4.3 电解池 第1课时（导学案）化学沪科版选择性必修1

该高中化学导学案聚焦电解池工作原理，涵盖电解原理、电解池构成、离子放电顺序、电极反应式书写及溶液复原规律。通过电解CuCl₂溶液实验导入，结合原电池知识对比，搭建从宏观现象到微观离子移动的学习支架，帮助学生理解电能转化为化学能的过程。 资料以实验探究为核心，通过现象观察与原理解析培养宏观辨识与微观探析素养。习题设计涵盖不同电解类型及溶液复原问题，引导学生归纳规律，强化证据推理与模型认知能力，助力自主学习与教师教学评估，提升科学思维与探究实践能力。

4.3 电解池 课时1 电解池的工作原理 一、知识目标 1. 理解电解的原理，掌握电解池的构成及工作原理，能正确书写电极反应式和总反应方程式。 1. 了解离子放电顺序，能根据离子放电顺序判断电解产物。 1. 掌握电解饱和食盐水的原理、产物检验方法及总反应，理解离子交换膜在电解饱和食盐水装置中的作用。 1. 了解工业上铜的冶炼及电解法制备金属钠的原理。 二、核心素养目标 1. 宏观辨识与微观探析：从宏观上观察电解实验现象，从微观上分析溶液中离子的移动和电极反应，理解电解的本质。 2. 证据推理与模型认知：通过对电解原理实验的分析，建立电解池的模型，依据离子放电顺序等证据推理电解产物和电极反应。 3. 科学探究与创新意识：通过电解原理实验探究，培养实验操作能力和探究精神，体会科学探究在化学学习中的重要性。 一、学习重点 1. 电解原理，电解池的构成及工作原理。 2. 离子放电顺序，电极反应式和总反应方程式的书写。 二、学习难点 1. 离子放电顺序的理解和应用。 2. 电解后溶液 () 的变化规律和电解质溶液复原的判断。 一、电解原理 1．实验探究：电解CuCl2溶液 (1)按如图所示装置完成实验，并填写下表。 实验现象 实验结论 电流表指针发生偏转 说明电解质溶液导电，形成闭合回路 与负极相连的b极上逐渐覆盖了一层红色物质 析出金属铜 与正极相连的a极上有刺激性气味的气体产生，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 产生了氯气 (2)实验原理分析 ①氯化铜溶液中存在的离子有Cu2＋、Cl－、H＋、OH－，通电前这些离子在溶液中作自由运动。 ②通电时在电场的作用下，溶液中的离子作定向运动，即Cl－、OH－移向a极，Cu2＋、H＋移向b极。 ③a极电极反应式是2Cl－－2e－===Cl2↑， b极电极反应式是Cu2＋＋2e－===Cu， 总反应式是CuCl2Cu＋Cl2↑。 ④结论：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。 2．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。 (2)电解池(也称电解槽)：在外接电源的作用下，将电能转化为化学能的装置。 (3)电解池的电极名称。 阴极：与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应； 阳极：与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应。 (4)电解池的构成条件。 3．电解池的工作原理 接通电路后，电源、金属导线、阴极和阳极与电解质溶液形成闭合回路(如图所示)。 (1)电流方向：电源正极―→金属导线―→阳极―→电解质溶液―→阴极―→金属导线―→电源负极。 (2)电子、离子移动方向：在电解质溶液中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动；在外电路中，电子由阳极―→正极，负极―→阴极。 (3)①电解质溶液导电实际上是电解过程，发生氧化还原反应，是化学变化。②金属导电是因为在电场作用下，自由电子发生定向移动，是物理变化。 二、电解规律 1．电极反应规律 (1)阴极：无论是惰性电极还是活泼电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子放电顺序：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋> Na＋>Ca2＋>K＋。 (2)阳极：溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，或者电极材料本身失去电子被氧化而溶入溶液中，其放电顺序：活泼金属阳极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子>F－。 特别提醒　①活性电极一般指Pt、Au以外的金属电极。②电解的离子方程式中，若参与电极反应的H＋或OH－是由水电离出来的，用H2O作为反应物。 2．电解后溶液的复原规律 用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液，请填写下表： (1)电解H2O型 电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4 阳极反应式 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 4OH－－4e－=== O2↑＋2H2O 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 加入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＋＋4e－===2Cu pH变化 增大 减小 复原加入物质 HCl CuO或CuCO3 (4)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。 3．电解池中的守恒规律 (1)基本原理 根据电子转移守恒，同一电路中各电极转移的电子数相等。 (2)解题方法 ①书写出各极的电极反应式(多种物质放电，按照放电顺序书写各个电极反应式)。 ②同一电路中转移的电子数是相等的，利用电子守恒使各电极得失电子数均相等，在各极反应式中建立联系。 （一）问题探究 1. 电解概念的引入 · 问题：观察铜的冶炼工艺流程，思考电解在其中起到了什么作用？ · 答案：电解是将铜离子变成铜金属的过程。电解是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。通过电解，我们可以实现一些非自发的氧化还原反应，就像在铜的冶炼中，将铜离子还原成铜金属。 2. 探究电解原理 · 问题：在电解溶液的实验中，根据实验现象（与直流电源负极相连的石墨棒上逐渐覆盖一层红色的固体；与直流电源正极相连的石墨棒上有气泡产生），思考电解溶液生成和的原理是什么呢？ · 答案：通电前，和在溶液中作自由运动；通电时，和在溶液中改作定向运动。阳离子（）向阴极（与直流电源的负极相连）迁移，阴离子（）向阳极（与直流电源的正极相连）迁移。阳极上，发生氧化反应；阴极上，发生还原反应。同时，水分子也会电离，溶液中存在着氢离子和氢氧根离子，但根据离子放电顺序，比更容易在阴极得到电子，比更容易在阳极失去电子。 3. 学习离子放电顺序 · 问题：离子放电顺序的实质是什么？ · 答案：离子放电顺序实质是阳离子氧化性强弱顺序，阴离子还原性强弱顺序。 · 问题：阴离子和阳离子的放电顺序分别是怎样的？ · 答案：阴离子放电顺序：含氧酸根（溶液中只考虑部分 含氧酸根 只在熔融状态下放电）；阳离子放电顺序：（浓度很大时排在前，溶液中只考虑部分）。 （二）问题思考 4. 关于电解概念的判断 · 问题：下列关于电解的说法正确的是（ ） A. 电解是把化学能转化为电能的过程 B. 电解时必须使用交流电源 C. 电解质溶液的导电过程就是电解过程 D. 电解时阳极发生还原反应 2. 判断电解过程 问题：下列过程属于电解的是（ ） A. 把铜片插入稀硫酸中 B. 水的蒸发 C. 熔融氯化钠在电流作用下分解 D. 氢气在氧气中燃烧 3. 电解溶液的计算 问题：在电解溶液的实验中，若阳极产生的气体体积为（标准状况），则阴极析出铜的质量为（ ） A. B. C. D. 4. 电解溶液的性质判断 问题：用石墨作电极电解溶液，下列说法正确的是（ ） A. 阳极发生还原反应 B. 阴极上有氢气生成 C. 电解过程中溶液的浓度不变 D. 阳极产物能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 5. 根据离子放电顺序判断电解溶液 问题：用惰性电极电解下列溶液，阴、阳两极均产生气体且气体体积之比为的是（ ） A. 溶液 B. 溶液 C. 溶液 D. 溶液 6. 根据电解产物判断溶液 问题：在电解池中，用石墨作电极电解某溶液时，阳极上有生成，阴极上有生成，则该溶液可能是（ ） A. 溶液 B. 溶液 C. 溶液 D. 溶液 （三）归纳总结 5. 电解原理总结 · 问题：请归纳电解的定义、电解池的定义、构成和工作原理。 · 答案： · 电解定义：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。 · 电解池定义：把电能直接转化为化学能的装置。 · 构成：直流电源、电极（阴极、阳极）、电解质溶液或熔融电解质。 · 工作原理：通电前，离子自由移动；通电时，离子定向移动，阳离子→阴极（发生还原反应），阴离子→阳极（发生氧化反应）。 6. 离子放电顺序总结 · 问题：请归纳阳离子和阴离子的放电顺序。 · 答案：阳离子：；阴离子：含氧酸根。 7. 电解池相关规律总结 · 问题：请归纳电极产物判断方法、常见电解类型、电解后溶液变化规律和电解质溶液复原原则。 · 答案： · 电极产物判断： · 阳极：活性电极优先放电溶解；惰性电极，阴离子按放电顺序失电子。 · 阴极：阳离子按放电顺序得电子。 · 常见电解类型： · 电解水型：如、、。 · 电解电解质型：如、。 · 电解质和水都反应型：如、。 · 电解后溶液变化规律： · 电极区域：阴极放电，增大；阳极放电，增大。 · 电解质溶液：电解水时，酸性减小，碱性增大，中性不变；无和产生，几乎不变；只产生，增大；只产生，减小。 · 电解质溶液复原原则：缺什么加什么，缺多少加多少，一般加阴极产物与阳极产物的化合物。 1.下列关于电解池工作原理的说法中，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.关于如图所示①②两个装置的叙述正确的是（ ） A. 装置名称：①是原电池，②是电解池 B. 硫酸浓度变化：①增大，②减小 C. 电极反应式：①中阳极：2H₂O－4e⁻ = 4H⁺＋O₂↑，②中正极：Zn－2e⁻ = Zn²⁺ D. 离子移动方向：①中H⁺向阴极方向移动，②中H⁺向负极方向移动 3.若某电能与化学能的转化装置（电解池或原电池）中发生的总反应的离子方程式是Cu＋2H⁺ = Cu²⁺＋H₂↑，则下列关于该装置的有关说法中正确的是（ ） A. 该装置可能是原电池，也可能是电解池 B. 该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极 C. 该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸 D. 该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸 4.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 5.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 一、电解原理 1．实验探究：电解CuCl2溶液 实验装置 实验现象 实验结论 原因分析 电流表指针发生偏转 说明电解质溶液导电，形成闭合回路 自由运动离子发生定向移动 与负极相连的b极上逐渐覆盖了一层红色物质 析出金属铜 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应) 与正极相连的a极上有刺激性气味的气体产生，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 产生了氯气 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应) 2．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。 (2)电解池：将电能转化为化学能的装置(也称电解槽)。 (3)电解池的构成条件 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。 3．电解原理 4.电解池阴极和阳极的判断依据 二、电解规律 1．电解池电极反应式的书写 (1)常见微粒的放电顺序 阴极：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>…… 阳极：活性电极＞S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根 特别提醒　①活性电极一般指Pt、Au以外的金属电极。 ②电解的离子方程式中，若参与电极反应的H＋或OH－是由水电离出来的，用H2O作为反应物。 (2)电极反应式的书写方法 以惰性电极碳棒电解CuSO4溶液为例 ①辨电极：阴极与电源负极相连，阳极与电源正极相连。 ②找离子：电解质溶液中：Cu2＋、H＋、SO、OH－。 ③排顺序：依据常见微粒放电顺序，阴极：Cu2＋>H＋(水)，阳极：OH－(水)>SO。 ④电极式：阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。 ⑤总反应：依据得失电子守恒，调整各电极计量数，然后相加，标上反应条件 2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋、2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。 2．电解后溶液的复原规律 用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液，请填写下表： (1)电解H2O型 电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4 阳极反应式 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极反应式 4H＋＋4e－===2H2↑ 2H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ pH变化 减小 增大 不变 复原加入物质 加入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 加入HCl 加入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＋＋4e－===2Cu pH变化 增大 减小 复原加入物质 加入HCl 加入CuO或CuCO3 3.电解池中的守恒规律 同一电路中转移的电子数是相等的，利用电子守恒使各电极得失电子均相等，在各极反应式中建立联系。 考点一　电解及其装置(电解池) 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 2．关于如图所示①②两个装置的叙述正确的是(　　) A．装置名称：①是原电池，②是电解池 B．硫酸浓度变化：①增大，②减小 C．电极反应式：①中阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，②中正极：Zn－2e－===Zn2＋ D．离子移动方向：①中H＋向阴极方向移动，②中H＋向负极方向移动 3．若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式是Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑，则下列关于该装置的有关说法中正确的是(　　) A．该装置可能是原电池，也可能是电解池 B．该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极 C．该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸 D．该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸 4.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↑ 5．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 6.如图为直流电源电解稀硫酸钠溶液的装置。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．电极a附近呈红色，电极b附近呈蓝色 B．电极a附近呈蓝色，电极b附近呈红色 C．逸出气体的体积，电极a 的小于电极b的 D．一电极逸出无味气体，另一电极逸出具有刺激性气味的气体 7．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．