第四章 第二节 第1课时 电解原理-【金版新学案】2025-2026学年新教材高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义配套课件(人教版 单选)
2025-12-10
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第二节 电解池 |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 7.68 MB |
| 发布时间 | 2025-12-10 |
| 更新时间 | 2025-12-10 |
| 作者 | 山东正禾大教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 金版新学案·高中同步课堂高效讲义 |
| 审核时间 | 2025-10-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54200434.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第1课时 电解原理
第四章 第二节 电解池
1.了解电解池的构造。能分析解释电解池的工作原理,设计简单的
电解池。
2.了解电解的规律,会判断电解的产物,会书写电解的电极反应式
和总反应式。
学习目标
任务一 电解原理
1
任务二 电解规律
2
随堂演练
3
内容索引
课时测评
4
任务一 电解原理
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新知构建
1.电解的定义:______通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阴、阳两极发生__________反应的过程。
2.电解池
(1)定义:将______转化为________的装置。
(2)构成条件
①直流电源。
②电解质溶液或熔融电解质。
③两个电极:阴极与电源______相连,阳极与电源______相连。
④形成__________。
电流
氧化还原
电能
化学能
负极
正极
闭合回路
3.电解池的工作原理
电子由电源的负极出发,流向电解池的____,阴极得电子发生________;与此同时,阳极失去电子发生氧化反应,失去的电子再从电池的阳极流向电源的______,从而形成闭合回路。
阴极
还原反应
正极
应用评价
1.判断正误
(1)电解池的两个电极必须是两个活动性不同的电极。
提示:错误;电解池的两个电极可以是两根石墨棒。
(2)在电解池中与直流电源负极相连的电极是阴极。
提示:正确。
(3)在电解池中,电子从阳极流入电源正极。
提示:正确。
(4)电解质溶液的导电实验发生化学变化。
提示:正确。
(5)电解池的阳极发生还原反应。
提示:错误;阳极发生氧化反应。
2.如图所示装置中属于电解池的是______(填序号)。
③⑥
①②⑤无外接直流电源,不能构成电解池;④无电解质溶液或熔融电解质,不能构成电解池;⑦中蔗糖属于非电解质,不能构成电解池;⑧没有形成闭合回路,不能构成电解池。
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任务二 电解规律
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新知构建
一、电解池的电解规律
1.放电的定义:阳离子得到电子或阴离子失去电子。离子放电的顺序取决于______的本性,也与离子浓度和__________有关。
2.阳极放电顺序
活性电极(金属活动顺序表Ag以前,包含Ag)>S2->I->Br->Cl->
OH->含氧酸根离子
3.阴极放电顺序
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)>……
离子
电极材料
二、用惰性电极电解电解质溶液的一般规律
1.电解H2O型
电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4
阳极反应式 __________________________
电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4
阴极反应式 ____________________________
电解方程式 2H2O 2H2↑+O2↑
pH变化 ______ ______ ______
复原加入物质 加入H2O
2H2O-4e-O2↑+4H+
4H2O+4e-2H2↑+4OH-
减小
增大
不变
2.电解电解质型
电解质 HCl CuCl2
阳极反应式 ____________________
阴极反应式 __________________ ____________________
电解方程式 2HCl H2↑+Cl2↑ CuCl2 Cu+Cl2↑
pH变化 ______
复原加入物质 通入HCl 加入CuCl2
2Cl--2e-Cl2↑
2H++2e-H2↑
Cu2++2e-Cu
增大
3.电解质和水都发生电解型
电解质 NaCl CuSO4
阳极反应式 ____________________ __________________________
阴极反应式 ___________________________ ___________________
电解方程式 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ 2CuSO4+2H2O 2H2SO4+2Cu+O2↑
pH变化 ______ ______
复原加入物质 加入HCl 加入CuO或CuCO3
2Cl--2e-Cl2↑
2H2O-4e-O2↑+4H+
2H2O+2e-H2↑+2OH-
2Cu2++4e-2Cu
增大
减小
应用评价
1.判断正误
(1)用石墨作电极电解氯化钠和硫酸铜的混合液,最初一段时间阴极和阳极生成的物质分别是铜和氯气。
提示:正确。
(2)用石墨作电极电解熔融氯化钠的阴极反应式为Na++e-Na。
提示:正确。
(3)用石墨作阴极、铜作阳极电解硫酸铜溶液的阳极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+。
提示:错误;铜作阳极电解硫酸铜溶液的阳极反应式为Cu-2e-
Cu2+。
(4)用石墨作电极电解硝酸银溶液的离子方程式为4Ag++2H2O4Ag+4H++O2↑。
提示:正确。
(5)铜作阳极电解盐酸的化学方程式为Cu+2HClCuCl2+H2↑。
提示:正确。
2.用惰性电极电解CuSO4和NaCl的混合液(CuSO4与NaCl的物质的量为1∶1),明显分三个阶段,写出三个阶段的阴、阳两极反应式。
第一阶段:阳极反应式:___________________;
阴极反应式:____________________。
第二阶段:阳极反应式:_________________________;
阴极反应式:___________________。
第三阶段:阳极反应式:_________________________;
阴极反应式:___________________________。
2Cl--2e-Cl2↑
Cu2++2e-Cu
2H2O-4e-O2↑+4H+
Cu2++2e-Cu
2H2O-4e-O2↑+4H+
2H2O+2e-H2↑+2OH-
电解池电极反应式的书写
判断阴、阳极,分析阳极材料是惰性电极还是活性电极
↓
分析电解质溶液或熔融电解质的组成,找全离子并分为阴、阳离子两组
↓
确定阴极、阳极上的放电物质及放电顺序
↓
分析电极反应,判断电极产物,写出电极反应式,要遵循原子守恒和电荷守恒
↓
最后写出总反应方程式
题后总结
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随堂演练
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√
Y电极上产生能使湿润的淀粉KI试纸变蓝的黄绿色气体,即产生氯气,则Y电极为阳极,与Y电极相连的b为电源正极,X电极为阴极,与X电极相连的a为电源负极。
1.如图所示装置用石墨电极电解氯化铜溶液,Y电极上产生能使湿润的淀粉KI试纸变蓝的黄绿色气体。下列判断正确的是
A.a为电源正极
B.X电极质量增加
C.Y电极若换成Cu,电极质量不变
D.X电极表面发生氧化反应
根据分析可知a为电源负极,故A错误;X电极为阴极,铜离子在阴极被还原生成铜单质,所以X电极质量增加,故B正确;Y电极为阳极,若换成Cu,则Cu被氧化生成铜离子,电极质量减小,故C错误;X电极为阴极,电极表面得电子发生还原反应,故D错误。
√
2.下图是一个用石墨作电极电解稀Na2SO4溶液的装置,通电后在石墨电极A和B附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列有关叙述正确的是
A.A极生成的气体无色无味,B极生成的气体有
刺激性气味
B.收集B极产生的气体,该气体能使带火星的木
条复燃
C.A极附近呈红色,B极附近呈蓝色
D.电解一段时间后,将全部电解液转移到同一烧杯中,充分搅拌后溶液呈碱性
A、B电极反应式分别为4H2O+4e-2H2↑+4OH-、2H2O-4e-O2↑+
4H+, A电极生成的H2与B电极生成的O2都是无色无味的,A错误;B极作阳极,电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,阳极上生成O2,O2能使带火星的木条复燃,B正确;由电极反应式知,A电极附近溶液呈碱性,B电极附近溶液呈酸性,则A电极附近呈蓝色,B电极附近呈红色,C错误;惰性电极电解稀Na2SO4溶液,实际是电解水,将全部电解液转移到同一烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性,D错误。
√
3.用惰性电极实现下列电解实验,其说法正确的是
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1∶1
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
由题图可知,甲池为燃料电池,通入甲醇的Pt电极为负极,碱性条件下,甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水,通入氧气的Pt电极为正极,碱性条件下,氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子;乙池为电解池,A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,B电极为阴极,银离子在阴极得到电子发生还原反应生成银;丙池为电解池,C电极为阳极,氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气,D电极为阴极,铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜。
4.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,观察到电流表的指
针发生了偏转。
请回答下列问题:
(1)甲池为_______(填“原电池”或“电解池”),通入CH3OH电极的电极反应式为____________________________________________。
原电池
CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O
(1)由分析可知,甲池为原电池;通入甲醇的Pt电极为负极,电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O;
由题图可知,甲池为燃料电池,通入甲醇的Pt电极为负极,碱性条件下,甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水,通入氧气的Pt电极为正极,碱性条件下,氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子;
(2)乙池中A(石墨)电极的名称为_______(填“正极”“负极”“阴极”或
“阳极”)。总反应的离子方程式为_______________________________。
阳极
4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+
电解
乙池为电解池,A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,B电极为阴极,银离子在阴极得到电子发生还原反应生成银;丙池为电解池,C电极为阳极,氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气,D电极为阴极,铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜。
(2)乙池为电解池,A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,B电极为阴极,银离子在阴极得到电子发生还原反应生成银,总反应的离子方程式为4Ag++2H2O 4Ag+O2↑+4H+;
由题图可知,甲池为燃料电池,通入甲醇的Pt电极为负极,碱性条件下,甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水,通入氧气的Pt电极为正极,碱性条件下,氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子;
(3)当乙池中B极质量增加21.6 g时,甲池中理论上消耗O2的体积为_______mL(标准状况下),丙池中____极析出____g铜。
1 120
D
6.4
乙池为电解池,A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,B电极为阴极,银离子在阴极得到电子发生还原反应生成银;丙池为电解池,C电极为阳极,氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气,D电极为阴极,铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜。
(3) 21.6 g银的物质的量为=0.2 mol,由得失电子守恒可知,甲池中理论上消耗标准状况下氧气的体积为0.2 mol××22.4 L/mol×1 000 mL/L=1 120 mL,丙池中D极析出铜的质量为0.2 mol××64 g/mol=6.4 g;
由题图可知,甲池为燃料电池,通入甲醇的Pt电极为负极,碱性条件下,甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水,通入氧气的Pt电极为正极,碱性条件下,氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子;
(4)若丙池中电极不变,将其溶液换成Na2SO4溶液,电键闭合一段时向后,甲中溶液的pH将______(填“增大”“减小”或“不变”);丙中溶液的pH将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
减小
不变
乙池为电解池,A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,B电极为阴极,银离子在阴极得到电子发生还原反应生成银;丙池为电解池,C电极为阳极,氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气,D电极为阴极,铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜。
(4)若丙池中电极不变,将其溶液换成Na2SO4溶液,电键闭合一段时间后,甲池中的总反应为2CH3OH+3O2+4OH-2C+6H2O,反应中消耗氢氧根离子,溶液的pH将减小;丙池中电解Na2SO4溶液的方程式为2H2O 2H2↑+O2↑,丙中溶液的pH不变。
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课时测评
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√
题点一 电解及其装置
1.下列说法错误的是
A.将电能转化为化学能的装置叫电解池
B.电解时,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动
C.电解池中阴极发生还原反应,阳极发生氧化反应
D.电解时,电子从电解池的阴极流出,沿导线流回电源的负极
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电解池是将电能转化成化学能的装置,故A正确;根据电解的原理,阴离子向阳极移动,阳离子向阴极移动,故B正确;根据电解原理,阴极上得电子,发生还原反应,阳极上失去电子,发生氧化反应,故C正确;电解池中,电子从电源的负极流出,沿导线流到电解池的阴极上,故D错误。
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2.下列关于如图装置的说法正确的是
A.装置中电子移动的途径:负极→Fe→M溶液→
石墨→正极
B.若M溶液为滴加酚酞的NaCl溶液,通电一段时
间后,铁电极附近溶液显红色
C.若M溶液为CuSO4溶液,可以实现石墨上镀铜
D.若将电源反接,M溶液为NaCl溶液,可以用于制备Fe(OH)2并可以使其较长时间保持白色
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该装置是电解池,电子只能沿着导线移动,不能进入溶液中,A错误;Fe电极为阴极,电极反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-,铁电极附近溶液中的OH-浓度增大,碱性增强,酚酞遇碱变红,B正确;石墨为阳极,发生失电子的氧化反应,不能实现石墨上镀铜,C错误;若将电源反接,Fe作阳极,Fe失电子生成Fe2+,石墨作阴极,电极反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-,Fe2+和阴极区迁移过来的OH-反应生成Fe(OH)2白色沉淀,但是溶液中的O2能够把Fe(OH)2氧化为红褐色沉淀Fe(OH)3,Fe(OH)2不能较长时间保持白色,D错误。
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3.下列叙述正确的是
①电解池是将化学能转变成电能的装置
②原电池是将电能转变成化学能的装置
③金属和石墨导电均为物理变化,电解质溶液导电是化学变化
④电解池两个电极材料可以相同
A.①②③④ B.③④
C.②③④ D.③
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①电解池是将电能转变成化学能的装置,错误;②原电池是将化学能转变成电能的装置,错误;③金属和石墨均为自由电子导电,属于物理变化;电解质溶液导电属于化学变化,正确;④电解池连接外接电源,两个电极材料可以相同也可以不同,正确。
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稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液,阳离子的放电顺序:Cu2+>H+>Na+,阴离子的放电顺序:Cl->OH->含氧酸根离子,因此用惰性电极电解稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液,阳极Cl-先失电子生成Cl2,阴极Cu2+先得电子生成Cu,即最初一段时间阴极和阳极上析出的物质分别是Cu和Cl2,C满足题意。
题点二 电解规律及其应用
4.用惰性电极电解稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液,最初一段时间阴极和阳极上析出的物质分别是
A.H2和Cl2 B.H2和O2
C.Cu和Cl2 D.Cu和O2
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5.用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后,停止电解,向所得溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3,溶液浓度恢复至电解前,关于该电解过程的说法不正确的是
A.生成Cu的物质的量是0.2 mol
B.转移电子的物质的量是0.4 mol
C.随着电解的进行溶液的pH减小
D.阳极反应是2H2O-4e-4H++O2↑
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加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3相当于加入0.2 mol CuO和0.1 mol H2O,析出的铜与加入碱式碳酸铜的铜元素质量是相等的,故生成Cu的物质的量是0.2 mol,故A正确;电解第一阶段:根据铜原子守恒知,电解硫酸铜溶液析出n(Cu)=n(CuO)=0.2 mol,转移电子的物质的量=0.2 mol× 2=0.4 mol;第二阶段:电解0.1 mol水转移电子的物质的量=0.1 mol× 2=0.2 mol;所以电解过程中共转移的电子物质的量为0.4 mol+0.2 mol=0.6 mol,故B错误;随着电解的进行硫酸的浓度增大,溶液的pH减小,故C正确;阳极发生氧化反应,始终是氢氧根离子放电,生成氧气,电极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑,故D正确。
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6.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电解熔融NaCl
A.电解进行一段时间后四份溶液的pH均增大
B.反应②中电解溶液一段时间后,颜色变浅,加入一定质量的Cu(OH)2,能够使溶液恢复到原来的成分和浓度
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
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电解稀硫酸的实质是电解水,溶液酸性增强,pH减小;电解Cu(NO3)2生成
H+,溶液酸性增强,pH减小;电解KOH溶液实质是电解水,碱性增强,pH增大,A错误;反应②的反应方程式:2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+
4H+,即Cu2+被还原为Cu,电解一段时间,溶液颜色变浅,加入一定质量的Cu(OH)2发生反应:4H++2Cu(OH)22Cu2++4H2O,则无法使通溶液恢复到原来的成分和浓度,B错误;电解KOH溶液实质是电解水,溶液浓度增大,C错误;电解熔融NaCl,反应方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2,阴极产物为Na,阳极产物为Cl2,阴、阳两极上产物的物质的量之比为2∶1,D正确。
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题点三 多池装置分析
7.如图所示,三个烧杯中盛有足量的电解质溶液,a、b、c、d、e均为石墨电极,通电一段时间后,a电极上有红色物质析出。下列说法正确的是
A.e电极上可以析出使湿润的淀粉KI
试纸变蓝的气体
B.c电极周围的溶液变红
C.A烧杯中溶液的pH升高
D.B烧杯中加入一定量的KCl固体可使
电解质溶液恢复原状
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a电极上有红色物质析出,说明a电极为阴极,则b电极为阳极,c电极为阴极,d电极为阳极,e电极为阴极,以此解答本题。电解CuCl2溶液时,e电极为阴极,有铜析出,故A错误;c电极为电解池的阴极,c电极附近生成氢氧化钾,可使酚酞溶液变红,故B正确;A烧杯中阳极铜被氧化,阴极上析出铜,因此溶液的溶质不变,其pH不变,故C错误;B烧杯中阳极上析出氯气,阴极上析出氢气,因此需通入一定量的氯化氢气体可使电解质溶液恢复原状,故D错误。
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8.利用甲醇(CH3OH)燃料电池电解CuSO4溶液、MgCl2溶液,装置如图所示:
已知甲醇燃料电池总反应式为2CH3OH+
3O2+4KOH2K2CO3+6H2O。下列说
法正确的是
A.甲池是电能转化为化学能的装置,乙、丙
池是化学能转化为电能的装置
B.反应一段时间后,向乙池中加入一定量Cu(OH)2能使CuSO4溶液恢复到原
浓度
C.甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O
D.甲池中消耗280 mL O2,此时丙池中理论上最多产生1.45 g固体
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该装置中甲醇燃料电池为原电池装置,是化学能转变为电能的装置,通入氧气的电极为正极,通入甲醇的电极为负极。乙和丙装置为电解池,与正极相连的为阳极,与负极相连的为阴极,故电解池中的电极从左往右依次为阳极、阴极、阳极、阴极,能量转化方式为电能转变为化学能。根据分析,甲池是化学能转化为电能的装置,乙、丙池是电能转化为化学能的装置,A错误;
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乙池中阳极电极反应为2H2O-4e-O2↑+4H+,阴极的电极反应为2Cu2++4e-2Cu,电解池中失去的元素为Cu和O,且物质的量之比为1∶1,反应一段时间后,向乙池中加入一定量CuO能使CuSO4溶液恢复到原浓度, B错误;甲池为原电池,根据已知总反应式甲醇转化为碳酸根,电极反应为CH3OH-
6e-+8OH-C+6H2O,C正确;无标准状况, 280 mL O2的物质的量无法计算,生成固体的质量也无法计算,D错误。
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9.如图是一个CH4燃料电池工作时的示意图,乙池中有两个电极,一个是石墨电极,一个是铁电极,工作时,M、N两个电极的质量都不减小。下列说法正确的是
A.N电极的材料是Fe
B.CH4在电极上发生的反应为CH4+8OH-
-8e-CO2+6H2O
C.乙池的总反应是4Ag++4OH-4Ag+2H2O+O2↑
D.乙池中电极析出0.02 mol金属Ag时,甲池中理论上消耗O2为112 mL(标准状况下)
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分析电池装置可知,甲池为甲烷燃料电池,电解质溶液为KOH溶液,通入CH4的一极为负极,电极反应式为CH4+10OH--8e-C+7H2O,通入O2的一极为正极,电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-,乙池为电解池,M为阴极,N为阳极,由于M、N两个电极的质量都不减少,因此Fe作阴极,石墨为阳极,阳极的电极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑,阴极的电极反应式为Ag++e-Ag。根据分析可知,N极的电极材料为石墨,A错误;
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甲烷为负极,电极反应式为CH4+10OH--8e-C+7H2O,碱性条件下生成C,B错误;乙池中电解质溶液为AgNO3溶液,总反应式为4Ag++2H2O4H++4Ag+O2↑,C错误;根据电极反应式知,乙池中电极析出0.02 mol金属Ag时,转移0.02 mol e-,则消耗0.005 mol O2,在标准状况下的体积为0.112 L,即112 mL,D正确。
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10.(11分)如图所示X、Y分别是直流电源的两极,Z溶液可能为①稀硫酸;②NaOH溶液;③Na2SO4溶液;④CuCl2溶液;⑤NaCl溶液;⑥稀盐酸;⑦CuSO4溶液。
(1)若通电后发现a、b两电极上均有气体产生,且V(a)∶
V(b)=2∶1,则电极a为___极,发生的电极反应式为__________________
___________________________,电极b为___极,发生的电极反应式为_____________________________________________________,Z溶液可能为________(写序号,下同)。
若产生的气体体积比为1∶1,则阳极的电极反应式为_________________
_____,Z溶液可能为_______。
阴
2H++2e-H2↑
或2H2O+2e-H2↑+2OH-
阳
4OH--4e-O2↑+2H2O或2H2O-4e-O2↑+4H+
①②③
2Cl--2e-
Cl2↑
⑤⑥
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由题给信息,电解时两极均产生气体,若气体体积比为
2∶1,则应为电解水型,a为阴极,产生氢气,电极反应
为2H++2e-H2↑或2H2O+2e-H2↑+2OH-,b
为阳极,产生氧气,电极反应为4OH--4e-O2↑+
2H2O或2H2O-4e-O2↑+4H+,Z溶液可能为可溶性强碱(如NaOH)、含氧酸(如H2SO4)或者活泼金属的含氧酸盐(如Na2SO4),Z溶液可能为①②③;若产生气体体积比为1∶1,则可能为电解盐酸或NaCl溶液即⑤⑥。阴、阳极产生的气体分别为H2和Cl2;阳极反应式为2Cl--2e-Cl2↑。
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由电解现象可知,a有金属析出,则a为阴极,Z溶液为CuSO4溶液。
(2)若通电后出现a电极的质量增加,b电极上有无色无味气体产生,则电极a为____极,发生的电极反应式为_________________,Z溶液可能为______。
阴
Cu2++2e-Cu
⑦
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11.(10分)如图是一个电化学过程的示意图,请按要求回答下列问题。
(1)甲池是__________装置(填“原电池”或“电解池”)。B(石墨)电极的名称是______。
原电池
阳极
图中甲池是燃料电池,将化学能转化为电能,属于原电池,通入甲烷的电极为负极,通入氧气的电极为正极,B连接原电池正极,为电解池阳极,铁与电源负极相连作阴极。
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(2)写出电极反应式:通入O2的电极__________________________;A(Fe)电极________________;
B(石墨)电极__________________________。
O2+4e-+2H2O4OH-
Ag++e-Ag
2H2O-4e-O2↑+4H+
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碱性燃料电池中正极氧气得电子产生氢氧根离子,电极反应式为O2+
4e-+2H2O4OH-,铁与电源负极相连作阴极,溶液中银离子在阴极A得电子发生还原反应,电极反应式为Ag++e-Ag,水在阳极失电子发生氧化反应,电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+。
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乙池中水在阳极放电、银离子在阴极上放电,则乙池反应式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3。
(3)乙池中反应的化学方程式为_____________________________________
__________。
4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+
4HNO3
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甲池通CH4的一极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为CH4-8e-+10OH-7H2O+C,消耗1.6 g甲烷的物质的量为0.1 mol、转移电子0.8 mol,根据Ag++e-Ag,乙池阴极增重的银的质量为0.8 mol×108 g/mol=86.4 g。
(4)反应一段时间后,甲池中消耗1.6 g甲烷,则乙池中某电极的质量增加______g。
86.4
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乙池反应式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3,向溶液中加入氧化银,氧化银与硝酸反应又生成硝酸银和水,可使溶液恢复到电
解前。
(5)反应一段时间后,乙池中溶液成分发生了变化,想要完全恢复到电解前可加入的物质是_______。
Ag2O
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12.(12分)A、B、C为三种强电解质,它们在水中电离出的离子如下表所示:
阳离子 Na+、K+、Cu2+
阴离子 S、OH-
图1所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液,电极均为石墨。
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接通电源,经过一段时间后,测得乙中c电极质量增加。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示。据此回答下列问题:
(1)M为电源的____(填“正”或“负”)极,电极b上发生的电极反应为__________________________。
负
4OH--4e-2H2O+O2↑
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乙中c电极质量增加,则c处发生的电极反应为Cu2++2e-Cu,即c为阴极,由此可推出b为阳极,a为阴极,M为负极,N为正极。而Cu2+只能和S结合,可以确定B为硫酸铜;由常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图,可以确定A为KOH或NaOH,C为Na2SO4或K2SO4。甲中为KOH或NaOH溶液,相当于电解H2O,阳极b处为OH-放电,即4OH--4e-2H2O+O2↑。
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乙烧杯中是电解CuSO4溶液,反应方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4。
(2)写出乙烧杯中的反应方程式:__________________________________
_______。
2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+
2H2SO4
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乙中铜全部析出后,电解质变为H2SO4,所以电解反应仍能继续进行。
(3)如果电解过程中B溶液中的金属离子全部析出,此时电解能否继续进行,为什么?
______________________________________________________________。
能,因为硫酸铜溶液已转变为硫酸溶液,反应变为电解水的反应
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(4)若经过这一段时间后,要使丙恢复到原来的状态,需要进行的操作是________________________。
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向丙烧杯中加入一定量水
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第1课时 电解原理
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