第二节 电解池（举一反三专项训练，江苏专用）【上好课】化学人教版选择性必修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 电解池的工作原理 (1)电极名称及电极反应式(电解CuCl2溶液为例) 总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑ (2)电解过程的三个流向 ①电子流向：电源负极→电解池阴极；电解池的阳极→电源的正极； ②离子流向：阳离子→电解池的阴极，阴离子→电解池的阳极。 ③电流方向：电源正极→电解池阳极→电解质溶液→电解池阴极→电源极。 【典例1】（24-25高二上·江苏连云港·期中）电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下列说法正确的是 A．a极反应式为： B．电解一段时间，两电极区的pH均减小 C．电解过程中从b极通过质子交换膜转移至a极 D．相同时间内，a、b两极消耗的物质的量之比为5：3 【变式1-1】（24-25高二下·江苏南通·期中）科研工作者用金催化电极实现了常温、常压条件下合成氨，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电解过程中，通过交换膜从右往左迁移 B．的主要作用是降低的溶解度 C．金催化电极的电极反应式： D．理论上合成，左室溶液质量减少27g 【变式1-2】（24-25高二下·江苏南京·期中）在微生物作用下将2，4-二氯苯酚电解脱氯降解为苯酚的装置如图所示。 下列说法不正确的是 A．a为电源正极 B．N极的电极反应式： C．由左向右移动通过质子交换膜 D．当生成9.4g苯酚时，理论上M电极区生成CO2的质量为4.4g 【变式1-3】（24-25高二下·江苏连云港·期末）电解法制备超细粉体的装置如图所示。下列说法正确的是 A．b为直流电源的正极 B．电解生成1mol 时，理论上需通入5.6L C．电解时阳极电极反应式： D．电解一段时间后电解质溶液pH减小 题型02 电解和电解池 (1)电解：在电流作用下，电解质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：将电能转化为化学能的装置。 (3)电解池的构成 ①有与直流电源相连的两个电极。 ②电解质溶液(或熔融电解质)。 ③形成闭合回路。 【典例2】（23-24高二下·江苏淮安·期中）下列关于电解池的说法正确的是 A．电源的负极就是阴极 B．阳极上发生还原反应 C．与直流电源正极相连的电极是电解池的阳极 D．与直流电源负极相连的电极上发生氧化反应 【变式2-1】（24-25高二下·江苏常州·期中）如图所示装置中，属于电解池的是 A．   B． C．  D．   【变式2-2】（24-25高二下·江苏南通·月考）电化学在日常生活中用途广泛，下图①是镁、次氯酸钠燃料电池的示意图，电池总反应式为：Mg+ClO-+H2O＝Cl-+Mg(OH)2↓，图②是含Cr2O工业废水的电化学处理示意图。下列说法正确的是(已知6Fe2++ Cr2O+14H+＝6Fe3++2Cr3++7H2O) A．图②中Cr2O离子向惰性电极移动，与该极附近的OH-结合转化成Cr(OH)3除去 B．图②中阳极上的电极反应式为：Fe-3e-=Fe3+ C．图①中发生的还原反应是：ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH- D．若图①中7.2g镁溶解产生的电量用以图②废水处理，理论可产生32.1g氢氧化铁沉淀 【变式2-3】（23-24高二上·江苏扬州·月考）FeCl3溶液吸收H2S气体后的再生过程可降解酸性污水中的硝酸盐，其电解工作原理如下图所示，下列说法正确的是 A．a为电解池的阴极 B．电极b上的反应为2NO+10e-+6H2O=N2↑+12OH- C．随着电解进行电解池中的H+向a极移动 D．反应池中发生的离子反应为：2Fe3++H2S =2Fe2++S↓+2H+ 题型03 电极产物的判断及电极反应式书写 (1)阳极产物的判断 ①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。 ②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。 阴离子的放电顺序：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。 (2)阴极产物的判断 直接根据阳离子放电顺序进行判断。 阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。 ①若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H2。 ②放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。 5.电极反应式、电解方程式的书写 (1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。 (2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴离子、阳离子两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。 (3)然后排出阴、阳两极的放电顺序： 阴极：阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。 阳极：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。 (4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。 (5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式，并注明“电解”条件。 【典例3】（24-25高二下·江苏·期中）研究表明以N2为氮源电解可直接制备HNO3，其原理如图所示。下列有关说法正确的是 A．a为电源负极 B．电解一段时间后，阴极区溶液pH降低 C．电解时阳极电极反应式为N2＋6H2O＋10e-=2＋12H＋ D．若转移1 mol电子，可获得标准状况下11.2 L H2 【变式3-1】（24-25高二下·江苏扬州·期中）为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为：。下列说法不正确的是 A．阴极反应：2H2O + 2e- = 2OH-+ H2↑ B．电解时OH-通过阴离子交换膜向b极方向移动 C．阳极反应：2HCHO-2e-+ 2H2O =2HCOO-+ 4H++H2↑ D．相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍 【变式3-2】（24-25高二下·江苏扬州·期末）一种电解制取的装置如图所示。下列说法正确的是 A．电极b与直流电源的正极相连 B．透过阳离子交换膜由a极区移至b极区 C．电极a上发生的反应为： D．电解过程中每转移2mol电子，可获得 【变式3-3】（24-25高二下·江苏徐州·期末）研究发现，金属钙可用于电化学驱动将还原为，原理如图所示。已知：电解质溶液由和溶于有机溶剂形成。下列说法不正确的是 A．电解时在阳极发生氧化反应 B．生成的离子方程式： C．理论上电解一段时间后浓度基本不变 D．用代替更有利于生成 题型04 电解池阴阳极的判断 电解池中判断阴阳极的方法： (1)根据外接电源:正极接阳极,负极接阴极。 (2)根据电流方向:从阴极流出,从阳极流入。 (3)根据电子流向:从阳极流出,从阴极流入。 (4)根据离子移向:阴离子移向阳极,阳离子移向阴极。 (5)根据电极产物:阳极——电极溶解、逸出O2(或阳极区酸性增强)或Cl2;阴极——析出金属、逸出H2(或阴极区碱性增强)。 (6)根据反应类型:阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。 