第3节 第1课时 电解的原理-【帮课堂】2024-2025学年高二化学同步学与练（鲁科版2019选择性必修1）

第一章 化学反应与能量转化 第三节 电能转化为化学能--电解 第1课时 电解的原理 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．能运用化学符号和定量计算等手段说明电解池的组成及工作原理，能分析电解过程中的物质变化和伴随发生的能量变化。 2．能认识和构建电解池装置和工作原理的认知模型，并能说明模型使用的条件和适用范围。 3．能对简单化学问题的解决提出可能的假设，能运用多种方式收集实验证据，基于实验事实得出结论提出自己的看法。 重点：电解原理。 难点：电解的基本类型。 一、电解熔融氯化钠实验 1．实验装置 2．实验现象：通电后，在石墨片周围有气泡产生，在铁片上生成银白色金属。 3．实验分析 （1）熔融氯化钠中存在的微粒Na+、Cl－。 （2）通电后离子的运动方向 ①阳离子Na+移向铁电极； ②阴离子Cl－移向石墨电极。 （3）电极上发生的变化 ①铁电极：2Na++2e－＝2Na ②石墨电极：2Cl－－2e－＝Cl2↑ （4）实验结论 ①熔融氯化钠在电流作用下分解生成了Na和Cl2。 ②方程式：2NaCl2Na+Cl2↑ 二、电解的基本概念和原理 1．基本概念 （1）电解：让直流电通过电解质溶液或熔融的电解质，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 （2）电解池 ①定义：将电能转化为化学能的装置。 ②构成条件：直流电源、固体电极材料以及电解质溶液或熔融的电解质并构成闭合回路。 （3）电极 ①阳极：与电源正极相连，发生氧化反应 ②阴极：与电源负极相连，发生还原反应 （4）电极反应：在电极上进行的半反应，可以用电极反应式表示。 【易错警示】电解质的导电过程是被电解的过程，属于化学变化；金属导电过程是电子的定向移动，属于物理变化。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) （1） 用铂电极(惰性电极)电解稀NaOH溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是H2和O2 ( ) （2） 用石墨作为电极电解CuCl2和KCl的混合溶液，电解初期阴极和阳极析出的物质分别是H2和Cl2 ( ) （3） 欲在金属表面镀银，选用的阳极金属和电镀液可以为Ag和AgCl溶液( ) （4） 电解、电离、原电池均需要通电 ( ) （5） 用惰性电极电解AgNO3的水溶液时，在阳极无气体放出( ) （6）在电解池中，阳离子移向与电源正极相连的电极( ) （7）关于电镀铜和电解精炼铜的实验中，阳极反应都只有Cu－2e－=Cu2＋( ) （8）电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可以电解MgO和AlCl3（ ） （9）用Zn作阳极，Fe作阴极，ZnCl2溶液作电解质溶液，由于放电顺序H＋>Zn2＋，不可能在铁上镀锌（ ） （10）将1L含0.4mol，CuSO4和0.4molNaCl的水溶液用惰性电极电解一段时间后,在一个电极上得到0.3mol铜，则在另一个电极上析出的气体在标准状况下的体积是5.6L（ ） 【答案】（1）√（2） ×（3）× （4）×（5）×（6）×(7) ×(8)×(9)×(10)√ 2．从NO3—、SO42—、H＋、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。 （1）两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是______________________(至少答一种，下同)； （2）若阴极析出金属、阳极放出O2时，电解质的化学式可能是________________________； （3）两极分别放出气体，且体积比为1∶1，电解质的化学式可能是________________________。 【答案】（1）H2SO4、HNO3、Ba(NO3)2 （2）Cu(NO3)2、CuSO4、AgNO3 （3）HCl、BaCl2 【解析】（1）该题找两极分别放出H2和O2的电解质，其阳离子是H＋或比H＋放电能力弱的Ba2＋；阴离子是OH－或比OH－放电能力弱的SO42—、NO3—，则分别由阳离子和阴离子组成的可溶性电解质符合题意。（2）阴极上的阳离子应是比H＋放电能力强的Cu2＋、Ag＋，阳极上阴离子应是放电能力弱于OH－的NO3—、SO42—，由阳离子和阴离子组成的可溶性电解质，即符合题意。（3）阴极放出的是H2，阳极是Cl－放电生成Cl2。 3．用惰性电极电解下列电解质溶液：①硫酸；②盐酸；③NaOH溶液；④Na2SO4溶液；⑤CuCl2溶液；⑥NaCl溶液；⑦CuSO4溶液。 请依据所学知识回答下列问题(填序号)： （1）阴极反应与①相同的有________，与⑤相同的有________。 （2）阳极反应与①相同的有________，与②相同的有________。 （3）写出电解下列溶液的化学方程式： ③____________________________________________________________； ⑥____________________________________________________________； ⑦____________________________________________________________。 （4）只有水被电解的是________，只有电解质本身被电解的是________，电解质和水都被电解的是________。 （5）电解后溶液的pH显著增大的是________，减小的是________。 （6）欲使溶液⑥电解后复原需________，欲使电解后的⑦复原需加入________。 【答案】（1）②③④⑥ ⑦ （2）③④⑦ ⑤⑥ （3）2H2O2H2↑＋O2↑ 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑ （4）①③④ ②⑤ ⑥⑦ （5）②③⑥ ①⑦ （6）通入HCl气体 CuO ►问题一 电解池原理 【典例1】下列关于电解池的叙述中，不正确的是 A．与电源正极相连的是电解池的阴极 B．电解池是电能转化为化学能的装置 C．溶液中的阳离子移向阴极 D．在电解池的阳极发生氧化反应 【答案】A 【解析】与外接直流电源正极相连的是电解池的阳极，A项错误；电解池将外接直流电的电能转化为化学能，该装置是电能转化为化学能的装置，B项正确；电解池中溶液中的阳离子向得电子的一极移动，电解池中与外接直流电源负极相连的是阴极，阴极得电子，即溶液中的阳离子移向阴极，C项正确；电解池的阳极失去电子流入外接直流电源的正极，在电解池的阳极发生氧化反应，D项正确。 【解题必备】电解池的工作原理： 【变式1-1】用如图所示装置的电解氯化钠溶液(X、Y是碳棒)。下列判断正确的是 A．Y电极和电源的正极相连 B．X电极表面有氢气生成 C．X电极表面发生氧化反应 D．