08 第1章 第3节 第2课时 电解原理的应用(基础课)-【名师导航】2024-2025学年高中化学选择性必修1同步课件(鲁科版)

第2课时　电解原理的应用(基础课) 第1章　化学反应与能量转化 第3节　电能转化为化学能——电解 一、电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气 必备知识　自主预习 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H＋＋2e－===H2↑ 2NaCl＋2H2O H2↑＋Cl2↑＋2NaOH 2Cl－＋2H2O H2↑＋Cl2↑＋2OH－ 第2课时　电解原理的应用(基础课) 判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)向电解NaCl溶液的电解池中加入酚酞，阳极区变红。 (　　) (2)氯碱工业可以得到金属钠、Cl2和H2。 (　　) (3)电解饱和食盐水阴极产生的气体可使湿润的淀粉KI试纸变蓝。 (　　) × × × 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) 二、铜的电解精炼 1．装置 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) 2．粗铜成分 (1)主要成分：_____。 (2)杂质金属：比铜活泼的有________________等，比铜不活泼的有_______________等。 Cu Zn、Fe、Ni Ag、Pt、Au 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) 3．电极反应 Cu(粗铜)－2e－===Cu2+ Ag、Pt、Au Cu2+＋2e－===Cu(精铜) 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) 判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)粗金属精炼时，粗金属作阳极，阳极泥是比被精炼金属不活泼的金属。 (　　) (2)精炼铜后，电解质溶液中含Zn2+、Cu2+、Ag＋、Fe2+等阳离子。 (　　) (3)精炼铜装置中，阴极得到32 g铜，阳极电子转移1 mol。 (　　) √ × √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) 三、电镀　钒液流电池 1．电镀 (1)定义：应用______原理，在金属表面镀上一薄层金属或合金的方法。 (2)目的：提高金属的________能力、耐磨性能或改善金属制品的外观。 电解 抗腐蚀 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) (3)根据电解原理，设计在铁钉上镀铜的实验方案 电镀原理 阳极：Cu－2e－===Cu2+阴极：_____ ____________ 电镀方案   电极材料 阳极：______阴极：______ 电镀液 ________溶液 镀件 铁钉 Cu2+ ＋2e－===Cu 铜片 铁钉 CuSO4 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) 2．钒液流电池 以全钒液流电池为例，酸性溶液中钒通常以V2+、V3+、VO2+、等形式存在。充电时，______在阳极被氧化为______，_____在阴极被还原为_______。以液流电池为代表的电化学储能技术可为____________发电提供有力的支持，缓冲昼夜、季节的用电变化对电网的影响。 VO2+ V2+ 可再生能源 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) 想一想　白铁，我们日常生活中常用的一种金属材料，是一种镀锌铁。在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，应怎样设计电镀池？ 提示：根据电镀的要求，应将锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) 模拟电解原理应用的实验装置如图所示： 关键能力　情境探究 应用电解原理解决实际问题 第2课时　电解原理的应用(基础课) 1．若用如图所示装置，模拟氯碱工业，则电解质溶液c、电极a的电极材料、电极b的电极材料分别是什么？电极反应式和总反应式分别是什么？用这种装置进行氯碱工业生产有什么缺点？如何改进？ 提示：若用题图所示装置，模拟氯碱工业，则电解质溶液c是NaCl溶液，电极a的电极材料、电极b的电极材料为Pt电极或石墨。电解时，阳极发生氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极发生还原反应：2H2O＋2e－ ===H2↑＋2OH－，电解的总反应式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋ H2↑＋Cl2↑。该装置的缺点是生成的NaOH和Cl2以及Cl2与H2容易混合反应。改进的方法是在两极之间加一个阳离子交换膜。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) 2．若用如图所示装置，模拟铁制品上镀铜，则电解质溶液c、电极a的电极材料、电极b的电极材料分别是什么？电镀过程中电解质溶液的浓度如何变化？ 提示：若用题图所示装置，模拟铁制品上镀铜，则电极a是Cu，电极b是铁制品，电解质溶液c是CuSO4溶液。电镀过程中电解质溶液的浓度不变。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) 3．若用如图所示装置，模拟电解精炼粗铜(含Zn、Fe、Ag等杂质)，则电解质溶液c、电极a的电极材料、电极b的电极材料分别是什么？电极反应式分别是什么？电镀过程中电解质溶液中Cu2+的浓度如何变化？ 提示：若用题图所示装置，模拟电解精炼粗铜(含Zn、Fe、Ag等杂质)，则电解质溶液c为CuSO4溶液、电极a为粗铜、电极b为纯铜。电解精炼过程中，阳极上发生的反应依次为Zn－2e－===Zn2+、Fe－2e－===Fe2+、Cu－2e－===Cu2+，阴极上发生的反应为Cu2+＋2e－===Cu，电镀过程中电解质溶液中Cu2+的浓度先减小后保持不变。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) 1．工业电解食盐水制备烧碱 工业电解食盐水制备烧碱时必须阻止OH－移向阳极，以使氢氧化钠在阴极富集，常用阳离子交换膜将两极溶液分开，使阳离子能通过阳离子交换膜，而阴离子不能通过。 如：氯碱工业中电解饱和食盐水的 原理如图所示，可知溶液A的溶质 是NaOH。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) 2．铜的电解精炼与电镀铜对比   电解精炼铜 电镀铜 电极材料 阴极 精铜 镀件 阳极 粗铜 纯铜 电极 反应 阳极 Cu(粗铜)－2e－===Cu2+等 Cu－2e－===Cu2+ 阴极 Cu2+＋2e－===Cu(精铜) Cu2+＋2e－===Cu 电解质溶液 浓度的变化 c(Cu2+)减小，比铜活泼的金属阳离子进入溶液 电解质溶液成分及浓度均不变 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) 3．常见活泼金属的电冶法 金属 电极反应 总反应 钠 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 铝 阳极：6O2-－12e－===3O2↑ 阴极：4Al3+＋12e－===4Al 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 镁 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：Mg2+＋2e－===Mg MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) 1．如图是离子交换膜电解槽，电解饱和食盐水时，离子交换膜只允许阳离子通过，下列说法错误的是(　　) A．a是电源的正极 B．X处产生的是氯气 C．可用铁作电极A的材料 D．Z处流出溶液是较浓的NaOH溶液 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) 2．(双选)中学阶级介绍的电解原理的应用主要有三种：一是氯碱工业、二是电解精炼铜、三是电解冶金。下列关于这三个工业生产的描述中不正确的是(　　) A．电解精炼铜时，负极反应：Cu2+＋2e－===Cu B．氯碱工业和电解精炼铜中，阳极都是氯离子放电放出氯气 C．在氯碱工业中，电解池中的阴极产生的是H2和NaOH D．电解精炼铜时，应用粗铜作阳极、精铜作阴极，可溶性铜盐作电解质溶液 √ √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) AB　[电解精炼铜时，阴极电极反应为Cu2+＋2e－===Cu ，A项错误；在氯碱工业，阳极是Cl－放电生成氯气，电解精炼铜时，阳极是粗铜失电子，生成Cu2+和少量其他金属离子，B项错误；水中存在H2O⥫⥬H＋＋OH－，在氯碱工业中，电解池的阴极上氢离子放电生成氢气，并得到NaOH，C项正确；电解精炼铜时，应用粗铜作阳极、精铜作阴极，可溶性铜盐作电解质溶液，D项正确。] [教材　活动·探究] 离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、和组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的____极，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，阴极反应为____________________________。 若改用氯化铝水溶液作电解液，则阴极产物为______。 负 ＋3e－===Al＋ H2 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) [解析]　在钢制品上电镀铝，故钢制品作阴极，与电源负极相连。由于电镀过程中“不产生其他阳离子且有机阳离子不参与电极反应”，Al元素在熔融盐中以形式存在，则电镀过程中阴极反应为＋3e－===Al＋。若电解液改为氯化铝水溶液，水溶液中得电子能力：Al3+<H＋，故阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。 1．将两个分别装有Na2SO4、CuCl2溶液的电解池串联在一起，均用惰性电极进行电解，电解一段时间后，试分析电极产物H2、O2、Cl2、Cu之间物质的量的关系。 有关电解计算的方法 提示：根据得失电子守恒及元素的化合价可得出，电极产物物质的量的关系式：2H2～O2～2Cl2～2Cu～4e－，即H2、O2、Cl2、Cu的物质的量之比为2∶1∶2∶2。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) 2．已知一个电子的电量是1.602×10-19 C，用该电池电解饱和食盐水，当电路中通过1.929×105 C的电量时，生成NaOH的质量是多少？ 提示：80 g。一个电子的电量是1.602×10-19 C，当电路中通过1.929×105 C的电量时，电子的个数为＝1.204×1024，电子的物质的量为＝2 mol，根据转移电子和氢氧化钠的关系式2NaOH～2e－得，NaOH的质量为2 mol×40 g·mol-1＝80 g。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) 1．电解计算的依据 (1)阳极失去的电子数＝阴极得到的电子数。 (2)串联电路中通过各电解池的电子总数相等。 (3)电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) 2．电解计算的方法 (1)根据得失电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。 (2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。 (3)根据关系式计算：根据得失电子守恒的关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。 电解计算时常用的定量关系为4e－～4H＋～4OH－～2H2～O2～2Cu～4Ag。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) 【例题】　500 mL NaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中＝0.3 mol·L-1，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1.12 L气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是(　　) A．原混合溶液中c(Na＋)＝0.2 mol·L-1 B．电解后溶液中c(H＋)＝0.2 mol·L-1 C．上述电解过程中共转移0.4 mol电子 D．电解后得到的Cu的物质的量为0.1 mol √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) B　[阳极是阴离子放电(放电能力：OH－>，根据题给信息，阳极一定是OH－放电，生成0.05 mol 氧气，转移0.2 mol电子；阴极离子放电能力：Cu2+>H＋>Na＋，所以Cu2+先放电，然后是H＋放电，阴极生成0.05 mol氢气时，转移0.1 mol电子，根据得失电子守恒知，Cu2+转移 0.1 mol电子，n(Cu2+)＝0.05 mol。所以原溶液中n[Cu(NO3)2]＝0.05 ml，＝0.3 mol·L-1× 0.5 L＝0.15 mol，n(NaNO3)＝0.05 mol。原混合溶液中c(Na＋)＝0.1 mol·L-1，A项错误；结合以上分析及电解总方程式Cu2+＋2H2OCu＋H2↑＋O2↑＋2H＋可知，生成0.05 mol Cu、0.05 mol O2、0.05 mol H2和0.1 mol H＋，电解后溶液中c(H＋)＝＝0.2 mol·L-1，B项正确、D项错误；上述电解过程中共转移0.2 mol电子，C项错误。] [母题发散] (1)上题电解后溶液中的溶质为________。 (2)若为上述过程提供电能的是氢氧燃料电池，则消耗标准状况下的氢气的体积为________。 提示：(1)HNO3、NaNO3　(2)2.24 L 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) 易错提醒 (1)电解混合溶液时要注意电解的阶段性，电极反应式和总反应式，电解产物与转移电子数之间的关系式是电化学计算的主要依据。 (2)当电流通过一个或多个串联的电解池时，它们均处于同一闭合电路中，所以同一时间内通过的电子的物质的量相等。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) 1．如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入足量0.05 mol·L-1的氯化铜溶液，B池中加入足量0.1 mol·L-1的硝酸银溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出物质的物质的量之比是(　　) A．2∶2∶4∶1　　 B．1∶1∶2∶1 C．2∶1∶1∶1 D．2∶1∶2∶1 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) A　[由电解规律可知：a、c为阴极，b、d为阳极。a极上析出铜，b极上析出氯气，c极上析出银，d极上析出氧气。由得失电子守恒可得出：2e－～Cu～Cl2～2Ag～O2，所以a、b、c、d四个电极上所析出物质的物质的量之比为2∶2∶4∶1。] 2．用含有少量银和锌的粗铜作阳极，纯铜作阴极，硫酸铜溶液作电解液，通电一段时间后，阳极的质量减轻了6.4 g，下列说法正确的是(　　) A．电解质溶液的质量增加了6.4 g B．阴极的质量增加了6.4 g C．阴极增加的质量小于6.4 g D．溶液中Cu2+浓度完全保持不变 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) C　[在阳极上有锌与铜两种单质放电，而在阴极上只有Cu2+放电且锌的摩尔质量大于铜的摩尔质量，当阳极的质量减轻6.4 g时，转移的电子少于0.2 mol，故在阴极上析出的铜少于0.1 mol，增加的质量小于6.4 g；由于相同时间内两极上转移的电子数目相等，阴极上析出的铜比阳极上溶解的铜多，故溶液中Cu2+浓度减小，C项符合题意。] 1．氯碱工业反应原理：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 2．电解精炼铜：精铜做阴极、粗铜做阳极、铜盐的水溶液做电解液。 3．电镀：镀件金属做阴极，镀层金属做阳极，含镀层金属阳离子的盐溶液做电解液。 4．电解计算方法：①得失电子守恒法、②总反应方程式法、③关系式法。  知识必备 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) 1．下列图示中关于铜电极的连接，错误的是(　　) 5 学习效果　随堂评估 √ 2 4 3 题号 1 A．铜锌原电池 B．电解精炼铜 C．镀件上镀铜 D．电解氯化铜溶液 第2课时　电解原理的应用(基础课) C　[A.原电池中易失电子的金属作负极，Cu、Zn、稀硫酸原电池中，锌易失电子作负极、Cu作正极，A正确；B.电解精炼铜时，粗铜作阳极、精铜作阴极，硫酸铜溶液作电解质溶液，其连接正确，B正确；C.电镀时，镀层作阳极、镀件作阴极，硫酸铜溶液作电解质溶液，其连接错误，C错误；D.电解氯化铜溶液时，可以用石墨作阳极、铜作阴极，石墨连接电池正极、铜连接电池负极，D正确。] 5 2 4 3 题号 1 2．如图所示，某同学设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合溶液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是(　　) A．铅笔端作为阳极，发生还原反应 B．铂片端作为阴极，发生氧化反应 C．铅笔端有少量的氯气产生 D．a极是直流电源负极，b极是直流电源正极 5 2 3 题号 1 4 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) D　[电极反应为阴极：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)；阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)。若要能够出现“黑笔写红字”的现象，必须是铅笔作为阴极，这样铅笔附近产生的OH－会使酚酞溶液变红，因此与铅笔相连的a极是直流电源的负极。] 5 2 3 题号 1 4 3．用石墨电极电解100 mL H2SO4和CuSO4的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况)，原混合溶液中Cu2+的物质的量浓度为(　　) A．1 mol·L-1　B．2 mol·L-1　C．3 mol·L-1 　D．4 mol·L-1 5 2 3 题号 4 1 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) A　[阴极首先发生反应Cu2+＋2e－===Cu，然后发生反应2H＋＋ 2e－===H2↑ ；阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。阴极上收集到H2，说明Cu2+已完全放电，根据得失电子守恒，阴极上Cu2+、 H＋得电子总数应等于H2O失电子总数。放出0.1 mol H2得到 0.2 mol电子，放出0.1 mol O2失去0.4 mol电子，所以有0.1 mol Cu2+放电，得到0.2 mol电子，c(Cu2+)＝＝1 mol·L-1。] 5 2 3 题号 4 1 4．(双选)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＋3H2OKIO3＋3H2↑。下列说法中不正确的是(　　) A．电解时石墨作阳极 B．电解时阳极上产生H2 C．电解过程中阴极溶液pH升高 D．阴极电极反应：I－－6e－＋3H2O===＋6H＋ 5 2 4 3 题号 1 √ √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) BD　[电解时，铁作阴极，石墨作阳极，若铁作阳极，则铁放电，A项正确；阳极发生氧化反应，I－失电子被氧化，电极反应为I－－6e－＋3H2O===＋6H＋，B、D项都错误；阴极上水放电，2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极溶液的pH升高，C项正确。] 5 2 4 3 题号 1 5．如图为相互串联的甲、乙两个电解池，试回答下列问题。 2 4 3 题号 1 5 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) (1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，A极是电解池的______，材料是______，电极反应为__________________； B极是电解池的_________，材料是_________，主要电极反应为 __________________。 (2)乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后，Fe极附近呈____色。 (3)若甲池阴极增重12.8 g，则乙池阳极放出气体在标准状况下的体积为________(不考虑气体溶解情况)。 2 4 3 题号 1 5 阴极 纯铜 Cu2+＋2e－===Cu 阳极 粗铜 Cu－2e－===Cu2+ 红 4.48 L 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　电解原理的应用(基础课) [解析]　(2)Fe极反应式为2H2O＋2e－===H2↑ ＋2OH－，H＋放电后，溶液中生成OH－，显碱性，遇酚酞呈红色。(3)甲池阴极反应为Cu2+＋2e－===Cu，生成n(Cu)＝＝0.2 mol，转移电子的物质的量n(e－)＝0.4 mol；乙池阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，由得失电子守恒知，n(Cl2)＝0.2 mol，故V(Cl2)＝4.48 L。 2 4 3 题号 1 5 (选择题只有一个选项符合题目要求) 1．下列有关电化学的示意图中正确的是(　　) 课时分层作业(八)　电解原理的应用 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 √ A B C　 　D √ 第2课时　电解原理的应用(基础课) 49 D　[A项，Zn应作负极，错误；B项，Zn应放在ZnSO4溶液中，Cu应放在CuSO4溶液中，图示装置不会构成原电池，而是在左烧杯中直接发生化学反应，错误；C项，电解精炼铜，应将粗铜与电源正极相连，错误；D项，电解饱和食盐水，在阴极产生H2，阳极产生Cl2，正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 2．利用如图所示装置可以在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法正确的是(　　) A．通电后，Ag＋向阳极移动 B．银片与电源负极相连 C．该电解池的阴极反应可表示为 Ag＋＋e－===Ag D．当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 √ C　[铜牌上镀银，银片为阳极，Ag＋向阴极移动，阴极反应为Ag＋＋e－===Ag。由于实验中镀层不可能非常均匀致密，所以将电源反接，阳极上Cu、Ag均会溶解，铜牌不可能恢复如初。] 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第2课时　电解原理的应用(基础课) 3．沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。 下列叙述错误的是(　　) A．阳极发生将海水中的Cl－氧 化生成Cl2的反应 B．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO C．阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气 D．阳极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 √ 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第2课时　电解原理的应用(基础课) 4．常温下，NCl3是一种黄色黏稠状液 体，是制备新型水消毒剂ClO2的原料， 可以采用如图所示装置制备NCl3。下列 说法正确的是(　　) A．每生成1 mol NCl3，理论上有4 mol H＋经质子交换膜从右侧向左侧迁移 B．可用湿润的淀粉-KI试纸检验气体M C．石墨极的电极反应为＋3Cl－－6e－===NCl3＋4H＋ D．电解过程中，质子交换膜右侧溶液的pH会减小 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 √ 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第2课时　电解原理的应用(基础课) C　[A项，每生成1 mol NCl3，转移6 mol e－，理论上有6 mol H＋经质子交换膜从右侧向左侧迁移，A错误；B项，M为H2，不能用湿润的淀粉-KI试纸检验，B错误；D项，右侧pH会增大，D错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 5．如图在A、B、C三只烧杯中各盛放稀硫酸、氯化钠溶液和硝酸银溶液。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第2课时　电解原理的应用(基础课) (1)图中A池是________(填“原电池” “电解池”或“电镀池”)。 (2)石墨1电极的名称是________，检验该电极反应产物的方法是_________________________________________________________。 (3)写出以下电极的电极反应。 B池：石墨1电极_________________________________________。 石墨2电极_______________________________________________。 C池：Ag电极____________________________________________。 Cu电极__________________________________________________。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 原电池 阳极 将湿润的淀粉碘化钾试纸放在电极上方，试纸变蓝 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－) Ag－e－===Ag＋ Ag＋ ＋e－===Ag 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第2课时　电解原理的应用(基础课) [解析]　根据图中装置连接及电化学原理可判断出，图中A池为原电池，Zn作负极，发生失电子的氧化反应，Cu作正极，氢离子发生得电子的还原反应；则B池与C池均为电解池，B池石墨1连接原电池的正极，作电解池的阳极，氯离子发生失电子的氧化反应生成氯气，石墨2作电解池的阴极，水中氢离子发生得电子的还原反应生成氢气；C池Cu电极连接负极，作电解池的阴极，Ag＋发生得电子的还原反应生成Ag，Ag电极作电解池的阳极，发生失电子的氧化反应生成Ag＋。(1)图中A池是原电池。(2)B池为电解池，石墨1电 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 极的名称是阳极；发生的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，可用湿润的淀粉碘化钾试纸放在电极上方，若试纸变蓝，则产生的为氯气。(3) B池：石墨1连接原电池的正极，作电解池的阳极，氯离子发生失电子的氧化反应生成氯气，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑；石墨2作电解池的阴极，水中氢离子发生得电子的还原反应生成氢气，2H＋＋2e－===H2↑或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；C池：Ag电极作电解池的阳极，发生失电子的氧化反应生成Ag＋，电极反应为Ag－e－===Ag＋；Cu电极连接负极，作电解池的阴极， Ag＋发生得电子的还原反应生成Ag，电极反应为Ag＋ ＋e－===Ag。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 (选择题有一个或两个选项符合题目要求) 6．用如图所示装置处理含的酸性工业废水，某电极反应为＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，则下列说法错误的是(　　) A．电源正极为A，电解过程中有气体放出 B．电解时H＋从质子交换膜左侧向右侧移动 C．电解过程中，右侧电解液pH保持不变 D．电解池一侧生成5.6 g N2，另一侧溶液质 量减少18 g 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 √ 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第2课时　电解原理的应用(基础课) C　[根据电极反应可知，插入废水中的Pt电极为阴极，B为直流电源的负极，则电源正极为A，电解过程中有气体放出，A项正确；左侧电极为阳极，氢离子从质子交换膜左侧向右侧移动，B项正确；阳极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，阴极反应为＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，转移20 mol 电子时，阳极生成20 mol氢离子，而阴极消耗24 mol氢离子，氢离子浓度减小，pH增大，C项错误；根据电极反应，电解池阴极生成5.6 g N2，转移电子的物质的量为5.6 g÷28 g·mol-1×10＝2 mol；每有2 mol水电解转移4 mol电子，则当电解池阴极生成5.6 g N2，阳极被电解的水的质量为1 mol×18 g·mol-1＝18 g，D项正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 7．H2O2和O3都是较强的氧化剂，可用于环境消杀。以下电化学装置可协同产生H2O2和O3，产生H2O2和O3的物质的量之比为 5∶1，下列说法正确的是(　　) A．Y电极电势低于X电极 B．膜为阴离子交换膜 C．生成H2O2的电极反应为 O2＋2e－＋2H＋===H2O2 D．X极处可能还存在其他副反应 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 √ √ 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第2课时　电解原理的应用(基础课) CD　[Y电极O元素从－2价升至0价，是阳极，电极反应：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，3H2O－6e－===O3↑＋6H＋，X电极是阴极，电极反应：O2＋2e－＋2H＋===H2O2；A项，Y电极是阳极，X电极是阴极，Y电极电势比X电极高，A错误；B项，H＋由Y电极向X电极移动，则膜为质子交换膜，B错误；C项，X电极是阴极，生成H2O2的电极反应为O2＋2e－＋2H＋===H2O2，C正确；D项，X电极也可发生O2＋4H＋＋4e－===2H2O，D正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 8．如图中的A为直流电源，B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞溶液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色。请填空： 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第2课时　电解原理的应用(基础课) (1)电源A中a为______极。 (2)滤纸B上发生的总反应的化学方程式为______________________ _________________。 (3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为________________________，电极f上发生的反应为___________________，槽中盛放的电镀液可以是_____________或______________________________(只要求填两种电解质溶液)。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 正 2NaCl＋2H2OH2↑ ＋Cl2↑ ＋2NaOH Zn－2e－===Zn2+ Zn2+＋2e－===Zn ZnSO4溶液 ZnCl2溶液(其他合理答案也可) 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第2课时　电解原理的应用(基础课) [解析]　(1)根据c点变红可知，该极上的反应为2H2O＋2e－===H2↑ ＋2OH－，即该极为阴极，与电源的负极相连，所以a是正极。(2)滤纸B上发生的总反应的化学方程式为2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH。(3)e为阳极，电极反应为Zn－2e－===Zn2+；f为阴极，电极反应为Zn2+＋2e－===Zn；电镀液为含镀层金属离子的电解质溶液，所以可用ZnSO4溶液或ZnCl2溶液等。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 9．(1)在稀硫酸中利用电催化可将CO2同时转化为多种燃料，其原理如图甲所示。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第2课时　电解原理的应用(基础课) ①阳极的电极反应为_______________________________________。 ②铜电极上产生CH4的电极反应为___________________________ _______，若铜电极上只生成5.6 g CO，则铜极区溶液质量变化了________g。 ③若铜极上只生成0.3 mol CH3CHO和0.4 mol HCOOH，则电路中转移________mol电子。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ CO2＋8e－＋8H＋===CH4＋ 2H2O 3.6 3.8 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第2课时　电解原理的应用(基础课) (2)我国科学家报道了机理如图乙所示的电化学过程。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 ①Ni电极为__________，其电极反应为_________________________。 ②理论上，每有1 mol CO2与O2-结合，电路中转移电子数为____(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。 阴极 ＋4e－===C＋3O2- 4NA 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第2课时　电解原理的应用(基础课) $$