【典例4】（24-25高二上·江苏扬州·期末）一种新型锰氢二次电池以MnSO4溶液为电解质溶液，其充电原理如图所示，下列说法正确的是 A．电极a连接电源的负极 B．电极a所在电极室溶液的pH变小 C．H＋向电极a所在区域迁移 D．b极区产生的气体是O2 【变式4-1】（23-24高二下·江苏徐州·期末）我国科研工作者提出“铁-铜()双原子催化硝酸盐法”制氨，装置如题图所示。下列叙述正确的是 A．直流电源的极为负极 B．极的电极反应为 C．电解一段时间后，阳极区溶液不变 D．每生成4.48L，有0.4mol向极迁移 【变式4-2】（24-25高二上·江苏扬州·期中）科技人员成功实现在常温常压下用氮气和水生产氨，原理如图所示，下列说法正确的是 A．图中能量转化方式只有2种 B．a极发生还原反应 C．向极区移动 D．极上每产生流过电极的电子物质的量为 【变式4-3】（24-25高二上·江苏南通·期中）一种采用电解和催化相结合的循环方式实现高效制H2和O2的装置如图所示。下列说法正确的是 A．加入Y的目的是补充H2O B．电极a连接电源正极 C．电极b表面发生的电极反应式为Br--6e-+3O2-= D．催化阶段Z与Br-的物质的量之比为2：3 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】（24-25高二上·江苏·月考）用惰性电极电解AgNO3溶液，说法不正确的是(　　) A．电解过程中阴极质量不断增加 B．电解过程中溶液的pH不断降低 C．此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况 D．电解后两极产生的气体体积比为2∶1 【变式5-1】（24-25高二下·江苏·期中）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(中括号内)，溶液能恢复到电解前的情况的是 A．CuCl2[CuSO4] B．NaOH[Na2O] C．NaCl[HCl] D．CuSO4[Cu(OH)2] 【变式5-2】（23-24高二上·江苏·月考）用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后恰好恢复到电解前的状态(不考虑二氧化碳的溶解)，则电解过程中共转移电子的物质的量为 A．0.4 mol B．0.5 mol C．0.6 mol D．0.8 mol 【变式5-3】（23-24高二上·江苏盐城·月考）用石墨作电极电解下列溶液一段时间后，溶液的pH增大，再加入一定量括号内的物质，都能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是 A．AgNO3(AgNO3) B．NaOH (H2O) C．KCl (KCl) D．CuSO4(CuSO4) 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】（24-25高二上·江苏扬州·期中）以乙烷燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。下列说法正确的是 A．燃料电池工作时，正极反应式为O2+4H+−4e−=2H2O B．a极是铁，b极是铜时，能达到铁上镀铜的目的 C．a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，两极质量变化相同 D．a、b两极若是石墨，在同温同压下b极产生的气体与电池中消耗乙烷的体积之比为2:7 【变式6-1】（23-24高二上·江苏无锡·期中）用一种新型H2O2液态燃料电池(乙池)电解催化氮气制备铵盐和硝酸盐(甲池)的工作原理示意图如下(c、d均为石墨电极)。下列说法正确的是 A．乙池中若生成15molm气体，则甲池a、b两极共消耗8molN2 B．甲池中H+从b极区通过质子交换膜转移至a极区 C．一段时间后，乙池中c电极区的pH增大 D．甲池a极反应式为：N2＋12OH--10e-=2＋6H2O 【变式6-2】（23-24高二上·江苏徐州·期中）相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如下图所示装置是利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得、、和。下列说法不正确的是 A．a电极的电极反应式为 B．电池放电过程中，电极上的电极反应式为 C．c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜 D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得 【变式6-3】（24-25高二上·江苏苏州·期中）已知高能锂离子电池的总反应为，以为电解质，用该电池为电源电解处理含镍废水并回收单质Ni的实验装置如图所示(实验结束后，b室中NaCl溶液浓度变大)。下列说法不正确的是 A．碳棒为阳极，有电子从碳棒经导线流向FeS B．离子交换膜m为阳离子交换膜 C．当Li电极质量减轻7g时，b室离子数将增加1mol D．若与电源连接时将电极接反，某一电极易发生腐蚀 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】（24-25高二上·江苏常州·期中）一种浓差电池的放电原理是利用电解质溶液的浓度不同而产生电流。某浓差电池装置示意图如图所示，该电池使用前将开关K先与a连接一段时间后再与b连接。下列说法正确的是 A．交换膜应当选择阳离子交换膜 B．K与b连接时，电极A的质量相比于K与a相连时，质量会减轻 C．K与b连接时，电极B上发生的反应为 D．电极K与b连接时，电极A发生还原反应 【变式7-1】（24-25高二上·江苏镇江·期中）新型二次电池充电时的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时电极A为正极 B．充电时化学能转化为电能 C．放电时电极B的电极反应式为 D．放电时理论上每生成1mol 转移xmol 【变式7-2】（2025·江苏·三模）一种储电制氢装置如图所示，该装置晚间通过转化储存电力，为白天制氢提供能量。下列说法正确的是 A．晚间储电时，电极A应与电源的负极相连 B．白天制氢时，溶液中从左室向右室移动 C．储电时的总反应为 D．理论上生成，溶液中减少64g 【变式7-3】（24-25高二上·江苏·期末）我国科学家研发出以固态氢化镧(LaHx)为氢负离子(H-)导体的新型二次电池，电池放电时的工作原理如图所示。下列说法正确的是     A．放电时，电极b为正极 B．放电时，负极的电极反应式为TiH2+2e-=Ti+2H- C．充电时，每转移1 mol电子，a极增重1 g D．充电时，a极与外接电源的负极相连 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、电镀与电解精炼 电镀 电解精炼铜 概念 应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方法 利用电解方法提取纯金属的技术。其基本原理是通过电解过程，利用不同元素在阳极溶解或阴极析出难易程度的差异，从而提取纯金属 装置示意图 待镀件作阴极，镀层金属（铜）作阳极，含有镀层金属离子（铜离子）的溶液作为电解液 粗铜作为阳极，纯铜作为阴极，含有铜离子的溶液作为电解液。 工作原理 电镀时，一般用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，把待镀的金属制品浸入电镀液中，与直流电源的负极相连，作为阴极；把镀层金属作为阳极，与直流电源的正极相连，通入低压直流电，阳极金属铜溶解，成为铜离子，移向阴极，铜离子在阴极获得电子被还原成金属铜，覆盖在待镀金属表面 粗铜中往往含有锌、铁、镍、金等多种金属，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序中铜以前的金属杂质如Zn、Fe、Ni等，也会同时失去电子，如Zn-2e-=Zn2+、Fe-2e-=Fe2+、Ni-2e-=Ni2+,但是它们的阳离子比Cu2+难还原，所以Zn2+、Fe2+、Ni2+并不在阴极获得电子析出，而只是留在电解质溶液里。而位于金属活动性顺序中铜之后的金属如银、金等金属杂质，因为银、金的失电子能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子，所以以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥(阳极泥可作为提炼金、银等费重金属的原料)。 电极反应 阳极 Cu－2e－===Cu2＋ Zn－2e－===Zn2＋、Fe-2e-=Fe2+、 Ni-2e-=Ni2+,Cu－2e－===Cu2＋ 阴极 Cu2＋＋2e－===Cu Cu2＋＋2e－===Cu 电解质溶液的浓度变化 CuSO4溶液的浓度不变 CuSO4溶液的浓度变小 说明 电镀装置的构成，一般用镀件做阴极，镀层金属做阳极，含有镀层金属离子的盐溶液做电镀液。 在铜的电解精炼过程中，作为阳极的粗铜不断溶解，铜在阴极上不断析出，结果使粗铜变成精铜，其纯度可达到99.95%—99.98%，完全达到做导线的要求。 三、电冶金 K、Ca、Na、Mg、Al等活泼金属，很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质，因此必须通过电解熔融的化合物的方法得到。 电解冶炼 冶炼钠 冶炼镁 冶炼铝 电极反应 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na 阳极：2Cl－2e－===Cl2↑ 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg 阳极：6O2－－12e－===3O2↑ 阴极：4Al3＋＋12e－===4Al 总反应 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ MgCl2熔融Mg＋Cl2↑ 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 【典例8】（24-25高二上·江苏无锡·期中）下列装置不能达到设计目的的是 A．装置①X选用合适金属可用于钢管的防腐 B．装置②用于深浸在海水中的钢闸门的防腐 C．装置③用于模拟铁制品表面镀铜 D．装置④用于模拟粗铜的电解精炼 【变式8-1】（23-24高二下·江苏盐城·期末）电解法制备的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．M为电源的负极 B．阳极上的电极反应式为 C．阴离子交换膜应能允许通过而能阻止的扩散 D．理论上每转移0.1mol，阴极上会产生1.12L气体 【变式8-2】（24-25高二上·江苏苏州·期中）提供几组常见的实验装置示意图，下列有关叙述正确的是 A．装置①中阳极上有红色物质析出 B．装置②中的铜片应与直流电源的负极相连 C．装置③中，若电解液为KOH溶液，则电极a的反应式：H2-2e-+2OH-=2H2O D．装置④中，CuSO4溶液的浓度始终不变 【变式8-3】（23-24高二下·江苏扬州·期末）电催化还原CO2可实现捕捉并将其转化为燃料CO，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．Co-N-C/P电极与直流电源的正极相连 B．溶液中H+通过质子交换膜向石墨电极一侧移动 C．Co-N-C/P电极发生的反应为： D．工作过程中石墨电极周围溶液的pH不变 / 学科网（北京）股份有限公司 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 电解池的工作原理 (1)电极名称及电极反应式(电解CuCl2溶液为例) 总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑ (2)电解过程的三个流向 ①电子流向：电源负极→电解池阴极；电解池的阳极→电源的正极； ②离子流向：阳离子→电解池的阴极，阴离子→电解池的阳极。 ③电流方向：电源正极→电解池阳极→电解质溶液→电解池阴极→电源极。 【典例1】（24-25高二上·江苏连云港·期中）电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下列说法正确的是 A．a极反应式为： B．电解一段时间，两电极区的pH均减小 C．电解过程中从b极通过质子交换膜转移至a极 D．相同时间内，a、b两极消耗的物质的量之比为5：3 【答案】A 【分析】由图示可知，a极为阳极，失电子，电极反应式为：N2+6H2O-10e-=2NO+12H+，b极为阴极，得电子，电极反应式为：N2+6e-+8H+=2NH，据此分析； 【解析】A．根据分析可知，a极反应式为：，A正确；B．由图示可知，a极为阳极，失电子，电极反应式为：N2+6H2O-10e-=2NO+12H+，b极为阴极，得电子，电极反应式为：N2+6e-+8H+=2NH，则阳极区酸性增强、pH减小，阴极区酸性减弱、pH增大，B错误；C．a极为阳极、b极为阴极，电解过程中H+从a极通过质子交换膜转移至b极，C错误；D．a极为阳极，电极反应式为：N2+6H2O-10e-=2NO+12H+，b极为阴极，电极反应式为：N2+6e-+8H+=2NH，依据得失电子守恒，转移30mol电子时阴极、阳极消耗氮气的物质的量分别为5mol、3mol，即a、b两极消耗N2的物质的量之比为3:5，D错误；故选A。 【变式1-1】（24-25高二下·江苏南通·期中）科研工作者用金催化电极实现了常温、常压条件下合成氨，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．电解过程中，通过交换膜从右往左迁移 B．的主要作用是降低的溶解度 C．金催化电极的电极反应式： D．理论上合成，左室溶液质量减少27g 【答案】D 【分析】根据图示知，金催化电极发生还原反应，得电子，是阴极，电极反应：；惰性电极是是阳极，。 【解析】A．电解过程中，向阴极移动，即H+通过质子交换膜从左往右迁移，A错误；B．可以电离出自由移动的离子，主要作用是增强溶液导电性，B错误；C．根据分析知，金催化电极的电极反应式：，C错误；D．理论上合成，转移电子，则左室生成，还有向阴极移动，则溶液质量减少，D正确；故选D。 【变式1-2】（24-25高二下·江苏南京·期中）在微生物作用下将2，4-二氯苯酚电解脱氯降解为苯酚的装置如图所示。 下列说法不正确的是 A．a为电源正极 B．N极的电极反应式： C．由左向右移动通过质子交换膜 D．当生成9.4g苯酚时，理论上M电极区生成CO2的质量为4.4g 【答案】B 【分析】在电极M上，CH3COOH失去电子生成CO2，发生氧化反应，为阳极；在电极N上，得到电子生成，发生还原反应，为阴极；电极a为正极，电极b为负极，在电解池中，阳离子向阴极移动。 【解析】A．由装置图可知，在电极M上，CH3COOH失去电子生成CO2，M极为阳极，与M相连的a为正极，A正确；B．在电极N上得到电子生成，发生还原反应：+4e-+2H+=+2Cl-，B错误；C．在电解池中，阳离子向阴极移动，所以H+由左向右移动，C正确；D．M极的电极反应式为，根据M、N极的电极反应式可知，当生成9.4g（0.1mol）苯酚时，生成0.1molCO2，质量为4.4g，D正确；故选B。 【变式1-3】（24-25高二下·江苏连云港·期末）电解法制备超细粉体的装置如图所示。下列说法正确的是 A．b为直流电源的正极 B．电解生成1mol 时，理论上需通入5.6L C．电解时阳极电极反应式： D．电解一段时间后电解质溶液pH减小 【答案】D 【分析】电解法制备超细粉体，阳极上生成，电极反应式为，石墨电极上通氧气，为阴极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-； 【解析】A．由上述分析可知，石墨为阴极，b为直流电源的负极，故A错误；B．由于没有强调温度和压强，无法计算氧气的体积，故B错误；C．