电解过程的能量变化是化学能转化为电能 【答案】C 【解析】Y电极连接电源的负极作阴极，A项错误；X电极连接电源的正极，为阳极，阳极上Cl-失去电子变为Cl2逸出，B项错误；X电极为阳极，溶液中的阴离子Cl-在阳极表面失去电子，发生氧化反应变为Cl2，C项正确；电解过程是使电流通过电解质溶液，在阴、阳两极分别发生还原反应、氧化反应的过程，故电解过程的能量变化是电能转化为化学能，D项错误。 【变式1-2】（2024广东省东莞市高二下学期7月期末教学质量检查）厦门大学国家重点实验室，受根瘤菌中固氮酶反应机理的启发，制备出生态友好经济高效的仿生纳米片电催化剂，可用于电化学法还原硝酸盐制，原理如图所示。下列说法正确的是 A．纳米片作阳极 B．向a电极移动 C．标准状况下，生成，转移电子 D．b电极表面发生的电极反应： 【答案】C 【解析】右侧b电极与太阳能电池正极相连，则为阳极，发生失去电子的氧化反应，其电极反应为，a电极为阴极，其电极反应为。a电极纳米片作与太阳能电池负极相连，做阴极，A项错误；电解池中阴离子向阳极移动，则向b电极移动，B项错误；阳极的反应为，标准状况下，生成，即1mol，转移电子，C项正确；b电极为阳极，表面发生的电极反应为，D项错误。 ►问题二 原电池与电解池的比较 【典例2】关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是 A．原电池中失去电子的一极为负极 B．电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极 C．原电池中相对活泼的一极为正极 D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极 【答案】C 【解析】在原电池中较活泼的电极失去电子，为负极，A项正确；电解池中电极的名称与外接电源的连接有关，与直流电源负极相连的一极为阴极，B项正确；原电池中相对活泼的一极为负极，不活泼的一极为正极，C项错误；电解池中发生氧化反应的一极为阳极，D项正确。 【解题必备】电解池与原电池的比较 电解池 原电池 能否自发 使“不能”变为“能”或使“能”变为“易” 能自发进行 能量转化 电能转化为化学能 化学能转化为电能 装置 有外加电源 无外加电源 电极 由外加电源决定： 阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极 由电极或反应物性质决定，称为正极或负极 反应 类型 阳极：氧化反应； 阴极：还原反应 负极：氧化反应； 正极：还原反应 离子移动 阳离子移向阴极； 阴离子移向阳极 阳离子移向正极； 阴离子移向负极 相同点 都是电极上的氧化还原反应，都必须有离子导体 【变式2-1】（2024云南省玉溪师范学院附属中学高二下学期开学检测）目前一款新型甲醇燃料电池已投放市场，该电池通过特殊的装置进行电能输出，不会造成任何污染，是一种相当环保的绿色电池。如图是甲醇燃料电池的实验装置图。下列有关说法不正确的是 A．甲池是燃料电池，乙池是电解池 B．甲池中负极的电极反应式为 C．A为负极，C为阳极 D．乙池中D电极质量增加5.40g时，理论上甲池中转移0.05mol电子 【答案】B 【解析】甲池为燃料电池，B电极通入氧气，为正极，A电极通入甲醇，为负极，乙池为电解池，与负极相连的铁为阴极，与正极相连的石墨为阳极。根据分析，甲池是燃料电池，乙池是电解池，A项正确；甲池中负极的电极反应式为，B项错误；根据分析，A为负极，C为阳极，C项正确；乙池中D电极反应为：Ag++e-=Ag，质量增加5.40g时，生成Ag0.05mol，转移电子0.05mol，故理论上甲池中转移0.05mol电子，D项正确。 【变式2-2】（2024河南省洛阳市高二下学期6月期末）电解法处理酸性含铬废水（主要含有）时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应，最后以形式除去。现以甲醇燃料电池，采用电解法来处理酸性含铬废水，实验室利用如图装置模拟该方法。下列说法正确的是 A．M电极通入物质为 B．电解过程中废水的不变 C．电解池中阳极电极反应式为 D．当生成1mol时，电路中转移电子的物质的量至少为6mol 【答案】D 【解析】从装置图可知，甲醇燃料电池为原电池，H＋向正极移动，则N电极为正极，发生还原反应，M电极为负极，发生氧化反应，甲醇发生氧化反应，则M电极通入甲醇，N电极通入氧气；电解池中与N电极相连的一极为阳极，阳极发生氧化反应，电解池中与M电极相连的一极为阴极，阴极发生还原反应。由分析可知，M电极通入甲醇，故A项错误；阴极发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，阳极电极反应式为Fe－2e－= Fe2+，处理过程中存在反应，该反应消耗氢离子、生成水，所以溶液的pH变大，B项错误；电解时铁作阳极，铁失去电子生成Fe2+，电极反应式为Fe－2e－= Fe2+，Fe2+将废水中的还原为Cr3+，C项错误；处理过程中存在反应，当生成1molCr(OH)3时，消耗3mol Fe2+，根据电极反应式Fe－2e－= Fe2+，电路中转移电子的物质的量至少为6mol，D项正确。 ►问题三 电极产物的判断与电极反应式的书写 【典例3】（2024安徽省高二下学期期末大联考）电催化氧化甲烷制备高附加值化学品是一种有吸引力的直接利用天然气的方法。天津大学王中利课题组利用的催化氧化和的催化还原耦合反应进行HCOOH的制备，工作原理如图所示。 下列有关说法错误的是 A．N极的电极反应式： B．若有个通过质子交换膜，共产生15.3gHCOOH C．和位置不可互换 D．若使用氢氧燃料电池为外加电源，则燃料电池的a极通入的是氢气 【答案】B 【解析】的催化氧化在N极进行，N为阳极，的催化还原耦合在M极进行，M为阴极，则a为负极，b为正极。N极发生氧化反应，电极反应式：，A项正确；若有个通过质子交换膜转移2mole-，阳极产生HCOOH，根据阴极电极反应式：，阴极产生HCOOH，共产生61.3gHCOOH，B项错误；N为阳极，M为阴极，和位置不可互换，C项正确；若使用氢氧燃料电池为外加电源，则燃料电池的a极为负极，通入的是氢气，D项正确。 【解题必备】1．阴阳两极上放电顺序 （1）阴极（与电极材料无关）：氧化性强的先放电，放电顺序： （2）阳极（与电极材料有关）： ①若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。 ②若是惰性电极作阳极，放电顺序为： （3）三注意 ①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液（或熔融电解质）中的阳离子放电。 ②最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－＞OH－；阴极：Ag+＞Cu2+＞H+。 ③阳极OH－放电的电极反应式：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑ 2．