第08讲 电解池的工作原理及应用-【暑假自学课】2025年新高二化学暑假提升精品讲义（苏教版2019）

第08讲 电解池的工作原理及应用 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 电解池的工作原理 1．电解熔融氯化钠的原理 (1)电解熔融态氯化钠原理图 (2)过程分析： 通电前，熔融NaCl中存在可以自由移动的Na＋、Cl－。 通电后，阴、阳离子发生定向迁移，其中，Na+离子向阴极移动，发生还原反应； Cl－向阳极移动，发生氧化反应。 (3)电极反应和电解反应： 阴极：2Na＋＋2e－===2Na；阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑。 电解反应：2NaCl2Na+Cl2↑ 2．电解和电解池 (1)概念 ①电解是在直流电作用下，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 ②电解池是将电能转化为化学能的装置。 (2)电解池的工作原理 ①电极名称及反应类型 阴极：与电源负极相连的电极，发生还原反应； 阳极：与电源正极相连的电极，发生氧化反应。 ②电子流向：负极→阴极、阳极→正极。 ③离子的移动方向：阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。 (3)电解池的构成条件 具有与直流电源相连接的两个电极（阴极、阳极），插入电解质溶液或熔融电解质中，形成闭合回路。 3．实验探究电解氯化铜溶液 (1)实验探究 实验现象：①溶液颜色变浅；②阴极上有红色物质生成；③阳极附近有刺激性气味的气体产生，能使湿润的淀粉­KI试纸变蓝。 实验结论：电解CuCl2溶液，生成了铜和氯气。 (2)实验原理 ①放电顺序：通电时，在电场的作用下，溶液中的离子做定向移动，Cu2＋、H＋向阴极移动，Cl－、OH－向a阳极移动。 在阴极，Cu2+优于H+在电极上发生反应，在阳极，Cl-优于OH-在电极上发生反应。 ②反应原理 电极名称 阴极 阳极 反应类型 还原反应 氧化反应 电极反应式 Cu2＋＋2e－===Cu 2Cl－－2e－===Cl2↑ 电解反应 CuCl2Cu＋Cl2↑ 【特别提醒】 (1)电解时必须使用直流电源，不能使用交流电源。 (2)电解质的水溶液或熔融电解质均可以被电解，因为它们均可电离出自由移动的阴、阳离子。 (3)电解法是一种强氧化还原手段，以完成非自发的氧化还原反应。 (4)“惰性”是指电极本身还原性很弱，不易发生反应。活性电极是指金属活动性顺序表中的Ag和排在Ag前面的金属，惰性电极是指石墨、铂(Pt)、金(Au)等。 知识点二 电解池电极反应规律 1．电极反应规律 (1)阴极：无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的一般是溶液中的阳离子。 阳离子放电顺序： (2)阳极：溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，或者电极材料（电极为活性电极）本身失去电子被氧化而溶入溶液中。 阴离子放电顺序： 2．以惰性电极电解电解质溶液的规律 类型 电解质溶液 电极反应特点 pH 变化 复原加入的物质 电解水型 含氧酸（如H2SO4） 阴极：4H＋＋4e－=2H2↑ 阳极：2H2O-4e-=O2↑+4H+ 减小 H2O 强碱（如NaOH） 阴极：4H2O+4e-=2H2↑+4OH- 阳极：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 增大 H2O 活泼金属的含氧酸盐溶液（如Na2SO4） 阴极：4H2O+4e-=2H2↑+4OH- 阳极：2H2O-4e-=O2↑+4H+ 不变 H2O 电解电解质型 无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液（如HCl、CuCl2） 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 增大 电解质 放H2生碱型 活泼金属的无氧酸盐（如NaCl） 阴极：2H2O+2e-=H2↑+2OH- 阳极：电解质阴离子放电 增大 无氧酸 放O2生酸型 不活泼金属的含氧酸盐溶液（如AgNO3、CuSO4） 阴极：电解质阳离子放电 阳极：2H2O-4e-=O2↑+4H+ 减小 金属氧化物或碳酸盐 【方法导引】书写电解池电极反应式应注意的问题： (1)书写电解池中电极反应式时，要判断实际放电的微粒，弱电解质要写成化学式形式，如用惰性电极电解硫酸溶液时，阴极是H+放电，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑；阳极是水中电离出的OH-放电，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+。 (2)书写两极电极反应式时，要确保两极得失电子数目相等。 (3)铁作阳极时，铁失去电子生成Fe2+，而不是Fe3+。 (4)书写电极反应式时，要判断阳极溶解生成的阳离子是否和电解质溶液中的阴离子发生反应。 知识点三 电解原理的应用 1．电解饱和食盐水的工作原理 (1)电极反应和电解反应 ①电极反应 阳极：2Cl--2e-===Cl2↑，反应类型：氧化反应。 阴极：2H2O+2e-===H2↑+2OH- ，反应类型：还原反应。 ②电解方程式：2NaCl+2H2OH2↑+2NaOH+Cl2↑。 (2)电解饱和食盐水的工作原理 ①电解过程中，阳极室Cl-离子浓度减小，Na+离子通过阳离子交换膜进入阴极室，NaCl溶液浓度变小；阴极室OH-离子浓度增大，形成NaOH浓溶液。 ②阳极产物为Cl2，阴极产物为：NaOH、H2。 ③阳离子交换膜的作用 a．防止阴极区的OH-进入阳极区，OH-与Cl2的反应方程式为Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。 b．防止H2与Cl2混合发生爆炸。 2．铜的电解精炼 粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。 (1)电解池的构成： 用粗铜作阳极，用纯铜作阴极，用硫酸酸化的硫酸铜溶液作电解质溶液。 (2)电极反应式 ①阳极：金属铜和比铜活泼的锌、铁等金属转化为阳离子进入溶液中，不如铜活泼的银、金等在阳极沉积下来，形成阳极泥。 阳极反应式：Zn -2e-=== Zn2+、Fe-2e-=== Fe2+、Cu -2e-===Cu2+等。 ②阴极：溶液中的Cu2+比Zn2+、Fe2+等离子优先得到电子，成为金属铜析出。 阴极反应式：Cu2++2e-===Cu。 (3)电解质溶液中Cu2+浓度先减小后不变。 3．电镀 (1)概念及目的： ①概念：应用电解的原理在某些金属或其他材料表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。 ②目的： a．提升美观和增加表面硬度；b．增强材料的抗腐蚀能力，防止金属氧化。 (2)电镀原理： 金属材料电镀时，通常用待镀金属制品为阴极，以镀层金属为阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电解质溶液。 (3)实例分析：镀银的工作原理 ①电极反应式 阴极：Ag＋＋e－===Ag；阳极：Ag－e－===Ag＋。 ②可观察到的现象是待镀金属表面镀上一层光亮的银，阳极上的银不断溶解。 ③含银离子的溶液浓度的变化是不变。 【易错提醒】 (1)电解精炼过程中的“两不等”：电解质溶液浓度在电解前后不相等；阴极增加的质量和阳极减少的质量不相等。 (2)电镀过程中的“一多，一少，一不变”：“一多”指阴极上有镀层金属沉积；“一少”指阳极上有镀层金属溶解；“一不变”指电镀液(电解质溶液)的浓度不变。 教材习题03（P28） 若要在铜片上镀银时，下列叙述中错误的是(　　) ①将铜片接在电源的正极上　②将银片接在电源的正极上　③在铜片上发生的反应是Ag＋＋e－===Ag　④在银片上发生的反应是2H2O－4e－===O2↑＋4H＋　⑤可用CuSO4溶液作电解质溶液　⑥可用AgNO3溶液作电解质溶液 A．①③⑥ B．②③⑥ C．①④⑤ D．②③④⑥ 解题方法 根据电镀原理，待镀金属制品为阴极，镀层金属为阳极，含镀层金属离子的溶液作电解质溶液。在铜片上镀银，阳极为Ag，接电源的正极，电极反应为Ag-e- =Ag+；阴极为Cu，接电源的负极，电极反应为Ag＋＋e－=Ag。 铜片应接在电源的负极上，故①错误；银片应接在电源的正极上，故②正确；铜片上发生的反应是Ag＋＋e－===Ag，故③正确；银片上发生的反应是Ag－e－===Ag＋，故④错误；用硫酸铜溶液作电镀液，阴极析出铜，故⑤错误；应用硝酸银溶液作电镀液，故⑥正确。 【答案】C 教材习题05（P28） 5. 电解精炼铜的电解槽里装的电解液是用硫酸酸化的硫酸铜溶液。与直流电源正极相连的电极是含有少量锌、金、银等金属杂质的粗铜块，在电解时发生氧化反应，铜、锌转化为阳离子进入溶液；与直流电源负极相连的电极是纯铜薄片，溶液中的铜离子结合电子成为金属铜在纯铜片上析出。电解消耗电能，得到纯度大于99.9%的电解铜。试分析： （1）当电路中通过电流时，在两个电极上的电极反应式分别是什么？为什么？ （2）电路通过的电量与析出的铜的质量有什么关系？ （3）为什么电解槽里会有含金、银等金属的阳极泥？ 解题方法 （1）阳极是含少量锌、金、银等金属杂质的粗铜块，电解时，放电顺序是Zn>Cu>Ag>Au，电极反应为Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+，Zn2+、Cu2+进入溶液，Ag、Au等金属就会从电极脱落，成为阳极泥。 （2）阴极是纯铜，溶液中的阳离子有Zn2+、Cu2+、H+，放电顺序是Cu2+> H+> Zn2+，电极反应为Cu2++2e-=Cu，Zn2+会留在溶液中。 （3）理论上，电路中每通过2mol电子，生成1mol铜。 【答案】(1)阳极放电顺序是Zn>Cu>Ag>Au，电极反应为Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+，阴极放电顺序是Cu2+> H+> Zn2+，电极反应为Cu2++2e-=Cu。 (2) 理论上，电路中每通过2mol电子，生成1mol(64g)铜。 (3) Ag、Au的金属活动性比Cu弱，当Cu转化为Cu2+，Ag、Au等金属就会从电极脱落，成为阳极泥。 考点一 电解池的工作原理 1．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中，下列有关分析完全正确的是(　　) 选项 A B C D a电极 阳极 阴极 阳极 阴极 d电极 正极 正极 负极 负极 Q离子 阳离子 阳离子 阴离子 阴离子 答案　B 解析　根据题图知，该装置有外接电源，属于电解池，根据电子流向知，c是负极，d是正极，a是阴极，b是阳极，电解时，电解质溶液中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则Q离子是阳离子，P离子是阴离子，故B正确。 2．利用如图装置电解硫酸铜溶液，下列说法正确的是(　　) A．b电极上发生氧化反应 B．该装置能将化学能转变成电能 C．电解质溶液中Cu2+从b电极向a电极迁移 D．若a为铜，则a的电极反应式为Cu-2e-===Cu2+ 答案 D 解析 b与电源负极相连，b为阴极，阴极上发生还原反应，A项错误；该装置是电解池，将电能转化为化学能，B项错误；电解池中，阳离子(Cu2+)向阴极(b极)移动，C项错误；a为阳极，若a为Cu，属于活性电极，则阳极反应为Cu-2e-===Cu2+，D项正确。 考点二 电解反应规律及应用 1．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HCl、CuCl2溶液就是电解电解质本身，电解NaBr、CuSO4溶液时，电解质、水均被电解，分别属于放氢生碱型、放氧生酸型。 2．用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的一组是(　　) 组号 X Y Z W A C Fe NaCl H2O B Pt Cu CuSO4 CuSO4溶液 C C C H2SO4 H2O D Ag Fe AgNO3 AgNO3晶体 答案　C 解析　复原溶液，A应通HCl，B应加CuO或CuCO3，C应加H2O，D不需加任何物质。 3．用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为3∶1的硫酸铜和氯化钠的混合溶液，不可能发生的反应有(　　) A．2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑ B．Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑ C．2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ D．2H2O2H2↑＋O2↑ 答案　C 解析　设混合溶液的体积为4 L，CuSO4和NaCl的物质的量浓度均为1 mol·L－1，溶液中硫酸铜和氯化钠的物质的量分别为3 mol 和1 mol，根据转移电子守恒，第一阶段：阳极上氯离子放电，阴极上铜离子放电，电解方程式是Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑，氯离子完全反应时，剩余2.5 mol铜离子；第二阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，电解方程式是2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑；第三阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，电解方程式是2H2O2H2↑＋O2↑。 考点三 电解原理的应用 1．如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法不正确的是(　　) A．装置中出口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2Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2↑ D．该装置将电能转化为化学能 答案　C 解析　由图看出①处为电解池阳极，产生氯气，②处为电解池阴极，产生氢气，A对；该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过，能防止氯气与碱反应，且在阴极区得到浓度较高的烧碱溶液，B对；电解饱和食盐水有烧碱生成且H2O应写化学式，C错；电解装置是将电能转化为化学能的装置，D对。 2．餐具表面镀银可达到增强抗腐蚀性、提升美观度等目的。下列关于铁表面镀银的说法不正确的是(　　) A．电路中每通过1 mol e－，阴极析出1 mol银 B．铁电极应与电源负极相连 C．阳极电极反应式为Ag－e－===Ag＋ D．电渡液需要不断更换 答案　D 解析　阴极发生反应：Ag＋＋e－===Ag，故电路中每通过1 mol e－析出1 mol银，故A正确；铁为镀件，应与电源负极相连，故B正确；阳极为镀层金属，电极反应式为Ag－e－===Ag＋，故C正确；电镀液浓度不变，不需要更换，故D错误。 3．如图是利用阳离子交换膜和过滤膜制备高纯度的Cu的装置示意图，下列有关叙述不正确的是(　　) A．电极A是粗铜，电极B是纯铜 B．电路中通过1 mol电子，生成32 g铜 C．溶液中SO向电极A迁移 D．膜B是过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区 答案　D 解析　电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，则电极A为粗铜，电极B为纯铜，A正确；阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，当电路中通过1 mol电子时，生成0.5 mol Cu，即生成32 g Cu，B正确；根据电解原理，SO向阳极移动，C正确；阳极泥是阳极区产物，所以膜A为过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区，膜B为阳离子交换膜，D错误。 考点四 有关电解的计算 1．在标准状况下，用铂电极电解硫酸铜溶液，当阴极产生12.8 g铜时，阳极放出的气体是(　　) A．1.12 L H2 B．1.12 L O2 C．2.24 L H2 D．2.24 L O2 答案　D 解析　溶液中有Cu2＋、H＋、SO、OH－四种离子，得电子能力：Cu2＋>H＋，失电子能力：OH－>SO，阴极反应为2Cu2＋＋4e－===2Cu，阳极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，总反应为2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑。n(Cu)＝＝0.2 mol，n(O2)＝0.1 mol，在标准状况下其体积为2.24 L，D正确。 2．甲、乙两同学，均用惰性电极电解相同浓度的硫酸铜溶液，各通电一段时间后，甲、乙分别向所得的溶液中加入0.1 mol CuO和0.1 mol Cu(OH)2，都恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则甲、乙在电解过程中转移的电子的物质的量之比为(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4 答案　B 解析　加入0.1 mol CuO后恢复到电解前的浓度，可知发生反应 2H2O＋2CuSO42Cu＋O2↑＋2H2SO4　转移电子 　　　　　　 2 mol　　　　　　 4 mol 　　　　　　 0.1 mol　　　　　 0.2 mol 故转移电子的总物质的量为0.2 mol； Cu(OH)2从组成上可看成CuO·H2O，加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度，即电解了0.1 mol硫酸铜，并电解了0.1 mol H2O，由电解的总反应式可知， 2H2O＋2CuSO42Cu＋O2↑＋2H2SO4　转移电子 　　　　　　 2 mol　　　　　　　 4 mol 　　　　　　 0.1 mol　　　　　　 0.2 mol 2H2O2H2↑＋O2↑　转移电子 2 mol　　　　　　　　　 4 mol 0．1 mol　　　　　　　　0.2 mol 所以电解过程中共转移电子的物质的量为0.2 mol＋0.2 mol＝0.4 mol，则甲、乙在电解过程中转移的电子的物质的量之比为0.2 mol∶0.4 mol＝1∶2，B正确。 3．CH4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示。 (1)a为电源的____(填“正”或“负”)极。 (2)电极A的反应式为________________，电极B生成乙烯的反应式为__________________________。 (3)若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1，则消耗CH4和CO2的体积比为________。 答案　(1)负　(2)CO2 ＋2e－===CO ＋O2－　2CH4＋2O2－ －4e－===C2H4＋2H2O　(3)6∶5 解析　(1)电极A上CO2变为CO，发生还原反应，为阴极，则a为电源的负极。(2)电极A为阴极，电极反应式为CO2＋2e－===CO＋O2－；电极B为阳极，生成乙烯的反应式为2CH4＋2O2－－4e－===C2H4＋2H2O。(3)令生成乙烯和乙烷分别为2体积和1体积，根据得失电子守恒，发生的总反应为：6CH4＋5CO2===2C2H4＋C2H6＋5H2O＋5CO，即消耗CH4和CO2的体积比为6∶5。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。 2．了解电解池的工作原理，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 3．通过对氯碱工业、电镀、铜的电解精炼、电冶金等原理的分析，认识电能与化学能之间的能量转化。 4．建立电解应用问题的分析思维模型，加深对电解原理的理解和应用。 【学习重难点】 1．电解池的工作原理； 2．电极放电规律和电极反应式的书写； 3．电解饱和食盐水和电解精炼铜的原理； 4．离子膜在电解中的应用。 1．下列关于电解池工作原理的说法错误的是(　　) A．电解池是一种将电能转化成化学能的装置 B．电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应 C．电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应 D．与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应 答案　D 解析　如果阳极是活泼电极，电极本身失去电子，发生氧化反应。 2．如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是(　　) A．a为负极、b为正极 B．a为阳极、b为阴极 C．电解过程中，d电极质量增加 D．电解过程中，氯离子浓度不变 答案　C 解析　电流从电源的正极流出，因此a为正极，b为负极，则c为阳极，d为阴极。电解CuCl2溶液的电极反应分别为阳极(c电极)：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极(d电极)：Cu2＋＋2e－===Cu，故C项正确。 3．某学生欲完成2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑反应，设计了下列四个实验，你认为可行的实验是(　　) 答案 C 解析Ag不能和HCl自发进行氧化还原反应，所以要使反应2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑能进行，应该设计成电解池，Ag失电子发生氧化反应，所以Ag作阳极，氢离子得电子发生还原反应，所以电解质溶液中氢离子放电，则符合条件的是C；故选C。 4．用铂作电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，电解结束后，向剩余电解液中加适量水，能使溶液恢复至电解前状态的是(　　) A．AgNO3　　 B．CuSO4　　 C．NaOH　　 D．NaCl 答案 C 解析电解生成Ag和O2，电解结束后，向剩余电解液中加适量氧化银，能使溶液恢复至电解前状态，A不选；电解生成Cu和O2，电解结束后，向剩余电解液中加适量氧化铜，能使溶液恢复至电解前状态，B不选；电解生成H2和O2，电解结束后，向剩余电解液中加适量水，能使溶液恢复至电解前状态，C选；电解生成H2和Cl2，电解结束后，向剩余电解液中加适量氯化氢，能使溶液恢复至电解前状态，D不选；答案选C。 5．观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是(　　) A．装置①中阳极上析出红色固体 B．装置②中铜片应与电源负极相连 C．装置③中外电路电流方向：b极→a极 D．装置④中阴极反应：2 Cl－－2e－===Cl2 答案 C 解析 电解氯化铜溶液时，阴极上铜离子得电子析出金属铜单质，A错误；电镀时，镀层应与电源正极相连，镀件与电源负极相连，所以铜作阳极，待镀铁制品应与电源负极相连，B错误；氢氧燃料电池中，负极上氢气失电子，正极上氧气得电子，所以装置③中闭合电键后外电路电子由a极流向b极，电路电流方向：b极→a极，C正确；装置④是电解池，阴极上氢离子得到电子生成氢气，D错误。 6．如图所示的电化学装置电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则下列说法正确的是(　　) A. 电子流动方向：电极Ⅳ→电流表→电极Ⅰ B．电极Ⅰ的电极反应：Al－3e－===Al3＋ C．电极Ⅱ发生氧化反应 D．右池中的Cu2＋向电极Ⅲ移动 答案 B 解析 Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则左边装置构成原电池，Ⅰ为负极，Ⅱ为正极，右边装置为电解池，Ⅲ为阳极，Ⅳ为阴极，结合原电池、电解池相关知识解答。A.由分析可知电极Ⅰ是负极、电极Ⅳ是阴极、电极Ⅱ是正极、电极Ⅲ是阳极，电子流动方向：电极Ⅰ→电流表→电极Ⅳ，故A错误；电极Ⅰ为负极，铝失去电子发生氧化反应，电极反应：Al－3e－===Al3＋，故B正确；电极Ⅱ为正极，发生还原反应，故C错误；右池为电解池，Cu2＋为阳离子，移向阴极，所以Cu2＋应向电极Ⅳ移动，故D错误。答案选B。 7．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。下列说法不正确的是(　　) A．甲装置为原电池 B．装置乙中电能转化为化学能 C．可用湿润的淀粉KI试纸检验石墨电极产物 D．Cu电极的电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑ 答案 C 解析 锌和稀硫酸自发反应，因此锌、铜和稀硫酸构成原电池，则甲装置为原电池，A正确；装置甲是原电池，装置乙是电解池，装置乙中能量转化方式为电能转化为化学能，B正确；石墨电极和锌电极相连，锌是负极，石墨是阴极，溶液中铜离子放电，析出铜，Pt电极是阳极，溶液中氯离子放电，产生氯气，因此可用湿润的淀粉KI试纸检验Pt电极产物，C错误；Cu电极是正极，溶液中氢离子放电，电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑，D正确；答案选C。 8．餐具表面镀银可达到增强抗腐蚀性、提升美观度等目的。下列关于铁表面镀银的说法不正确的是(　　) A．电路中每通过1 mol e－，阴极析出1 mol银 B．铁电极应与电源负极相连 C．阳极电极反应式为Ag－e－===Ag＋ D．电渡液需要不断更换 答案 D 解析 阴极发生反应：Ag＋＋e－===Ag，故电路中每通过1 mol e－析出1 mol银，故A正确；铁为镀件，应与电源负极相连，故B正确；阳极为镀层金属，电极反应式为Ag－e－===Ag＋，故C正确；电镀液浓度不变，不需要更换，故D错误。 9．铝及铝合金经过阳极氧化，铝表面能生成几十微米厚的氧化铝膜。某研究性学习小组模拟工业法对铝片表面进行氧化处理，按照如图所示装置连接，电解40 min后取出铝片，用水冲洗，放在水蒸气中封闭处理20～30 min，即可得到更加致密的氧化膜。下列有关说法正确的是(　　) A．电解时，电子从电源负极→导线→铝极，铅极→导线→电源正极 B．在电解过程中，H＋向铝片移动，SO向铅片移动 C．电解过程阳极周围溶液的pH下降 D．电解的总反应为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 答案　D 解析　电子流向和电流流向相反，电解时电子从电源负极→导线→铅极，铝极→导线→电源正极，A错误；在电解过程中，氢离子向阴极移动，硫酸根离子向阳极移动，B错误；电解时，阳极是活泼金属铝电极时，放电的是电极本身，pH基本不变，C错误；阳极是活泼金属铝电极，金属铝在该极失电子，阴极是氢离子得电子，所以电解的总反应式可表示为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，D正确。 10．利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。下列说法正确的是(　　) A．a为直流电源的负极 B．阴极的电极反应式为2HSO＋2H＋＋e－===S2O＋2H2O C．阳极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋ D．电解时，H＋由阴极室通过阳离子交换膜转移到阳极室 答案　C 解析　在与a电极连接的电极上SO2失去电子，被氧化生成SO，所以阳极与电源正极a电极连接，A错误；a为正极，b为负极，所以阴极得电子发生还原反应，电极反应式为2HSO＋2H＋＋2e－===S2O＋2H2O，B错误；在阳极SO2失去电子被氧化产生SO，阳极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋，C正确；阳离子交换膜只允许阳离子通过，电解时，阳离子移向阴极，所以H＋由阳极室通过阳离子交换膜转移到阴极室，D错误。 11．1807年，化学家戴维通过电解熔融氢氧化钠制取金属钠：4NaOH(熔融)4Na＋O2↑＋2H2O；后来盖·吕萨克通过铁与熔融氢氧化钠作用也制得金属钠：3Fe＋4NaOHFe3O4 ＋2H2↑＋4Na↑。下列有关说法正确的是(　　) A．电解熔融氢氧化钠制取金属钠，阳极发生的电极反应为2OH－－2e－===H2↑＋O2↑ B．盖·吕萨克制钠的原理是利用铁的还原性比钠强 C．若戴维法与盖·吕萨克法制得等量的钠，则两反应中转移的电子总数不同 D．目前工业上常用电解熔融氯化钠法制取金属钠，电解槽中石墨为阴极，铁为阳极 答案　C 解析　由4NaOH(熔融)4Na＋O2↑＋2H2O可知，阳极OH－放电生成O2和H2O，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，A错误；Na的还原性强于Fe，但Na的沸点比Fe低得多，盖·吕萨克法制钠利用了Fe与Na的沸点差异，B错误；由电解原理可知，戴维法制取4 mol Na时转移4 mol电子，但盖·吕萨克法制取4 mol Na时转移8 mol电子，则制得等量的钠时转移的电子总数不同，C正确；用电解熔融氯化钠法制钠时，石墨为阳极，铁为阴极，阳极上Cl－放电，阴极上Na＋放电，D错误。 12．电解原理在化学工业中有着广泛的应用。如图所示装置中，E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色。下列说法不正确的是(　　) A．用甲装置精炼铜时，C电极材料为粗铜 B．乙装置中E电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑ C．用丙装置给铜件镀银，当乙中溶液的OH－浓度是0.1 mol·L－1时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为5.4 g D．