阳极发生氧化反应，电极反应式为，故C错误；D．阳极反应式为，阴极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，总反应式为，由此可知，电解一段时间后，是净消耗，电解质溶液pH减小，故D正确；答案选D。 题型02 电解和电解池 (1)电解：在电流作用下，电解质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：将电能转化为化学能的装置。 (3)电解池的构成 ①有与直流电源相连的两个电极。 ②电解质溶液(或熔融电解质)。 ③形成闭合回路。 【典例2】（23-24高二下·江苏淮安·期中）下列关于电解池的说法正确的是 A．电源的负极就是阴极 B．阳极上发生还原反应 C．与直流电源正极相连的电极是电解池的阳极 D．与直流电源负极相连的电极上发生氧化反应 【答案】C 【解析】A．连接电源的负极的电极为阴极，A错误；B．阳极连接电源的正极，阳极上发生氧化反应，B错误；C．与直流电源正极相连的电极是电解池的阳极，发生氧化反应，C正确；D．与直流电源负极相连的电极为阴极，阴极上发生还原反应，D错误；故合理选项是C。 【变式2-1】（24-25高二下·江苏常州·期中）如图所示装置中，属于电解池的是 A．   B． C．  D．   【答案】C 【解析】A．电解池是把电能转化为化学能的装置，A没有电源，属于原电池，故A错误；B．B装置也没有电源，故B错误；C．C为电解氯化铜溶液的装置图，故C正确；D．没有形成闭合回路，不能构成电池，故D错误；故选：C。 【变式2-2】（24-25高二下·江苏南通·月考）电化学在日常生活中用途广泛，下图①是镁、次氯酸钠燃料电池的示意图，电池总反应式为：Mg+ClO-+H2O＝Cl-+Mg(OH)2↓，图②是含Cr2O工业废水的电化学处理示意图。下列说法正确的是(已知6Fe2++ Cr2O+14H+＝6Fe3++2Cr3++7H2O) A．图②中Cr2O离子向惰性电极移动，与该极附近的OH-结合转化成Cr(OH)3除去 B．图②中阳极上的电极反应式为：Fe-3e-=Fe3+ C．图①中发生的还原反应是：ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH- D．若图①中7.2g镁溶解产生的电量用以图②废水处理，理论可产生32.1g氢氧化铁沉淀 【答案】D 【分析】图1是原电池，根据总反应式，Mg电极是负极，惰性电极是正极。图2是电解池，金属铁是阳极，惰性电极是阴极。 【解析】A．图②中惰性电极为阴极，Fe电极为阳极，则Cr2O离子向金属铁电极移动，与亚铁离子发生氧化还原反应生成的金属阳离子与惰性电极附近的OH-结合转化成Cr(OH)3除去，A错误；B．图②中Fe为阳极，发生氧化反应，阳极上的电极反应式为：Fe-2e-＝Fe2+，B错误；C．该原电池中，镁作负极，负极上镁失电子发生氧化反应，负极反应为Mg-2e-=Mg2+，电池反应式为Mg+ClO-+H2O=Mg(OH)2↓+Cl-，正极上次氯酸根离子得电子发生还原反应，则总反应减去负极反应可得正极还原反应为Mg2++ClO-+H2O+2e-=Cl-+Mg(OH)2↓，C错误；D．由电子守恒可知，Mg～2e-～Fe2+，由原子守恒可知Fe2+～Fe(OH)3↓，则n(Mg)=7.2g÷24g/mol=0.3mol，理论可产生氢氧化铁沉淀的质量为0.3mol×107g/mol=32.1g，D正确；答案选D。 【变式2-3】（23-24高二上·江苏扬州·月考）FeCl3溶液吸收H2S气体后的再生过程可降解酸性污水中的硝酸盐，其电解工作原理如下图所示，下列说法正确的是 A．a为电解池的阴极 B．电极b上的反应为2NO+10e-+6H2O=N2↑+12OH- C．随着电解进行电解池中的H+向a极移动 D．反应池中发生的离子反应为：2Fe3++H2S =2Fe2++S↓+2H+ 【答案】D 【分析】FeCl3具有强氧化性，反应池中FeCl3溶液氧化H2S生成S单质，发生的反应为2FeCl3+H2S=2FeCl2+2HCl+S↓，反应池中溶液M转移到电解池左池，由图可知，电解池左池产生Fe3+，右池中NO转化为氮气，即左池中Fe2+失电子生成Fe3+，右池中NO发生得电子的还原反应，则左池a极为阳极、右池b极为阴极，阳极反应式为Fe2+-e-=Fe3+，阴极反应式为2NO+10e-+12H+=6H2O+N2↑。 【解析】A．由装置b电极上反应可知，NO发生得电子的还原反应，则电极b为阴极，电极a为阳极，故A项错误；B．电极b为阴极，电极反应式为2NO+10e-+12H+=6H2O+N2↑，故B项错误；C．电解池中阳离子向阴极移动，则H+向b极移动，故C项错误；D．由分析可知，反应池中FeCl3溶液氧化H2S生成S单质，发生的反应为2FeCl3+H2S=2FeCl2+2HCl+S↓，离子方程式为：2Fe3++H2S =2Fe2++S↓+2H+，故D项正确；故本题选D。 题型03 电极产物的判断及电极反应式书写 (1)阳极产物的判断 ①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。 ②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。 阴离子的放电顺序：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。 (2)阴极产物的判断 直接根据阳离子放电顺序进行判断。 阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。 ①若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H2。 ②放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。 5.电极反应式、电解方程式的书写 (1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。 (2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴离子、阳离子两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。 (3)然后排出阴、阳两极的放电顺序： 阴极：阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。 阳极：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。 (4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。 (5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式，并注明“电解”条件。 【典例3】（24-25高二下·江苏·期中）研究表明以N2为氮源电解可直接制备HNO3，其原理如图所示。下列有关说法正确的是 A．a为电源负极 B．电解一段时间后，阴极区溶液pH降低 C．电解时阳极电极反应式为N2＋6H2O＋10e-=2＋12H＋ D．若转移1 mol电子，可获得标准状况下11.2 L H2 【答案】D 【分析】从图中可以看出，在左侧电极，N2失电子产物与电解质反应生成等，则此电极为阳极，电极反应式为N2＋6H2O-10e-=2＋12H＋，H+透过质子交换膜进入右侧电极区；在右侧电极，H+得电子生成H2等，则右侧电极为阴极。从而得出与左侧阳极相连的a电极为正极，b电极为负极。 【解析】A．由分析可知，a为电源正极，A不正确；B．电解反应发生时，阴极发生反应2H++2e-=H2↑，但同时左侧电极产生的H+不断进入右侧电极区，溶液pH不变，B不正确；C．电解时，左侧电极为阳极，N2失电子产物与电解质反应生成等，依据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒，可得出阳极电极反应式为N2＋6H2O-10e-=2＋12H＋，C不正确；D．依据阴极反应式2H++2e-=H2↑，若转移1 mol电子，可获得0.5molH2，其在标准状况下的体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2 L，D正确；故选D。 【变式3-1】（24-25高二下·江苏扬州·期中）为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为：。下列说法不正确的是 A．阴极反应：2H2O + 2e- = 2OH-+ H2↑ B．电解时OH-通过阴离子交换膜向b极方向移动 C．阳极反应：2HCHO-2e-+ 2H2O =2HCOO-+ 4H++H2↑ D．相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍 【答案】C 【分析】据图示可知，b电极上HCHO转化为HCOO-，而HCHO转化为HCOO-为氧化反应，所以b电极为阳极，a电极为阴极，HCHO为阳极反应物，由反应机理可知：反应后生成的转化为HCOOH。由原子守恒和电荷守恒可知，在生成HCOOH的同时还生成了H-，生成的HCOOH再与氢氧化钾酸碱中和：HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，而生成的H-在阳极失电子发生氧化反应生成氢气，即2H--2e-=H2↑，阴极水得电子生成氢气：2H2O+2e-=H2↑+2OH-。 【解析】A．阴极水得电子生成氢气，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，A正确；B．由电极反应式可知，电解过程中阴极生成OH-，负电荷增多，阳极负电荷减少，要使电解质溶液呈电中性，通过阴离子交换膜向阳极移动，即向b极方向移动，B正确；C．由以上分析可知，阳极反应涉及到：①HCHO+OH--e-→HCOOH+H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，由(①+②)×2得阳极反应为：，C错误；D．由以上分析可知，阳极反应：①HCHO+OH--e-→HCOOH+H2，②HCOOH+OH-=HCOO-+H2O，阴极反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-，即转移2mol电子时，阴、阳两极各生成1molH2，共2molH2，而传统电解水：，转移2mol电子，只有阴极生成1molH2，所以相同电量下理论产量是传统电解水的2，D正确；故选C。 【变式3-2】（24-25高二下·江苏扬州·期末）一种电解制取的装置如图所示。下列说法正确的是 A．电极b与直流电源的正极相连 B．透过阳离子交换膜由a极区移至b极区 C．电极a上发生的反应为： D．电解过程中每转移2mol电子，可获得 【答案】B 【分析】本题考查电解池工作原理，b极区生成H2，为H2O得电子生成，故电极b为阴极，与直流电源的负极相连，电极a与直流电源的正极相连为阳极。 【解析】A．经分析，电极b作阴极，与直流电源的负极相连，A错误；B．阳离子透过阳离子交换膜向阴极移动，故透过阳离子交换膜由a极区移至b极区，B正确；C．电极a上发生的反应为：，C错误；D．H2体积未指明温度和压强，无法计算体积，D错误；故答案为B。 【变式3-3】（24-25高二下·江苏徐州·期末）研究发现，金属钙可用于电化学驱动将还原为，原理如图所示。已知：电解质溶液由和溶于有机溶剂形成。下列说法不正确的是 A．电解时在阳极发生氧化反应 B．生成的离子方程式： C．理论上电解一段时间后浓度基本不变 D．用代替更有利于生成 【答案】D 【分析】该装置为电解池，氢气转化为氢离子，通入H2的电极为阳极，N2最终转化为NH3，通入N2的电极为阴极。 【解析】A．根据分析，通入H2的电极为阳极，在阳极发生氧化反应，A正确；B．由图可知，生成的离子方程式：，B正确；C．在电解池中，存在着C2H5OHC2H5O-、C2H5O-C2H5OH的循环，且消耗量等于生成量，理论上电解一段时间后C2H5OH浓度基本不变，C正确；D．钙与水反应，不能用代替，D错误；故选D。 题型04 电解池阴阳极的判断 电解池中判断阴阳极的方法： (1)根据外接电源:正极接阳极,负极接阴极。 (2)根据电流方向:从阴极流出,从阳极流入。 (3)根据电子流向:从阳极流出,从阴极流入。 (4)根据离子移向:阴离子移向阳极,阳离子移向阴极。 (5)根据电极产物:阳极——电极溶解、逸出O2(或阳极区酸性增强)或Cl2;阴极——析出金属、逸出H2(或阴极区碱性增强)。 (6)根据反应类型:阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。 【典例4】（24-25高二上·江苏扬州·期末）一种新型锰氢二次电池以MnSO4溶液为电解质溶液，其充电原理如图所示，下列说法正确的是 A．电极a连接电源的负极 B．电极a所在电极室溶液的pH变小 C．H＋向电极a所在区域迁移 D．b极区产生的气体是O2 【答案】B 【分析】在充电过程中，电极a上Mn2+转化为MnO2，锰元素化合价升高，发生氧化反应，根据电解池原理，阳极发生氧化反应，a极为阳极，b极为阴极。阳极与电源正极相连， 【解析】A．根据分析，a极为阳极，阳极与电源正极相连，所以电极a连接电源的正极，A错误；B．电极a的电极反应式为Mn2+ + 2H2O-2e- = MnO2 + 4H+，反应生成了H+，导致电极a所在电极室溶液中H+浓度增大，溶液的pH变小，B正确；C．在电解池中，阳离子向阴极移动，电极a为阳极，电极b为阴极，所以H+向电极b所在区域迁移，C错误；D．电极b为阴极，发生还原反应，溶液中的H+得到电子生成H2，而不是O2，D错误；故选B。 【变式4-1】（23-24高二下·江苏徐州·期末）我国科研工作者提出“铁-铜()双原子催化硝酸盐法”制氨，装置如题图所示。下列叙述正确的是 A．直流电源的极为负极 B．极的电极反应为 C．电解一段时间后，阳极区溶液不变 D．每生成4.48L，有0.4mol向极迁移 【答案】B 【分析】由图示可知，铁-铜电极上硝酸根离子被还原生成氨气，所以铁-铜电极为阴极、石墨电极为阳极，阴极反应式为+6H2O+8e−=NH3↑+9OH−、阳极反应式为4H2O-8e−=2O2↑+8H+，a为电源的负极、b为电源的正极。 【解析】A．由以上分析可知，石墨电极为阳极，直流电源的b极为正极，故A错误；B．Fe−Cu极为电解池的阴极，其电极反应式为+6H2O+8e−=NH3↑+9OH−，故B正确；C．石墨电极为阳极，阳极发生氧化反应，其电极反应式为4H2O-8e−=2O2↑+8H+，阴极反应式为+6H2O+8e−=NH3↑+9OH−，阴极生成的氢氧根通过阴离子交换膜向阳极移动，和阳极生成的氢离子中和生成水，以转移8mol电子为例，阳极消耗4molH2O、阴极转移过来的8molOH−生成8molH2O，电解一段时间后，阳极区硫酸根离子物质的量不变，即氢离子物质的量不变，但溶液中水的量增多，pH增大，故C错误；D．选项未指明标准状况，故O2的物质的量无法计算，硫酸根迁移的物质的量无法计算，故D错误；故答案为B。 【变式4-2】（24-25高二上·江苏扬州·期中）科技人员成功实现在常温常压下用氮气和水生产氨，原理如图所示，下列说法正确的是 A．图中能量转化方式只有2种 B．a极发生还原反应 C．向极区移动 D．极上每产生流过电极的电子物质的量为 【答案】C 【解析】A．图中能量转化方式有风能转化为电能、太阳能转化为电能、电能转化为化学能等，A错误；B．a极上水发生氧化反应生成氧气，B错误；C．极区氮气发生还原反应生成氨气，b极是阴极，溶液中阳离子向极区移动，C正确；D．没有给出温度和压强，无法计算22.4 L NH3的物质的量，不能计算流过电极的电子的物质的量，D错误；故选C。 【变式4-3】（24-25高二上·江苏南通·期中）一种采用电解和催化相结合的循环方式实现高效制H2和O2的装置如图所示。下列说法正确的是 A．加入Y的目的是补充H2O B．电极a连接电源正极 C．电极b表面发生的电极反应式为Br--6e-+3O2-= D．