第二单元 化学能与电能的转化 第3课时（导学案） 化学苏教版2019选择性必修1

该高中化学导学案聚焦电解原理，核心知识点包括电解池工作原理、电极反应规律及电极反应式书写。通过工业制钠和铝的反应问题导入，衔接原电池能量转化知识，构建化学能与电能转化的完整学习支架。 特色在于问题驱动的探究设计，如电解熔融氯化钠和氯化铜溶液的实验分析，结合宏观现象与微观离子移动，培养宏观辨识与微观探析素养。通过分类归纳电解质溶液电解规律，训练科学思维中的模型认知与证据推理能力，习题注重原理迁移，提升问题解决能力。

第二单元 化学能与电能的转化 第3课时 电解原理 一、知识目标 1.以电解熔融态氯化钠和氯化铜溶液为例，了解电解池的工作原理，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 2.掌握电解池的电极反应规律以及电极反应式的书写。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：能从宏观上观察电解实验现象，从微观上探析阴阳离子的移动、电极反应的本质，理解电解的原理。 2.证据推理与模型认知：通过对实验现象的分析推理，建立电解池工作原理和电极反应规律的模型，能运用模型解决相关问题。 3.科学探究与创新意识：通过实验探究电解氯化铜溶液的过程，培养科学探究能力和创新思维，体会实验对化学研究的重要性。 一、学习重点 电解池的工作原理、电极反应规律以及电极反应式的书写。 二、学习难点 理解电解过程中离子的放电顺序，准确书写复杂情况下的电极反应式。 1．电解熔融氯化钠的原理 (1)电解熔融态氯化钠原理图 (2)过程分析： 通电前，熔融NaCl中存在可以自由移动的Na＋、Cl－。 通电后，阴、阳离子发生定向迁移，其中，Na+离子向阴极移动，发生还原反应； Cl－向阳极移动，发生氧化反应。 (3)电极反应和电解反应： 阴极：2Na＋＋2e－===2Na；阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑。 电解反应：2NaCl2Na+Cl2↑ 2．电解和电解池 (1)概念 ①电解是在直流电作用下，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 ②电解池是将电能转化为化学能的装置。 (2)电解池的工作原理 ①电极名称及反应类型 阴极：与电源负极相连的电极，发生还原反应； 阳极：与电源正极相连的电极，发生氧化反应。 ②电子流向：负极→阴极、阳极→正极。 ③离子的移动方向：阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。 (3)电解池的构成条件 具有与直流电源相连接的两个电极（阴极、阳极），插入电解质溶液或熔融电解质中，形成闭合回路。 （一）问题探究 1. 引入电解池概念 问题：工业上是如何大规模生产像钠、铝这样的金属的？请写出工业生产金属钠和铝过程中发生的主要反应的化学方程式，并思考这两个过程中发生了什么形式的能量转化？ 1. 探究电解熔融态氯化钠的原理 问题：通电前和通电后，熔融态氯化钠中和的运动有何差异？请在图中用箭头示意和的运动情况，并分析通电后电极表面分别发生了什么化学反应，写出两电极上发生反应的电极反应式和电解的总反应式，同时分析电解过程中电子的流向。 1. 实验探究电解氯化铜溶液 问题：在氯化铜溶液中存在哪些离子？根据实验事实指出，在直流电的作用下，哪些离子优先在电极上发生反应？请写出电极反应式和电解总反应式。 1. 探究电极反应规律 问题：在电极反应中，离子的放电顺序与什么有关呢？结合电解氯化铜溶液的实验，分析阴极和阳极上离子的放电情况。 1. 探究以惰性电极电解电解质溶液的规律 问题：不同类型电解质溶液（含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐溶液、无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液、活泼金属的无氧酸盐、不活泼金属的含氧酸盐溶液）在以惰性电极电解时，电极反应式、变化以及复原加入的物质分别是怎样的？ （二）问题思考 1.下列关于能量转化的说法中，正确的是（ ） A. 电解池是将化学能转化为电能的装置 B. 原电池是将电能转化为化学能的装置 C. 电解熔融氯化钠的过程中电能转化为化学能 D. 金属的腐蚀过程是化学能转化为电能的过程 2. 在电解熔融氯化钠的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 阳极发生还原反应 B. 阴极发生氧化反应 C. 电子从电源的负极流向阴极 D. 阳离子向阳极移动 3. 用石墨电极电解氯化铜溶液，下列说法正确的是（ ） A. 阳极上产生氢气 B. 阴极上产生氯气 C. 溶液的增大 D. 溶液中铜离子浓度减小 4. 用石墨电极电解下列溶液，阴极上不会析出金属的是（ ） A. 溶液 B. 溶液 C. 溶液 D. 溶液 5. 用惰性电极电解下列溶液一段时间后，再加入一定质量的另一种物质（括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是（ ） A. B. C. D. （三）归纳总结 1. 归纳电解池的工作原理 问题：请归纳电解池的概念、工作原理、构成条件以及阴、阳极判断方法。 答案： 概念：电解是在直流电作用下，两电极分别发生氧化、还原反应；电解池是将电能转化为化学能的装置。工作原理：电极名称及反应类型为阴极（与负极相连，发生还原反应）；阳极（与正极相连，发生氧化反应）。电子流向是负极→阴极、阳极→正极；离子移动方向是阳离子→阴极，阴离子→阳极。 构成条件：与直流电源相连的两电极；电极插入电解质溶液或熔融电解质；形成闭合回路。 阴、阳极判断方法：外接电源，负极相连为阴极，正极相连为阳极；发生反应，还原为阴极，氧化为阳极；电子流向，流入为阴极，流出为阳极；反应现象，增重或放为阴极，溶解或放、等为阳极；离子流向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。 1. 归纳电解池电极反应式的书写方法 问题：请归纳电解池电极反应式的一般书写方法。 答案：按照看电极→找离子→分阴阳→排顺序→写反应的步骤来书写。 看电极：重点关注阳极材料是活性电极还是惰性电极，若为活性电极（及之前的金属），则阳极反应为活性电极本身失电子，特别注意若作阳极，电极反应式为；若为惰性电极，则阳极反应一般为溶液中的阴离子失电子。 找离子：找出电解质溶液中所有的离子，包括水电离出来的。 分阴阳：将所有离子按阴、阳分类。 排顺序：根据电极反应的离子放电顺序，将阳离子按氧化性顺序排列，阴离子按还原性顺序排列。 写反应：根据元素化合价变化计算得失电子数目，写出电极反应式。 1. 如下图所示装置中属于电解池的是________(填序号)。 【答案】③⑥ 【解析】电解池的构成条件为具有与直流电源相连接的两个电极（阴极、阳极）；电极插入电解质溶液或熔融电解质中；形成闭合回路。据此分析所给装置，③和⑥满足电解池的构成条件，所以属于电解池的是③⑥。 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电极 d电极 Q离子 A 阳极 正极 阳离子 B 阴极 正极 阳离子 C 阳极 负极 阴离子 D 阴极 负极 阴离子 【答案】B 【解析】在电解池中，电子流向是负极→阴极、阳极→正极，即电子从电源负极流出到阴极，从阳极流回电源正极；离子移动方向是阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，也就是“离子阴阳相吸，电子负阴阳正”。所以a电极应是阴极，d电极应是正极，Q离子应是阳离子，答案选B。 1. 用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则表中各项所列对应关系均正确的是(　　) 选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论 A 正极 CuCl₂溶液 b管中有气体逸出 B 负极 稀H₂SO₄溶液 溶液中c(H⁺)增大 C 正极 NaCl溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中溶液呈红色 D 负极 AgNO₃溶液 a管中电极反应式是2H₂O－4e⁻ = O₂↑＋4H⁺ 【答案】B 【解析】A选项，若X为正极，电解CuCl₂溶液时，阴极b上Cu²⁺得电子生成Cu，不会有气体逸出，A错误；B选项，若X为负极，电解稀H₂SO₄溶液实质是电解水，溶剂减少，硫酸浓度增大，溶液中c(H⁺)增大，B正确；C选项，若X为正极，电解NaCl溶液时，阳极a生成氯气，阴极b生成氢气和氢氧化钠，所以U形管两端滴入酚酞后，b管中溶液呈红色，C错误；D选项，若X为负极，电解AgNO₃溶液时，阴极a上Ag⁺得电子生成Ag，电极反应式为Ag⁺ + e⁻ = Ag，D错误。 1. 用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质(括号内)，溶液能与原来溶液完全一样的是(　　) A．CuCl₂ [CuSO₄] B．NaOH [NaOH] C．NaCl [NaCl] D．CuSO₄ [CuCO₃] 【答案】D 【解析】电解CuCl₂溶液时，阳极放出Cl₂，阴极生成Cu，加适量CuCl₂能让电解质溶液复原，而加入CuSO₄不能使溶液恢复原样，A错误；电解NaOH溶液时，阳极产生O₂，阴极产生H₂，实质是电解水，加适量水能使电解质溶液复原，而加入NaOH不能，B错误；电解NaCl溶液时，阳极产生Cl₂，阴极产生H₂，加适量HCl能使电解质溶液复原，而加入NaCl不能，C错误；电解CuSO₄溶液时，阳极产生O₂，阴极产生Cu，加适量CuO或CuCO₃能使电解质溶液复原，因为CuCO₃与硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，相当于加入了CuO，D正确。 1. 为实现反应：Cu＋2HCl = CuCl₂＋H₂↑，设计了下列四个实验，你认为可行的是(　　) 【答案】C 【解析】该反应不能自发进行，需要设计成电解池来实现。A选项是原电池，锌比铜活泼，锌作负极，发生的反应是锌与稀硫酸反应，不符合要求，A错误；B选项是原电池，铁比铜活泼，铁作负极，发生的反应是铁与稀盐酸反应，不符合要求，B错误；C选项，若银作阳极，锌作阴极，硝酸银溶液作电解质溶液，阳极银失电子生成银离子，阴极铜离子得电子生成铜，可通过控制条件实现该反应，C正确；D选项是原电池，锌比铁活泼，锌作负极，发生的反应是锌与硝酸铁反应，不符合要求，D错误。 1. 如图为直流电源电解稀Na₂SO₄溶液的装置。通电一段时间后，在石墨电极a和b附近分别滴加一滴酚酞溶液。则下列有关说法中正确的是(　　) A．电极a产生H₂ B．通电一段时间后，稀Na₂SO₄溶液酸性增强 C．电极a附近溶液呈无色，电极b附近溶液呈红色 D．若将b电极换成铁棒，则b电极上发生的反应为：Fe - 3e⁻ = Fe³⁺ 【答案】A 【解析】电解稀Na₂SO₄溶液实质是电解水，与电源负极相连的a为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，即电极a产生H₂，A正确；电解过程中溶剂水减少，硫酸钠溶液浓度增大，但溶液始终呈中性，B错误；a极附近氢离子放电，氢氧根离子浓度增大，滴加酚酞溶液呈红色，b极附近氢氧根离子放电，氢离子浓度增大，溶液呈酸性，滴加酚酞溶液无色，C错误；若将b电极换成铁棒，b为阳极，铁属于活性电极，此时阳极本身失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe - 2e⁻ = Fe²⁺，D错误。 1. 用惰性电极电解Fe₂(SO₄)₃和CuSO₄的混合溶液，下列说法正确的是(　　) A．阴极反应式为Cu²⁺＋2e⁻ = Cu，当有Cu²⁺存在时Fe³⁺不放电 B．阴极上首先析出铁，然后析出铜 C．首先被电解的是Fe₂(SO₄)₃溶液，然后被电解的是CuSO₄溶液 D．阴极上不可能析出铜 【答案】C 【解析】Fe³⁺得电子能力比Cu²⁺强，故在阴极首先得电子的是Fe³⁺，电极反应式为Fe³⁺ + e⁻ = Fe²⁺，当Fe³⁺存在时，Cu²⁺不放电，A错误；当Fe³⁺完全反应后Cu²⁺放电，首先析出铜，B、D错误；由于氧化性为Fe³⁺＞Cu²⁺，即阴极先是Fe³⁺放电，后Cu²⁺放电，所以首先被电解的是Fe₂(SO₄)₃溶液，然后被电解的是CuSO₄溶液，C正确。 1. 能源是人类生存和发展的重要支柱，化学在能源的开发与利用方面起着十分重要的作用。某学习小组按如图所示装置探究化学能与电能的相互转化： (1)甲池是原电池(或化学能转化为电能的)装置，通入O₂的电极上的反应式为 。乙池中SO₄²⁻移向 (填“石墨”或“Ag”)电极。 (2)当甲池消耗标准状况下33.6 L O₂时，电解质KOH的物质的量变化 mol，乙池若要恢复电解前的状态则需要加入 (填所加物质的质量及化学式)。 (3)丙池中发生的电解反应的离子方程式为 【答案】(1)O₂＋4e⁻＋2H₂O = 4OH⁻；石墨 (2)1.5；240 g CuO(或372 g CuCO₃) 【解析】(1)甲池是原电池，通入氧气的一极为正极，氧气在碱性条件下得电子生成氢氧根离子，电极反应式为O₂＋4e⁻＋2H₂O = 4OH⁻；乙池为电解池，阴离子向阳极移动，石墨为阳极，所以SO₄²⁻移向石墨电极。 (2)标准状况下33.6 L O₂的物质的量为(33.6L22.4L/mol = 1.5mol)，根据正极反应式O₂＋4e⁻＋2H₂O = 4OH⁻，消耗1mol氧气生成4mol氢氧根离子，消耗1.5mol氧气生成6mol氢氧根离子，但同时负极消耗氢氧根离子，根据电池总反应(2H₂ + O₂ = 2H₂O)，消耗氧气的同时也消耗了水，使得氢氧化钾溶液浓度增大，但物质的量不变，消耗1.5mol氧气，负极消耗6mol氢氧根离子，所以电解质KOH的物质的量变化为1.5mol。乙池电解硫酸铜溶液，阳极产生氧气，阴极产生铜，根据得失电子守恒，消耗1.5mol氧气转移6mol电子，生成3mol铜，若要恢复电解前的状态，需要加入氧化铜的物质的量为3mol，质量为(3mol80g/mol = 240g)，也可以加入碳酸铜，碳酸铜与硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，相当于加入了氧化铜，碳酸铜的物质的量为3mol，质量为(3mol124g/mol = 372g)。 (3)丙池是电解氯化钠溶液，阳极氯离子放电生成氯气，阴极氢离子放电生成氢气，电解反应的离子方程式为(2Cl⁻ + 2H₂OCl₂↑ + H₂↑ + 2OH⁻)。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二单元 化学能与电能的转化 第3课时 电解原理 一、知识目标 1.以电解熔融态氯化钠和氯化铜溶液为例，了解电解池的工作原理，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 2.掌握电解池的电极反应规律以及电极反应式的书写。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：能从宏观上观察电解实验现象，从微观上探析阴阳离子的移动、电极反应的本质，理解电解的原理。 2.证据推理与模型认知：通过对实验现象的分析推理，建立电解池工作原理和电极反应规律的模型，能运用模型解决相关问题。 3.科学探究与创新意识：通过实验探究电解氯化铜溶液的过程，培养科学探究能力和创新思维，体会实验对化学研究的重要性。 一、学习重点 电解池的工作原理、电极反应规律以及电极反应式的书写。 二、学习难点 理解电解过程中离子的放电顺序，准确书写复杂情况下的电极反应式。 1．电解熔融氯化钠的原理 (1)电解熔融态氯化钠原理图 (2)过程分析： 通电前，熔融NaCl中存在可以自由移动的Na＋、Cl－。 通电后，阴、阳离子发生定向迁移，其中，Na+离子向阴极移动，发生还原反应； Cl－向阳极移动，发生氧化反应。 (3)电极反应和电解反应： 阴极：2Na＋＋2e－===2Na；阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑。 电解反应：2NaCl2Na+Cl2↑ 2．电解和电解池 (1)概念 ①电解是在直流电作用下，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 ②电解池是将电能转化为化学能的装置。 (2)电解池的工作原理 ①电极名称及反应类型 阴极：与电源负极相连的电极，发生还原反应； 阳极：与电源正极相连的电极，发生氧化反应。 ②电子流向：负极→阴极、阳极→正极。 ③离子的移动方向：阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。 (3)电解池的构成条件 具有与直流电源相连接的两个电极（阴极、阳极），插入电解质溶液或熔融电解质中，形成闭合回路。 （一）问题探究 1. 引入电解池概念 问题：工业上是如何大规模生产像钠、铝这样的金属的？请写出工业生产金属钠和铝过程中发生的主要反应的化学方程式，并思考这两个过程中发生了什么形式的能量转化？ 答案：工业上用电解熔融氯化钠制取钠，化学方程式为；用电解熔融氧化铝制取铝，化学方程式为。这两个过程中都是电能转化为化学能。 1. 探究电解熔融态氯化钠的原理 问题：通电前和通电后，熔融态氯化钠中和的运动有何差异？请在图中用箭头示意和的运动情况，并分析通电后电极表面分别发生了什么化学反应，写出两电极上发生反应的电极反应式和电解的总反应式，同时分析电解过程中电子的流向。 答案：通电前，熔融态中存在可以自由移动的和，但无定向移动；通电后，阴、阳离子发生定向迁移，其中向阴极移动，向阳极移动。 电极反应式：阳极（氧化反应），阴极（还原反应）。 总反应式：。 电子流向：与电源负极相连的电极（阴极）上有电子流入，在该电极上得到电子，被还原为钠原子；在与电源正极相连的电极（阳极）上，将电子转移给该电极，有电子流出，被氧化为氯原子，两个氯原子结合成氯分子。 1. 实验探究电解氯化铜溶液 问题：在氯化铜溶液中存在哪些离子？根据实验事实指出，在直流电的作用下，哪些离子优先在电极上发生反应？请写出电极反应式和电解总反应式。 答案：在氯化铜溶液中存在、、和。在阴极，优先于在电极上发生反应；在阳极，优先于在电极上发生反应。 电极反应式：阴极，阳极。 总反应式：。 1. 探究电极反应规律 问题：在电极反应中，离子的放电顺序与什么有关呢？结合电解氯化铜溶液的实验，分析阴极和阳极上离子的放电情况。 答案：离子的放电顺序与离子的氧化性和还原性有关。在阴极上发生反应的一般是溶液中的阳离子，阳离子放电顺序为；阳极上电极材料（电极为活性电极）本身失去电子被氧化或者溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，阴离子放电顺序为含氧酸根。在电解氯化铜溶液中，阴极放电，阳极放电。 1. 探究以惰性电极电解电解质溶液的规律 问题：不同类型电解质溶液（含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐溶液、无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液、活泼金属的无氧酸盐、不活泼金属的含氧酸盐溶液）在以惰性电极电解时，电极反应式、变化以及复原加入的物质分别是怎样的？ 答案： 电解含氧酸（如）时，阴极，阳极，减小，复原加入。 电解强碱（如）时，阴极，阳极，增大，复原加入。 活泼金属的含氧酸盐溶液（如），实质是电解水，阴极，阳极，不变，复原加入。 无氧酸（如），电解电解质型，阴极，阳极，增大，复原加入。 不活泼金属的无氧酸盐溶液（如），电解电解质型，阴极，阳极，复原加入。 活泼金属的无氧酸盐（如），放生碱型，阴极，阳极，增大，复原加入。 不活泼金属的含氧酸盐溶液（如），放生酸型，阴极，阳极，减小，复原加入或。 （二）问题思考 1.下列关于能量转化的说法中，正确的是（ ） A. 电解池是将化学能转化为电能的装置 B. 原电池是将电能转化为化学能的装置 C. 电解熔融氯化钠的过程中电能转化为化学能 D. 金属的腐蚀过程是化学能转化为电能的过程 答案：C。电解池是将电能转化为化学能的装置，A错误；原电池是将化学能转化为电能的装置，B错误；电解熔融氯化钠是在通电条件下进行的，电能转化为化学能，C正确；金属的腐蚀过程一般是化学能转化为热能等，不是转化为电能，D错误。 2. 在电解熔融氯化钠的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 阳极发生还原反应 B. 阴极发生氧化反应 C. 电子从电源的负极流向阴极 D. 阳离子向阳极移动 答案：C。阳极发生氧化反应，A错误；阴极发生还原反应，B错误；电子从电源的负极流向阴极，C正确；阳离子向阴极移动，D错误。 3. 用石墨电极电解氯化铜溶液，下列说法正确的是（ ） A. 阳极上产生氢气 B. 阴极上产生氯气 C. 溶液的增大 D. 溶液中铜离子浓度减小 答案：D。阳极上放电生成氯气，A错误；阴极上放电生成铜，B错误；溶液中浓度减小，浓度基本不变，溶液不变，C错误；溶液中铜离子不断在阴极放电生成铜，铜离子浓度减小，D正确。 4. 用石墨电极电解下列溶液，阴极上不会析出金属的是（ ） A. 溶液 B. 溶液 C. 溶液 D. 溶液 答案：C。溶液中在阴极放电析出银，A不符合；溶液中在阴极放电析出铜，B不符合；溶液中阴极是放电生成氢气，不会析出金属，C符合；溶液中在阴极放电析出铜，D不符合。 5. 用惰性电极电解下列溶液一段时间后，再加入一定质量的另一种物质（括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是（ ） A. B. C. D. 答案：D。电解溶液时，阳极放出，阴极生成，加适量能让电解质溶液复原，而加入不能使溶液恢复原样，A错误；电解溶液时，阳极产生，阴极产生，实质是电解水，加适量水就能使电解质溶液复原，而加入不能，B错误；电解溶液时，阳极产生，阴极产生，加适量能使电解质溶液复原，而加入不能，C错误；电解溶液时，阳极产生，阴极产生，加适量或能使电解质溶液复原，因为与硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，相当于加入了，D正确。 （三）归纳总结 1. 归纳电解池的工作原理 问题：请归纳电解池的概念、工作原理、构成条件以及阴、阳极判断方法。 答案： 概念：电解是在直流电作用下，两电极分别发生氧化、还原反应；电解池是将电能转化为化学能的装置。工作原理：电极名称及反应类型为阴极（与负极相连，发生还原反应）；阳极（与正极相连，发生氧化反应）。电子流向是负极→阴极、阳极→正极；离子移动方向是阳离子→阴极，阴离子→阳极。 构成条件：与直流电源相连的两电极；电极插入电解质溶液或熔融电解质；形成闭合回路。 阴、阳极判断方法：外接电源，负极相连为阴极，正极相连为阳极；发生反应，还原为阴极，氧化为阳极；电子流向，流入为阴极，流出为阳极；反应现象，增重或放为阴极，溶解或放、等为阳极；离子流向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。 1. 归纳电解池电极反应式的书写方法 问题：请归纳电解池电极反应式的一般书写方法。 答案：按照看电极→找离子→分阴阳→排顺序→写反应的步骤来书写。 看电极：重点关注阳极材料是活性电极还是惰性电极，若为活性电极（及之前的金属），则阳极反应为活性电极本身失电子，特别注意若作阳极，电极反应式为；若为惰性电极，则阳极反应一般为溶液中的阴离子失电子。 找离子：找出电解质溶液中所有的离子，包括水电离出来的。 分阴阳：将所有离子按阴、阳分类。 排顺序：根据电极反应的离子放电顺序，将阳离子按氧化性顺序排列，阴离子按还原性顺序排列。 写反应：根据元素化合价变化计算得失电子数目，写出电极反应式。 1. 如下图所示装置中属于电解池的是________(填序号)。 【答案】③⑥ 【解析】电解池的构成条件为具有与直流电源相连接的两个电极（阴极、阳极）；电极插入电解质溶液或熔融电解质中；形成闭合回路。据此分析所给装置，③和⑥满足电解池的构成条件，所以属于电解池的是③⑥。 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电极 d电极 Q离子 A 阳极 正极 阳离子 B 阴极 正极 阳离子 C 阳极 负极 阴离子 D 阴极 负极 阴离子 【答案】B 【解析】在电解池中，电子流向是负极→阴极、阳极→正极，即电子从电源负极流出到阴极，从阳极流回电源正极；离子移动方向是阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，也就是“离子阴阳相吸，电子负阴阳正”。所以a电极应是阴极，d电极应是正极，Q离子应是阳离子，答案选B。 1. 用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则表中各项所列对应关系均正确的是(　　) 选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论 A 正极 CuCl₂溶液 b管中有气体逸出 B 负极 稀H₂SO₄溶液 溶液中c(H⁺)增大 C 正极 NaCl溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中溶液呈红色 D 负极 AgNO₃溶液 a管中电极反应式是2H₂O－4e⁻ = O₂↑＋4H⁺ 【答案】B 【解析】A选项，若X为正极，电解CuCl₂溶液时，阴极b上Cu²⁺得电子生成Cu，不会有气体逸出，A错误；B选项，若X为负极，电解稀H₂SO₄溶液实质是电解水，溶剂减少，硫酸浓度增大，溶液中c(H⁺)增大，B正确；C选项，若X为正极，电解NaCl溶液时，阳极a生成氯气，阴极b生成氢气和氢氧化钠，所以U形管两端滴入酚酞后，b管中溶液呈红色，C错误；D选项，若X为负极，电解AgNO₃溶液时，阴极a上Ag⁺得电子生成Ag，电极反应式为Ag⁺ + e⁻ = Ag，D错误。 1. 用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质(括号内)，溶液能与原来溶液完全一样的是(　　) A．CuCl₂ [CuSO₄] B．NaOH [NaOH] C．NaCl [NaCl] D．CuSO₄ [CuCO₃] 【答案】D 【解析】电解CuCl₂溶液时，阳极放出Cl₂，阴极生成Cu，加适量CuCl₂能让电解质溶液复原，而加入CuSO₄不能使溶液恢复原样，A错误；电解NaOH溶液时，阳极产生O₂，阴极产生H₂，实质是电解水，加适量水能使电解质溶液复原，而加入NaOH不能，B错误；电解NaCl溶液时，阳极产生Cl₂，阴极产生H₂，加适量HCl能使电解质溶液复原，而加入NaCl不能，C错误；电解CuSO₄溶液时，阳极产生O₂，阴极产生Cu，加适量CuO或CuCO₃能使电解质溶液复原，因为CuCO₃与硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，相当于加入了CuO，D正确。 1. 为实现反应：Cu＋2HCl = CuCl₂＋H₂↑，设计了下列四个实验，你认为可行的是(　　) 【答案】C 【解析】该反应不能自发进行，需要设计成电解池来实现。A选项是原电池，锌比铜活泼，锌作负极，发生的反应是锌与稀硫酸反应，不符合要求，A错误；B选项是原电池，铁比铜活泼，铁作负极，发生的反应是铁与稀盐酸反应，不符合要求，B错误；C选项，若银作阳极，锌作阴极，硝酸银溶液作电解质溶液，阳极银失电子生成银离子，阴极铜离子得电子生成铜，可通过控制条件实现该反应，C正确；D选项是原电池，锌比铁活泼，锌作负极，发生的反应是锌与硝酸铁反应，不符合要求，D错误。 1. 如图为直流电源电解稀Na₂SO₄溶液的装置。通电一段时间后，在石墨电极a和b附近分别滴加一滴酚酞溶液。则下列有关说法中正确的是(　　) A．电极a产生H₂ B．通电一段时间后，稀Na₂SO₄溶液酸性增强 C．电极a附近溶液呈无色，电极b附近溶液呈红色 D．若将b电极换成铁棒，则b电极上发生的反应为：Fe - 3e⁻ = Fe³⁺ 【答案】A 【解析】电解稀Na₂SO₄溶液实质是电解水，与电源负极相连的a为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，即电极a产生H₂，A正确；电解过程中溶剂水减少，硫酸钠溶液浓度增大，但溶液始终呈中性，B错误；a极附近氢离子放电，氢氧根离子浓度增大，滴加酚酞溶液呈红色，b极附近氢氧根离子放电，氢离子浓度增大，溶液呈酸性，滴加酚酞溶液无色，C错误；若将b电极换成铁棒，b为阳极，铁属于活性电极，此时阳极本身失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe - 2e⁻ = Fe²⁺，D错误。 1. 用惰性电极电解Fe₂(SO₄)₃和CuSO₄的混合溶液，下列说法正确的是(　　) A．阴极反应式为Cu²⁺＋2e⁻ = Cu，当有Cu²⁺存在时Fe³⁺不放电 B．阴极上首先析出铁，然后析出铜 C．首先被电解的是Fe₂(SO₄)₃溶液，然后被电解的是CuSO₄溶液 D．阴极上不可能析出铜 【答案】C 【解析】Fe³⁺得电子能力比Cu²⁺强，故在阴极首先得电子的是Fe³⁺，电极反应式为Fe³⁺ + e⁻ = Fe²⁺，当Fe³⁺存在时，Cu²⁺不放电，A错误；当Fe³⁺完全反应后Cu²⁺放电，首先析出铜，B、D错误；由于氧化性为Fe³⁺＞Cu²⁺，即阴极先是Fe³⁺放电，后Cu²⁺放电，所以首先被电解的是Fe₂(SO₄)₃溶液，然后被电解的是CuSO₄溶液，C正确。 1. 能源是人类生存和发展的重要支柱，化学在能源的开发与利用方面起着十分重要的作用。某学习小组按如图所示装置探究化学能与电能的相互转化： (1)甲池是原电池(或化学能转化为电能的)装置，通入O₂的电极上的反应式为 。乙池中SO₄²⁻移向 (填“石墨”或“Ag”)电极。 (2)当甲池消耗标准状况下33.6 L O₂时，电解质KOH的物质的量变化 mol，乙池若要恢复电解前的状态则需要加入 (填所加物质的质量及化学式)。 (3)丙池中发生的电解反应的离子方程式为 【答案】(1)O₂＋4e⁻＋2H₂O = 4OH⁻；石墨 (2)1.5；240 g CuO(或372 g CuCO₃) 【解析】(1)甲池是原电池，通入氧气的一极为正极，氧气在碱性条件下得电子生成氢氧根离子，电极反应式为O₂＋4e⁻＋2H₂O = 4OH⁻；乙池为电解池，阴离子向阳极移动，石墨为阳极，所以SO₄²⁻移向石墨电极。 (2)标准状况下33.6 L O₂的物质的量为(33.6L22.4L/mol = 1.5mol)，根据正极反应式O₂＋4e⁻＋2H₂O = 4OH⁻，消耗1mol氧气生成4mol氢氧根离子，消耗1.5mol氧气生成6mol氢氧根离子，但同时负极消耗氢氧根离子，根据电池总反应(2H₂ + O₂ = 2H₂O)，消耗氧气的同时也消耗了水，使得氢氧化钾溶液浓度增大，但物质的量不变，消耗1.5mol氧气，负极消耗6mol氢氧根离子，所以电解质KOH的物质的量变化为1.5mol。乙池电解硫酸铜溶液，阳极产生氧气，阴极产生铜，根据得失电子守恒，消耗1.5mol氧气转移6mol电子，生成3mol铜，若要恢复电解前的状态，需要加入氧化铜的物质的量为3mol，质量为(3mol80g/mol = 240g)，也可以加入碳酸铜，碳酸铜与硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，相当于加入了氧化铜，碳酸铜的物质的量为3mol，质量为(3mol124g/mol = 372g)。 (3)丙池是电解氯化钠溶液，阳极氯离子放电生成氯气，阴极氢离子放电生成氢气，电解反应的离子方程式为(2Cl⁻ + 2H₂OCl₂↑ + H₂↑ + 2OH⁻)。 / 学科网（北京）股份有限公司 $