电解一段时间后，发现丁中Y极附近溶液红褐色加深，则Fe(OH)3胶体带正电荷 答案　D 解析　由信息可知，将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色，可知氢离子在该电极放电，所以F极是阴极，E极是阳极，则电源电极A是正极，电极B是负极，C极是阳极，D极是阴极，X极是阳极，Y极是阴极。用甲装置精炼铜时，C电极是阳极，电极材料为粗铜，A正确；乙装置中E电极是阳极，Cl－放电，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，B正确；当乙中溶液的OH－浓度是0.1 mol·L－1时(此时乙溶液体积为500 mL)时，根据电极反应2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，可知生成的OH－的物质的量为0.1 mol·L－1×0.5 L＝0.05 mol，转移电子的物质的量为0.05 mol，丙中镀件上析出银的质量m(Ag)＝0.05 mol×108 g·mol－1＝5.4 g，C正确；Y为阴极，阴极上负电荷较多，电解一段时间后Y极附近溶液红褐色加深，说明Fe(OH)3胶粒带正电荷，Fe(OH)3胶体不带电荷，D错误。 13．为了加深对电解规律的理解，某同学做了以下探究，要求从H＋、Cu2＋、Na＋、SO、Cl－ 5种离子中两两组成电解质，按下列要求进行电解： (1)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则采用的电解质是____________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是___________。 (2)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量不变，水量减少，则采用的电解质是____________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是_________。 (3)以碳棒为阳极，铁棒为阴极，电解过程中电解质和水量都减少，则电解质是____________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是_________。 答案　(1)HCl、CuCl2　HCl、CuCl2 (2)Na2SO4、H2SO4　H2O (3)CuSO4、NaCl　CuO或CuCO3、HCl 解析　(1)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则阳离子只能为H＋、Cu2＋，阴离子只能是Cl－，其电解质分别是HCl、CuCl2。 (2)实质上是电解水，H＋、OH－分别在两极上放电，其电解质是Na2SO4、H2SO4。 (3)若电解质是CuSO4,2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑，若恢复到原状态，可加入CuO，也可加入CuCO3；若电解质是NaCl,2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，要恢复到原状态可通入HCl。 14．由于Fe(OH)2极易被氧化，实验室很难直接用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。若用如图所示实验装置则可制得纯净的Fe(OH)2沉淀，两极材料分别为石墨和铁。 (1)a电极材料为__________，该电极的电极反应式为______________________。 (2)若白色沉淀在电极周围生成，则电解液d是__________(填字母，下同)；若白色沉淀在两极之间的溶液中生成，则电解液d是____________。 A．纯水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液 (3)液体c为苯，其作用是_____________________________________________________。 (4)要想尽早在两极之间的溶液中看到白色沉淀，可以采取的措施是__________(填字母)。 A．改用稀硫酸作电解液 B．适当增大电源电压 C．适当降低电解液温度 答案　(1)Fe(或铁)　Fe－2e－===Fe2＋　(2)C　B (3)隔绝空气，防止白色沉淀被氧化　(4)B 解析　(1)铁作阳极与电源的正极相连，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋。(2)若要在电极周围生成白色沉淀，则电解质溶液应该选择氢氧化钠溶液。若在两极之间的溶液中产生白色沉淀，阴极的电极反应式应该为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，氢氧根离子向阳极移动，亚铁离子向阴极移动，二者在两极之间的溶液中反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，可选择氯化钠溶液。(3)Fe(OH)2不稳定，容易被空气中的氧气氧化，因此苯起到了隔绝空气的作用。(4)适当增大电压，反应速率加快，同时离子的迁移速率也加快，能尽早看到白色沉淀。 15．如图A为直流电源，B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色，请填空： (1)电源A上的a为________极； (2)滤纸B上发生的总化学方程式为________________________________； (3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K点，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____________________，槽中盛放的镀液可以是________溶液。 答案 (1)正 (2)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ (3) Zn－2e－===Zn2＋　Zn2＋＋2e－===Zn ZnCl2(ZnSO4，合理即可) 解析 (1)B连接外接电源，所以B是电解氯化钠溶液的电解池，B上的c点显红色，说明c点有氢氧根离子生成，根据离子的放电顺序知，该极上为水电离的氢离子得电子放电，同时生成氢氧根离子，所以c是阴极，外电源b是负极，a是正极；(2)电解氯化钠溶液时，溶液中的离子放电顺序为氢离子放电能力大于钠离子，氯离子放电能力大于氢氧根离子，所以电解氯化钠时生成物是氯气、氢气、氢氧化钠，所以其反应方程式为 2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。(3)电镀时，e是阳极，f是阴极，镀层锌作阳极，镀件铁作阴极，阳极上失电子变成离子进入溶液，阴极上锌离子得电子生成锌单质，所以阳极e上电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋；阴极f上的电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn；电镀液的选取：用含有镀层金属离子的溶液作电镀液，所以可选ZnCl2(ZnSO4)溶液作电镀液。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第08讲 电解池的工作原理及应用 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 电解池的工作原理 1．电解熔融氯化钠的原理 (1)电解熔融态氯化钠原理图 (2)过程分析： 通电前，熔融NaCl中存在可以___________的Na＋、Cl－。 通电后，阴、阳离子发生_________迁移，其中，Na+离子向______极移动，发生_________反应； Cl－向_____极移动，发生_________反应。 (3)电极反应和电解反应： 阴极：_________________________________；阳极：_________________________________。 电解反应：____________________________________________ 2．电解和电解池 (1)概念 ①电解是在___________作用下，在两个电极上分别发生___________反应和___________反应的过程。 ②电解池是将_____能转化为_________能的装置。 (2)电解池的工作原理 ①电极名称及反应类型 阴极：与电源___________相连的电极，发生___________反应； 阳极：与电源___________相连的电极，发生___________反应。 ②电子流向：___________、___________。 ③离子的移动方向：阳离子向___________移动，阴离子向___________移动。 (3)电解池的构成条件 具有与___________相连接的两个电极（阴极、阳极），插入___________溶液或熔融___________中，形成___________。 3．实验探究电解氯化铜溶液 (1)实验探究 实验现象：①溶液颜色___________；②阴极上有___________生成；③阳极附近有刺激性气味的气体产生，能使湿润的淀粉­KI试纸___________。 实验结论：____________________________________________。 (2)实验原理 ①放电顺序：通电时，在电场的作用下，溶液中的离子做___________移动，___________向阴极移动，___________向a阳极移动。 在阴极，______优于_____在电极上发生反应，在阳极，______优于_______在电极上发生反应。 ②反应原理 电极名称 阴极 阳极 反应类型 电极反应式 电解反应 【特别提醒】 (1)电解时必须使用直流电源，不能使用交流电源。 (2)电解质的水溶液或熔融电解质均可以被电解，因为它们均可电离出自由移动的阴、阳离子。 (3)电解法是一种强氧化还原手段，以完成非自发的氧化还原反应。 (4)“惰性”是指电极本身还原性很弱，不易发生反应。活性电极是指金属活动性顺序表中的Ag和排在Ag前面的金属，惰性电极是指石墨、铂(Pt)、金(Au)等。 知识点二 电解池电极反应规律 1．电极反应规律 (1)阴极：无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的一般是溶液中的阳离子。 阳离子放电顺序： (2)阳极：溶液中___________强的阴离子失去电子被氧化，或者电极材料（电极为___________电极）本身失去电子被氧化而溶入溶液中。 阴离子放电顺序： 2．以惰性电极电解电解质溶液的规律 类型 电解质溶液 电极反应特点 pH 变化 复原加入的物质 电解水型 含氧酸（如H2SO4） 阴极：______________________ 阳极：______________________ 强碱（如NaOH） 阴极：______________________ 阳极：______________________ 活泼金属的含氧酸盐溶液（如Na2SO4） 阴极：______________________ 阳极：______________________ 电解电解质型 无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液（如HCl、CuCl2） 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 放H2生碱型 活泼金属的无氧酸盐（如NaCl） 阴极：______________________ 阳极：电解质阴离子放电 放O2生酸型 不活泼金属的含氧酸盐溶液（如AgNO3、CuSO4） 阴极：电解质阳离子放电 阳极：______________________ 【方法导引】书写电解池电极反应式应注意的问题： (1)书写电解池中电极反应式时，要判断实际放电的微粒，弱电解质要写成化学式形式，如用惰性电极电解硫酸溶液时，阴极是H+放电，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑；阳极是水中电离出的OH-放电，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+。 (2)书写两极电极反应式时，要确保两极得失电子数目相等。 (3)铁作阳极时，铁失去电子生成Fe2+，而不是Fe3+。 (4)书写电极反应式时，要判断阳极溶解生成的阳离子是否和电解质溶液中的阴离子发生反应。 知识点三 电解原理的应用 1．电解饱和食盐水的工作原理 (1)电极反应和电解反应 ①电极反应 阳极：______________________，反应类型：___________反应。 阴极：______________________ ，反应类型：___________反应。 ②电解方程式：____________________________________________。 (2)电解饱和食盐水的工作原理 ①电解过程中，阳极室______离子浓度减小，_______离子通过阳离子交换膜进入阴极室，NaCl溶液浓度变小；阴极室_____离子浓度增大，形成NaOH浓溶液。 ②阳极产物为______，阴极产物为：___________。 ③阳离子交换膜的作用 a．防止阴极区的OH-进入阳极区，OH-与Cl2的反应方程式为_________________________________。 b．防止H2与Cl2混合发生_________。 2．铜的电解精炼 粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。 (1)电解池的构成： 用________作阳极，用________作阴极，用______________________作电解质溶液。 (2)电极反应式 ①阳极：金属铜和比铜活泼的_________等金属转化为阳离子进入溶液中，不如铜活泼的________等在阳极沉积下来，形成阳极泥。 阳极反应式：____________________________________________等。 ②阴极：溶液中的Cu2+比Zn2+、Fe2+等离子优先_________电子，成为金属铜析出。 阴极反应式：_________________________________。 (3)电解质溶液中Cu2+浓度_________________________________。 3．电镀 (1)概念及目的： ①概念：应用_______的原理在_________或_________表面镀上一薄层_________或_________的过程。 ②目的： a．提升________和增加___________；b．增强材料的___________能力，防止金属________。 (2)电镀原理： 金属材料电镀时，通常用______________为阴极，以___________为阳极，用含有______________的溶液作电解质溶液。 (3)实例分析：镀银的工作原理 ①电极反应式 阴极：______________________；阳极：______________________。 ②可观察到的现象是____________________________________________。 ③含银离子的溶液浓度的变化是___________。 【易错提醒】 (1)电解精炼过程中的“两不等”：电解质溶液浓度在电解前后不相等；阴极增加的质量和阳极减少的质量不相等。 (2)电镀过程中的“一多，一少，一不变”：“一多”指阴极上有镀层金属沉积；“一少”指阳极上有镀层金属溶解；“一不变”指电镀液(电解质溶液)的浓度不变。 教材习题03（P28） 若要在铜片上镀银时，下列叙述中错误的是(　　) ①将铜片接在电源的正极上　②将银片接在电源的正极上　③在铜片上发生的反应是Ag＋＋e－===Ag　④在银片上发生的反应是2H2O－4e－===O2↑＋4H＋　⑤可用CuSO4溶液作电解质溶液　⑥可用AgNO3溶液作电解质溶液 A．①③⑥ B．②③⑥ C．①④⑤ D．②③④⑥ 解题方法 根据电镀原理，待镀金属制品为阴极，镀层金属为阳极，含镀层金属离子的溶液作电解质溶液。在铜片上镀银，阳极为Ag，接电源的正极，电极反应为Ag-e- =Ag+；阴极为Cu，接电源的负极，电极反应为Ag＋＋e－=Ag。 铜片应接在电源的负极上，故①错误；银片应接在电源的正极上，故②正确；铜片上发生的反应是Ag＋＋e－===Ag，故③正确；银片上发生的反应是Ag－e－===Ag＋，故④错误；用硫酸铜溶液作电镀液，阴极析出铜，故⑤错误；应用硝酸银溶液作电镀液，故⑥正确。 【答案】 教材习题05（P28） 5. 电解精炼铜的电解槽里装的电解液是用硫酸酸化的硫酸铜溶液。与直流电源正极相连的电极是含有少量锌、金、银等金属杂质的粗铜块，在电解时发生氧化反应，铜、锌转化为阳离子进入溶液；与直流电源负极相连的电极是纯铜薄片，溶液中的铜离子结合电子成为金属铜在纯铜片上析出。电解消耗电能，得到纯度大于99.9%的电解铜。试分析： （1）当电路中通过电流时，在两个电极上的电极反应式分别是什么？为什么？ （2）电路通过的电量与析出的铜的质量有什么关系？ （3）为什么电解槽里会有含金、银等金属的阳极泥？ 解题方法 （1）阳极是含少量锌、金、银等金属杂质的粗铜块，电解时，放电顺序是Zn>Cu>Ag>Au，电极反应为Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+，Zn2+、Cu2+进入溶液，Ag、Au等金属就会从电极脱落，成为阳极泥。 （2）阴极是纯铜，溶液中的阳离子有Zn2+、Cu2+、H+，放电顺序是Cu2+> H+> Zn2+，电极反应为Cu2++2e-=Cu，Zn2+会留在溶液中。 （3）理论上，电路中每通过2mol电子，生成1mol铜。 【答案】 考点一 电解池的工作原理 1．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中，下列有关分析完全正确的是(　　) 选项 A B C D a电极 阳极 阴极 阳极 阴极 d电极 正极 正极 负极 负极 Q离子 阳离子 阳离子 阴离子 阴离子 2．利用如图装置电解硫酸铜溶液，下列说法正确的是(　　) A．b电极上发生氧化反应 B．该装置能将化学能转变成电能 C．电解质溶液中Cu2+从b电极向a电极迁移 D．若a为铜，则a的电极反应式为Cu-2e-===Cu2+ 考点二 电解反应规律及应用 1．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 2．用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的一组是(　　) 组号 X Y Z W A C Fe NaCl H2O B Pt Cu CuSO4 CuSO4溶液 C C C H2SO4 H2O D Ag Fe AgNO3 AgNO3晶体 3．用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为3∶1的硫酸铜和氯化钠的混合溶液，不可能发生的反应有(　　) A．2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑ B．Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑ C．2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ D．2H2O2H2↑＋O2↑ 考点三 电解原理的应用 1．如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法不正确的是(　　) A．装置中出口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2Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2↑ D．该装置将电能转化为化学能 2．餐具表面镀银可达到增强抗腐蚀性、提升美观度等目的。下列关于铁表面镀银的说法不正确的是(　　) A．电路中每通过1 mol e－，阴极析出1 mol银 B．铁电极应与电源负极相连 C．阳极电极反应式为Ag－e－===Ag＋ D．电渡液需要不断更换 3．如图是利用阳离子交换膜和过滤膜制备高纯度的Cu的装置示意图，下列有关叙述不正确的是(　　) A．电极A是粗铜，电极B是纯铜 B．电路中通过1 mol电子，生成32 g铜 C．溶液中SO向电极A迁移 D．膜B是过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区 考点四 有关电解的计算 1．在标准状况下，用铂电极电解硫酸铜溶液，当阴极产生12.8 g铜时，阳极放出的气体是(　　) A．1.12 L H2 B．1.12 L O2 C．2.24 L H2 D．2.24 L O2 2．甲、乙两同学，均用惰性电极电解相同浓度的硫酸铜溶液，各通电一段时间后，甲、乙分别向所得的溶液中加入0.1 mol CuO和0.1 mol Cu(OH)2，都恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则甲、乙在电解过程中转移的电子的物质的量之比为(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4 3．CH4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示。 (1)a为电源的____(填“正”或“负”)极。 (2)电极A的反应式为________________，电极B生成乙烯的反应式为__________________________。 (3)若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1，则消耗CH4和CO2的体积比为________。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。 2．了解电解池的工作原理，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 3．通过对氯碱工业、电镀、铜的电解精炼、电冶金等原理的分析，认识电能与化学能之间的能量转化。 4．建立电解应用问题的分析思维模型，加深对电解原理的理解和应用。 【学习重难点】 1．电解池的工作原理； 2．电极放电规律和电极反应式的书写； 3．电解饱和食盐水和电解精炼铜的原理； 4．离子膜在电解中的应用。 1．下列关于电解池工作原理的说法错误的是(　　) A．电解池是一种将电能转化成化学能的装置 B．电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应 C．电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应 D．与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应 2．如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是(　　) A．a为负极、b为正极 B．a为阳极、b为阴极 C．电解过程中，d电极质量增加 D．电解过程中，氯离子浓度不变 3．某学生欲完成2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑反应，设计了下列四个实验，你认为可行的实验是(　　) 4．用铂作电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，电解结束后，向剩余电解液中加适量水，能使溶液恢复至电解前状态的是(　　) A．AgNO3　　 B．CuSO4　　 C．NaOH　　 D．NaCl 5．观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是(　　) A．装置①中阳极上析出红色固体 B．装置②中铜片应与电源负极相连 C．装置③中外电路电流方向：b极→a极 D．装置④中阴极反应：2 Cl－－2e－===Cl2 6．如图所示的电化学装置电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则下列说法正确的是(　　) A. 电子流动方向：电极Ⅳ→电流表→电极Ⅰ B．电极Ⅰ的电极反应：Al－3e－===Al3＋ C．电极Ⅱ发生氧化反应 D．右池中的Cu2＋向电极Ⅲ移动 7．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。下列说法不正确的是(　　) A．甲装置为原电池 B．装置乙中电能转化为化学能 C．可用湿润的淀粉KI试纸检验石墨电极产物 D．Cu电极的电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑ 8．餐具表面镀银可达到增强抗腐蚀性、提升美观度等目的。下列关于铁表面镀银的说法不正确的是(　　) A．电路中每通过1 mol e－，阴极析出1 mol银 B．铁电极应与电源负极相连 C．阳极电极反应式为Ag－e－===Ag＋ D．电渡液需要不断更换 9．铝及铝合金经过阳极氧化，铝表面能生成几十微米厚的氧化铝膜。某研究性学习小组模拟工业法对铝片表面进行氧化处理，按照如图所示装置连接，电解40 min后取出铝片，用水冲洗，放在水蒸气中封闭处理20～30 min，即可得到更加致密的氧化膜。下列有关说法正确的是(　　) A．电解时，电子从电源负极→导线→铝极，铅极→导线→电源正极 B．在电解过程中，H＋向铝片移动，SO向铅片移动 C．电解过程阳极周围溶液的pH下降 D．电解的总反应为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 10．利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。下列说法正确的是(　　) A．a为直流电源的负极 B．阴极的电极反应式为2HSO＋2H＋＋e－===S2O＋2H2O C．阳极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋ D．电解时，H＋由阴极室通过阳离子交换膜转移到阳极室 11．1807年，化学家戴维通过电解熔融氢氧化钠制取金属钠：4NaOH(熔融)4Na＋O2↑＋2H2O；后来盖·吕萨克通过铁与熔融氢氧化钠作用也制得金属钠：3Fe＋4NaOHFe3O4 ＋2H2↑＋4Na↑。下列有关说法正确的是(　　) A．电解熔融氢氧化钠制取金属钠，阳极发生的电极反应为2OH－－2e－===H2↑＋O2↑ B．盖·吕萨克制钠的原理是利用铁的还原性比钠强 C．若戴维法与盖·吕萨克法制得等量的钠，则两反应中转移的电子总数不同 D．目前工业上常用电解熔融氯化钠法制取金属钠，电解槽中石墨为阴极，铁为阳极 12．电解原理在化学工业中有着广泛的应用。如图所示装置中，E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色。下列说法不正确的是(　　) A．用甲装置精炼铜时，C电极材料为粗铜 B．乙装置中E电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑ C．用丙装置给铜件镀银，当乙中溶液的OH－浓度是0.1 mol·L－1时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为5.4 g D．电解一段时间后，发现丁中Y极附近溶液红褐色加深，则Fe(OH)3胶体带正电荷 13．为了加深对电解规律的理解，某同学做了以下探究，要求从H＋、Cu2＋、Na＋、SO、Cl－ 5种离子中两两组成电解质，按下列要求进行电解： (1)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则采用的电解质是____________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是___________。 (2)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量不变，水量减少，则采用的电解质是____________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是_________。 (3)以碳棒为阳极，铁棒为阴极，电解过程中电解质和水量都减少，则电解质是____________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是_________。 14．由于Fe(OH)2极易被氧化，实验室很难直接用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。若用如图所示实验装置则可制得纯净的Fe(OH)2沉淀，两极材料分别为石墨和铁。 (1)a电极材料为__________，该电极的电极反应式为______________________。 (2)若白色沉淀在电极周围生成，则电解液d是__________(填字母，下同)；若白色沉淀在两极之间的溶液中生成，则电解液d是____________。 A．纯水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液 (3)液体c为苯，其作用是_____________________________________________________。 (4)要想尽早在两极之间的溶液中看到白色沉淀，可以采取的措施是__________(填字母)。 A．改用稀硫酸作电解液 B．适当增大电源电压 C．适当降低电解液温度 15．如图A为直流电源，B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色，请填空： (1)电源A上的a为________极； (2)滤纸B上发生的总化学方程式为________________________________； (3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K点，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____________________，槽中盛放的镀液可以是________溶液。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$