b为直流电源的正极 B．将装置中的阳离子交换膜换成阴离子交换膜，电极反应式不变 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到阳极室 8．如图是CO2经电催化还原为CH4的装置示意图。下列说法不正确的是(　　) A．该过程是电能转化为化学能的过程 B．铜电极的电极反应式为CO2＋8HCO＋8e－===CH4＋8CO＋2H2O C．一段时间后，①池中n(KHCO3)不变 D．一段时间后，②池中溶液的pH一定下降 9.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____________________________________________________________。 考点二　电解规律 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．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 4．下列装置分别通电一段时间后，溶液的质量增加的是(　　) 5．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)] 6．用石墨作电极，电解1 mol·L－1下列物质的溶液，则电解前后溶液的pH保持不变的是(　　) A．硫酸 B．氢氧化钠 C．硫酸钠 D．氯化钠 7．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 8．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↑ 9．用石墨作电极，电解1 mol·L－1下列溶液，则电解前后溶液的pH保持不变的是(　　) A．硫酸 B．氢氧化钠 C．硫酸钠 D．氯化钠 10．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 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.3 电解池 课时1 电解池的工作原理 一、知识目标 1. 理解电解的原理，掌握电解池的构成及工作原理，能正确书写电极反应式和总反应方程式。 1. 了解离子放电顺序，能根据离子放电顺序判断电解产物。 1. 掌握电解饱和食盐水的原理、产物检验方法及总反应，理解离子交换膜在电解饱和食盐水装置中的作用。 1. 了解工业上铜的冶炼及电解法制备金属钠的原理。 二、核心素养目标 1. 宏观辨识与微观探析：从宏观上观察电解实验现象，从微观上分析溶液中离子的移动和电极反应，理解电解的本质。 2. 证据推理与模型认知：通过对电解原理实验的分析，建立电解池的模型，依据离子放电顺序等证据推理电解产物和电极反应。 3. 科学探究与创新意识：通过电解原理实验探究，培养实验操作能力和探究精神，体会科学探究在化学学习中的重要性。 一、学习重点 1. 电解原理，电解池的构成及工作原理。 2. 离子放电顺序，电极反应式和总反应方程式的书写。 二、学习难点 1. 离子放电顺序的理解和应用。 2. 电解后溶液 () 的变化规律和电解质溶液复原的判断。 一、电解原理 1．实验探究：电解CuCl2溶液 (1)按如图所示装置完成实验，并填写下表。 实验现象 实验结论 电流表指针发生偏转 说明电解质溶液导电，形成闭合回路 与负极相连的b极上逐渐覆盖了一层红色物质 析出金属铜 与正极相连的a极上有刺激性气味的气体产生，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 产生了氯气 (2)实验原理分析 ①氯化铜溶液中存在的离子有Cu2＋、Cl－、H＋、OH－，通电前这些离子在溶液中作自由运动。 ②通电时在电场的作用下，溶液中的离子作定向运动，即Cl－、OH－移向a极，Cu2＋、H＋移向b极。 ③a极电极反应式是2Cl－－2e－===Cl2↑， b极电极反应式是Cu2＋＋2e－===Cu， 总反应式是CuCl2Cu＋Cl2↑。 ④结论：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。 2．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。 (2)电解池(也称电解槽)：在外接电源的作用下，将电能转化为化学能的装置。 (3)电解池的电极名称。 阴极：与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应； 阳极：与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应。 (4)电解池的构成条件。 3．电解池的工作原理 接通电路后，电源、金属导线、阴极和阳极与电解质溶液形成闭合回路(如图所示)。 (1)电流方向：电源正极―→金属导线―→阳极―→电解质溶液―→阴极―→金属导线―→电源负极。 (2)电子、离子移动方向：在电解质溶液中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动；在外电路中，电子由阳极―→正极，负极―→阴极。 特别提醒　①电解质溶液导电实际上是电解过程，发生氧化还原反应，是化学变化。②金属导电是因为在电场作用下，自由电子发生定向移动，是物理变化。 二、电解规律 1．电极反应规律 (1)阴极：无论是惰性电极还是活泼电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子放电顺序：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋> Na＋>Ca2＋>K＋。 (2)阳极：溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，或者电极材料本身失去电子被氧化而溶入溶液中，其放电顺序：活泼金属阳极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子>F－。 特别提醒　①活性电极一般指Pt、Au以外的金属电极。②电解的离子方程式中，若参与电极反应的H＋或OH－是由水电离出来的，用H2O作为反应物。 2．电解后溶液的复原规律 用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液，请填写下表： (1)电解H2O型 电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4 阳极反应式 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 4OH－－4e－=== O2↑＋2H2O 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 加入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＋＋4e－===2Cu pH变化 增大 减小 复原加入物质 HCl CuO或CuCO3 (4)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。 3．电解池中的守恒规律 (1)基本原理 根据电子转移守恒，同一电路中各电极转移的电子数相等。 (2)解题方法 ①书写出各极的电极反应式(多种物质放电，按照放电顺序书写各个电极反应式)。 ②同一电路中转移的电子数是相等的，利用电子守恒使各电极得失电子数均相等，在各极反应式中建立联系。 （一）问题探究 1. 电解概念的引入 · 问题：观察铜的冶炼工艺流程，思考电解在其中起到了什么作用？ · 答案：电解是将铜离子变成铜金属的过程。电解是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。通过电解，我们可以实现一些非自发的氧化还原反应，就像在铜的冶炼中，将铜离子还原成铜金属。 2. 探究电解原理 · 问题：在电解溶液的实验中，根据实验现象（与直流电源负极相连的石墨棒上逐渐覆盖一层红色的固体；与直流电源正极相连的石墨棒上有气泡产生），思考电解溶液生成和的原理是什么呢？ · 答案：通电前，和在溶液中作自由运动；通电时，和在溶液中改作定向运动。阳离子（）向阴极（与直流电源的负极相连）迁移，阴离子（）向阳极（与直流电源的正极相连）迁移。阳极上，发生氧化反应；阴极上，发生还原反应。同时，水分子也会电离，溶液中存在着氢离子和氢氧根离子，但根据离子放电顺序，比更容易在阴极得到电子，比更容易在阳极失去电子。 3. 学习离子放电顺序 · 问题：离子放电顺序的实质是什么？ · 答案：离子放电顺序实质是阳离子氧化性强弱顺序，阴离子还原性强弱顺序。 · 问题：阴离子和阳离子的放电顺序分别是怎样的？ · 答案：阴离子放电顺序：含氧酸根（溶液中只考虑部分 含氧酸根 只在熔融状态下放电）；阳离子放电顺序：（浓度很大时排在前，溶液中只考虑部分）。 （二）问题思考 4. 关于电解概念的判断 · 问题：下列关于电解的说法正确的是（ ） · A. 电解是把化学能转化为电能的过程 B. 电解时必须使用交流电源 C. 电解质溶液的导电过程就是电解过程 D. 电解时阳极发生还原反应 答案：选C。解析：电解是把电能转化为化学能的过程，A错误；电解时必须使用直流电源，B错误；电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程，是化学变化，C正确；电解时阳极发生氧化反应，D错误。 2. 判断电解过程 问题：下列过程属于电解的是（ ） A. 把铜片插入稀硫酸中 B. 水的蒸发 C. 熔融氯化钠在电流作用下分解 D. 氢气在氧气中燃烧 答案：选C。解析：A项铜片插入稀硫酸中不发生反应；B项水的蒸发是物理变化；C项熔融氯化钠在电流作用下分解，符合电解的定义；D项氢气在氧气中燃烧是化学能转化为热能和光能，不属于电解。 3. 电解溶液的计算 问题：在电解溶液的实验中，若阳极产生的气体体积为（标准状况），则阴极析出铜的质量为（ ） A. B. C. D. - 答案：选A。解析：阳极产生的气体为，，根据阳极反应，可知转移电子的物质的量为。阴极反应为，则析出铜的物质的量为，质量为。 4. 电解溶液的性质判断 问题：用石墨作电极电解溶液，下列说法正确的是（ ） A. 阳极发生还原反应 B. 阴极上有氢气生成 C. 电解过程中溶液的浓度不变 D. 阳极产物能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 - 答案：选D。解析：阳极发生氧化反应，A错误；阴极上得到电子生成铜，B错误；电解过程中不断被消耗，溶液浓度减小，C错误；阳极产物为，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，D正确。 5. 根据离子放电顺序判断电解溶液 问题：用惰性电极电解下列溶液，阴、阳两极均产生气体且气体体积之比为的是（ ） A. 溶液 B. 溶液 C. 溶液 D. 溶液 答案：选B。解析：A项电解溶液，阳极产生，阴极产生，没有气体体积比的关系；B项电解溶液，实质是电解水，阳极产生，阴极产生，气体体积比为；C项电解溶液，阳极产生，阴极产生，气体体积比为；D项电解溶液，阳极产生，阴极产生，没有气体体积比的关系。 6. 根据电解产物判断溶液 问题：在电解池中，用石墨作电极电解某溶液时，阳极上有生成，阴极上有生成，则该溶液可能是（ ） A. 溶液 B. 溶液 C. 溶液 D. 溶液 答案：选B。解析：A项电解溶液，阳极产生，阴极产生，不符合题意；B项电解溶液，阳极放电产生，阴极放电产生，符合题意；C项电解溶液，阳极产生，阴极产生，不符合题意；D项电解溶液，阳极产生，阴极产生，不符合题意。 （三）归纳总结 5. 电解原理总结 · 问题：请归纳电解的定义、电解池的定义、构成和工作原理。 · 答案： · 电解定义：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。 · 电解池定义：把电能直接转化为化学能的装置。 · 构成：直流电源、电极（阴极、阳极）、电解质溶液或熔融电解质。 · 工作原理：通电前，离子自由移动；通电时，离子定向移动，阳离子→阴极（发生还原反应），阴离子→阳极（发生氧化反应）。 6. 离子放电顺序总结 · 问题：请归纳阳离子和阴离子的放电顺序。 · 答案：阳离子：；阴离子：含氧酸根。 7. 电解池相关规律总结 · 问题：请归纳电极产物判断方法、常见电解类型、电解后溶液变化规律和电解质溶液复原原则。 · 答案： · 电极产物判断： · 阳极：活性电极优先放电溶解；惰性电极，阴离子按放电顺序失电子。 · 阴极：阳离子按放电顺序得电子。 · 常见电解类型： · 电解水型：如、、。 · 电解电解质型：如、。 · 电解质和水都反应型：如、。 · 电解后溶液变化规律： · 电极区域：阴极放电，增大；阳极放电，增大。 · 电解质溶液：电解水时，酸性减小，碱性增大，中性不变；无和产生，几乎不变；只产生，增大；只产生，减小。 · 电解质溶液复原原则：缺什么加什么，缺多少加多少，一般加阴极产物与阳极产物的化合物。 1.下列关于电解池工作原理的说法中，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】A. 电解池是外接电源，通过电流使电解质溶液（或熔融电解质）在阴阳两极发生氧化还原反应，将电能转化为化学能，A选项正确；B. 电解池需要外界提供电能才能发生反应，所以发生的反应是非自发的氧化还原反应，B选项正确；C. 电解池工作时，阳极上失电子发生氧化反应，阴极上得电子发生还原反应，C选项正确；D. 电解池放电时，若阳极是活性电极（除金、铂以外的金属），则电极本身会参加电极反应，D选项错误。答案选D。 2.关于如图所示①②两个装置的叙述正确的是（ ） A. 装置名称：①是原电池，②是电解池 B. 硫酸浓度变化：①增大，②减小 C. 电极反应式：①中阳极：2H₂O－4e⁻ = 4H⁺＋O₂↑，②中正极：Zn－2e⁻ = Zn²⁺ D. 离子移动方向：①中H⁺向阴极方向移动，②中H⁺向负极方向移动 【答案】B 【解析】A. ①中有外接电源，是电解池，②没有外接电源，是原电池，A选项错误；B. ①中电解硫酸溶液实质是电解水，硫酸浓度增大，②中原电池反应消耗硫酸，硫酸浓度减小，B选项正确；C. ①中阳极是OH⁻放电：4OH⁻－4e⁻ = 2H₂O＋O₂↑，②中负极是Zn－2e⁻ = Zn²⁺，C选项错误；D. ①中H⁺向阴极方向移动，②中H⁺向正极方向移动，D选项错误。答案选B。 3.若某电能与化学能的转化装置（电解池或原电池）中发生的总反应的离子方程式是Cu＋2H⁺ = Cu²⁺＋H₂↑，则下列关于该装置的有关说法中正确的是（ ） A. 该装置可能是原电池，也可能是电解池 B. 该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极 C. 该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸 D. 该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸 【答案】B 【解析】铜与氢离子反应生成铜离子和氢气的反应不是自发的氧化还原反应，原电池是将化学能转化为电能，需要自发的氧化还原反应，所以该装置不能是原电池，只能是电解池。在电解池中，铜作阳极失电子发生氧化反应，溶液中的氢离子在阴极得电子生成氢气，B选项正确。答案选B。 4.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】A. 根据电流方向可知，a为正极，b为负极，A选项错误；B. a为正极，与a相连的c为阳极，b为负极，与b相连的d为阴极，B选项错误；C. d为阴极，溶液中的Cu²⁺在阴极得电子生成铜，所以d电极质量增加，C选项正确；D. 电解过程中，阳极上Cl⁻失电子生成Cl₂，氯离子浓度减小，D选项错误。答案选C。 5.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】在电解池中，电子从电源负极流出，流入阴极，从阳极流出，流入电源正极。阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。A选项中a为阳极，电子应从a流出，错误；B选项中a为阴极，电子流入a，d为正极，Q离子为阳离子向阴极移动，正确；C选项中a为阳极，Q离子应为阴离子向阳极移动，错误；D选项中a为阴极，电子应流入a，错误。答案选B。 一、电解原理 1．实验探究：电解CuCl2溶液 实验装置 实验现象 实验结论 原因分析 电流表指针发生偏转 说明电解质溶液导电，形成闭合回路 自由运动离子发生定向移动 与负极相连的b极上逐渐覆盖了一层红色物质 析出金属铜 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应) 与正极相连的a极上有刺激性气味的气体产生，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 产生了氯气 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应) 2．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。 (2)电解池：将电能转化为化学能的装置(也称电解槽)。 (3)电解池的构成条件 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。 3．电解原理 4.电解池阴极和阳极的判断依据 二、电解规律 1．电解池电极反应式的书写 (1)常见微粒的放电顺序 阴极：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>…… 阳极：活性电极＞S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根 特别提醒　①活性电极一般指Pt、Au以外的金属电极。 ②电解的离子方程式中，若参与电极反应的H＋或OH－是由水电离出来的，用H2O作为反应物。 (2)电极反应式的书写方法 以惰性电极碳棒电解CuSO4溶液为例 ①辨电极：阴极与电源负极相连，阳极与电源正极相连。 ②找离子：电解质溶液中：Cu2＋、H＋、SO、OH－。 ③排顺序：依据常见微粒放电顺序，阴极：Cu2＋>H＋(水)，阳极：OH－(水)>SO。 ④电极式：阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。 ⑤总反应：依据得失电子守恒，调整各电极计量数，然后相加，标上反应条件 2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋、2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。 2．电解后溶液的复原规律 用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液，请填写下表： (1)电解H2O型 电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4 阳极反应式 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极反应式 4H＋＋4e－===2H2↑ 2H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ pH变化 减小 增大 不变 复原加入物质 加入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 加入HCl 加入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＋＋4e－===2Cu pH变化 增大 减小 复原加入物质 加入HCl 加入CuO或CuCO3 3.电解池中的守恒规律 同一电路中转移的电子数是相等的，利用电子守恒使各电极得失电子均相等，在各极反应式中建立联系。 考点一　电解及其装置(电解池) 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。 2．关于如图所示①②两个装置的叙述正确的是(　　) A．装置名称：①是原电池，②是电解池 B．硫酸浓度变化：①增大，②减小 C．电极反应式：①中阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，②中正极：Zn－2e－===Zn2＋ D．离子移动方向：①中H＋向阴极方向移动，②中H＋向负极方向移动 答案　B 解析　①为电解池，电解水，阳极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，硫酸的浓度增大；②为原电池，溶液中的氢离子移向正极，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，硫酸的浓度减小。 3．若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式是Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑，则下列关于该装置的有关说法中正确的是(　　) A．该装置可能是原电池，也可能是电解池 B．该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极 C．该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸 D．该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸 答案　B 解析　铜和盐酸或稀硫酸不能自发地进行氧化还原反应，铜和硝酸能自发地进行氧化还原反应，但生成的气体是氮氧化物而不是氢气，所以该反应只能是电解池反应而不是原电池反应，该装置只能构成电解池不能构成原电池；该电解池中，铜作阳极，阳极上铜失电子发生氧化反应，阴极上氢离子得电子发生还原反应，所以该电解池的阳极必须是铜电极，故答案选B。 4.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。 5．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，所以属于电解池，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。 6.如图为直流电源电解稀硫酸钠溶液的装置。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．电极a附近呈红色，电极b附近呈蓝色 B．电极a附近呈蓝色，电极b附近呈红色 C．逸出气体的体积，电极a 的小于电极b的 D．一电极逸出无味气体，另一电极逸出具有刺激性气味的气体 答案　B 解析　电极a为阴极，H2O电离出的H＋放电，促进H2O的电离平衡向右移动，c(OH－)增大，石蕊溶液变蓝色；电极b为阳极，H2O电离出的OH－放电，c(H＋)增大，石蕊溶液变红色，A项不正确，B项正确；电极a产生H2，电极b产生O2，H2的体积是O2体积的2倍，故C、D项不正确。 7．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．b为直流电源的正极 B．将装置中的阳离子交换膜换成阴离子交换膜，电极反应式不变 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到阳极室 答案　C 解析　二氧化硫被氧化为硫酸根离子，所以二氧化硫所在的区为阳极区，阳极与电源正极相连，则b为电源负极，故A错误；将装置中的阳离子交换膜换成阴离子交换膜，电极反应式发生改变，故B错误；阳极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋，故C正确；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到阴极室，故D错误。 8．如图是CO2经电催化还原为CH4的装置示意图。下列说法不正确的是(　　) A．该过程是电能转化为化学能的过程 B．铜电极的电极反应式为CO2＋8HCO＋8e－===CH4＋8CO＋2H2O C．一段时间后，①池中n(KHCO3)不变 D．一段时间后，②池中溶液的pH一定下降 答案　C 解析　该装置连接有电源，则该过程是电能转化为化学能的过程，A项正确；二氧化碳转化为甲烷的反应过程中，碳元素的化合价降低，在铜电极上发生还原反应，电极反应式为CO2＋8HCO＋8e－===CH4＋8CO＋2H2O，B项正确；由于①池溶液中的碳酸氢根离子被消耗，故一段时间后，碳酸氢钾的物质的量减少，C项错误；①池中的铜电极为阴极，发生还原反应，②池中的铂电极为阳极，发生氧化反应，电极反应式为2H2O－4e－===O2＋4H＋，该过程中有H＋生成，故溶液的pH降低，D项正确。 9.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↑ 考点二　电解规律 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．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。 4．下列装置分别通电一段时间后，溶液的质量增加的是(　　) 答案　D 解析　A池中总反应为2H2O=2H2↑＋O2↑，B池中总反应为CuCl2=Cu＋Cl2↑，A、B两池中溶液质量都减少；C池中，Cu作阳极，失去电子发生氧化反应生成Cu2＋，溶液中的Cu2＋在Fe电极(阴极)得到电子生成Cu，溶液的质量基本不变；D池中总反应为2Ag＋Cu(NO3)2=2AgNO3＋Cu，溶液的质量增加。 5．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AgO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，需要加入一定量的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。 6．用石墨作电极，电解1 mol·L－1下列物质的溶液，则电解前后溶液的pH保持不变的是(　　) A．硫酸 B．氢氧化钠 C．硫酸钠 D．氯化钠 答案　C 解析　用惰性电极电解硫酸、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液的实质是电解水，浓度增大，硫酸溶液的pH减小，氢氧化钠溶液的pH增大，硫酸钠溶液的pH不变；电解氯化钠溶液时生成氢氧化钠，溶液的pH增大。 7．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。 8．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，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，电解的方程式是Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑，氯离子完全反应时，剩余铜离子2.5 mol；第二阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，电解的方程式是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，电解的方程式是2H2O2H2↑＋O2↑。 9．用石墨作电极，电解1 mol·L－1下列溶液，则电解前后溶液的pH保持不变的是(　　) A．硫酸 B．氢氧化钠 C．硫酸钠 D．氯化钠 答案　C 解析　用惰性电极电解硫酸、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液实质是电解水，浓度增大，硫酸溶液的pH减小，氢氧化钠溶液的pH增大，硫酸钠溶液的pH不变；电解氯化钠溶液时生成氢氧化钠，溶液的pH增大。 10．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　据加入电解反应方程式生成阴、阳极产物化合后的物质，可复原溶液知，A应通HCl，B加CuO，C加H2O，D不需加任何物质。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $