第二节 电解池（8大题型专项训练） 化学人教版2019选择性必修1

第二节 电解池 题型01 电解原理 题型02 电解和电解池 题型03 电极产物的判断及电极反应式书写 题型04 电解池阴阳极的判断 题型05 电解后溶液复原 题型06 电解池有关计算 题型07 原电池、电解池综合考查 题型08 电解原理的应用 题型01 电解原理 探究用惰性电解电解CuCl2溶液 1、通电前： 溶液中存在的离子有 Cu2+ 、 Cl- 、 H+ 、 OH- ，通电前离子在溶液中作 无规则不定向的 运动。 2、通电时（两电极材料均为石墨） （1）在电场的作用下，溶液中的离子作 定向 运动，阴离子移向 阳 极，阳离子移向 阴 极； （2）离子放电： 阳极反应： 2Cl- -2e- = Cl2↑ ，（ 氧化 反应） 阴极反应： Cu2++2e- = Cu ，（ 还原 反应） 【典例1】图a、b、c分别为氯化钠在不同状态下的导电实验的微观示意图(X、Y均表示石墨电极，且与直流电源连接方式相同，表示水分子)。下列说法正确的是 A．Y电极为阳极 B．能导电的装置中，Y电极产物不相同 C．NaCl是电解质，三种状态下都能导电 D．图b说明通电后发生了电离 【答案】B 【详解】A．氯离子半径大于钠离子，则图中黑球代表的离子是Cl-，b图中阴离子向X极移动，失电子生成氯气，则X为阳极，接电源正极，Y电极为阴极，与电源负极相连，故A错误； B．bc中存在自由移动的离子，为能导电的装置，Y是阴极，图b中是Na+得电子生成Na单质，图c中是水电离的H+得电子生成H2，产物不同，故B正确； C．是电解质，NaCl在晶体状态时离子不能自由移动，不导电，即图a不导电，故C错误； D．图b说明通电后，电离出的离子发生了定向移动，电解质的电离不需要通电，只需要熔融状态或溶于水，故D错误； 本题答案B。 【变式1-1】某同学按图示装置进行实验探究，电极材料为石墨，下列说法正确的是 A．电极N为阴极，电极上有红色物质生成 B．电极M为正极，电极上有气体产生 C．一段时间后，溶液质量增加 D．该装置是将化学能转化为电能 【答案】A 【详解】A．电极N与电源负极相连，为电解池的阴极，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，电极上有红色物质生成，故A正确； B．电极M与电源的正极相连，为电解池的阳极，电解材料为石墨，所以此极为溶液中的氯离子放电，电极反应式为：2Cl--2e- =Cl2↑，电极上有气体产生，故B错误； C．有电源，装置为电解池，电极材料为石墨，所以电极不放电，相当于电解氯化铜，溶质会减少，一段时间后，溶液质量减少，故C错误； D．该装置为电解池，将电能转化为化学能，故D错误； 答案选A。 【变式1-2】下图为直流电源电解稀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。下列实验现象中正确的是 A．a为阳极 B．b发生还原反应 C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色 D．溶液中Na+ 移向a极 【答案】D 【详解】A．a与电池的负极相连，为阴极，A错误； B．b为阳极，失电子，发生氧化反应，B错误； C．a电极水得电子，生成氢气和氢氧根离子，附近呈蓝色，C错误； D．电解池中，阳离子向阴极移动，则溶液中Na+移向a极，D正确； 答案为D。 【变式1-3】用如图装置完成电解实验，对实验现象的解释或推测合理的是（    ） A．a处的试纸变红 B．b电极是正极 C．a处发生的电极反应： D．b处发生的电极反应： 【答案】D 【分析】由图可知，b处与电源正极相连，b为阳极，a与电源负极相连，可知铁棒为阴极，电解饱和食盐水，阴极生成氢气，阳极生成氯气，以此来解答。 【详解】A．实验相当于电解饱和氯化钠溶液，a作为阴极，氢离子放电后浓度降低，使氢氧根浓度增大，碱性增强，故使pH试纸变蓝，故A错误； B．b处与电源正极相连，b为阳极，故B错误； C．a与电源负极相连，可知铁棒为阴极，电解饱和食盐水，阴极生成氢气，发生的电极反应： ，故C错误； D．b处与电源正极相连，b为阳极，氯离子放电生成氯气，发生的电极反应：，故D正确； 故答案选：D。 题型02 电解和电解池 1、电解： 使电流通过电解质溶液（或熔融电解质），而在阳极、阴极引起 氧化还原 反应的过程叫电解。 2、电解池： （1）将 电能 转化为 化学能 的装置叫做电解池（也成电解槽）。 （2）构成条件： ①直流电源 ②两个电极 ，阳极接电源 正极 ，阴极接电源 负极 ③电解质溶液（或熔融电解质） ④形成 闭合 回路 【典例2】关于电解池的构成，下列说法错误的是 A．必须有两个电极，且电极需与电源连接 B．电解质可以是熔融状态，也可以是水溶液 C．无需形成闭合回路，只要有电源即可 D．直流电源是电解池工作的必要条件 【答案】C 【分析】电解池的构成需满足以下条件：①两个电极（阳极和阴极）并与电源连接；②电解质（熔融或溶液）；③闭合回路；④直流电源。 【详解】A．必须有两个电极，且电极需与电源连接，满足条件①，故A不选； B．电解质可以是熔融状态，也可以是水溶液，能电离成自由移动的离子，在电极上发生氧化还原反应，符合条件②，故B不选； C．闭合回路是电流导通和反应发生的必要条件，仅有电源无法驱动电解，不符合条件③，故C选； D．直流电源是电解池工作的必要条件，符合条件，故D不选； 故选C。 【变式2-1】电化学原理在日常生活中应用广泛，下列说法正确的是 A．在电解中与电源正极相连的是阴极 B．电解溶液可以得到金属 C．任何的氧化还原反应都可以设计成原电池 D．一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高 【答案】D 【详解】A．在电解中与电源正极相连的是阳极，A错误； B．在NaCl溶液中水电离出H+放电能力强于Na+，在阴极水放电生成氢气，无法得到钠单质，应电解熔融NaCl得到金属Na，B错误； C．能自发进行的氧化还原反应，反应过程中存在电子转移，能设计成原电池，故不是任何的氧化还原反应都可以设计成原电池，C错误； D．一般来说，带有盐桥的原电池，能减少负极和电解质溶液直接接触反应，比不带盐桥的原电池效率高，D正确； 故选D。 【变式2-2】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 【答案】B 【详解】①电解池是将电能转变成化学能的装置，故①错误； ②原电池是将化学能转变成电能的装置，故②错误； ③金属和石墨均为自由电子导电，属于物理变化；电解质溶液导电的实质是电解，属于化学变化，故③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，故④正确； 选B。 【变式2-3】如图所示，E是用饱和NaCl溶液和淀粉－KI溶液的混合液湿润的滤纸，用石墨做电极，通电后发现乙周围滤纸变为蓝色，则下列判断正确的是 A．