电极反应式的书写（以惰性电极电解食盐水为例） （1）阳极：列出在阳极放电的阴离子及其氧化产物，中间用“”连接，在“”左边用“－”标出阴离子失电子的数目，如：2Cl－－2e－Cl2↑。 （2）阴极：列出在阴极放电的阳离子及其还原产物，中间用“”连接，在“”左边用“+”标出阳离子得到电子的数目，如：2H++2e－H2↑（H+来自水）。 （3）总电解方程式： ①通过最小公倍数法使两个电极反应式的电子数目相等。 ②把两个电极反应式相加，消去相同项，并注明条件“通电”。 ③若是水电离出的H+或OH－得或失电子，在总反应式中应是H2O参与反应，即：2Cl－+2H2OCl2↑+H2↑+2OH－。 【变式3-1】（2024广东省揭阳市高二下学期期末统考）电解尿素的碱性溶液可以制取氢气，其装置如图所示（电解池中隔膜仅阻止气体通过，极均为惰性电极）。该装置工作时，下列说法正确的是 A．电解过程中极附近溶液酸性明显增强 B．溶液中的向极移动 C．若在极产生（标准状况下）氢气，则理论上消耗尿素 D．极电极反应式为 【答案】D 【解析】该电池反应时，氮元素化合价由-3价变为0价，H元素化合价由+1价变为0价，则氮元素被氧化，氢元素被还原，所以生成氮气的电极a是阳极，生成氢气的电极b是阴极，阳极电极反应式为：，阴极电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-。b是阴极，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则阴极产生OH- ，b极附近溶液碱性明显增强，A项错误；电解时，电解质溶液中阴离子向阳极移动，根据分析，a是阳极，b是阴极，所以氢氧根离子向a极移动，B项错误；阴极b上水得电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O+2e-═H2↑+2OH-，标况下224mL H2物质的量为0.01mol，转移电子0.02mol，a极为阳极，电极反应式为：，则消耗尿素为0.2g，C项错误；a极反应式为，D项正确。 【变式3-2】（2024湖南省部分学校高二下学期期末考试联考）用可再生能源电还原时，采用高浓度的抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，其简易装置示意图如图所示。下列说法正确的是 A．Cu电极上发生氧化反应 B．电极的电极反应式为 C．氢离子通过质子交换膜由右室进入左室 D．阴极发生的反应之一为 【答案】D 【解析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式为，等，电解池工作时，氢离子通过质子交换膜由左侧阳极室进入右侧阴极室。铜电极为阴极，发生还原反应，A项错误；电极的电极反应式为，B项错误；氢离子通过质子交换膜由左侧阳极室进入右侧阴极室，C项错误；铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式为，等，D项正确。 ►问题四 用惰性电极电解电解质水溶液的类型 【典例4】用惰性电极进行下列电解，有关说法正确的是( ) ①电解稀硫酸　②电解Cu(NO3)2溶液 ③电解KOH溶液 ④电解NaCl溶液 A．电解进行一段时间后四份溶液的pH均增大 B．反应②中电解一段时间后，向溶液中加入适量的CuO固体可使溶液恢复到电解前的情况 C．反应③中阳极消耗OH－，故溶液浓度变小 D．反应④中阴、阳两极上产物的物质的量之比为2∶1 【答案】B 【解析】依据电解规律可知①为电解水型，②为放氧生酸型，③为电解水型，④为放氢生碱型，所以A、C错误；电解产物为Cu和O2，所以加氧化铜固体可恢复，B项正确；阳极产生Cl2，阴极产生H2，物质的量之比为1∶1，D项错误。 【解题必备】用惰性电极电解电解质水溶液的类型总结： 类型 电极反应特点 例子 实际电解对象 电解质浓度 溶液pH 电解质溶液复原 电解电解质型 电解质的离子放电 HCl HCl 减少 增大 加HCl CuCl2 CuCl2 减少 － 加CuCl2 电解 水型 阳极OH－放电，阴极H+放电 NaOH H2O 增大 增大 加H2O H2SO4 H2O 增大 减小 加H2O Na2SO4、KNO3 H2O 增大 不变 加H2O 放出 氢气 生成 碱型 阴极H+放电 NaCl 电解质和水 部分离 子浓度 减少 增大 加HCl KBr 加HBr 放出氧气生成酸型 阳极 OH－放电 AgNO3 电解质和水 部分离子浓度减少 减小 加Ag2O CuSO4 加CuO 【变式4-1】用惰性电极进行电解，下列说法正确的是( ) A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液的pH不变 B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液的pH降低 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1∶2 D．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1∶1 【答案】D 【解析】A项，电解稀H2SO4，实质是电解H2O，由于H2O的量减小，故c(H2SO4)增大，溶液的pH降低；B项，电解NaOH溶液，实质是电解H2O，由于H2O的量减少，故c(NaOH)增大，溶液的pH升高；C项，电解Na2SO4溶液，实质是电解H2O，阳极产生O2，阴极产生H2，n(H2)∶n(O2)＝2∶1；D项，电解CuCl2溶液时，发生反应CuCl2Cu＋Cl2↑，阴极析出Cu，阳极产生Cl2，n(Cu)∶n(Cl2)＝1∶1。 【变式4-2】用惰性电极分别电解下列各物质的水溶液，一段时间后，向剩余电解质溶液中加入适量相应的溶质能使溶液恢复到电解前浓度的是( ) A．AgNO3 B．Na2SO4 C．CuCl2 D．KCl 【答案】C 【解析】直接加入溶质就能使溶液恢复到电解前的浓度应属于电解溶质型，即选C；AgNO3发生的电解反应是：4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3，可加Ag2O或Ag2CO3；电解Na2SO4的水溶液实际电解的是水；电解KCl水溶液实际电解的是溶质和溶剂，通HCl气体能恢复原状。 1．下列反应中，将电能转化为化学能的是 A．火力发电 B．太阳能电池 C．铜锌原电池 D．电解饱和食盐水 【答案】D 【解析】火力发电是通过化石燃料燃烧，使化石燃料中化学能转化为电能，不选A；太阳能电池是将太阳能转化为电能，不选B；C．铜锌原电池是化学能直接转化为电能，不选C；电解饱和食盐水是电解装置，将电能转化为化学能，选D。 2．电解池的阳极电极材料一定 A．发生氧化反应 B．失电子 C．是铂电极 D．与电源正极相连 【答案】D 【解析】电解池中，阳极上失电子，发生氧化反应，但并一定是电极材料自身发生反应，阳极与电源正极相连，阳极材料必须是导电的物质，不一定是Pt；D项正确。 3．（2024海南省部分学校高二上学期1月期末联考）如图所示的电化学装置中，甲、乙均为石墨电极。下列说法错误的是 A．电极甲上有气泡逸出 B．电极乙的电极反应式： C．电流方向：电源正极→甲→乙→电源负极 D．电解质溶液中CuSO4的浓度始终不变 【答案】D 【解析】甲电极接直流电源正极，甲为阳极，乙电极接直流电源负极，乙为阴极。电极甲为阳极，电极反应式为，所以其上有气泡逸出，A项正确；电极乙为阴极，电极反应式：，B项正确；电流从正极流出，经过甲、乙，流入负极，即方向为电源正极→甲→乙→电源负极，C项正确；Cu2+在阴极放电，电极反应式为，所以电解质溶液中CuSO4的浓度减小，D项错误。 4．（2024河南省濮阳市第一高级中学高二下学期第一次月考）实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒(c、d)作笔，在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字，c端的字迹呈白色。下列结论正确的是 A．a为负极 B．c端发生了还原反应 C．d端的字迹呈蓝色 D．电子流向为：b→d→c→a 【答案】C 【解析】在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字，c端的字迹呈白色，说明c端产生的氯气，氯气与水生成的次氯酸将石蕊试纸漂白了，则c端为阳极。c端为阳极，则a为正极，A项错误；c端为阳极，产生氯气，氯离子失去电子，发生氧化反应，B项错误；c端为阳极，d端是阴极，水中氢离子消耗，剩余氢氧根，氢氧根与石蕊溶液的湿润试纸呈蓝色，C项正确；电子在导线中移动，不在溶液中移动，阳极失去电子，经过外电路到达阴极，因此电子流向为：c→a→b→d，D项错误。 5．下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是 ( ) A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2 B．NaOH、CuSO4、H2SO4 C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2 D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2 【答案】C 【解析】电解时只生成氧气和氢气，则电解质所含阳离子在金属活动性顺序表中位于铜之前，阴离子不是简单离子。 6．（2025湖南名校联考联合体高三入学摸底考试）香港理工大学应用物理系的黄海涛教授基于对钙钛矿结构的重新解读，提出钙钛矿晶格可作为构筑孤立活性位点的平台用于氧还原(ORR)选择性合成双氧水(H2O2)。电化学装置如图所示。下列叙述错误的是 A．质子由a极区向b极区迁移 B．a极为阳极，发生氧化反应 C．b极反应式为 D．相同时间内，a极生成等于b极消耗 【答案】D 【解析】根据电源符号可知，a极为阳极，发生氧化反应；b极为阴极，发生还原反应，质子(H+)由阳极区向阴极区迁移，b极反应式为，a极反应式为。根据分析，质子(H+)由阳极区向阴极区迁移，A项正确；根据分析，a极为阳极，发生氧化反应，B项正确；b极为阴极，发生还原反应，，C项正确；根据电子守恒，b极上消耗2molO2时，a极上生成1molO2，D项错误。 7．电解池在生活和生产中有着广泛应用。下列有关判断中错误的是　 A．装置①研究的是电解CuCl2溶液，a电极上产生气泡 B．装置①电解一段时间后，要使电解质溶液恢复，可加入适量的CuCl2(s) C．装置②研究的是电解饱和食盐水，A电极发生的反应：2Cl--2e-=Cl2↑ D．装置②中，阳离子的移动方向是由电极B→A 【答案】D 【解析】装置①研究的是电解CuCl2溶液，b电极为阴极，阴极发生还原反应：，a为阳极，发生氧化反应，；装置②是电解饱和食盐水，B电极为阴极，发生还原反应，，阳极发生氧化反应，。根据分析，装置①研究的是电解CuCl2溶液，a为阳极，生成氯气，有气泡产生，A项正确；根据分析，总反应为，则恢复电解质浓度，加入氯化铜固体，B正确；装置②，A为阳极，发生氧化反应，C项正确；装置②为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动，B为阴极，D项错误。 8．（2024山西省长治市高二上学期1月期末）用惰性电极按下图中装置完成实验，A、B两烧杯分别盛放 10％溶液和足量溶液。通电一段时间后，c极上有Cu析出，且析出Cu的质量为。 试回答下列问题： 溶液 溶液 （1）a和d电极中电势较高的为 极，d极上发生的反应为 。 （2）电路中转移的电子数为 ，b极产生气体的物质的量为 。 【答案】（1）d 4OH−−4e−＝2H2O＋O2↑ （2）0.5 0.125mol 【解析】c极上有Cu析出，说明c为电解池的阴极，d为阳极，P为负极，Q为正极，A为电解NaOH溶液，实质上为电解水，其中a为阴极，b为阳极，B为电解硫酸铜溶液，在阴极析出铜，电极反应：Cu2＋＋2e−＝Cu，阳极生成氧气，发生4OH−−4e−＝2H2O＋O2↑，结合电极方程式计算。（1）P为负极，Q为正极，所以a和d电极中电势较高的为d极，d为电解池阳极，发生的反应为4OH−−4e−＝2H2O＋O2↑。 （2）c极上有Cu析出，且析出Cu的质量为，根据Cu2＋＋2e−＝Cu，转移电子数为；b为阳极，发生4OH−−4e−＝2H2O＋O2↑，电路通过电子0.5mol，则生成0.125mol氧气。 1．我国空间站天宫号所采用的光伏系统，光电效率达到30%。利用再生生保技术，能将空间站内的水蒸气收集、处理成可饮用水，并转化为再生氧，实现水的循环使用。空间站以水为介质将不同形式的能量相互转换，原理如图所示。装置X为电解水装置，装置Y为燃料电池电池。下列有关说法不正确的是 A．X工作时，将电能转变为化学能 B．太阳能电池工作时，将光能转变为电能 C．马达工作时，将电能转变为机械能 D．Y工作时，氢气通入该装置的正极 【答案】D 【解析】装置X为电解水装置，将电能转变为化学能，A项正确；太阳能电池工作时，将光能转变为电能，B项正确；马达工作时，耗费电能用来转动，将电能转变为机械能，C项正确；Y为氢氧燃料电池，O元素化合价降低，通入氧气做正极，D项错误。 2．（2024河北省石家庄精英中学高二上学期2月月考）以惰性电极电解100mL0.05mol/LCuSO4溶液，若不考虑溶液的体积变化，当阳极产生56mL(标准状况下)气体时，下列叙述错误的是 A．阴极电极反应式为Cu2++2e-=Cu B．所得溶液的pH=1 C．要使溶液恢复到电解前的状态，可加入0.4g的CuO D．通电足够长时间，加入0.1molCu2(OH)2CO3可使溶液复原，则电路中转移电子为0.4mol 【答案】D 【解析】电解100mLCuSO4溶液，发生的电解反应为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，阴极反应为Cu2++2e-=Cu，阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，阳极产生56mL(标准状况)气体为氧气，物质的量为=0.0025mol。由分析可知，阴极反应为Cu2++2e-=Cu，A项正确；根据分析，阳极产生56mL(标准状况)气体时，溶液中生成H+物质的量为0.0025mol×4=0.01mol，c(H+)==0.1mol/L，pH=-lg0.1=1，B项正确；溶液中n(Cu2+)=0.1L×0.05mol/L=0.005mol，阴极得电子的物质的量为0.005mol×2=0.01mol，阳极失电子的物质的量为0.0025mol×4=0.01mol，因此阳极只有Cu2+放电，可加入0.005mol的CuO使溶液回复电解前的状态，质量为0.005mol×80g/mol=0.4g，C项正确；将电解后的溶液完全恢复到电解前，需要在电解后的溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3 ，通过电解方程式可知，阴极析出Cu、H2，阳极析出O2，则生成0.2molCu，0.1molH2，0.15molO2，所以根据0.15molO2可求得转移的电子数为0.15mol×4=0.6mol，D项错误。 3．（2024河北省衡水市第二中学高二上学期11月期中）用惰性电极电解一定量的溶液，实验装置如图甲。电解过程中的实验数据如图乙，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况下)。下列说法错误的是 A．a极为电解池的阴极，b极为电解池的阳极 B．曲线0~P段表示的体积变化，曲线P~Q段表示和混合气体的体积变化 C．从0~Q过程中收集到的混合气体的平均摩尔质量为 D．电解完成后，要想使电解液恢复原来的浓度和体积，可加入 【答案】D 【解析】电路中电子流动方向与电流方向相反，由图甲可知，b为阳极，a为阴极，用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，首先发生2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，Cu消耗完全后，发生2H2O2H2↑+O2↑。根据电流方向可知a极为电解池的阴极，b极为电解池的阳极，A项正确；从开始到P点收集到0.05mol氧气，转移电子数为0.05mol×4=0.2mol，P点到Q点收集到0.1mol氢气和0.05mol氧气，转移电子数为0.1mol×2=0.2mol，曲线0-P段表示O2的体积变化，曲线P-Q段表示H2和O2混合气体的体积变化，B项正确；从开始到P点收集到的气体是氧气，为0.05mol，P点到Q点收集到的是氢气和氧气，共（4.48-1.12）L=3.36L，为0.15mol，由于氢气和氧气的物质的量之比为2：1，则氢气为0.1mol，氧气为0.05mol，从开始到Q点时收集到的混合气体为氢气和氧气，两者的物质的量均为0.1mol，则混合气体的平均摩尔质量为g/mol=17g/mol，C项正确；用惰性电极电解一定量的CuSO4溶液，阳极氢氧根离子失电子发生氧化反应，反应式为：4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极为铜离子得电子发生还原反应，反应式为Cu2++2e-=Cu，减少的为CuO，所以应加入一定量的CuO，溶液可能恢复到原来的浓度，甲中电解时的化学反应方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，加入0.2molCu（OH）2，相当于加入0.2molCuO和0.4molH2O，多加了水的量，D项错误。 4．（2024河北省石家庄二中润德高二上学期12月月考）现用Pt电极电解1L浓度均为0.1mol/L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．电解一段时间后加入CuO可使电解成溶液恢复原状 C．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．电解一段时间后，阴、阳两极上产生气体的物质的量可能相等 【答案】D 【解析】根据放电顺序，阴极先放电的是，故阴极开始析出的是，A项错误；电解一段时间，电解液中、、水均损失，加入CuO不能使电解液恢复原状，B项错误；阴极反应，，当电路中电子的量超过0.2mol时，阴极放电的离子变为，C项错误；开始电解时，阴极反应，阳极反应，一段时间后，铜离子与氯离子消耗完后，开始电解水，阴极反应，阳极反应，电解一段时间后，根据得失电子守恒，当电路中通过电子量为6mol时，阴、阳两极上产生气体的物质的量均为2mol，故电解一段时间后，阴、阳两极上产生气体的物质的量可能相等，D项正确。 5．（2024江苏省泰州市高二下学期6月期末）有高二化学研究小组设计如下装置进行实验，下列说法正确的是 A．Ⅰ中Fe电极反应式： B．Ⅱ中溶液会出现浑浊且pH减小 C．Ⅲ中品红溶液褪色，加热后恢复红色 D．可用装置Ⅳ吸收尾气 【答案】B 【解析】Ⅰ为电解池，与电源正极相连的为阳极，即C(石墨)电极为阳极，电极反应式为，Fe电极为阴极，电极反应式为，阳极生成的氯气具有强氧化性，通入Ⅱ中发生反应，氯气通入Ⅲ中和水反应生成HClO，HClO能将品红氧化褪色，从而达到永久性漂白，氯气有毒，应用氢氧化钠溶液吸收。Ⅰ中Fe电极连电源负极，做电解池的阴极，Fe电极反应式为：，A项错误；通入到NaHS中发生反应，生成S和HCl，因此溶液会出现浑浊且pH减小，B项正确；通入到Ⅲ中品红溶液褪色，加热后不会恢复红色，C项错误；氯气在饱和食盐水中的溶解度很小，应用NaOH溶液吸收尾气，D项错误。 6．如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。下列实验现象中正确的是( ) 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．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色 【答案】D 【解析】电解稀Na2SO4水溶液，其实质是电解水，b极为阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，a极为阴极：4H＋＋4e－===2H2↑。a极逸出氢气，b极逸出氧气，二者都是无色无味的气体，且a极氢气的体积是b极氧气体积的2倍，A、B项错误；a极H＋得电子，使a极附近c(OH－)增大，遇石蕊溶液变蓝色；b极OH－放电，致使b极附近c(H＋)增大，遇石蕊试液变红色，C项错误。 7．（2024河南省新乡市高二下学期7月期末）利用如图所示装置可将工业废气中的和转化为HCOOH和，变废为宝。下列说法正确的是 A．和均为非极性分子 B．装置b中左室的移向右室 C．M极上的电极反应式为 D．理论上装置b中生成的HCOOH和的物质的量之比为 【答案】D 【解析】是极性分子，A项错误；M极为阳极，N极为阴极，应向M极（左室）移动，B项错误；M极的电极反应式为－2e-＋H2O=2H＋＋,N极电极反应式为CO2＋2e-＋2H＋＝HCOOH，C项错误；由分析中电解池阴极和阳极反应式可知，装置b中总反应为，生成的HCOOH和的物质的量之比为，D项正确。 8．（2024宁夏青铜峡市宁朔中学高二上学期期末）下图是一个化学过程的示意图，请回答下列问题： （1）图中甲池是 装置，乙池是 装置。 （2）通入O2的电极的电极反应式为 ，通入CH4的电极的电极反应式为 。 （3）乙池中反应的化学方程式为 。 （4）一段时间后，当丙中共产生112ml(标准状况)气体时，均匀搅拌丙池，所得溶液在室温时的pH= (已知NaCl溶液足量，电解后溶液体积为500ml)，若要使丙池恢复电解前的状态，应向丙池通入 (填化学式) （5）在A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量之比为 。 【答案】（1）原电池 电解池 （2） （3）2H2O+4AgNO34Ag+O2↑+4HNO3 （4）12 HCl （5）1：4：2：2 【解析】（1）多池串联时，其中有且只有一个是原电池装置，其余为电解池装置，甲烷、氧气构成甲烷燃料电池，故甲池为原电池装置，乙、丙为电解池装置； （2）通入O2的电极作正极，得到电子发生还原反应，发生的电极反应式为；通入CH4的电极作负极，失去电子发生氧化反应，其电极反应式为： （3）乙池中石墨作阳极材料，银作阴极材料电解硝酸银溶液，反应的化学方程式为2H2O+4AgNO34Ag+O2↑+4HNO3； （4）丙池中电解氯化钠溶液，发生的方程式为：2H2O+2NaClCl2↑+ H2↑+2NaOH，当丙中共产生112ml(标准状况)气体时，则生成氢气、氯气各0.0025mol，生成的氢氧化钠的物质的量为0.005mol，c(NaOH)=0.01mol/L，所得溶液在室温时的pH=12；若要使丙池恢复电解前的状态，应向丙池通入HCl； （5）在A、B、C、D各电极上分别析出的物质是氧气、银单质、氯气、氢气，根据各电极上转移电子数目相等，故析出生成物的物质的量之比为1：4：2：2。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一章 化学反应与能量转化 第三节 电能转化为化学能--电解 第1课时 电解的原理 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．能运用化学符号和定量计算等手段说明电解池的组成及工作原理，能分析电解过程中的物质变化和伴随发生的能量变化。 2．能认识和构建电解池装置和工作原理的认知模型，并能说明模型使用的条件和适用范围。 3．能对简单化学问题的解决提出可能的假设，能运用多种方式收集实验证据，基于实验事实得出结论提出自己的看法。 重点：电解原理。 难点：电解的基本类型。 一、电解熔融氯化钠实验 1．实验装置 2．实验现象：通电后，在石墨片周围有 产生，在铁片上生成 。 3．实验分析 （1）熔融氯化钠中存在的微粒 。 （2）通电后离子的运动方向 ①阳离子Na+移向 电极； ②阴离子Cl－移向 电极。 （3）电极上发生的变化 ①铁电极： ②石墨电极： （4）实验结论 ①熔融氯化钠在电流作用下分解生成了 和 。 ②方程式： 二、电解的基本概念和原理 1．基本概念 （1）电解：让 通过电解质溶液或熔融的电解质，在两个电极上分别发生 反应和 反应的过程。 （2）电解池 ①定义：将 转化为 的装置。 ②构成条件： 电源、固体电极材料以及电解质溶液或熔融的电解质并构成 。 （3）电极 ①阳极：与电源 相连，发生 反应 ②阴极：与电源 相连，发生 反应 （4）电极反应：在电极上进行的半反应，可以用电极反应式表示。 【易错警示】电解质的导电过程是被电解的过程，属于化学变化；金属导电过程是电子的定向移动，属于物理变化。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) （1） 用铂电极(惰性电极)电解稀NaOH溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是H2和O2 ( ) （2） 用石墨作为电极电解CuCl2和KCl的混合溶液，电解初期阴极和阳极析出的物质分别是H2和Cl2 ( ) （3） 欲在金属表面镀银，选用的阳极金属和电镀液可以为Ag和AgCl溶液( ) （4） 电解、电离、原电池均需要通电 ( ) （5） 用惰性电极电解AgNO3的水溶液时，在阳极无气体放出( ) （6）在电解池中，阳离子移向与电源正极相连的电极( ) （7）关于电镀铜和电解精炼铜的实验中，阳极反应都只有Cu－2e－=Cu2＋( ) （8）电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可以电解MgO和AlCl3（ ） （9）用Zn作阳极，Fe作阴极，ZnCl2溶液作电解质溶液，由于放电顺序H＋>Zn2＋，不可能在铁上镀锌（ ） （10）将1L含0.4mol，CuSO4和0.4molNaCl的水溶液用惰性电极电解一段时间后,在一个电极上得到0.3mol铜，则在另一个电极上析出的气体在标准状况下的体积是5.6L（ ） 2．从NO3—、SO42—、H＋、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。 （1）两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是______________________(至少答一种，下同)； （2）若阴极析出金属、阳极放出O2时，电解质的化学式可能是________________________； （3）两极分别放出气体，且体积比为1∶1，电解质的化学式可能是________________________。 3．用惰性电极电解下列电解质溶液：①硫酸；②盐酸；③NaOH溶液；④Na2SO4溶液；⑤CuCl2溶液；⑥NaCl溶液；⑦CuSO4溶液。 请依据所学知识回答下列问题(填序号)： （1）阴极反应与①相同的有________，与⑤相同的有________。 （2）阳极反应与①相同的有________，与②相同的有________。 （3）写出电解下列溶液的化学方程式： ③____________________________________________________________； ⑥____________________________________________________________； ⑦____________________________________________________________。 （4）只有水被电解的是________，只有电解质本身被电解的是________，电解质和水都被电解的是________。 （5）电解后溶液的pH显著增大的是________，减小的是________。 （6）欲使溶液⑥电解后复原需________，欲使电解后的⑦复原需加入________。 ►问题一 电解池原理 【典例1】下列关于电解池的叙述中，不正确的是 A．与电源正极相连的是电解池的阴极 B．电解池是电能转化为化学能的装置 C．溶液中的阳离子移向阴极 D．在电解池的阳极发生氧化反应 【解题必备】电解池的工作原理： 【变式1-1】用如图所示装置的电解氯化钠溶液(X、Y是碳棒)。下列判断正确的是 A．Y电极和电源的正极相连 B．X电极表面有氢气生成 C．X电极表面发生氧化反应 D．电解过程的能量变化是化学能转化为电能 【变式1-2】（2024广东省东莞市高二下学期7月期末教学质量检查）厦门大学国家重点实验室，受根瘤菌中固氮酶反应机理的启发，制备出生态友好经济高效的仿生纳米片电催化剂，可用于电化学法还原硝酸盐制，原理如图所示。下列说法正确的是 A．纳米片作阳极 B．向a电极移动 C．标准状况下，生成，转移电子 D．b电极表面发生的电极反应： ►问题二 原电池与电解池的比较 【典例2】关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是 A．原电池中失去电子的一极为负极 B．电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极 C．原电池中相对活泼的一极为正极 D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极 【解题必备】电解池与原电池的比较 电解池 原电池 能否自发 使“不能”变为“能”或使“能”变为“易” 能自发进行 能量转化 电能转化为化学能 化学能转化为电能 装置 有外加电源 无外加电源 电极 由外加电源决定： 阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极 由电极或反应物性质决定，称为正极或负极 反应 类型 阳极：氧化反应； 阴极：还原反应 负极：氧化反应； 正极：还原反应 离子移动 阳离子移向阴极； 阴离子移向阳极 阳离子移向正极； 阴离子移向负极 相同点 都是电极上的氧化还原反应，都必须有离子导体 【变式2-1】（2024云南省玉溪师范学院附属中学高二下学期开学检测）目前一款新型甲醇燃料电池已投放市场，该电池通过特殊的装置进行电能输出，不会造成任何污染，是一种相当环保的绿色电池。如图是甲醇燃料电池的实验装置图。下列有关说法不正确的是 A．甲池是燃料电池，乙池是电解池 B．甲池中负极的电极反应式为 C．A为负极，C为阳极 D．乙池中D电极质量增加5.40g时，理论上甲池中转移0.05mol电子 【变式2-2】（2024河南省洛阳市高二下学期6月期末）电解法处理酸性含铬废水（主要含有）时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应，最后以形式除去。现以甲醇燃料电池，采用电解法来处理酸性含铬废水，实验室利用如图装置模拟该方法。下列说法正确的是 A．M电极通入物质为 B．电解过程中废水的不变 C．电解池中阳极电极反应式为 D．当生成1mol时，电路中转移电子的物质的量至少为6mol ►问题三 电极产物的判断与电极反应式的书写 【典例3】（2024安徽省高二下学期期末大联考）电催化氧化甲烷制备高附加值化学品是一种有吸引力的直接利用天然气的方法。天津大学王中利课题组利用的催化氧化和的催化还原耦合反应进行HCOOH的制备，工作原理如图所示。 下列有关说法错误的是 A．N极的电极反应式： B．若有个通过质子交换膜，共产生15.3gHCOOH C．和位置不可互换 D．若使用氢氧燃料电池为外加电源，则燃料电池的a极通入的是氢气 【解题必备】1．阴阳两极上放电顺序 （1）阴极（与电极材料无关）：氧化性强的先放电，放电顺序： （2）阳极（与电极材料有关）： ①若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。 ②若是惰性电极作阳极，放电顺序为： （3）三注意 ①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液（或熔融电解质）中的阳离子放电。 ②最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－＞OH－；阴极：Ag+＞Cu2+＞H+。 ③阳极OH－放电的电极反应式：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑ 2．电极反应式的书写（以惰性电极电解食盐水为例） （1）阳极：列出在阳极放电的阴离子及其氧化产物，中间用“”连接，在“”左边用“－”标出阴离子失电子的数目，如：2Cl－－2e－Cl2↑。 （2）阴极：列出在阴极放电的阳离子及其还原产物，中间用“”连接，在“”左边用“+”标出阳离子得到电子的数目，如：2H++2e－H2↑（H+来自水）。 （3）总电解方程式： ①通过最小公倍数法使两个电极反应式的电子数目相等。 ②把两个电极反应式相加，消去相同项，并注明条件“通电”。 ③若是水电离出的H+或OH－得或失电子，在总反应式中应是H2O参与反应，即：2Cl－+2H2OCl2↑+H2↑+2OH－。 【变式3-1】（2024广东省揭阳市高二下学期期末统考）电解尿素的碱性溶液可以制取氢气，其装置如图所示（电解池中隔膜仅阻止气体通过，极均为惰性电极）。该装置工作时，下列说法正确的是 A．电解过程中极附近溶液酸性明显增强 B．溶液中的向极移动 C．若在极产生（标准状况下）氢气，则理论上消耗尿素 D．极电极反应式为 【变式3-2】（2024湖南省部分学校高二下学期期末考试联考）用可再生能源电还原时，采用高浓度的抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，其简易装置示意图如图所示。下列说法正确的是 A．Cu电极上发生氧化反应 B．电极的电极反应式为 C．氢离子通过质子交换膜由右室进入左室 D．阴极发生的反应之一为 ►问题四 用惰性电极电解电解质水溶液的类型 【典例4】用惰性电极进行下列电解，有关说法正确的是( ) ①电解稀硫酸　②电解Cu(NO3)2溶液 ③电解KOH溶液 ④电解NaCl溶液 A．电解进行一段时间后四份溶液的pH均增大 B．反应②中电解一段时间后，向溶液中加入适量的CuO固体可使溶液恢复到电解前的情况 C．反应③中阳极消耗OH－，故溶液浓度变小 D．反应④中阴、阳两极上产物的物质的量之比为2∶1 【解题必备】用惰性电极电解电解质水溶液的类型总结： 类型 电极反应特点 例子 实际电解对象 电解质浓度 溶液pH 电解质溶液复原 电解电解质型 电解质的离子放电 HCl HCl 减少 增大 加HCl CuCl2 CuCl2 减少 － 加CuCl2 电解 水型 阳极OH－放电，阴极H+放电 NaOH H2O 增大 增大 加H2O H2SO4 H2O 增大 减小 加H2O Na2SO4、KNO3 H2O 增大 不变 加H2O 放出 氢气 生成 碱型 阴极H+放电 NaCl 电解质和水 部分离 子浓度 减少 增大 加HCl KBr 加HBr 放出氧气生成酸型 阳极 OH－放电 AgNO3 电解质和水 部分离子浓度减少 减小 加Ag2O CuSO4 加CuO 【变式4-1】用惰性电极进行电解，下列说法正确的是( ) A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液的pH不变 B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液的pH降低 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1∶2 D．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1∶1 【变式4-2】用惰性电极分别电解下列各物质的水溶液，一段时间后，向剩余电解质溶液中加入适量相应的溶质能使溶液恢复到电解前浓度的是( ) A．AgNO3 B．Na2SO4 C．CuCl2 D．KCl 1．下列反应中，将电能转化为化学能的是 A．火力发电 B．太阳能电池 C．铜锌原电池 D．电解饱和食盐水 2．电解池的阳极电极材料一定 A．发生氧化反应 B．失电子 C．是铂电极 D．与电源正极相连 3．（2024海南省部分学校高二上学期1月期末联考）如图所示的电化学装置中，甲、乙均为石墨电极。下列说法错误的是 A．电极甲上有气泡逸出 B．电极乙的电极反应式： C．电流方向：电源正极→甲→乙→电源负极 D．电解质溶液中CuSO4的浓度始终不变 4．（2024河南省濮阳市第一高级中学高二下学期第一次月考）实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒(c、d)作笔，在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字，c端的字迹呈白色。下列结论正确的是 A．a为负极 B．c端发生了还原反应 C．d端的字迹呈蓝色 D．电子流向为：b→d→c→a 5．下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是 ( ) A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2 B．NaOH、CuSO4、H2SO4 C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2 D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2 6．（2025湖南名校联考联合体高三入学摸底考试）香港理工大学应用物理系的黄海涛教授基于对钙钛矿结构的重新解读，提出钙钛矿晶格可作为构筑孤立活性位点的平台用于氧还原(ORR)选择性合成双氧水(H2O2)。电化学装置如图所示。下列叙述错误的是 A．质子由a极区向b极区迁移 B．a极为阳极，发生氧化反应 C．b极反应式为 D．相同时间内，a极生成等于b极消耗 7．电解池在生活和生产中有着广泛应用。下列有关判断中错误的是　 A．装置①研究的是电解CuCl2溶液，a电极上产生气泡 B．装置①电解一段时间后，要使电解质溶液恢复，可加入适量的CuCl2(s) C．装置②研究的是电解饱和食盐水，A电极发生的反应：2Cl--2e-=Cl2↑ D．装置②中，阳离子的移动方向是由电极B→A 8．（2024山西省长治市高二上学期1月期末）用惰性电极按下图中装置完成实验，A、B两烧杯分别盛放 10％溶液和足量溶液。通电一段时间后，c极上有Cu析出，且析出Cu的质量为。 试回答下列问题： 溶液 溶液 （1）a和d电极中电势较高的为 极，d极上发生的反应为 。 （2）电路中转移的电子数为 ，b极产生气体的物质的量为 。 1．我国空间站天宫号所采用的光伏系统，光电效率达到30%。利用再生生保技术，能将空间站内的水蒸气收集、处理成可饮用水，并转化为再生氧，实现水的循环使用。空间站以水为介质将不同形式的能量相互转换，原理如图所示。装置X为电解水装置，装置Y为燃料电池电池。下列有关说法不正确的是 A．X工作时，将电能转变为化学能 B．太阳能电池工作时，将光能转变为电能 C．马达工作时，将电能转变为机械能 D．Y工作时，氢气通入该装置的正极 2．（2024河北省石家庄精英中学高二上学期2月月考）以惰性电极电解100mL0.05mol/LCuSO4溶液，若不考虑溶液的体积变化，当阳极产生56mL(标准状况下)气体时，下列叙述错误的是 A．阴极电极反应式为Cu2++2e-=Cu B．所得溶液的pH=1 C．要使溶液恢复到电解前的状态，可加入0.4g的CuO D．通电足够长时间，加入0.1molCu2(OH)2CO3可使溶液复原，则电路中转移电子为0.4mol 3．（2024河北省衡水市第二中学高二上学期11月期中）用惰性电极电解一定量的溶液，实验装置如图甲。电解过程中的实验数据如图乙，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况下)。下列说法错误的是 A．a极为电解池的阴极，b极为电解池的阳极 B．曲线0~P段表示的体积变化，曲线P~Q段表示和混合气体的体积变化 C．从0~Q过程中收集到的混合气体的平均摩尔质量为 D．电解完成后，要想使电解液恢复原来的浓度和体积，可加入 4．（2024河北省石家庄二中润德高二上学期12月月考）现用Pt电极电解1L浓度均为0.1mol/L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．电解一段时间后加入CuO可使电解成溶液恢复原状 C．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．电解一段时间后，阴、阳两极上产生气体的物质的量可能相等 5．（2024江苏省泰州市高二下学期6月期末）有高二化学研究小组设计如下装置进行实验，下列说法正确的是 A．Ⅰ中Fe电极反应式： B．Ⅱ中溶液会出现浑浊且pH减小 C．Ⅲ中品红溶液褪色，加热后恢复红色 D．可用装置Ⅳ吸收尾气 6．如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。下列实验现象中正确的是( ) 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．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色 7．（2024河南省新乡市高二下学期7月期末）利用如图所示装置可将工业废气中的和转化为HCOOH和，变废为宝。下列说法正确的是 A．和均为非极性分子 B．装置b中左室的移向右室 C．M极上的电极反应式为 D．理论上装置b中生成的HCOOH和的物质的量之比为 8．（2024宁夏青铜峡市宁朔中学高二上学期期末） 下图是一个化学过程的示意图，请回答下列问题： （1）图中甲池是 装置，乙池是 装置。 （2）通入O2的电极的电极反应式为 ，通入CH4的电极的电极反应式为 。 （3）乙池中反应的化学方程式为 。 （4）一段时间后，当丙中共产生112ml(标准状况)气体时，均匀搅拌丙池，所得溶液在室温时的pH= (已知NaCl溶液足量，电解后溶液体积为500ml)，若要使丙池恢复电解前的状态，应向丙池通入 (填化学式) （5）在A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量之比为 。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$