催化阶段Z与Br-的物质的量之比为2：3 【答案】A 【分析】由图可知，b极溴元素化合价升高，失电子，故b极为阳极，电极反应式为Br--6e-+3H2O=+6H+，故Y为水，a极为阴极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，故X为氢气，循环阶段被还原为Br-，同时生成氧气，Z为氧气，据此作答。 【解析】A．由分析可知，Y为水，目的是补充H2O，故A正确；B．a极为阴极，连接电源的负极，故B错误；C．由分析可知，b极为阳极，电极反应式为Br--6e-+3H2O=+6H+，故C错误；D．催化阶段溴元素由+5价降低为-1价，生成1mol溴离子转移6mol电子，氧元素由-2价升高为0价，生成1mol氧气转移4mol电子，由电子守恒可知生成氧气与Br-的物质的量之比为6：4=3：2，故D错误；答案选A。 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】（24-25高二上·江苏·月考）用惰性电极电解AgNO3溶液，说法不正确的是(　　) A．电解过程中阴极质量不断增加 B．电解过程中溶液的pH不断降低 C．此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况 D．电解后两极产生的气体体积比为2∶1 【答案】D 【分析】用惰性电极电解 溶液，溶液中的阴离子在阳极放电，阴极离子的放电顺序为氢氧根离子>硝酸根离子；溶液中的阳离子在阴极的放电，放电顺序为银离子>氢离子，故电解总反应为：。 【解析】A．电解过程中阴极银离子放电，生成单质，则阴极质量增加，故A正确；B．由生成硝酸，溶液的酸性增强，pH不断降低，故B正确；C．由电解反应可知，从溶液中析出单质和氧气，则可向溶液中加入适量的固体可使溶液恢复电解前的状况，故C正确；D．电解时只有阳极生成氧气，在阴极上产生的是金属银，不会在阴极上产生气体，故D错误；答案选D。 【变式5-1】（24-25高二下·江苏·期中）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(中括号内)，溶液能恢复到电解前的情况的是 A．CuCl2[CuSO4] B．NaOH[Na2O] C．NaCl[HCl] D．CuSO4[Cu(OH)2] 【答案】C 【解析】A、电解氯化铜时，阳极放氯气，阴极生成金属铜，所以应加氯化铜让电解质溶液复原，故A错误；B、电解氢氧化钠时，阳极产生氧气，阴极产生氢气，所以应加水让电解质溶液复原，故B错误；C、电解氯化钠时，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，故C正确；D、电解硫酸铜时，阳极产生氧气，阴极产生金属铜，所以应加氧化铜让电解质溶液复原，加入氢氧化铜会多加入水，故D错误；故选C。 【变式5-2】（23-24高二上·江苏·月考）用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后恰好恢复到电解前的状态(不考虑二氧化碳的溶解)，则电解过程中共转移电子的物质的量为 A．0.4 mol B．0.5 mol C．0.6 mol D．0.8 mol 【答案】C 【解析】用惰性电极电解硫酸铜时，初阶段：2CuSO4+2H2O2Cu↓+O2↑+2H2SO4，后阶段：2H2O2H2↑+O2↑，如果只按照第一阶段的电解，反应只需要加入CuO或CuCO3就可以，但是现在加入的是0.1 mol Cu2(OH)2CO3，相当于加入了0.2molCuO和0.1molH2O，这0.1mol的水，应该是第二阶段反应消耗的，该阶段转移了0.2mol电子，第一阶段转移了0.4mol电子，所以总共转移电子0.6mol，故选C。 【变式5-3】（23-24高二上·江苏盐城·月考）用石墨作电极电解下列溶液一段时间后，溶液的pH增大，再加入一定量括号内的物质，都能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是 A．AgNO3(AgNO3) B．NaOH (H2O) C．KCl (KCl) D．CuSO4(CuSO4) 【答案】B 【解析】A．电解AgNO3溶液，银离子和OH-放电，应加入氧化银恢复原样，故A错误；B．电解NaOH溶液，氢离子和OH-放电，则加入水能恢复原样，故B正确；C．电解KCl溶液，氢离子和氯离子放电，则应加入HCl恢复原样，故C错误；D．电解CuSO4溶液，铜离子和OH-放电，则一段时间内应加入氧化铜能恢复原样，故D错误；故选B。 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】（24-25高二上·江苏扬州·期中）以乙烷燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。下列说法正确的是 A．燃料电池工作时，正极反应式为O2+4H+−4e−=2H2O B．a极是铁，b极是铜时，能达到铁上镀铜的目的 C．a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，两极质量变化相同 D．a、b两极若是石墨，在同温同压下b极产生的气体与电池中消耗乙烷的体积之比为2:7 【答案】B 【分析】电池工作时，O2转化为H2O，由O元素的价态变化，可确定通入O2的电极为正极，通入乙烷的电极为负极；右侧电池为电解池，a电极为阴极，b电极为阳极。 【解析】A．燃料电池工作时，通入O2的电极为正极，O2得电子产物与电解质反应生成H2O，正极反应式为O2+4H++4e−=2H2O，A不正确；B．往铁上镀铜，则右侧电池为电镀池，铜应作阳极，铁应作阴极，则a极为阴极，应是铁，b极是阳极，应是铜，B正确；C．a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，但由于粗铜中混有铁、锌、金、银等杂质，在电解过程中，Fe、Zn等失电子，而溶液中只有Cu2+在阴极得电子，且粗铜中的金、银会形成阳极泥，所以两极质量变化不相同，C不正确；D．a、b两极若是石墨，在同温同压下b极产生的气体为O2，电池中消耗乙烷，依据得失电子守恒可建立如下关系式：7O2——28e-——2C2H6，二者的体积之比等于物质的量之比，则为7:2，D不正确；故选B。 【变式6-1】（23-24高二上·江苏无锡·期中）用一种新型H2O2液态燃料电池(乙池)电解催化氮气制备铵盐和硝酸盐(甲池)的工作原理示意图如下(c、d均为石墨电极)。下列说法正确的是 A．乙池中若生成15molm气体，则甲池a、b两极共消耗8molN2 B．甲池中H+从b极区通过质子交换膜转移至a极区 C．一段时间后，乙池中c电极区的pH增大 D．甲池a极反应式为：N2＋12OH--10e-=2＋6H2O 【答案】A 【分析】由图可知，甲池为电解池，a极氮元素价态升高失电子，故a极为阳极，电极反应为：N2-10e-+6H2O=2+12H+，b极为阴极，电极反应为：N2+8H++6e-=2，故H2O2液态燃料电池（乙池）中，c极为负极，过氧化氢失电子生成氧气，电极反应为：H2O2-2e-=O2↑+2H+，d极为正极，电极反应为：H2O2+2e-+2H+=2H2O，据此分析作答。 【解析】A．由分析可知，乙池中若生成15molm气体即O2，电路上转移电子为30mol，则甲池a、b两极共消耗N2为()=8mol，A正确；B．由分析可知，甲池中a为阳极，b为阴极，故甲池中H+从a极区通过质子交换膜转移至b极区，B错误；C．由分析可知，c极为负极，过氧化氢失电子生成氧气，电极反应为：H2O2-2e-=O2↑+2H+，故一段时间后，乙池中c电极区的pH减小，C错误；D．由分析可知，甲池a极反应式为：N2-10e-+6H2O=2+12H+，D错误；故答案为：A。 【变式6-2】（23-24高二上·江苏徐州·期中）相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如下图所示装置是利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得、、和。下列说法不正确的是 A．a电极的电极反应式为 B．电池放电过程中，电极上的电极反应式为 C．c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜 D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得 【答案】C 【分析】浓差电池中，左侧溶液中Cu2+浓度大，离子的氧化性强，所以Cu (1)电极为正极、电极上发生得电子的还原反应，电极反应为Cu2++2e-=Cu。Cu (2)电极为负极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，电解槽中a电极为阴极、b电极为阳极。阳极上水失电子生成O2和H+，电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+；阴极上水发生得电子的还原反应生成H2，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则钠离子通过离子交换膜c生成NaOH，为阳离子交换膜，硫酸根通过离子交换膜d生成硫酸、为阴离子交换膜，据此分析解答。 【解析】A．根据上述分析可知：电解槽中a电极为阴极，水得电子发生了还原反应生成H2，其电极反应为2H2O＋2e-=H2↑＋2OH-，故A正确；B．根据上述分析可知：浓差电池中，Cu (1)电极为正极，正极上Cu2+得电子生成Cu，其电极反应为：Cu2++2e-=Cu，故B正确；C．根据上述分析可知：a极附近生成NaOH、b极附近生成H2SO4，所以钠离子通过离子交换膜c生成NaOH，为阳离子交换膜；硫酸根通过离子交换膜d生成硫酸、d为阴离子交换膜，C错误；D．电池从开始工作到停止放电，溶液中Cu2+浓度变为1.5 mol/L，正极上析出Cu的物质的量n(Cu)=(2.5-1.5) mol/L×2 L=2 mol，正极反应为Cu2++2e-=Cu，阴极反应为4H2O＋4e-=2H2↑＋4OH-，根据电子守恒有Cu~2e-~2NaOH，电解池理论上生成NaOH的物质的量n(NaOH) =2n(Cu)=4 mol，则m(NaOH)=nM=4 mol×40 g/mol=160 g，故D正确；故答案：C。 【变式6-3】（24-25高二上·江苏苏州·期中）已知高能锂离子电池的总反应为，以为电解质，用该电池为电源电解处理含镍废水并回收单质Ni的实验装置如图所示(实验结束后，b室中NaCl溶液浓度变大)。下列说法不正确的是 A．碳棒为阳极，有电子从碳棒经导线流向FeS B．离子交换膜m为阳离子交换膜 C．当Li电极质量减轻7g时，b室离子数将增加1mol D．若与电源连接时将电极接反，某一电极易发生腐蚀 【答案】C 【分析】由反应FeS+2Li=Fe+Li2S可知，Li被氧化，应为原电池的负极，FeS被还原生成Fe，为正极反应，用该电池为电源电解含镍酸性废水并得到单质Ni，则镀镍铁棒为阴极，发生还原反应，连接原电池负极，碳棒为阳极，连接电源的正极，发生氧化反应，据此分析解答。 【解析】A．原电池中Li为负极，FeS为正极，则碳棒连接电源正极为阳极，外电路中，电子由负极Li流向正极FeS，故A正确；B．电解过程中为平衡a、c中的电荷，a中的Na+和c中的Cl-分别通过阳离子膜和阴离子膜移向b中，使b室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，即膜m为阳离子交换膜，故B正确；C．锂电极反应Li-e-=Li+，当Li电极质量减轻7g时，即转移1mol e-时，b室离子数增加2mol，故C错误；D．若与电源连接时将电极接反，则镀镍铁棒做阳极，活泼金属会失去电子而易发生腐蚀，故D正确；故选：C。 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】（24-25高二上·江苏常州·期中）一种浓差电池的放电原理是利用电解质溶液的浓度不同而产生电流。某浓差电池装置示意图如图所示，该电池使用前将开关K先与a连接一段时间后再与b连接。下列说法正确的是 A．交换膜应当选择阳离子交换膜 B．K与b连接时，电极A的质量相比于K与a相连时，质量会减轻 C．K与b连接时，电极B上发生的反应为 D．电极K与b连接时，电极A发生还原反应 【答案】B 【分析】由题干信息可知，将开关K先与a连接后则电极B为阳极，电极反应为，电极A为阴极，电极反应为：，一段时间后右侧溶液中浓度增大，而左侧溶液中浓度减小，为了保持的浓度差必须保证不能通过半透膜，故交换膜是阴离子交换膜，一段时间后与b连接，电极A为负极，电极反应为：，电极B为正极，电极反应为：，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，交换膜应当选择阴离子交换膜，阻止阳极通过以保证两侧溶液中有浓度差，A错误；B．K与b连接时，形成原电池，电极A为负极，电极反应为：，电极质量减轻；K与a连接时，A为阴极，电极反应为：，质量增加；B正确；C．由分析可知，K与b连接时，电极B为正极，电极反应为：，C错误；D．K与b连接时，形成原电池，电极A为负极，电极A发生氧化反应（Cu失电子），D错误；故选B。 【变式7-1】（24-25高二上·江苏镇江·期中）新型二次电池充电时的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．放电时电极A为正极 B．充电时化学能转化为电能 C．放电时电极B的电极反应式为 D．放电时理论上每生成1mol 转移xmol 【答案】D 【分析】新型电池充电时移向A电极，根据电解池内阳离子移向阴极，可知充电时A为阴极，B为阳极；放电时A为负极，B为正极。 【解析】A．根据分析可知放电时电极A为负极，故A错误；B．放电时为原电池，将化学能转化为电能，充电时电能转化为化学能，故B错误；C．放电时电极B为正极，得电子发生还原反应，对应电极反应式为，故C错误；D．放电时电极A为负极，电极反应式为，因此放电时每生成1molSb2S3转移，故D正确；故答案为：D。 【变式7-2】（2025·江苏·三模）一种储电制氢装置如图所示，该装置晚间通过转化储存电力，为白天制氢提供能量。下列说法正确的是 A．晚间储电时，电极A应与电源的负极相连 B．白天制氢时，溶液中从左室向右室移动 C．储电时的总反应为 D．理论上生成，溶液中减少64g 【答案】C 【分析】该装置晚间通过转化储存电力，则晚间对应电解池原理，将电能转化为化学能，B为阴极，与电源的负极相连，A为阳极，与电源的正极相连；白天制氢为原电池，将化学能转化为电能，A为正极，B为负极。 【解析】A．由分析可知，晚间储电时对应电解池原理，A为阳极，与电源的正极相连，A错误；B．白天制氢时是原电池，A为正极，B为负极，溶液中为阳离子，从右室向左室移动，B错误；C．储电时，阳极发生：，阴极发生，则总反应为，C正确；D．，每生成，转移的电子为2mol，由知，溶液中减少的，对应的=32g，D错误；故选C。 【变式7-3】（24-25高二上·江苏·期末）我国科学家研发出以固态氢化镧(LaHx)为氢负离子(H-)导体的新型二次电池，电池放电时的工作原理如图所示。下列说法正确的是     A．放电时，电极b为正极 B．放电时，负极的电极反应式为TiH2+2e-=Ti+2H- C．充电时，每转移1 mol电子，a极增重1 g D．充电时，a极与外接电源的负极相连 【答案】C 【分析】该装置为化学电源，根据放电时，H-由a极移向b极，依据原电池工作原理，阴离子向负极移动，即电极b为负极，负极反应式为2H--2e-=H2↑，电极a正极，正极反应式为TiH2+2e-=Ti+2H-，据此分析； 【解析】A．原电池中，阴离子移向负极，由图可知，H-移向b极，故b极为负极，A错误；B．b为负极，负极反应式为2H--2e-=H2↑，B错误；C．每转移1mol电子，a极增加1molH，则a极增重1mol×1g/mol=1g，C正确；D．充电时，a极与外接电源的正极相连，D错误；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、电镀与电解精炼 电镀 电解精炼铜 概念 应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方法 利用电解方法提取纯金属的技术。其基本原理是通过电解过程，利用不同元素在阳极溶解或阴极析出难易程度的差异，从而提取纯金属 装置示意图 待镀件作阴极，镀层金属（铜）作阳极，含有镀层金属离子（铜离子）的溶液作为电解液 粗铜作为阳极，纯铜作为阴极，含有铜离子的溶液作为电解液。 工作原理 电镀时，一般用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，把待镀的金属制品浸入电镀液中，与直流电源的负极相连，作为阴极；把镀层金属作为阳极，与直流电源的正极相连，通入低压直流电，阳极金属铜溶解，成为铜离子，移向阴极，铜离子在阴极获得电子被还原成金属铜，覆盖在待镀金属表面 粗铜中往往含有锌、铁、镍、金等多种金属，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序中铜以前的金属杂质如Zn、Fe、Ni等，也会同时失去电子，如Zn-2e-=Zn2+、Fe-2e-=Fe2+、Ni-2e-=Ni2+,但是它们的阳离子比Cu2+难还原，所以Zn2+、Fe2+、Ni2+并不在阴极获得电子析出，而只是留在电解质溶液里。而位于金属活动性顺序中铜之后的金属如银、金等金属杂质，因为银、金的失电子能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子，所以以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥(阳极泥可作为提炼金、银等费重金属的原料)。 电极反应 阳极 Cu－2e－===Cu2＋ Zn－2e－===Zn2＋、Fe-2e-=Fe2+、 Ni-2e-=Ni2+,Cu－2e－===Cu2＋ 阴极 Cu2＋＋2e－===Cu Cu2＋＋2e－===Cu 电解质溶液的浓度变化 CuSO4溶液的浓度不变 CuSO4溶液的浓度变小 说明 电镀装置的构成，一般用镀件做阴极，镀层金属做阳极，含有镀层金属离子的盐溶液做电镀液。 在铜的电解精炼过程中，作为阳极的粗铜不断溶解，铜在阴极上不断析出，结果使粗铜变成精铜，其纯度可达到99.95%—99.98%，完全达到做导线的要求。 三、电冶金 K、Ca、Na、Mg、Al等活泼金属，很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质，因此必须通过电解熔融的化合物的方法得到。 电解冶炼 冶炼钠 冶炼镁 冶炼铝 电极反应 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na 阳极：2Cl－2e－===Cl2↑ 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg 阳极：6O2－－12e－===3O2↑ 阴极：4Al3＋＋12e－===4Al 总反应 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ MgCl2熔融Mg＋Cl2↑ 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 【典例8】（24-25高二上·江苏无锡·期中）下列装置不能达到设计目的的是 A．装置①X选用合适金属可用于钢管的防腐 B．装置②用于深浸在海水中的钢闸门的防腐 C．装置③用于模拟铁制品表面镀铜 D．装置④用于模拟粗铜的电解精炼 【答案】B 【解析】A．装置①X选用比铁活泼的金属，则金属棒X作负极，钢管作正极，可用于钢管的防腐，能达到设计目的，A不符合题意；B．用于深浸在海水中的钢闸门的防腐，则闸门应该连接外接电源的负极，本身做阴极被保护，不能达到设计目的，B符合题意；C．装置③用于模拟铁制品表面镀铜，镀件做阴极会生成铜镀层，能达到设计目的，C不符合题意；D．粗铜的电解精炼，粗铜做阳极连接电源的正极，纯铜作阴极，能达到设计目的，D不符合题意；答案选B。 【变式8-1】（23-24高二下·江苏盐城·期末）电解法制备的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．M为电源的负极 B．阳极上的电极反应式为 C．阴离子交换膜应能允许通过而能阻止的扩散 D．理论上每转移0.1mol，阴极上会产生1.12L气体 【答案】C 【分析】电解法制备的工作原理如图所示，Fe为电解池的阳极，M为电源的正极，电极反应式为Fe-6e-+8OH-=+4H2O，Pt为电解池的阴极，N为电源的负极，电极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阴离子交换膜能允许OH-通过而能阻止的扩散，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，M为电源的正极，A错误；B．由分析可知，阳极上的电极反应式为Fe-6e-+8OH-=+4H2O，B错误；C．由分析可知，负极生成氢氧根，正极需要氢氧根作为反应物，故阴离子交换膜能允许OH-通过而能阻止的扩散，C正确；D．由分析可知，阴极电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，根据电子守恒可知，理论上每转移0.1mol e-，阴极上会产生标准状况下0.05molH2即0.05mol×22.4L/mol=1.12L气体，但是题干中没有标明气体状态，D错误；故答案为：C。 【变式8-2】（24-25高二上·江苏苏州·期中）提供几组常见的实验装置示意图，下列有关叙述正确的是 A．装置①中阳极上有红色物质析出 B．装置②中的铜片应与直流电源的负极相连 C．装置③中，若电解液为KOH溶液，则电极a的反应式：H2-2e-+2OH-=2H2O D．装置④中，CuSO4溶液的浓度始终不变 【答案】C 【解析】A．装置①中用惰性电极电解CuCl2溶液，在阳极上Cl-失去电子被氧化变为Cl2，阳极的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑；在阴极上Cu2+得到电子被还原为单质Cu，阴极的电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，故电解时在阴极上有红色物质析出，A错误；B．在装置②电镀铜时，应该使镀层金属铜片与直流电源的正极相连，作阳极；镀件与直流电源的负极连接作阴极，B错误；C．在装置③的氢氧燃料电池中，通入燃料H2的电极a为负极，通入O2的电极b为正极，若电解液为KOH溶液，溶液显碱性，则电极a的反应式：H2-2e-+2OH-=2H2O，C正确；D．在装置④的金属铜的精炼中，粗铜作阳极，精铜作阴极。阳极上Cu及活动性比Cu强金属如Zn、Fe等会失去电子变为金属阳离子进入电解质溶液；在阴极上只有Cu2+得到电子被还原变为单质Cu。由于同一闭合回路中电子转移数目相等，因此电解一段时间后，溶液中CuSO4的浓度会逐渐降低，D错误；故选C。 【变式8-3】（23-24高二下·江苏扬州·期末）电催化还原CO2可实现捕捉并将其转化为燃料CO，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．Co-N-C/P电极与直流电源的正极相连 B．溶液中H+通过质子交换膜向石墨电极一侧移动 C．Co-N-C/P电极发生的反应为： D．工作过程中石墨电极周围溶液的pH不变 【答案】C 【分析】石墨电极产生O2，为阳极，Co-N-C/P电极消耗CO2转化为CO，为阴极，电极方程式为：，据此回答。 【解析】A．Co-N-C/P电极为阴极，与直流电源的负极相连，A错误；B．阳离子向阴极移动，所以溶液中H+通过质子交换膜向Co-N-C/P电极一侧移动，B错误；C．Co-N-C/P电极为阴极，所以电极反应式为：，C正确；D．石墨电极为阳极，电极反应式为：，H+浓度增大，pH减小，D错误；故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $