼池工作时，溶液中铜离子向阴极移动，C错误； 精炼池工作时，电能会转化为化学能和热能，不可能完全转化为化学能，D错误。 93 （4）人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物 中的尿素 ，原理如图丙。 ①电源的正极为___（填“A”或“B”）。 A 解析 由图丙可知，与直流电源A极相连的左侧电极逸出氯气，说明发生 的氧化反应， 左侧电极为阳极，则A极为正极。 94 ②电解结束后，阴极室溶液的 与电解前相比______（填“增大”“减小”或“不变”）；若收 集到（标准状况），则通过质子交换膜的 数目为_______（忽略气体的溶解）。 不变 解析 氯离子在阳极发生氧化反应生成氯气，氯气与尿素反应生成氮气、二氧化碳和盐酸，反应 的化学方程式为 ，溶液中的氢离子通过质子交换膜 进入阴极室，右侧电极为阴极，水分子在阴极得到电子，发生还原反应生成氢气和氢氧根离子， 电极反应式为 ，由同一闭合电路中电子转移数目相等： ，放电生成的氢氧根离子与进入阴极室的氢离子恰好完全 反应生成水，溶质的量不变，溶液呈中性，所以阴极室中电解前后溶液的 不变，标准状况 下阴极生成时，转移 电子，通过质子交换膜的氢离子数目为 。 95 $$