b是阳极，a是阴极 B．a是正极，b是负极 C．乙是正极，甲是负极 D．乙是阳极，甲是阴极 【答案】D 【分析】乙周围滤纸变为蓝色，说明了氯气在此生成，乙是阳极，与之相连的b是正极，a为负极，甲为阴极。 【详解】A．根据分析，b为正极，a为负极，A错误； B．b为正极，a为负极，B错误； C．乙是阳极，甲为阴极，C错误； D．乙是阳极，甲为阴极，D正确； 故选D。 题型03 电极产物的判断及电极反应式书写 1、离子放电顺序 (1)阳极为惰性电极(如碳棒、Pt、稀土金属材料等) 阳极：溶液中常见阴离子放电顺序（失电子能力） S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子 (2)阳极为活性电极(如Fe、Cu、Ag等) 阳极：电极本身先放电，电极反应式为M－ne－===Mn＋ (3)阴极与电极材料无关：溶液中常见阳离子放电顺序:阳离子得电子能力 Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>…… 2、电极反应式书写一般步骤： ①判断电极材料 ②明确溶液中的离子种类 ③判断阴阳离子的放电顺序 ④根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物 ⑤阴极+阳极反应式 = 总反应式 【典例3】以惰性材料为电极电解饱和食盐水，所得阴极产物为 A．Cl2 B．O2 C．Na D．NaOH和H2 【答案】D 【详解】以惰性材料为电极电解饱和食盐水，总反应方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，则Cl-在阳极被氧化生成Cl2，阴极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，同时阴极区OH⁻浓度升高，与Na⁺结合生成NaOH，虽然H2是阴极直接析出的产物，但NaOH在阴极区生成，即所得阴极区产物为NaOH和H2，故答案为：D。 【变式3-1】用石墨做电极，电解500 mL 0.4 mol·L-1 NaCl溶液的装置如图所示，当电路中通过0.05 mol e-时，下列说法正确的是 A．电解过程中Y区溶液最先变红 B．a试管中的气体体积略小于b试管中的 C．X极的电极反应式为 D．理论上通入标准状况下1.12 L HCl，可使电解质溶液恢复到电解前的状态 【答案】D 【分析】X极与电源负极连接，是阴极，电极反应式是，a试管用排水法收集H2；Y极与电源正极连接，是阳极，电极反应式是，b试管用排饱和食盐水法收集Cl2；电解池的总反应的化学方程式是（转移2e-），当电路中通过0.05 mol e-时，消耗0.05 mol NaCl、0.05 mol H2O，生成0.05 mol NaOH、0.025 mol H2、0.025 mol Cl2，因为500 mL 0.4 mol·L-1 NaCl溶液中有0.2 mol NaCl，可见此时NaCl有剩余。 【详解】A．由X、Y的电极反应式可知，OH-产生于X极，故X区溶液最先变红，A错误； B．a试管收集H2，b试管收集Cl2，理论上两者体积（物质的量）相同，但Cl2会与另一电解产物NaOH反应，导致实际a试管中的气体体积略大于b试管中的，B错误； C．X极为阴极，发生得电子的还原反应，电极反应式为，C错误； D．通入标准状况下1.12 L HCl，即0.05 mol HCl，发生反应，消耗0.05 mol NaOH，生成0.05 mol NaCl、0.05 mol H2O，可使电解质溶液恢复到电解前的状态，D正确； 故选D。 【变式3-2】一种固态氧化物电解池能电解CO2和H2O制备合成气(CO、H2)，其装置如图所示。该装置工作时，下列说法正确的是 A．a电极连接外接电源的负极 B．O2-从a电极移向b电极 C．b电极上CO2的反应为CO2+2e-=CO+O2- D．生成的O2中的О元素均来自CO2 【答案】C 【分析】在a电极，O2-失电子生成O2，则a电极为阳极；在b电极，CO2得电子生成CO和O2-、H2O得电子生成H2和O2-，则b电极为阴极。 【详解】A．由分析可知，a电极为阳极，连接外接电源的正极，A不正确； B．在电解池中，阴离子向阳极移动，a电极为阳极，则O2-从b电极移向a电极，B不正确； C．b电极上，CO2得电子生成CO和O2-，则b电极上CO2的反应为CO2+2e-=CO+O2-，C正确； D．在b电极，CO2得电子生成CO和O2-、H2O得电子生成H2和O2-，则生成的O2中的О元素来自固态氧化物、CO2和H2O，D不正确； 故选C。 【变式3-3】如下所示电解装置中，通电后石墨电极II上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断正确的是 A．a是电源的正极 B．通电一段时间后，向石墨电极II附近滴加石蕊溶液，出现蓝色 C．当1.6gFe2O3完全溶解时，至少产生气体0.336L(折合成标准状况下) D．M膜为阳离子交换膜，N膜为质子交换膜 【答案】C 【分析】由题意可知，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，氧元素价态升高失电子，故石墨电极Ⅱ为阳极，电极反应式为2H2O−4e−＝O2↑+4H+，石墨电极Ⅰ为阴极，电极反应式为Cu2++2e−＝Cu，据此作答。 【详解】A．石墨电极Ⅰ为阴极，故a为负极，故A错误； B．石墨电极Ⅱ为阳极，电极反应式为2H2O−4e−＝O2↑＋4H+，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色，故B错误； C．当1.6gFe2O3完全溶解时，对应的物质的量为0.01mol，说明产生了0.06mol的氢离子，结合阳极电极反应式为2H2O−4e−＝O2↑＋4H+，产生的氧气的物质的量为0.015mol氧气，即0.336L （折合成标准状况下），故C正确； D．右侧为阳极，生成O2的同时产生H+，H+通过N膜使氧化铁溶解，右侧生成铜单质，中间溶液电中性，故氯离子经过阴离子交换膜进入中间溶液，故M膜为阴离子交换膜，N膜为质子交换膜，故D错误； 故答案选C。 题型04 电解池阴阳极的判断 电解池中判断阴阳极的方法： 阳极 判断原则 阴极 与电源 正 极相连 ← 根据电源正、负极 → 与电源 负 极相连 发生 氧化 反应 ← 根据反应类型 → 发生 还原 反应 电流流 入 ← 根据电流方向 → 电流流 出 电子流 出 ← 根据电子流向 → 电子流 入 阴 离子流向 ← 根据离子移向 → 阳 离子流向 阴 离子放电 ← 根据放电离子 → 阳 离子放电 【典例4】使用惰性电极及阳离子交换膜和阴离子交换膜电解磷酸钠溶液同时制备氢气、氧气、氢氧化钠溶液和磷酸溶液四种产品。是气体出口，下列说法错误的是 A．电极材料分别为石墨棒和铁棒 B．两口开始时分别输入稀磷酸溶液和稀氢氧化钠溶液 C．口输出的溶液，反应生成溶质的物质的量比为 D．若G口输入次磷酸钠溶液，则A口输出的是次磷酸溶液 【答案】A 【分析】电解磷酸钠溶液同时制备氢气、氧气、氢氧化钠溶液和磷酸溶液四种产品，结合题图可知，左侧为阳极区，右侧为阴极区，G口输入磷酸钠溶液，阳极区水电解生成氧气和H+()，阴极区水电解生成氢气和OH-()，阳极区生成的H⁺与移入的结合生成H3PO4，阴极区生成的OH-与移入的钠离子结合生成NaOH。 【详解】A．题目明确使用惰性电极，铁棒为活性电极，若b电极为铁棒，阴极虽主要是H⁺放电，但题目要求“惰性电极”，故b电极不能为铁棒，A错误； B．由分析可知，阳极区的产物为H3PO4，阴极区的产物为NaOH，两口开始时分别为稀磷酸溶液和稀氢氧化钠溶液，可增强溶液的导电性，B正确； C．A口输出H3PO4，B口输出NaOH，由于电荷守恒，当电路中转移3 mol 电子时，有1 mol 穿过阴离子交换膜与H+结合生成1 mol H3PO4，同时，有3 mol Na+穿过阳离子交换膜与OH-结合生成3 mol NaOH，故生成H3PO4与NaOH的物质的量比为1:3，C正确； D．若G口输入次磷酸钠（NaH2PO2）溶液，次磷酸根（）穿过阴离子交换膜进入阳极区与H＋结合生成次磷酸（H3PO2），则A口输出次磷酸溶液，D正确； 故答案选A。 【变式4-1】科学家在利用双极膜反应器电化学合成氨领域取得重要成果，装置如图所示，下列说法错误的是 A．d为阴离子交换膜 B．电解一段时间后，阴极溶液的浓度保持不变 C．双极膜中消耗8mol水时，b电极生成2mol气体 D．若转移电子，在a电极生成 【答案】B 【分析】由图可知，与直流电源负极相连的a电极为电解池的阴极，水分子作用下硝酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成氨气和氢氧根离子，电极反应式为，水电离出的氢离子通过阳离子交换膜c进入阴极室，b电极为阳极，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，电极反应式为，水电离出的氢氧根离子通过阴离子交换膜d进入阳极室，据此分析； 【详解】A．由分析可知，水电离出的氢氧根离子通过阴离子交换膜d进入阳极室，A正确； B．由分析可知，b电极为阳极，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，电极反应式为，水电离出的氢氧根离子通过阴离子交换膜d进入阳极室，则电解一段时间后，阳极室中的氢氧化钾的物质的量不变，水的质量增大，则氢氧化钾的浓度减小，B错误； C．由分析可知，b电极为阳极，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，电极反应式为，由得失电子数目守恒可知，转移4mol电子时，双极膜中消耗4mol水，b电极生成2mol氧气，C正确； D．由得失电子数目守恒可知，转移8mol电子时，双极膜中消耗8mol水，8mol氢离子通过阳离子交换膜c进入阴极室，在阴极室得到1mol氢氧化钾，则转移4mol电子时，在a电极生成0.5mol氢氧化钾，D正确； 故选B。 【变式4-2】化学在环境保护中起着相当重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解的原理如图所示，下列说法中正确的是 A．电解池中电源的正极为B，负极为A B．电解池阴极的电极反应式为： C．在电解池中右侧发生氧化反应，左侧发生还原反应 D．电解过程中转移2mol电子，则左侧产生的气体在标况下的体积约为11.2L 【答案】D 【分析】右侧电极发生还原反应生成N2，则右侧为阴极，左侧为阳极，阴极反应式为：，阳极反应式为：。 【详解】A．据分析可知，右侧为阴极，左侧为阳极，则电源的负极为B，正极为A，故A错误； B．电解池左侧是阳极，阳极的电极反应式为：，故B错误； C．结合分析可知在电解池中右侧发生还原反应，左侧发生氧化反应，故C错误； D．电解池左侧是阳极，电极反应式为：，电解过程中转移2mol电子，则左侧产生的0.5molO2，在标况下的体积约为11.2L，故D正确； 故选D。 【变式4-3】烟气中的可以用钠碱循环法加以处理。用溶液作为吸收液，当吸收液与反应至降低为6左右时，将吸收液通入如图所示的电解槽进行再生。 下列说法错误的是 A．a电极接电源负极 B．电极上发生氧化反应 C．电解后左室的吸收液pH大于6 D．当电极生成时，a电极上生成 【答案】D 【分析】吸收液与反应至降低为6左右时，溶液中主要成分为；根据电解装置图可知，a电极通入约为6的吸收液，生成氢气，则发生的电极反应为；b电极为失电子发生氧化反应生成，电极方程式为。 【详解】A．a电极发生反应，属于电解池的阴极，应接电源负极，A正确； B．根据分析，电极上失电子发生氧化反应生成，B正确； C．电解后左室生成，溶液呈碱性，则电解后的吸收液pH大于6，C正确； D．根据分析，当电极生成时，转移电子数为1mol，结合得失电子守恒可知a电极上生成0.5mol，即标准状况下的，D错误； 答案选D。 题型05 电解后溶液复原 恢复电解质溶液的原则： 依据元素守恒，溶液体系中损失什么就加什么。 一般加入阴极产物与阳极产物反应生成的化合物。 若两极产物分别是H2和Cl2，则应通入HCl气体；若两极产物本别是Cu和O2，则应加入CuO，而不能加入Cu(OH)2。 【典例5】以石墨为电极电解下列溶液一段时间后，仅加水即可使电解质溶液完全恢复的是 A．溶液 B．溶液 C．HCl溶液 D．NaCl溶液 【答案】A 【详解】A．电解溶液时，阳极放出氧气，阴极放出氢气，应加入水让电解质溶液复原，A符合题意； B．电解氯化铜溶液时，阳极放出氯气，阴极生成金属铜，所以应加氯化铜让电解质溶液复原，B不符合题意； C．电解HCl溶液时，阳极产生氯气，阴极产生氢气，所以应加氯化氢让电解质溶液复原， C不符合题意； D．电解NaCl溶液时，阳极产生氯气，阴极产生氢气，所以应加氯化氢让电解质溶液复原，D不符合题意； 故答案选A。 【变式5-1】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，①②③的pH均减小 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 【答案】D 【详解】A．电解稀硫酸（①）时，实质是电解水，H+浓度增加，pH减小；电解Cu(NO3)2溶液（②）生成H+，pH减小；但电解KOH溶液（③）实质是电解水，KOH浓度增大，pH增大，因此①②③的pH并非均减小，A错误； B．电解Cu(NO3)2溶液（②）后，溶液因Cu2+减少和H+增加(H2O电离产生的OH-失电子)而颜色变浅，加入Cu(OH)2会与H+反应生成Cu2+和H2O，但额外引入H2O导致溶液无法完全恢复原浓度，B错误； C．电解KOH溶液（③）时，阳极消耗OH-生成O2，但总反应为电解水，KOH浓度增大，溶液浓度变大，C错误； D．电解熔融NaCl（④）时，阴极生成2mol Na，阳极生成1mol Cl2，物质的量之比为2:1，D正确； 故选D。 【变式5-2】用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，加入一定质量的另一种物质(括号内)，溶液能与原溶液完全相同的是 A．溶液(固体) B．溶液(固体) C．溶液(固体) D．溶液[固体] 【答案】A 【详解】A．电解CuCl2溶液时，阳极Cl-在阳极失电子析出Cl2，Cu2+在阴极析出Cu，本质是电解CuCl2，电解后溶液中CuCl2减少，直接加入一定CuCl2固体可补充被消耗的溶质，恢复原溶液，A符合题意； B．电解NaOH溶液时，实际电解水，溶液中NaOH浓度升高，若加入NaOH固体，溶液浓度会超过原溶液，无法恢复，应加入一定量的水恢复到原溶液，B不符题意； C．电解NaCl溶液时，阳极Cl-在阳极失电子析出Cl2，阴极H2O得电子析出H2，电解后应当加入一定量的HCl恢复到原溶液，C不符题意； D．电解CuSO4溶液时，总反应为2CuSO4 + 2H2O2Cu + O2↑ + 2H2SO4，恢复原溶液需加入一定量的CuO，若加入Cu(OH)2，反应生成CuSO4和H2O，虽溶质恢复，但H2O过量，溶液体积与原溶液不同，无法完全一致，D不符题意； 故选A。 【变式5-3】用石墨做电极电解Cu(NO3)2溶液。通电一段时间后，阴极始终无气体生成。欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的 A．Cu(NO3)2 B．H2O C．Cu(OH)2 D．CuO 【答案】D 【详解】用石墨电极电解Cu(NO3)2溶液一段时间，阳极发生氧化反应得到氧气，阴极发生还原反应得到铜，电解总方程式为2Cu(NO3)2 +2H2O2Cu+O2↑+4HNO3，从溶液中析出的物质是氧气和铜，因此只要选择合适的物质和硝酸反应把“铜、氧元素还回去”，可补充氧化铜或者碳酸铜即可使电解液恢复到起始状态，不能选择氢氧化铜，因为氢氧化铜与硝酸反应生成的水比电解时消耗的水多，会导致硝酸铜浓度偏小； 故答案选D。 题型06 电解池有关计算 解电化学相关计算类题的守恒关系及注意事项 1、守恒关系 电路中转移的电子数 = 参与电极反应的物质得到（或失去）的电子数 = 电解质溶液中迁移的某离子的物质的量 × 该离子所带电荷数 2、计算溶液质量变化的注意事项 （1）电极产物的影响：如逸出（或吸收）气体，析出（或溶解）固体等，使溶液质量 减小 。 （2）离子迁移的影响：当有离子交换膜时，容易忽略离子通过交换膜迁移对溶液质量的影响。需注意的是，电解质溶液中迁移的某离子的数目不一定等于电极反应中消耗该离子的数目，也不一定等于电路中转移的电子数目，应根据守恒关系计算。 【典例6】是锂离子电池正极材料的前驱体，工业上用电解磷铁渣（主要含FeP，杂质不参与电极反应）的方法制备的原理如图所示： 下列叙述正确的是 A．石墨电极与电源的正极相连 B．电解一段时间后，左侧室浓度减小 C．电子流动方向：负极阴极电解质溶液阳极正极 D．每制备，理论上有通过质子交换膜 【答案】D 【分析】由图可知，转化为，磷元素化合价升高失电子，故磷铁渣电极是阳极，石墨电极为阴极。 【详解】A．元素的化合价从-3价升高到+5价，被氧化，发生的是氧化反应，故磷铁渣电极是阳极，与电源的正极相连，石墨电极为阴极，与电源的负极相连，A不符合题意； B．左侧为阳极区，电极反应为，生成使左侧浓度增大，抑制电离，平衡逆向移动，浓度增大，B不符合题意； C．电子不能通过电解质溶液，仅在导线中流动，方向为：负极→阴极，阳极→正极，C不符合题意； D．由阳极反应可知，生成伴随生成，通过质子交换膜移向阴极，D符合题意； 故选D。 【变式6-1】氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气和烧碱等化工产品。如图是用离子交换膜法电解饱和食盐水的装置示意图。下列说法错误的是 A．从a口放出的气体遇湿润的淀粉-KI试纸，试纸变蓝 B．该离子交换膜为阳离子交换膜 C．从A、B口出来的溶液溶质不变，溶质浓度分别减小、增大 D．若两极共收集标准状况下33.6 L气体，则电路中转移了3 mol电子 【答案】D 【分析】左侧为阳极，离子放电能力：，阳极上发生反应：，所以a口出来的是；右侧为阴极，离子放电能力：，阴极上发生反应：，所以b口放出的气体是；电解过程中，为了防止与混合发生爆炸以及避免与的反应，采用阳离子交换膜。 【详解】A．a口位于阳极区，阳极发生反应，生成的氯气能氧化生成I2，故从a口放出的气体遇湿润的淀粉-KI试纸变蓝，A正确； B．电解过程中，为了防止与混合发生爆炸以及避免与的反应，采用阳离子交换膜，能通过阳离子交换膜从阳极区移向阴极区， B正确； C．A口为阳极区出口，阳极区发生反应：，消耗且移向阴极区，溶质NaCl浓度减小；B口为阴极区出口，阴极上发生反应：且移入，溶质NaOH浓度增大， C正确； D．电解总反应为：，生成的和的物质的量之比为1:1，若两极共收集标准状况下33.6  L气体，总物质的量为，则生成的和的物质的量均为0.75 mol，电路中转移了电子的物质的量为，D错误； 故选D。 【变式6-2】的酸性水溶液随着浓度的增大会转化为。电解法制备的原理如图所示。下列说法错误的是 A．电解时离子交换膜为质子交换膜 B．生成和的质量比为 C．电解一段时间后阴极区溶液的浓度增大 D．的生成反应为： 【答案】A 【分析】由图可知，左侧电极上生成，右侧电极上生成，知左侧电极为阳极，发生反应：，右侧电极为阴极，发生反应：；由题意知，左室中酸性水溶液随着浓度的增大会转化为，反应方程式为，因此阳极生成的H+不能通过离子交换膜，据此回答。 【详解】A．由以上分析知，电解时阳极生成的H+不能通过离子交换膜，故离子交换膜不能是质子交换膜，通过离子交换膜的是，A错误； B．根据各电极上转移电子数相同，可知生成和的物质的量之比为1∶2，其质量比为8∶1，B正确； C．根据阴极反应知，电解一段时间后阴极区溶液的浓度增大，C正确； D．电解过程中阳极区浓度增大，会转化为，反应方程式为，D正确； 故答案选A。 【变式6-3】下图是一种电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置示意图。下列说法正确的是 A．石墨电极反应式为 B．A膜为阴离子交换膜，B膜为阳离子交换膜 C．电解过程中，甲池需要不断补充，丙池需要不断补充 D．电解过程中，导线中每通过电子，甲池质量减少 【答案】B 【分析】该装置为电解池，甲池中得电子产生，故棒为阴极，a极为负极，b极为正极，石墨电极为阳极，阳极上水失电子产生氧气；阴离子硫酸根离子向阳极移动，故A膜为阴离子交换膜，阳离子氢离子向阴极移动，故B膜为阳离子交换膜，乙池中硫酸浓度增大。 【详解】A．石墨电极上水失电子产生氧气，酸性条件下电极反应式为，A错误； B．根据分析可知，A膜为阴离子交换膜，B膜为阳离子交换膜，B正确； C．电解过程中，甲池得电子产生，硫酸根离子移向乙池，需要不断补充，丙池水失电子产生氧气且氢离子定向移动到乙池，不需要补充，C错误； D．电解过程中，导线中每通过电子，甲池减少，质量减少，D错误； 故答案选B。 题型07 原电池、电解池综合考查 原电池、电解池综合考查，通常是串联电化学装置 1、无外接电源时，多池串联装置中必有一个装置是 原电池 ，其他装置为 电解池 。一般情况下，原电池中金属活动性较强的电极为 负 极，与之相连的为 阴 极。 2、有外接电源时，串联的多个装置都是电解池，与电源负极相连的是 阴 极，与电源正极相连的是 阳极，所有电解池同侧电极的极性相同。当外接电源正、负极不明显时，要结合各装置中的现象进行判断。 （1）沉淀溶解平衡滴定曲线，一般横坐标为滴加溶液的体积，纵坐标为随溶液体积增加，相应离子浓 【典例7】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。下列有关说法正确的是 A．甲池中负极的电极反应式： B．电极B为正极，电极C上发生还原反应 C．乙池中硝酸根离子的浓度不断减小 D．乙池中D电极质量增加54 g时，理论上甲池中消耗0.125 mol氧气 【答案】D 【分析】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，与负极相连的铜为阴极，与正极相连的Ag为阳极。 【详解】A．甲池为燃料电池，电解质为KOH溶液，负极反应式中不能生成H+，正确应为CH3OH+8OH--6e-=+6H2O，A错误； B．甲池中B极通入O2为正极，乙池C电极与B（正极）相连为阳极，阳极发生氧化反应，B错误； C．乙池阳极C发生失电子的氧化反应，Ag溶解生成Ag+：Ag-e-=Ag+，阴极D附近溶液中的Ag+得电子而在铜电极上析出Ag：Ag++e-=Ag，阳极溶解与阴极析出的Ag的量相等，的浓度不变，C错误； D．D电极增加54g为析出Ag的质量，，转移电子0.5mol，甲池正极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-，故消耗O2物质的量为0.5mol=0.125mol，D正确； 故答案为D。 【变式7-1】如图所示，甲、乙为相互串联的两个电解池，下列说法错误的是 A．甲池若为电解精炼铜的装置，则A极为精铜 B．甲池若为电解精炼铜的装置，电解质溶液可以是溶液 C．乙池中铁极的电极反应式： D．若将乙池中的石墨电极改为银电极，则乙池为电镀装置 【答案】B 【分析】由图可知，根据电源正负极情况，A为电解池阴极，石墨为电解池阳极。 【详解】A．电解精炼铜时，阴极（与电源负极相连）为精铜，阳极（与电源正极相连）为粗铜。若甲池为电解精炼铜装置，A极为阴极则为精铜，A正确； B．电解精炼铜为了避免引入杂质，需电解质溶液含（如），以保证阴极析出Cu，B错误； C．乙池中Fe极与电源负极相连，为阴极，在阴极得电子生成Ag，电极反应式为，C正确； D．将乙池石墨电极（阳极）改为Ag电极，此时阳极为镀层金属Ag，阴极为镀件Fe，电解质为溶液，符合电镀“镀层金属作阳极、镀件作阴极、含镀层金属离子溶液作电解质”的条件，D正确； 故答案选B。 【变式7-2】相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池，其电动势取决于物质的浓度差，是由于一种物质从高浓度状态向低浓度转移而产生的。如图所示装置是利用浓差电池电解溶液(电极均为石墨电极)，可以制得和NaOH。下列说法不正确的是 A．a电极的电极反应为 B．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得160 gNaOH C．离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜 D．电池放电过程中，电极上的电极反应为 【答案】C 【分析】左侧的浓差电池中，Cu(1)电极为正极，电极反应为，Cu(2)电极为负极，电极反应为；右侧的电解池中，NaOH在a电极处产生，获得浓NaOH溶液和，在b电极处产生，获得较浓的硫酸和，则a电极为阴极，电极反应式为，b电极为阳极，电极反应式为。 【详解】A．a电极为阴极，电极反应式为，A不符合题意； B．浓差电池中，Cu(1)为正极（2.5 mol/L CuSO4），Cu(2)为负极（0.5 mol/L CuSO4），转移电子n=4 mol（计算过程：电池停止放电时，两烧杯中相等，均为，正极消耗2 mol，转移电子4 mol）。电解池中转移4 mol电子时，阴极生成4 mol NaOH，质量为4 mol×40 g/mol=160 g，B不符合题意； C．移向电解池阴极（a）生成NaOH，故c为阳离子交换膜；移向阳极（b）生成，故d为阴离子交换膜，C符合题意； D．Cu(1)电极为正极，电极反应为，D不符合题意； 故选C。 【变式7-3】利用光能可以将转化为重要的化工原料(电解质溶液为稀硫酸)，同时可为制备次磷酸()提供电能，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．W极上发生还原反应 B．电解一段时间后M室pH降低，N室pH升高 C．a、b、c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 D．W极的电极反应式为 【答案】C 【分析】左侧装置为电池，Z电极水失电子生成氧气和氢离子，Z是负极，W电极二氧化碳得电子生成乙烯，W是正极，Z极生成的氢离子透过a膜移入W极；右侧装置为电解池，X电极与电源正极相连，X是阳极，阳极水失电子生成氧气和氢离子，Y电极与电池负极相连，Y是阴极，阴极水得电子生成氢气和氢氧根离子，M室中氢离子透过b膜进入产品室，原料室中 透过c膜进入产品室生成；原料室中钠离子透过d膜进入N室生成氢氧化钠。 【详解】A．W极是原电池正极，CO2得电子发生还原反应生成C2H4，故A正确； B．M室为电解池阳极室，发生反应，H+浓度增大，pH降低 ；N室为阴极室，发生反应，OH⁻浓度增大，pH升高，故B正确； C．W是正极，Z极生成的氢离子透过a膜移入W极，a为阳离子交换膜；b膜允许H+从M室移向产品室，为阳离子交换膜；c膜需允许从原料室移向产品室，应为阴离子交换膜；d膜允许Na+从原料室移向N室，为阳离子交换膜，故C错误； D．W极为正极，CO2得电子还原为C2H4，酸性条件下电极反应式为，故D正确； 故选C。 题型08 电解原理的应用 一、电解饱和食盐水——氯碱工业 通电时，阳极： Cl- 被氧化为 氯气 ，电极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：水电离产生的H+ 被还原为 氢气 ，电极反应式为：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 总反应式为： 离子方程式： 二、电镀 电镀时一种利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。 电镀的主要目的时使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。 电镀时，通常把待镀的金属制品一端作 阴极 ，镀层金属作 阳极 ，用含镀层金属离子的溶液作电镀液。 三、电冶金 金属冶炼就是使矿石中的金属离子 得 电子变成金属 单质 的过程：Mn+ + n e- = M NaCl在高温下熔融并发生电离，电离出自由移动的Na+和 Cl- ， 通电后发生以下反应： 阳极：2Cl－－2e－=== Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－ = 2Na 总反应： 【典例8】粗铜中常含有锌、铁、镍、银、金、铂等游离态金属，用电解法可精炼。在电解过程中不会发生的电极反应为 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】电解精炼铜时，粗铜（含Zn、Fe、Ni等）作阳极，纯铜作阴极，电解液为CuSO4。阳极反应中，金属活动性比Cu强的金属（如Zn、Fe、Ni）优先失去电子被氧化为离子（如Zn2+、Fe2+、Ni2+），而Cu随后被氧化为Cu2+。阴极仅发生Cu2+得到电子的还原反应，因Ni2+的氧化性弱于Cu2+，A中Ni2+得电子的还原反应不会发生，且浓度低，无法在阴极析出，故选A。 【变式8-1】某研究性学习小组利用如图装置探究氯碱工业和铜精炼的工作原理(M是离子交换膜)。下列说法错误的是 A．电源a极为负极 B．M为阳离子交换膜 C．电解前后装置乙中CuSO4溶液浓度逐渐变小 D．通电后，若Fe电极上产生22.4 L Cl2(标准状况下)时，理论上电路中转移0.2 mol电子 【答案】D 【分析】乙池为铜的精炼，则粗铜作阳极，精铜作阴极；电源的右侧与粗铜相连，为电池的正极，左侧为负极，所以甲池的Fe电极为阴极，石墨电极为阳极。 【详解】A．乙池为铜的精炼，则粗铜作阳极，精铜作阴极；电源的右侧与粗铜相连，为电池的正极，左侧为负极，所以甲池的Fe电极为阴极，石墨电极为阳极，电源a极为负极，A正确； B．通电后，石墨电极上失电子生成Cl2，Fe电极上水得电子生成H2和，则阳极区的Na+透过离子交换膜进入左侧Fe电极附近，所以此离子交换膜只可以是阳离子交换膜，若为阴离子交换膜，则氢氧化钠会与氯气反应，B正确； C．电解精炼铜时，不纯的铜作阳极，粗铜中比铜活泼的有Zn、Fe、Ni等，它们在阳极失去电子被氧化，阳极主要反应为，其他电极反应式有、等，比铜不活泼的有Ag、Pt、Au等成为阳极泥根据得失电子守恒，阳极溶解的铜的物质的量小于阴极析出的铜的物质的量，则电解前后装置乙中硫酸铜溶液浓度变小，C正确； D．甲池的Fe电极为阴极，发生的电极反应为，无Cl2生成，D错误； 故选D。 【变式8-2】一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。除硼原理：。下列说法正确的是 A．石墨电极连接外接电源的正极 B．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜 C．Ⅳ室每生成3 molNaOH，同时Ⅱ室最多生成1 mol D．每产生22.4 L，双极膜内有4 mol解离 【答案】B 【详解】A．根据双极膜中离子迁移方向，H+向阴极移动、OH-向阳极移动，右侧双极膜H+向右迁移至V室（石墨电极侧），则石墨电极是阴极，应连接外接电源的负极，A错误； B．Ⅲ室中NaCl浓溶液需通过离子迁移变为稀溶液：Cl-需通过X膜向左迁移（阴离子交换膜允许Cl-通过），Na+需通过Y膜向右迁移至Ⅳ室生成NaOH（阳离子交换膜允许Na+通过），故X为阴离子交换膜、Y为阳离子交换膜，B正确； C．Ⅳ室生成3 mol NaOH时，右侧双极膜解离3 mol OH-（对应3 mol H+迁移至V室），电路转移3 mol e-，左侧双极膜解离3 mol H+迁移至Ⅱ室，与[B(OH)4]-反应生成3 mol B(OH)3，C错误； D．未说明“标准状况”，22.4 L O2物质的量不一定为1 mol，无法计算双极膜中H2O的解离量，D错误； 答案为B。 【变式8-3】用惰性电极电解溶液可制金属铅，电解装置如图所示。已知：，下列说法不正确的是 A．电极a附近有气体生成 B．电极b的电极反应为： C．电解一段时间后，在右室加入PbO，可实现右室电解液的再生 D．通过质子交换膜从左室流向右室，左室溶液的pH增大 【答案】D 【分析】用惰性电极电解溶液可制金属铅，则电极b为阴极，电极反应式为，电极a为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+。 【详解】A．电极a附近有氧气生成，A正确； B．电极b为阴极，电极反应式为，B正确； C．右室电极反应式为，加之H+向右移动，电解一段时间后b电极区变为HCl和NaCl混合溶液，加入PbO，发生反应生成，可实现右室电解液的再生，C正确； D．左室电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，每转移4e-产生4H+，同时有4H+向右移动，即左室H+数目不变，但是水减少，H+浓度增大，pH减小，D错误； 答案选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 电解池 题型01 电解原理 题型02 电解和电解池 题型03 电极产物的判断及电极反应式书写 题型04 电解池阴阳极的判断 题型05 电解后溶液复原 题型06 电解池有关计算 题型07 原电池、电解池综合考查 题型08 电解原理的应用 题型01 电解原理 探究用惰性电解电解CuCl2溶液 1、通电前： 溶液中存在的离子有 、 、 、 ，通电前离子在溶液中作 运动。 2、通电时（两电极材料均为石墨） （1）在电场的作用下，溶液中的离子作 运动，阴离子移向 极，阳离子移向 极； （2）离子放电： 阳极反应： ，（ 反应） 阴极反应： ，（ 反应） 【典例1】图a、b、c分别为氯化钠在不同状态下的导电实验的微观示意图(X、Y均表示石墨电极，且与直流电源连接方式相同，表示水分子)。下列说法正确的是 A．Y电极为阳极 B．能导电的装置中，Y电极产物不相同 C．NaCl是电解质，三种状态下都能导电 D．图b说明通电后发生了电离 【变式1-1】某同学按图示装置进行实验探究，电极材料为石墨，下列说法正确的是 A．电极N为阴极，电极上有红色物质生成 B．电极M为正极，电极上有气体产生 C．一段时间后，溶液质量增加 D．该装置是将化学能转化为电能 【变式1-2】下图为直流电源电解稀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。下列实验现象中正确的是 A．a为阳极 B．b发生还原反应 C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色 D．溶液中Na+ 移向a极 【变式1-3】用如图装置完成电解实验，对实验现象的解释或推测合理的是（    ） A．a处的试纸变红 B．b电极是正极 C．a处发生的电极反应： D．b处发生的电极反应： 题型02 电解和电解池 1、电解： 使电流通过电解质溶液（或熔融电解质），而在阳极、阴极引起 反应的过程叫电解。 2、电解池： （1）将 转化为 的装置叫做电解池（也成电解槽）。 （2）构成条件： ①直流电源 ②两个 ，阳极接电源 ，阴极接电源 ③电解质溶液（或熔融电解质） ④形成 回路 【典例2】关于电解池的构成，下列说法错误的是 A．必须有两个电极，且电极需与电源连接 B．电解质可以是熔融状态，也可以是水溶液 C．无需形成闭合回路，只要有电源即可 D．直流电源是电解池工作的必要条件 【变式2-1】电化学原理在日常生活中应用广泛，下列说法正确的是 A．在电解中与电源正极相连的是阴极 B．电解溶液可以得到金属 C．任何的氧化还原反应都可以设计成原电池 D．一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高 【变式2-2】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 【变式2-3】如图所示，E是用饱和NaCl溶液和淀粉－KI溶液的混合液湿润的滤纸，用石墨做电极，通电后发现乙周围滤纸变为蓝色，则下列判断正确的是 A．b是阳极，a是阴极 B．a是正极，b是负极 C．乙是正极，甲是负极 D．乙是阳极，甲是阴极 题型03 电极产物的判断及电极反应式书写 1、离子放电顺序 (1)阳极为惰性电极(如碳棒、Pt、稀土金属材料等) 阳极：溶液中常见阴离子放电顺序（失电子能力） S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子 (2)阳极为活性电极(如Fe、Cu、Ag等) 阳极：电极本身先放电，电极反应式为 (3)阴极与电极材料无关：溶液中常见阳离子放电顺序:阳离子得电子能力 Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>…… 2、电极反应式书写一般步骤： ①判断电极材料 ②明确溶液中的离子种类 ③判断阴阳离子的放电顺序 ④根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物 ⑤阴极+阳极反应式 = 总反应式 【典例3】以惰性材料为电极电解饱和食盐水，所得阴极产物为 A．Cl2 B．O2 C．Na D．NaOH和H2 【变式3-1】用石墨做电极，电解500 mL 0.4 mol·L-1 NaCl溶液的装置如图所示，当电路中通过0.05 mol e-时，下列说法正确的是 A．电解过程中Y区溶液最先变红 B．a试管中的气体体积略小于b试管中的 C．X极的电极反应式为 D．理论上通入标准状况下1.12 L HCl，可使电解质溶液恢复到电解前的状态 【变式3-2】一种固态氧化物电解池能电解CO2和H2O制备合成气(CO、H2)，其装置如图所示。该装置工作时，下列说法正确的是 A．a电极连接外接电源的负极 B．O2-从a电极移向b电极 C．b电极上CO2的反应为CO2+2e-=CO+O2- D．生成的O2中的О元素均来自CO2 【变式3-3】如下所示电解装置中，通电后石墨电极II上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断正确的是 A．a是电源的正极 B．通电一段时间后，向石墨电极II附近滴加石蕊溶液，出现蓝色 C．当1.6gFe2O3完全溶解时，至少产生气体0.336L(折合成标准状况下) D．M膜为阳离子交换膜，N膜为质子交换膜 题型04 电解池阴阳极的判断 电解池中判断阴阳极的方法： 阳极 判断原则 阴极 与电源 极相连 ← 根据电源正、负极 → 与电源 极相连 发生 反应 ← 根据反应类型 → 发生 反应 电流流 ← 根据电流方向 → 电流流 电子流 ← 根据电子流向 → 电子流 离子流向 ← 根据离子移向 → 离子流向 离子放电 ← 根据放电离子 → 离子放电 【典例4】使用惰性电极及阳离子交换膜和阴离子交换膜电解磷酸钠溶液同时制备氢气、氧气、氢氧化钠溶液和磷酸溶液四种产品。是气体出口，下列说法错误的是 A．电极材料分别为石墨棒和铁棒 B．两口开始时分别输入稀磷酸溶液和稀氢氧化钠溶液 C．口输出的溶液，反应生成溶质的物质的量比为 D．若G口输入次磷酸钠溶液，则A口输出的是次磷酸溶液 【变式4-1】科学家在利用双极膜反应器电化学合成氨领域取得重要成果，装置如图所示，下列说法错误的是 A．d为阴离子交换膜 B．电解一段时间后，阴极溶液的浓度保持不变 C．双极膜中消耗8mol水时，b电极生成2mol气体 D．若转移电子，在a电极生成 【变式4-2】化学在环境保护中起着相当重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解的原理如图所示，下列说法中正确的是 A．电解池中电源的正极为B，负极为A B．电解池阴极的电极反应式为： C．在电解池中右侧发生氧化反应，左侧发生还原反应 D．电解过程中转移2mol电子，则左侧产生的气体在标况下的体积约为11.2L 【变式4-3】烟气中的可以用钠碱循环法加以处理。用溶液作为吸收液，当吸收液与反应至降低为6左右时，将吸收液通入如图所示的电解槽进行再生。 下列说法错误的是 A．a电极接电源负极 B．电极上发生氧化反应 C．电解后左室的吸收液pH大于6 D．当电极生成时，a电极上生成 题型05 电解后溶液复原 恢复电解质溶液的原则： 依据元素守恒，溶液体系中损失什么就加什么。 一般加入阴极产物与阳极产物反应生成的化合物。 若两极产物分别是H2和Cl2，则应通入 气体；若两极产物本别是Cu和O2，则应加入 ，而不能加入Cu(OH)2。 【典例5】以石墨为电极电解下列溶液一段时间后，仅加水即可使电解质溶液完全恢复的是 A．溶液 B．溶液 C．HCl溶液 D．NaCl溶液 【变式5-1】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，①②③的pH均减小 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 【变式5-2】用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，加入一定质量的另一种物质(括号内)，溶液能与原溶液完全相同的是 A．溶液(固体) B．溶液(固体) C．溶液(固体) D．溶液[固体] 【变式5-3】用石墨做电极电解Cu(NO3)2溶液。通电一段时间后，阴极始终无气体生成。欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的 A．Cu(NO3)2 B．H2O C．Cu(OH)2 D．CuO 题型06 电解池有关计算 解电化学相关计算类题的守恒关系及注意事项 1、守恒关系 电路中转移的电子数 参与电极反应的物质得到（或失去）的电子数 电解质溶液中迁移的某离子的物质的量 × 该离子所带电荷数 2、计算溶液质量变化的注意事项 （1）电极产物的影响：如逸出（或吸收）气体，析出（或溶解）固体等，使溶液质量 。 （2）离子迁移的影响：当有离子交换膜时，容易忽略离子通过交换膜迁移对溶液质量的影响。需注意的是，电解质溶液中迁移的某离子的数目不一定等于电极反应中消耗该离子的数目，也不一定等于电路中转移的电子数目，应根据守恒关系计算。 【典例6】是锂离子电池正极材料的前驱体，工业上用电解磷铁渣（主要含FeP，杂质不参与电极反应）的方法制备的原理如图所示： 下列叙述正确的是 A．石墨电极与电源的正极相连 B．电解一段时间后，左侧室浓度减小 C．电子流动方向：负极阴极电解质溶液阳极正极 D．每制备，理论上有通过质子交换膜 【变式6-1】氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气和烧碱等化工产品。如图是用离子交换膜法电解饱和食盐水的装置示意图。下列说法错误的是 A．从a口放出的气体遇湿润的淀粉-KI试纸，试纸变蓝 B．该离子交换膜为阳离子交换膜 C．从A、B口出来的溶液溶质不变，溶质浓度分别减小、增大 D．若两极共收集标准状况下33.6 L气体，则电路中转移了3 mol电子 【变式6-2】的酸性水溶液随着浓度的增大会转化为。电解法制备的原理如图所示。下列说法错误的是 A．电解时离子交换膜为质子交换膜 B．生成和的质量比为 C．电解一段时间后阴极区溶液的浓度增大 D．的生成反应为： 【变式6-3】下图是一种电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置示意图。下列说法正确的是 A．石墨电极反应式为 B．A膜为阴离子交换膜，B膜为阳离子交换膜 C．电解过程中，甲池需要不断补充，丙池需要不断补充 D．电解过程中，导线中每通过电子，甲池质量减少 题型07 原电池、电解池综合考查 原电池、电解池综合考查，通常是串联电化学装置 1、无外接电源时，多池串联装置中必有一个装置是 ，其他装置为 。一般情况下，原电池中金属活动性较强的电极为 极，与之相连的为 极。 2、有外接电源时，串联的多个装置都是电解池，与电源负极相连的是 极， 与电源正极相连的是 极，所有电解池同侧电极的极性相同。当外接电源正、负极不明显时，要结合各装置中的现象进行判断。 （1）沉淀溶解平衡滴定曲线，一般横坐标为滴加溶液的体积，纵坐标为随溶液体积增加，相应离子浓 【典例7】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。下列有关说法正确的是 A．甲池中负极的电极反应式： B．电极B为正极，电极C上发生还原反应 C．乙池中硝酸根离子的浓度不断减小 D．乙池中D电极质量增加54 g时，理论上甲池中消耗0.125 mol氧气 【变式7-1】如图所示，甲、乙为相互串联的两个电解池，下列说法错误的是 A．甲池若为电解精炼铜的装置，则A极为精铜 B．甲池若为电解精炼铜的装置，电解质溶液可以是溶液 C．乙池中铁极的电极反应式： D．若将乙池中的石墨电极改为银电极，则乙池为电镀装置 【变式7-2】相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池，其电动势取决于物质的浓度差，是由于一种物质从高浓度状态向低浓度转移而产生的。如图所示装置是利用浓差电池电解溶液(电极均为石墨电极)，可以制得和NaOH。下列说法不正确的是 A．a电极的电极反应为 B．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得160 gNaOH C．离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜 D．电池放电过程中，电极上的电极反应为 【变式7-3】利用光能可以将转化为重要的化工原料(电解质溶液为稀硫酸)，同时可为制备次磷酸()提供电能，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．W极上发生还原反应 B．电解一段时间后M室pH降低，N室pH升高 C．a、b、c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜 D．W极的电极反应式为 题型08 电解原理的应用 一、电解饱和食盐水——氯碱工业 通电时，阳极： Cl- 被氧化为 ，电极反应式为： 阴极：水电离产生的H+ 被还原为 ，电极反应式为： 总反应式为： 离子方程式： 二、电镀 电镀时一种利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。 电镀的主要目的时使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。 电镀时，通常把待镀的金属制品一端作 ，镀层金属作 ，用含镀层金属离子的溶液作电镀液。 三、电冶金 金属冶炼就是使矿石中的金属离子 得 电子变成金属 单质 的过程： NaCl在高温下熔融并发生电离，电离出自由移动的 和 ， 通电后发生以下反应： 阳极： 阴极： 总反应： 【典例8】粗铜中常含有锌、铁、镍、银、金、铂等游离态金属，用电解法可精炼。在电解过程中不会发生的电极反应为 A． B． C． D． 【变式8-1】某研究性学习小组利用如图装置探究氯碱工业和铜精炼的工作原理(M是离子交换膜)。下列说法错误的是 A．电源a极为负极 B．M为阳离子交换膜 C．电解前后装置乙中CuSO4溶液浓度逐渐变小 D．通电后，若Fe电极上产生22.4 L Cl2(标准状况下)时，理论上电路中转移0.2 mol电子 【变式8-2】一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。除硼原理：。下列说法正确的是 A．石墨电极连接外接电源的正极 B．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜 C．Ⅳ室每生成3 molNaOH，同时Ⅱ室最多生成1 mol D．每产生22.4 L，双极膜内有4 mol解离 【变式8-3】用惰性电极电解溶液可制金属铅，电解装置如图所示。已知：，下列说法不正确的是 A．电极a附近有气体生成 B．电极b的电极反应为： C．电解一段时间后，在右室加入PbO，可实现右室电解液的再生 D．通过质子交换膜从左室流向右室，左室溶液的pH增大 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $