专题1 第二单元 第4课时 电解池的工作原理-【金版新学案】2025-2026学年新教材高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义教师用书word（苏教版）

本讲义聚焦电解池工作原理及电解规律核心知识点，前承原电池（化学能转电能），后接电解应用，通过熔融氯化钠、氯化铜溶液实例，构建电极判断、离子移动、放电顺序的思维模型，提供电极反应式书写方法作为学习支架。 资料特色在于融合宏观现象与微观分析，通过电解氯化铜溶液现象探究和交流研讨培养科学思维，配合电子离子流向示意图辅助理解，课中助力教师引导学生建立认知，课后通过例题和测评帮助学生巩固，提升科学探究与实践能力。

第4课时　电解池的工作原理 [学习目标]　1.从宏观和微观的角度理解电解池中电子的移动、阴阳离子的移动、阴阳两极上的反应及变化、电流形成的过程和原理。2.建立电解过程的思维模型，理解电解的规律，会判断电解的产物，会书写电解的电极反应式和总反应式。 任务一　电解池的工作原理 1.电解熔融态氯化钠的原理分析 (1)电解熔融态氯化钠原理图 (2)过程分析 ①通电前 熔融NaCl中存在的微粒有Na＋、Cl－，这些微粒做无规则(或自由)运动。 ②通电后 离子移动方向： Na＋移向阴极，Cl－移向阳极。 电极上发生的反应： 阴极：2Na＋＋2e－2Na，发生还原反应； 阳极：2Cl——2e－Cl2↑，发生氧化反应。 (3)分析结论 熔融的NaCl在直流电作用下发生了氧化还原反应，分解生成了Na和Cl2。电解反应方程式：2NaCl2Na＋Cl2↑。 2.电解和电解池 (1)电解：在直流电的作用下，在两电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 (2)电解池 定义 将电能转化为化学能的装置 构成条件 ①直流电源 ②两个 电极 ③电解质溶液或熔融电解质 ④形成闭合回路 电极反应 阳极：发生氧化反应 阴极：发生还原反应 电子流向 阳极→电源正极，电源负极→阴极(电流方向与电子流向相反) 离子移动方向 阳离子→阴极，阴离子→阳极 [交流研讨1]　如下图所示装置中属于电解池的是　　　　(填序号)。 提示：③⑥ 学生用书⬇第25页 3.电解氯化铜溶液实验探究 (1)按如图所示装置完成实验。 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b(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↑ [交流研讨2]　正误判断 (1)电解池的两个电极必须是活泼性不同的电极 (×) (2)电解池是把化学能转化为电能的装置 (×) (3)电解质溶液导电的过程为物理过程 (×) (4)电解池的阴极是指和直流电源负极相连的电极 (√) (5)电解池在工作时，阴极上发生还原反应 (√) (6)某些不能自发的氧化还原反应，可以通过电解来实现 (√) 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.如图所示是电解稀盐酸的装置，其中c、d为石墨电极。试回答下列问题： (1)a电极为　　　　，b电极为　　　　。 (2)c电极为　　　　，电极反应式为　　　　　　　，发生了　　　　反应。d电极为　　　　，电极反应式为　　　　　　　，发生了　　　　反应。 (3)电解过程中，氢离子向　　　　(填“阴”或“阳”，下同)极移动，氯离子向　　　　极移动。电解总方程式为　　　　　　　。 答案：(1)正极　负极　(2)阳极　2Cl——2e－Cl2↑　氧化　阴极　2H＋＋2e－H2↑　还原 (3)阴　阳　2HClH2↑＋Cl2↑ 1.电解池中电子、离子流向示意图 2.电解池阴极和阳极的判断依据 学生用书⬇第26页 任务二　电解规律 1.放电规律 (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： 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。 2.以惰性电极电解电解质溶液的规律 (1)电解H2O型 电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4 阳极反应式 2H2O－4e－O2↑＋4H＋ 4OH——4e－2H2O＋O2↑ 2H2O－4e－O2↑＋4H＋ 阴极反应式 4H＋＋4e－2H2↑ 4H2O＋4e－2H2↑＋4OH－ pH变化 减小 增大 不变 复原加入物质 H2O (2)电解电解质型 电解质 HCl CuCl2 阳极反应式 2Cl－2e－Cl2↑ 阴极反应式 2H＋＋2e－H2↑ Cu2＋＋2e－Cu pH变化 增大 复原加入物质 HCl CuCl2 (3)电解质和水都发生电解型 电解质 NaCl CuSO4 阳极反应式 2Cl——2e－Cl2↑ 2H2O－4e－O2↑＋4H＋ 阴极反应式 2H2O＋2e－H2↑＋2OH－ 2Cu2＋＋2e－2Cu pH变化 增大 减小 复原加入物质 HCl CuO或CuCO3 电解后溶液的复原，从溶液中放出的气体和生成的沉淀，按照原子个数比组成具体物质再加入溶液即可。遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原则。 [交流研讨1]　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＋、S、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　　　　　　。 学生用书⬇第27页 (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　　　　　　　。 提示：(1)HCl、CuCl2　HCl、CuCl2　 (2)Na2SO4、H2SO4　H2O (3)CuSO4、NaCl　CuO或CuCO3、HCl 分析电解问题的基本方法思路 1.通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H＋和OH－)。 2.通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁优先放电(注意活泼金属作阳极时优先放电)。 3.正确书写电极反应式，要注意原子数、电荷数是否守恒。 4.能结合题目要求分析电解时的各种变化情况，如两极现象、离子浓度的变化、pH变化等。 [交流研讨2]　正误判断 (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 (√) (2)用石墨作电极电解熔融氯化钠的阴极反应式为Na＋＋e－Na (√) (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＋ (×) (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↑(√) (5)铜作阳极电解盐酸的化学方程式为Cu＋2HClCuCl2＋H2↑ (√) (6)用惰性电极电解盐酸、稀硫酸，H＋放电，溶液的pH逐渐增大 (×) 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.按下图所示的装置进行电解，在通电一段时间后，铁电极的质量增加。 (1)写出甲杯中两极发生的电极反应式 阴极：　　　　　　　； 阳极：　　　　　　　。 (2)写出甲杯中发生反应的化学方程式： 　　　　　　 　　　　　　　。 (3)C－C－Fe－Ag4个电极上析出或溶解物质的物质的量之比是　　　　　　。 答案：(1)2Cu2＋＋4e－2Cu　 2H2O－4e－O2↑＋4H＋ (2)2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑　 (3)2∶1∶4∶4 解析：铁电极的质量增加，说明铁电极是阴极。则银电极是阳极，左碳电极是阴极，右碳电极是阳极。装置甲是硫酸铜溶液的电解池，装置乙是铁上镀银的电镀池。有关电极反应式为 甲　阴极：2Cu2＋＋4e－2Cu 阳极：2H2O－4e－O2↑＋4H＋ 乙　阳极：Ag－e－Ag＋ 阴极：Ag＋＋e－Ag 若将电子转移数定为“4e－”，4个电极上析出或溶解物质的物质的量之比显而易见。 根据电子转移守恒，同一电路中各电极转移的电子数相等，利用电子守恒在各电极反应式中建立关系。 学生用书⬇第28页 1.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。 2.下面列出了用惰性电极电解不同物质的电极反应式，其中错误的是(　　) A.电解饱和食盐水　阴极：Na＋＋e－Na B.电解CuSO4溶液　阴极：Cu2＋＋2e－Cu C.电解熔融NaCl　阴极：Na＋＋e－Na D.电解NaOH溶液　阳极：4OH——4e－2H2O＋O2↑ 答案：A 解析：饱和食盐溶液中离子有Na＋、H＋及Cl－、OH－四种，得电子能力H＋＞Na＋，阴极反应为2H＋＋2e－H2↑，故A错误；电解CuSO4溶液，阴极上是铜离子得电子发生还原反应，即Cu2＋＋2e－Cu，故B正确；电解熔融NaCl，阴极上是钠离子得电子发生还原反应，即：Na＋＋e－Na，故C正确；电解NaOH溶液，阳极上是氢氧根离子失电子发生氧化反应：4OH——4e－2H2O＋O2↑，故D正确。 3.用如图装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中所列各项对应关系均正确的一组是(　　) 选项 电源X极 实验前U形管中液体 通电后现象或结论 A 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色 B 正极 AgNO3溶液 b管中电极反应式是4OH——4e－2H2O＋O2↑ C 负极 KCl和CuCl2混合溶液 相同条件下，a、b两管中产生的气体总体积可能相等 D 负极 Fe(OH)3胶体 b管中液体颜色加深 答案：C 解析：电源X极为正极，a管中石墨电极为阳极，b管中石墨电极为阴极，电解硫酸钠溶液的实质是电解水，H＋在阴极区放电，OH－在阳极区放电，故在阴极区有大量的OH－，滴入酚酞后，b管中呈红色，在阳极区有大量的H＋，a管中呈无色，A错误。电解硝酸银，Ag＋在阴极放电，电极反应式为4Ag＋＋4e－4Ag，OH－在阳极反应：4OH——4e－2H2O＋O2↑，当X为正极，b管中电极反应是析出金属银的反应，B错误。电解KCl和CuCl2混合溶液时，当X为负极时，氢离子在铜离子放电完毕之后放电，则a管中产生的气体是氢气，b管中产生的气体是氯气，此后可能是氧气，结合电解水生成的氢气与氧气体积关系判断，两管中产生的气体总体积可能相等，C正确。Fe(OH)3胶体粒子带正电，胶体具有电泳性质，会向电源的负极移动，即向着X极移动，所以a管中液体颜色加深，D错误。 4.如图所示为在直流电源的作用下电解CuSO4溶液的装置，其中A、B为石墨电极，a、b为电源的两极，当接通电源，通电一段时间后，将B电极取出，洗干净并干燥后称量，其质量增加了3.2 g，则： (1)a电极为电源的　　　　极。 (2)写出电极反应式：A极：　　　　　　　　，B极：　　　　　　　　　　　　　。 (3)若使反应后的溶液恢复到原来状态，则应该加入　　　　，质量为　　　　 g。 答案：(1)正　(2)2H2O－4e－O2↑＋4H＋ 2Cu2＋＋4e－2Cu　(3)CuO　4.0 解析：B电极质量增加，则B电极为电解池的阴极，阴极发生还原反应，铜离子得到电子转化为铜单质，阴极与电源的负极相连，因此b电极为电源的负极、a电极为电源的正极。A电极为电解池的阳极，发生氧化反应，水失去电子转化为氧气和氢离子。应补充氧化铜使电解质溶液恢复到原来状态，阴极析出的铜的质量为3.2 g，而氧化铜中铜的质量分数为80％，因此需要补充的氧化铜的质量为4.0 g。 课时测评7　电解池的工作原理 (时间：45分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 1－10题，每小题3分，共30分。 题点1　电解池的装置、原理分析应用 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：根据电流方向可知a为正极，b为负极，c为阳极，d为阴极，电解过程中，d电极铜离子得到电子变为铜单质，质量增加，c电极氯离子失去电子变为氯气，因此浓度减小。 3.某学生欲完成2HCl＋2Ag2AgCl＋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＋2Ag2AgCl＋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。 4.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的电极反应式：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。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，电极反应式：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。 5.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，充分搅拌后溶解呈碱性 答案：B 解析：该装置为电解池，与电源正极相连的B极作阳极，电极反应式为2H2O－4e－O2↑＋4H＋；与电源负极相连的A极作阴极，电极反应式为4H2O＋4e－2H2↑＋4OH－；据此分析解答。A、B电极反应式分别为4H2O＋4e－2H2↑＋4OH－、2H2O－4e－O2↑＋4H＋，A极生成的H2与B极生成的O2都是无色，无味的，A错误；根据分析，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极附近溶液呈碱性，B极附近溶液呈酸性，则A极溶液呈蓝色，B极溶液呈红色，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，充分搅拌后溶解呈中性，D错误。 题点2　电解规律的分析判断 6.用惰性电极电解下列溶液一段时间后，再加入一定量的某种物质(方括号内物质)，不能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是(　　) A.AgNO3溶液[AgOH(s)] B.K2SO4溶液[H2O(l)] C.KCl溶液[HCl(g)] D.CuSO4溶液[CuCO3(s)] 答案：A 解析：电解AgNO3溶液，Ag＋在阴极放电生成Ag，水电离出的OH－在阳极放电生成O2，结合元素守恒可知，应加入Ag2O使溶液恢复到原来的成分和浓度，A错误；电解K2SO4溶液，水电离出的OH－在阳极放电生成O2，水电离出的H＋在阴极放电生成H2，实质为电解水，加入一定量的H2O(l)能使溶液恢复到原来的成分和浓度，B正确；电解KCl溶液，水电离出的H＋在阴极放电生成H2，Cl－在阳极放电生成Cl2，结合元素守恒可知，加入一定量的HCl(g)能使溶液恢复到原来的成分和浓度，C正确；电解CuSO4溶液，Cu2＋在阴极放电生成Cu，水电离出的OH－在阳极放电生成O2，结合元素守恒可知，应加入一定量的CuO使溶液恢复到原来的成分和浓度，由于CuCO3(s)与硫酸反应生成CuSO4、CO2和H2O，CO2从溶液中逸出，加入一定量的CuCO3(s)也可以使溶液恢复到原来的成分和浓度，D正确。 7.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↑。 8.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。 9.NA代表阿伏加德罗常数的值。下图电路中，电极6增重0.64 g时，下列叙述不正确的是(　　) A.电极2上析出的气体在标准状况下的体积为224 mL B.电极5质量减少1.08 g C.忽略离子的扩散，盐桥中进入左侧AgNO3溶液中数目为0.02 NA D.为使装Na2SO4溶液的电解池恢复到电解前状态，需加入H2O的质量为0.18 g 答案：B 解析：电极6增重，则表明电极6上铜离子得到电子发生还原反应生成铜单质，6为阴极，则b为负极，a为正极，从而得出1、3、5为阳极，2、4、6为阴极。电极6增重0.64 g，发生反应Cu2＋＋2e－Cu，线路中通过电子的物质的量为2×0.64 g÷64 g/mol＝0.02 mol。电极2为阴极，发生反应2H2O＋2e－2OH－＋H2↑，线路中通过电子0.02 mol，则析出的H2的物质的量为0.01 mol，在标准状况下的体积为224 mL，A正确；AgNO3溶液中，电极5为阳极，发生反应Ag－e－Ag＋，线路中通过电子0.02 mol时，反应Ag 0.02 mol，减小质量为0.02 mol×108 g/mol＝2.16 g，B不正确；由B分析可知，生成银离子0.02 mol，忽略离子的扩散，盐桥中进入左侧AgNO3溶液中为0.02 mol，数目为0.02NA，C正确；电解Na2SO4溶液的实质是电解水生成氢气和氧气：2H2O2H2↑＋O2↑，线路中通过电子0.02 mol时，电解水0.01 mol，为使装Na2SO4溶液的电解池恢复到电解前状态，需加入H2O的质量为0.18 g，D正确。 10.500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(N)＝6.0 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22.4 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(K＋)为2 mol·L－1 B.上述电解过程中共转移6 mol电子 C.电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol D.电解后溶液中c(H＋)为2 mol·L－1 答案：A 解析：根据题干信息分析可知，阴极上分段发生以下两个反应：Cu2＋＋2e－Cu，2H2O＋2e－H2↑＋2OH－，阳极反应式为2H2O－4e－O2↑＋4H＋，当阳极产生22.4 L氧气时，转移电子4 mol，此时阴极上H＋放电2 mol，还有2 mol电子转移来自于Cu2＋放电，即会析出1 mol Cu，据此分析解答。根据上述分析，结合电荷守恒可知，溶液中c(K＋)＝c(N)－2c(Cu2＋)＝6.0 mol·L－1－2×＝2.0 mol·L－1，A正确；根据分析可知，上述阳极产生22.4 L氧气时，转移电子的物质的量为4 mol，B错误；根据电子转移守恒可知，有1 mol铜离子放电，则得到的Cu的物质的量为1 mol，C错误；根据电荷守恒，电解后溶液中c(H＋)＝2c(Cu2＋)＝4 mol·L－1，D错误。 11.(15分)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。 12.(15分)利用所学电化学反应原理，解决以下问题： (1)如图是电解未知浓度的硝酸银溶液的示意图，请根据要求答题。 ①Fe电极叫做　　　　极，C电极的反应式为　　　　　　　。 ②电解一段时间后，某电极的固体质量增重21.6 g，整个装置共产生气体(标准状况下)体积2.24 L，推断该气体的组成：　　　　　　　。 (2)图中甲池的总反应式为　　　　　　　　　　　　　。 ①甲池中负极上的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　。 ②乙池中石墨电极上发生的反应为　　　　　　　　　　　　　。 ③要使乙池恢复到电解前的状态，应向溶液中加入适量的　　　　(填字母)。 A.CuO B.Cu(OH)2 C.CuCO3 D.CuSO4 答案：(1)①阴　2H2O－4e－O2↑＋4H＋　 ②H2和O2 (2)N2H4＋O2N2＋2H2O ①N2H4＋4OH——4e－N2↑＋4H2O ②2H2O－4e－O2↑＋4H＋　③AC 解析：(1)①Fe电极连接的是电源的负极，因此为电解池的阴极，C电极为阳极，是水中氢氧根离子失去电子，其电极反应式为2H2O－4e－O2↑＋4H＋。②当某电极的固体质量增重21.6 g时，则为铁电极上生成银单质的物质的量为0.2 mol，阳极生成氧气，则根据得失电子守恒和4Ag～O2，则生成银时得到的氧气物质的量为＝0.05 mol，体积为22.4 L·mol－1×0.02 mol＝1.12 L，而整个装置共产生气体(标准状况下)体积2.24 L即0.1 mol，则说明阴极银离子反应完后，氢离子开始反应，因此该气体的组成为H2和O2。(2)甲池中的总反应式为N2H4＋O2N2＋2H2O。①根据甲池总反应得到甲池为原电池，N2H4中氮化合价升高，作原电池负极，因此甲池中负极上的电极反应式为N2H4＋4OH——4e－N2↑＋4H2O。②乙池中石墨连接电源的正极，石墨为阳极，其电极上发生的反应为2H2O－4e－O2↑＋4H＋。③乙池电解得到铜和氧气，只需将生成的两种物质反应即得到氧化铜，再加入反应后的溶液中，就能使乙池恢复到电解前的状态，应向溶液中加入适量的氧化铜，而碳酸铜加入后释放出二氧化碳，相当于加入的是氧化铜。 学科网（北京）股份有限公司 $