第25讲 电解原理（暑假预习讲义）新高二化学人教版

第25讲 电解原理 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1.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其变化。 2.理解电解的规律，判断电解的产物。 3.电解池电极反应式和总反应式的书写。 预习重点 电解的规律及其应用、电解池电极反应式的书写、惰性电极电解溶液的一般规律。 预习难点 电解的规律及其应用、惰性电极电解溶液的一般规律 情｜境｜启｜思 初中的时候我们就学过电解水，正极产生氧气，负极产生氢气，那么电解的原理是什么？与正负极连接的石墨棒上发生的反应分别是什么？为什么要加入硫酸钠增强导电性？ 深｜研｜精｜炼 知识点01 电解原理 1.实验探究：电解氯化铜溶液 实验装置 实验步骤 在U型管中注入质量分数为25%的CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒附近。接通直流电源，观察U型管内的现象和试纸颜色的变化。 实验现象 通电一段时间可观察到与电源正极相连的碳棒附近有气泡产生，并有刺激性气味，湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，证明产生的气体是氯气；与电源负极相连的碳棒底部有红色的固体覆盖。 实验结论 ①CuCl2溶液在电流作用下发生了化学变化，分解生成了Cu和Cl2。 ②电解过程中电能转化为化学能。 ③电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。 电极方程式 阳极：2Cl-－2e-=Cl2↑ 阴极：Cu2++2e-=Cu 总反应式：CuCl2Cu+Cl2↑ 2.电解和电解池 电解 使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。 电解池 将电能转化为化学能的装置。 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 3.电解池的工作原理 构建电解池模型 (电解CuCl2溶液为例) 总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑ 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→阴极→负极。 【例1】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。 【解题要点】 【即练1】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．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色 B．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色 C．逸出气体的体积，a极的小于b极的 D．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体 【答案】B 【解析】a极为阴极，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；b极为阳极，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；a极产生H2，b极产生O2，H2的体积是O2体积的2倍，故C、D项不正确。 【即练2】要实现反应：Cu＋2HCl=CuCl2＋H2↑，设计了下列四个实验，你认为可行的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】实现Cu＋2HCl=CuCl2＋H2↑反应，因Cu与稀盐酸常温下不反应，则应设计为电解池，Cu为阳极，电解质为HCl。 【解析】A．应设计为电解池，该装置为原电池，铁做负极，铜做正极，氢离子在正极得电子生成氢气，故A错误； B．应设计为电解池，该装置中虽然铜的活泼性大于银，但铜与盐酸不能自发进行氧化还原反应，故B错误； C．电解池中Cu为阳极，电解质为HCl，符合题意，故C正确； D．电解池中C为阳极，不符合题意，故D错误； 故答案为C。 知识点02 电解池电极产物的判断 1.电极产物判断 (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＞F-。 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。 2.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：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞（后为熔融体放电顺序）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。 ①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电，注意离子导体(电解质)是水溶液还是非水状态。 ②阳极材料不同，电极产物、电极反应式可能不同，最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。 ③电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。 ④书写电解池中的电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。 ⑤应考虑电解质溶液中未参与放电的离子是否与放电后生成的离子发生反应(离子共存)。 ⑥电势的高低:在原电池中，正极电势高于负极;在电解池中，阳极电势高于阴极。 3.阴、阳极的判断方法 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。 【例2】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。 【解题要点】书写电极反应式 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：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞（后为熔融体放电顺序）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。 【即练3】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 【解析】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。 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。 【即练4】如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的NaCl溶液、AgNO3溶液、x溶液，a、b、c、d电极均为石墨电极，接通电源经过一段时间后，乙中c电极质量增加，据此回答问题： （1）电源的M端为 极(填名称)。 （2）电极d上发生的电极反应式为 ，乙池溶液pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。 （3）甲池中的总反应式为 。 （4）当电路中有0.04mol电子通过时，a、b、c、d电极上产生的气体或固体的物质的量之比是 。 （5）若利用丙池实现铁上镀铜，则e、f依次是 ， (填化学式)。 【答案】（1）负 （2） 减小 （3） （4）2：2：4：1 （5）Fe Cu 【分析】该装置为串联电解池，乙中c电极质量增加，c是阴极，电极反应为Ag++e-=Ag，依此推出a、b、d、e、f分别为阴极、阳极、阳极、阴极、阳极，则M为直流电源负极，N为直流电源正极。 【解析】（1）根据分析M为直流电源负极； （2）据分析d为阳极，电解硝酸银溶液，阳极水失去电子被氧化为氧气，电极反应为，同时生成氢离子导致溶液pH减小； （3）甲池中是电解氯化钠溶液，总化学方程式为； （4）依据放电顺序可知，a、b、c、d上分别产生氢气、氯气、银单质、氧气，根据得失电子守恒有关系，其物质的量之比为2：2：4：1； （5）在铁上镀铜，铁作为镀件在阴极、铜作为镀层在阳极、电解质溶液为硫酸铜，则e为铁，f为Cu。 知识点03 惰性电极电解规律 1.电解溶剂水型 电解质类型 最高价含氧酸，如H2SO4 活泼金属最高价含氧酸盐，如KNO3 可溶性强碱，如NaOH 电极反应式 阴极 4H+＋4e－===2H2↑ 4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ 阳级 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 总反应式 2H2O2H2↑＋O2↑ 电解质溶液浓度 增大 溶液pH 减小 不变 增大 复原方法 加水 2.电解电解质型 电解质类型 无氧酸，如HCl 不活泼金属无氧酸盐，如CuCl2 电极反应式 阴极 2H＋＋2e－===H2↑ Cu2＋＋2e－===Cu 阳级 2Cl－－2e－===Cl2↑ 总反应式 2HClH2↑＋Cl2↑ CuCl2Cu＋Cl2↑ 电解质溶液浓度 减小 溶液pH 增大 复原方法 通入HCl气体 加入CuCl2固体 3.放H2生碱型 电解质 (水溶液) 电极反应式及总反应式 电解质 浓度 溶液 pH 溶液 复原 活泼金属的无氧酸盐 (如NaCl) 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 总反应式：2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 生成新 电解质 增大 通入 HCl 气体 4.放氧生酸型 电解质 (水溶液) 电极反应式 及总反应式 电解质 浓度 溶液 pH 溶液 复原 不活泼金属的含氧酸盐[如CuSO4] 阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu 总反应式：2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ 生成新 电解质 减小 加CuO 或CuCO3 ①电解过程中，放H2生碱型的实质是水电离出的H+在阴极上放电，破坏了阴极附近水的电离平衡，使OH-浓度增大，若滴入酚酞试液，阴极附近溶液变红；放O2生酸型的实质是水电离出的OH-在阳极上放电，破坏了阳极附近水的电离平衡，使H+浓度增大。 ②用惰性电极电解电解质溶液时，要使电解后的溶液恢复原状态，加入的物质应由电解过程中从溶液中逸出或析出的物质(以气体或固体形式脱离电解质溶液的物质)决定。应遵循“出来什么加什么，出来多少加多少”的原则，一般加入阴极产物与阳极产物化合得到的物质。 【例3】（24-25高一下·内蒙古呼和浩特·期中）用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液(假设溶质均过量)，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，下列选项符合题意的是 选项 X Y Z W A C Fe NaCl 盐酸 B Pt Cu CuSO4 CuSO4溶液 C Ag Fe AgNO3 Ag2O晶体 D C C H2SO4 H2O 【答案】D 【详解】A．阳极C（惰性）和阴极Fe电解NaCl溶液，总反应为，需补充HCl气体恢复，而W为盐酸，无法准确恢复浓度，A错误； B．阳极Pt（惰性）和阴极Cu电解CuSO4溶液，总反应为，需加入CuO恢复，但W为CuSO4溶液，无法中和生成的H2SO4，B错误； C．阳极Ag和阴极Fe电解AgNO3液，为电镀过程，AgNO3浓度不变，无需加入任何物质，但W为Ag2O晶体，C错误； D．阳极C和阴极C（均为惰性）电解H2SO4溶液，实质为电解水的过程，总反应为，加入水即可恢复，D正确； 故选D。 【即练5】（25-26高二上·重庆·期中）用惰性电极电解溶液，当阳极产生标准状况下6.72L气体时，停止通电，要使溶液恢复到电解前的状态，可加入 A． B． C． D．0.6molHCl 【答案】C 【分析】电解氯化铜溶液的阳极反应式为：，阴极反应式为：，由题意，氯离子的物质的量为2 mol，阳极生成的气体的物质的量（标况下）为，故消耗的氯离子为0.6 mol，铜离子为0.3 mol，即消耗了0.3 molCuCl2，故复原溶液的方法是加入0.3 molCuCl2，据此分析。 【详解】根据分析，当阳极产生标准状况下6.72L气体时，消耗了0.3 molCuCl2，故需要加入0.3 molCuCl2使溶液恢复到电解前的状态，故选C。 【即练6】（25-26高三上·湖北·期中）电化学合成1，2-二氯乙烷的装置如图。下列说法错误的是 A．随电解进行NaOH与NaCl均需及时补充 B．a为负极，离子交换膜Ⅰ为阳离子交换膜 C．电路中每通过1 mol e-理论上消耗14 g乙烯 D．M极发生反应2H2O＋2e-=H2↑＋2OH- 【答案】A 【分析】根据图示可知，电极N上CuCl被氧化生成CuCl2，电极N为阳极，则电极M为阴极，阳极电极反应为：，阴极电极反应为：，据此解答。 【详解】A．由分析可知，电极M为阴极，发生电极反应：，即阴极生成氢氧根离子，同时钠离子向左侧迁移，左侧NaOH浓度变大，氯离子向右侧迁移，NaCl浓度变小，所以NaCl需及时补充，NaOH不需要补充，A错误； B．由分析可知，电极M为阴极，则a为负极，工作过程中钠离子向左侧迁移，左侧NaOH浓度变大，则离子交换膜Ⅰ为阳离子交换膜，B正确； C．N极为阳极，电极反应为：，电路中每通过1 mol e-，生成1 mol氯化铜，乙烯与氯化铜发生反应：CH2=CH2＋2CuCl2CH2ClCH2Cl＋2CuCl，理论上消耗乙烯0.5 mol，即14 g，C正确； D．由分析可知，M极为阴极，被还原生成，同时生成，其电极反应式为：，D正确； 故选A。 一、单选题 1．如图为用惰性电极电解溶液并验证其产物的实验装置，则下列说法不正确的是 A．电源a极为负极 B．淀粉溶液会变蓝色 C．向电极Ⅱ区域移动 D．电极Ⅰ上发生的电极反应为 【答案】D 【分析】该装置为惰性电极电解溶液并验证其产物的实验装置，由图可知，电极Ⅱ接KI-淀粉溶液，是检验阳极产生的氯气试剂，故电极Ⅰ为阴极，电极Ⅱ为阳极，电源a极为负极，电源b极为正极，据此回答问题 【详解】A．由分析可知，电源a极为负极，A正确； B．KI-淀粉溶液会变蓝色：阳极（电极Ⅱ）产生，氧化I⁻生成（），淀粉遇变蓝，B正确； C．向电极Ⅱ区域移动：电解池中阴离子移向阳极，电极Ⅱ为阳极，故向电极Ⅱ移动，C正确； D．电极Ⅰ为阴极（惰性电极），阴极发生还原反应， D错误； 故答案选D。 2．用石墨作电极，电解稀溶液的装置如图所示，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．逸出气体的体积：A电极电极 B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体 C．A电极附近呈红色，B电极附近呈蓝色 D．电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 【答案】D 【详解】、移向B电极，在B电极放电，产生，B电极附近，石蕊溶液变红，移向A电极，在A电极放电产生，A电极附近，石蕊溶液变蓝，C错误、D正确；A电极产生的气体体积大于B电极，A错误；两种气体均为无色无味的气体，B错误。 3．（25-26高二上·北京海淀·期末）用图示装置电解溶液，实验过程中两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，在X极收集到气体，Y极收集到气体(均已折合成标况)。铁电极明显变细，电解液仍然澄清。下列不正确的是 已知：高铁酸根(在溶液中呈紫红色) A．X电极产生的是 B．生成的电极反应式： C．铁电极减少的质量为 D．电解完成后，溶液中的物质的量减少了 【答案】D 【分析】Y极区溶液先变为紫红色，再生成气体，且电解液仍然澄清，说明无Fe(OH)3沉淀生成，发生的电极反应为，，X极为阴极，阴极反应为，据此解答。 【详解】A．X极生成氢气，A正确； B．Y极为阳极，生成氧气的方程式为，B正确； C．根据电子转移守恒，阴极生成H2转移电子数为0.04 mol×2=0.08 mol，阳极生成O2转移电子数为0.005 mol×4=0.02 mol，则Fe发生反应转移电子数为0.08 mol-0.02 mol=0.06 mol，消耗Fe质量为，所以铁电极减少质量为0.56 g，C正确； D．根据已知，阴极生成OH-物质的量为0.08 mol，阳极消耗OH-物质的量为0.08 mol+0.02 mol=0.1 mol，所以OH-物质的量减小了0.10 mol-0.08 mol=0.02 mol，D错误； 故选D。 4．（25-26高二下·广东汕头·期中）某科研小组模拟工业利用电解法处理含氮废水的电解原理如下图所示。其中膜X和膜Y分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜，两膜中间层的H2O解离为H+和OH-，并在直流电场力作用下分别向两极迁移。下列有关说法错误的是 A．电极M的电极反应式为CO2+2+18H++16e-=CO(NH2)2+7H2O B．理论上每转移1mol e-，N极上生成22.4L O2 C．电解质溶液中H+穿过膜X向电极M扩散 D．电源a极为负极 【答案】B 【分析】判断电极极性：电解池中阳离子向阴极移动，由图可知电极N中转化为，O的化合价从价变成0价，发生氧化反应，因此N为阳极，连接电源正极b，M为阴极，连接电源负极a。 【详解】A．M为阴极，得电子被还原为，题给反应式原子、电荷均守恒，A正确； B．N为阳极，放电生成，电极反应为，转移时，生成为0.25 mol，选项未说明是标准状况，无法计算体积，B错误； C．膜X为阳离子交换膜，而电极M为阴极，吸引阳离子，所以穿过膜X向电极M扩散，C正确； D．根据分析可知，电源a极为负极，D正确； 故选B。 5．（25-26高二上·浙江杭州·期中）一种电解法制备并得到等副产物的装置示意图如图所示，下列说法正确的是 A．图中左侧石墨电极上产生氢气 B．溶液中石墨电极上的反应为 C．A膜为阴离子交换膜，B膜为阳离子交换膜 D．透过C膜进入氢氧化钠稀溶液中，原料室的浓度减小 【答案】D 【分析】由图可知，产品在产品室生成，左侧石墨作阳极，氯离子放电，电极反应式为，阳极室的透过A膜进入产品室，A膜为阳离子交换膜，透过B膜进入产品室与结合生成，B膜为阴离子交换膜，右侧石墨极为阴极，水放电，电极反应式为，透过C膜进入阴极室，和得到溶液，C膜为阳离子交换膜，据此作答。 【详解】A．由分析可知，左侧电极为阳极，应连接电源正极，电极反应式为，不会产生，故A错误； B．由分析可知，右侧石墨极为阴极，水放电，电极反应式为，故B错误； C．据上述分析，A膜、C膜为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜，故C错误　 D．阳极室的透过A膜进入产品室，产品室中的阳离子浓度增大，透过B膜进入产品室与结合生成，则原料室中透过C膜进入阴极室，原料室的浓度减小，故D正确； 故选D。 6．（25-26高二下·湖南长沙·期中）电化学法制备乙二醇()的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．乙二醇与足量酸性高锰酸钾溶液反应生成乙二酸 B．质子由a极区经质子交换膜向b极区迁移 C．a极逸出3.36 L气体时，转移0.3 mol电子 D．b极电极反应式： 【答案】D 【分析】电源供电时，a电极处得到电子，被还原为，为阴极，接电源负极；b电极处乙烯失去电子被氧化生成乙二醇，为阳极，接电源正极。 【详解】A．乙二醇与足量酸性高锰酸钾溶液反应会生成，不能生成乙二酸，A错误； B．电解池中阳离子向阴极迁移，质子由b极区经质子交换膜向a极区迁移，B错误； C．a电极处得到电子，被还原为，每生成1 mol，转移2 mol电子，题干未指明是标准状况下的气体体积，无法通过体积换算气体物质的量，C错误； D．b电极处乙烯失去电子被氧化生成乙二醇，电极反应式为：，D正确； 故选D。 7．（25-26高二下·广东·期中）可充放电锌-空气电池的结构如图所示，主要由锌阳极、空气阴极、碱性电解质和交换膜组成总反应为2Zn+O22ZnO。下列说法错误的是 A．电池放电时，正极反应式为O2 +4e-+2H2O=4OH- B．当达到一定浓度时就会沉积为ZnO：=ZnO+2OH-+H2O C．充电时阴极附近溶液pH减小 D．实际采用KOH而不用NaOH溶液，可能是因为钾离子电导率和扩散速率强于钠离子 【答案】C 【分析】由总反应，放电时，锌失去电子为负极、氧气一极得到电子为正极，充电时，氧气一极为阳极、锌电极为阴极； 【详解】A．根据装置图，放电时，正极是氧气得到电子，电解质溶液呈碱性，则正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故A正确； B．根据装置图，结合总反应最终产物为ZnO，会沉积为ZnO，反应为= ZnO+2OH-+H2O，故B正确； C．充电时，阴极发生的电极反应为ZnO+2e-+H2O=Zn+2OH-，溶剂减少，氢氧根离子浓度增大，所以充电时阴极附近溶液pH增大，故C错误； D．KOH比NaOH昂贵，还用KOH作电解质溶液，主要因为钾离子导电能力(电导率)和扩散速率强于钠离子，故D正确。 故选C。 8．（24-25高二下·福建莆田·期中）中科院团队利用固体氧化物电解池，实现了高选择性乙烷电化学脱氢制取乙烯，其原理如图所示。下列叙述错误的是 A．若制得1mol C2H4，则有1 mol CO2被氧化 B．b电极的电极反应式为 C．若电源为铅蓄电池，则a电极材料为Pb D．若有1mol CO2参与反应，b极区所得产物为0.5 mol，则该产物可能为C2H2 【答案】A 【分析】如图所示，二氧化碳通过电解转变为一氧化碳，碳元素化合价降低，得电子，被还原，则a为电源负极，所连接的电极为阴极；b为电源正极，所连接的电极为阳极； 【详解】A．根据电子守恒，若制得1mol C2H4，则有1mol CO2被还原，而不是被氧化；A错误； B．b为电源正极，所连接的电极为阳极，发生氧化反应，C2H6被氧化为C2H4，其电极反应，C2H6-2e-+O2-=C2H4+H2O，B正确； C．a极为电源的负极，铅蓄电池中负极材料为Pb；C正确； D．1 mol CO2参与反应，电路中转移2 mol电子，若b电极发生副反应C2H6-4e-+2O2-=C2H2+2H2O，则转移2 mol电子时可生成0.5 mol C2H2，D正确； 故答案选A。 9．（25-26高二下·广西南宁·期中）β-羟基酮是药物分子与合成化学中的关键骨架。我国某团队以甲醇和酮为原料，K3PO4为碱性电解质，甲醇和水为溶剂，在室温下高效电化学合成β-羟基酮，同时产生副产物氢气，工作原理如图。 下列说法正确的是 A．电解时K+向Pt电极1迁移 B．Pt电极1的电势低于Pt电极2 C．Pt电极1的电极反应可表示为 D．每生成1 mol H2，则有1 mol CH3OH被还原 【答案】C 【分析】首先判断电极类型： Pt电极1上转化为，发生失电子的氧化反应，为阳极；Pt电极2上转化为，发生得电子的还原反应，为阴极； 【详解】A．电解池中，阳离子向阴极移动，是阳离子，应向阴极（Pt电极2）迁移，A错误； B．电解池中阳极接电源正极，阴极接电源负极，阳极电势高于阴极，因此Pt电极1（阳极）电势高于Pt电极2（阴极），B错误； C．Pt电极1为阳极，失电子生成，为碱性电解质，结合脱氢产生的生成，电极反应为： ，电荷、原子均守恒，反应式书写正确，C正确； D．生成转移电子，对应失电子，被氧化（不是被还原），D错误； 故选C。 10．（25-26高二下·云南昭通·期中）我国科学家基于光催化反应，创建了光电共轭聚合物网络用于太阳能驱动硝酸盐转化为氨气和氧气，装置示意图如图所示，下列说法正确的是 A．电子转移方向为：从b电极经导线到a电极，再通过KOH溶液回到b电极 B．a极的电极反应式为 C．b电极为阳极，向a电极迁移 D．装置工作一段时间后，b极附近溶液pH增大 【答案】B 【分析】电极处转化为，氮元素化合价降低，发生还原反应，电极为阴极；电极处生成，失去电子，发生氧化反应，电极为阳极。电子经外电路由电极流向电极，溶液中由离子定向移动形成闭合回路，向阳极电极迁移。 【详解】A．电子只能通过外电路定向移动，不能通过溶液回到电极，溶液中依靠离子定向移动导电，A错误； B．电极上得到电子生成，碱性条件下电极反应式为，B正确； C．电极为阳极，阴离子应向阳极电极迁移，C错误； D．电极发生氧化反应，电极反应式为，被消耗，极附近溶液碱性减弱，减小，D错误； 故选B。 11．（25-26高二下·四川南充·期中）研究人员用、作电极电解浓溶液制备的装置示意图如下所示。下列说法错误的是 A．该电解过程中，溶液可循环使用 B．电极为阴极，该区域发生还原反应 C．M离子交换膜为阴离子交换膜 D．电极上的电极反应式为 【答案】C 【分析】用、作电极电解浓溶液制备的装置，在Ni电极上水得电子生成氢气，故Ni电极作阴极；Fe电极上Fe失电子生成，Fe作阳极。 【详解】A．根据分析，阴极电极反应为，阴极生成的是浓KOH溶液可循环用于阳极和中间隔室，A正确； B．根据分析，Ni作阴极，该区域发生还原反应，B正确； C．根据A项电极反应及阴极区由含少量KOH的水溶液转化为浓KOH溶液，M离子交换膜将中间隔室的移向阴极，故为阳离子交换膜，C错误； D．电极上Fe失电子生成，电极反应式为，D正确； 故选C。 12．（25-26高二下·广东·期中）无膜氯液流电池是一种先进的低成本高储能电池，可广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等，工作原理如图所示，M为多孔碳电极，N为Na3Ti2(PO4)3和NaTi2 (PO4)3电极。 下列说法正确的是 A．放电时，N极电势高于M极 B．放电时，N极的电极反应式为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3 C．充电时，左侧储液器中Cl2的浓度减小 D．充电时，电路中每转移1 mol e-，两电极质量变化的差值为23 g 【答案】D 【分析】由无膜氯液流电池工作原理图可知，放电时，在M极参加反应，得到电子生成，发生还原反应，则M极为正极，电极反应为，N极为负极，电极反应为。 【详解】A．由分析可知，放电时，M极为正极，N极为负极，则M极电势高于N极，A错误， B．由分析可知，放电时，N极为负极，电极反应为，B错误； C．充电时，M极为阳极，电极反应为。左侧储液器中的浓度增大，C错误； D．充电时，M极的质量不变，N极上的电极反应为，则电路中每转移，N极上有参与反应，N极的质量增加23 g，故两电极质量变化的差值为23 g，D正确； 故选D。 二、填空题 13．金属铜不溶于稀硫酸，可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐。现将一定量的铜片加入稀硫酸和硫酸铁溶液组成的混合溶液中，铜片完全溶解。 (1)写出铜溶于上述混合溶液的离子方程式：___________。 (2)若在如图1所示的装置中发生了(1)中的反应，则X电极是___________(填“正极”或“负极”)，电极反应式是___________。 (3)铜片完全溶解时，所得溶液中的浓度均为(假设溶液体积不变)，现用电解方法使在铜片上转化为，装置如图2所示。 ①电解开始阶段，阳极的电极反应式为___________，阴极的电极反应式为___________。 ②判断溶液中的已完全析出的现象是___________。当恰好完全析出时，转移电子的物质的量为___________。 【答案】(1) (2) 负极 (3) 阴极(或铜片)表面开始有气泡生成 【详解】图1装置为原电池装置，X电极应为铜电极，作负极，Y电极作正极，铜失去电子转化为铜离子，铁离子在Y电极上得到电子转化为亚铁离子。图2装置为电解池装置，铜离子在铜电极上得到电子发生还原反应，则铜片作阴极，石墨作阳极，故在阳极上水失去电子发生氧化反应生成氧气，在阴极上铁离子先放电，得到电子被还原成亚铁离子，而后铜离子放电，得到电子转化为铜单质附着在铜片上。若铜离子反应完全，则在铜片上得到电子生成氢气。由上述分析可知，铁离子先放电，而后铜离子放电，铁离子完全转化为亚铁离子的过程转移的电子为，铜离子完全转化为铜单质的过程转移的电子为，共转移电子。 14．（25-26高二下·四川乐山·期中）某化学兴趣小组设计下列电化学实验装置，已知A、B、C、D均为惰性电极，E、F为两种活泼金属，均位于短周期，且位置相邻，E能与NaOH溶液反应。接通线路后，反应一段时间。 (1)乙池装置名称为___________，F极的电极材料为___________，E极电极反应式为___________； (2)U形管中D极附近现象为___________，U形管中发生的总反应化学方程式为___________，烧杯中溶液变蓝是___________烧杯(填 “a”或“b”)。 (3)已知烧杯和U形管中的溶液均足量，当U形管中共产生标况下气体224mL时，断开装置，此时甲需要加入质量为___________g的___________(填化学式)才能恢复到初始状态。 【答案】(1) 原电池 Mg或镁 Al - 3e- + 4OH- = [Al(OH)4]- (2) 有气泡产生，溶液变红 2H2O + 2KCl2KOH + H2↑ + Cl2↑ a (3) 0.4 CuO 【分析】E、F为两种活泼金属，均位于短周期，且位置相邻，E能与NaOH溶液反应，E是Al、F是Mg；则乙为原电池，Al失电子发生氧化反应，Al为负极、Mg为正极；甲是电解池，A连接原电池正极，A是阳极、B是阴极；U形管为电解池，D连接原电池负极，D是阴极、C是阳极。 【详解】（1）根据以上分析，乙池装置名称为原电池，F极的电极材料为Mg，E极电极为Al，Al为负极，负极Al失电子发生氧化反应结合氢氧根离子生成四羟基合铝酸根离子，负极反应式为Al - 3e- + 4OH- = [Al(OH)4]-； （2）U形管是电解池，D极为阴极，阴极发生反应 ，D极附近现象为有气泡产生，溶液变红，C是阳极，阳极氯离子失电子生成氯气，所以U形管中发生的总反应化学方程式为2H2O + 2KCl2KOH + H2↑ + Cl2↑，氯气能置换出KI中的碘，C电极生成氯气，所以烧杯中溶液变蓝是a烧杯。 （3）根据2H2O + 2KCl2KOH + H2↑ + Cl2↑，当U形管中共产生标况下气体224mL时，可知生成氢气和氯气的物质的量均为，电路中转移0.01mol电子，根据得失电子守恒，甲池阴极生成0.005molCu、阳极生成0.0025mol氧气，此时甲池需要加入质量为0.4g的CuO才能恢复到初始状态。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第25讲 电解原理 内容导航 01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 预习目标 1.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其变化。 2.理解电解的规律，判断电解的产物。 3.电解池电极反应式和总反应式的书写。 预习重点 电解的规律及其应用、电解池电极反应式的书写、惰性电极电解溶液的一般规律。 预习难点 电解的规律及其应用、惰性电极电解溶液的一般规律 情｜境｜启｜思 初中的时候我们就学过电解水，正极产生氧气，负极产生氢气，那么电解的原理是什么？与正负极连接的石墨棒上发生的反应分别是什么？为什么要加入硫酸钠增强导电性？ 深｜研｜精｜炼 知识点01 电解原理 1.实验探究：电解氯化铜溶液 实验装置 实验步骤 在U型管中注入质量分数为25%的CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒附近。接通直流电源，观察U型管内的现象和试纸颜色的变化。 实验现象 通电一段时间可观察到与电源 极相连的碳棒附近有 产生，并有 ，湿润的淀粉碘化钾试纸变 ，证明产生的气体是 ；与电源 极相连的碳棒底部有 覆盖。 实验结论 ①CuCl2溶液在电流作用下发生了 变化，分解生成了 和 。 ②电解过程中 能转化为 能。 ③电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的 过程。 电极方程式 阳极： 阴极： 总反应式： 2.电解和电解池 电解 使电流通过 而在阴、阳两极引起 的过程。 电解池 将 能转化为 能的装置。 电解池的构成 ①有与 相连的两个电极 ② 溶液(或 ) ③形成 3.电解池的工作原理 构建电解池模型 (电解CuCl2溶液为例) 总反应式： 三个流向 ①电子流向：电源 极→电解池 极；电解池的 极→电源的 极； ②离子流向：阳离子→电解池的 极，阴离子→电解池的 极。 ③电流方向：电源 极→电解池 极→电解质溶液→ 极→ 极。 【例1】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 【解题要点】 【即练1】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．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色 B．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色 C．逸出气体的体积，a极的小于b极的 D．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体 【即练2】要实现反应：Cu＋2HCl=CuCl2＋H2↑，设计了下列四个实验，你认为可行的是 A． B． C． D． 知识点02 电解池电极产物的判断 1.电极产物判断 (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： ＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞ ＞含氧酸根离子＞F-。 S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是 、I2、Br2、 ；若OH－放电，则得到H2O和 。 (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＋＞ ＞Cu2＋＞ ＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。 ①若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应 ；若H＋放电，则得到 。 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 的离子先放电。 2.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 电极还是 电极。 ②再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分 离子、 离子两组(不要忘记水溶液中的 和 )。 ③然后排出阴、阳两极的放电顺序： 阴极：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞（后为熔融体放电顺序）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 守恒和 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 条件。 ①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电，注意离子导体(电解质)是水溶液还是非水状态。 ②阳极材料不同，电极产物、电极反应式可能不同，最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。 ③电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。 ④书写电解池中的电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成 。 ⑤应考虑电解质溶液中未参与放电的离子是否与放电后生成的离子发生反应(离子共存)。 ⑥电势的高低:在原电池中，正极电势高于负极;在电解池中，阳极电势高于阴极。 3.阴、阳极的判断方法 ①根据外接电源:正极接 极，负极接 极。 ②根据电流方向:从 极流出，从 极流入。 ③根据电子流向:从 极流出，从 极流入。 ④根据离子移向:阴离子移向 极，阳离子移向 极。 ⑤根据电极产物:阳极——电极溶解、逸出 (或阳极区酸性 )或 ;阴极——析出 、逸出 (或阴极区碱性 )。 ⑥根据反应类型: 极发生氧化反应， 极发生还原反应。 【例2】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 【解题要点】书写电极反应式 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：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞（后为熔融体放电顺序）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。 【即练3】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 【即练4】如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的NaCl溶液、AgNO3溶液、x溶液，a、b、c、d电极均为石墨电极，接通电源经过一段时间后，乙中c电极质量增加，据此回答问题： （1）电源的M端为 极(填名称)。 （2）电极d上发生的电极反应式为 ，乙池溶液pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。 （3）甲池中的总反应式为 。 （4）当电路中有0.04mol电子通过时，a、b、c、d电极上产生的气体或固体的物质的量之比是 。 （5）若利用丙池实现铁上镀铜，则e、f依次是 ， (填化学式)。 知识点03 惰性电极电解规律 1.电解溶剂水型 电解质类型 最高价含氧酸，如H2SO4 活泼金属最高价含氧酸盐，如KNO3 可溶性强碱，如NaOH 电极反应式 阴极 阳级 总反应式 电解质溶液浓度 溶液pH 复原方法 2.电解电解质型 电解质类型 无氧酸，如HCl 不活泼金属无氧酸盐，如CuCl2 电极反应式 阴极 阳级 总反应式 电解质溶液浓度 溶液pH 复原方法 3.放H2生碱型 电解质 (水溶液) 电极反应式及总反应式 电解质 浓度 溶液 pH 溶液 复原 活泼金属的无氧酸盐 (如NaCl) 阳极： 阴极： 总反应式： 4.放氧生酸型 电解质 (水溶液) 电极反应式 及总反应式 电解质 浓度 溶液 pH 溶液 复原 不活泼金属的含氧酸盐[如CuSO4] 阳极： 阴极： 总反应式： ①电解过程中，放H2生碱型的实质是水电离出的H+在阴极上放电，破坏了阴极附近水的电离平衡，使OH-浓度 ，若滴入酚酞试液，阴极附近溶液变红；放O2生酸型的实质是水电离出的OH-在阳极上放电，破坏了阳极附近水的电离平衡，使H+浓度 。 ②用惰性电极电解电解质溶液时，要使电解后的溶液恢复原状态，加入的物质应由电解过程中从溶液中逸出或析出的物质(以气体或固体形式脱离电解质溶液的物质)决定。应遵循“出来什么加什么，出来多少加多少”的原则，一般加入阴极产物与阳极产物化合得到的物质。 【例3】（24-25高一下·内蒙古呼和浩特·期中）用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液(假设溶质均过量)，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，下列选项符合题意的是 选项 X Y Z W A C Fe NaCl 盐酸 B Pt Cu CuSO4 CuSO4溶液 C Ag Fe AgNO3 Ag2O晶体 D C C H2SO4 H2O 【即练5】（25-26高二上·重庆·期中）用惰性电极电解溶液，当阳极产生标准状况下6.72L气体时，停止通电，要使溶液恢复到电解前的状态，可加入 A． B． C． D．0.6molHCl 【即练6】（25-26高三上·湖北·期中）电化学合成1，2-二氯乙烷的装置如图。下列说法错误的是 A．随电解进行NaOH与NaCl均需及时补充 B．a为负极，离子交换膜Ⅰ为阳离子交换膜 C．电路中每通过1 mol e-理论上消耗14 g乙烯 D．M极发生反应2H2O＋2e-=H2↑＋2OH- 一、单选题 1．如图为用惰性电极电解溶液并验证其产物的实验装置，则下列说法不正确的是 A．电源a极为负极 B．淀粉溶液会变蓝色 C．向电极Ⅱ区域移动 D．电极Ⅰ上发生的电极反应为 2．用石墨作电极，电解稀溶液的装置如图所示，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．逸出气体的体积：A电极电极 B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体 C．A电极附近呈红色，B电极附近呈蓝色 D．电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 3．（25-26高二上·北京海淀·期末）用图示装置电解溶液，实验过程中两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，在X极收集到气体，Y极收集到气体(均已折合成标况)。铁电极明显变细，电解液仍然澄清。下列不正确的是 已知：高铁酸根(在溶液中呈紫红色) A．X电极产生的是 B．生成的电极反应式： C．铁电极减少的质量为 D．电解完成后，溶液中的物质的量减少了 4．（25-26高二下·广东汕头·期中）某科研小组模拟工业利用电解法处理含氮废水的电解原理如下图所示。其中膜X和膜Y分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜，两膜中间层的H2O解离为H+和OH-，并在直流电场力作用下分别向两极迁移。下列有关说法错误的是 A．电极M的电极反应式为CO2+2+18H++16e-=CO(NH2)2+7H2O B．理论上每转移1mol e-，N极上生成22.4L O2 C．电解质溶液中H+穿过膜X向电极M扩散 D．电源a极为负极 5．（25-26高二上·浙江杭州·期中）一种电解法制备并得到等副产物的装置示意图如图所示，下列说法正确的是 A．图中左侧石墨电极上产生氢气 B．溶液中石墨电极上的反应为 C．A膜为阴离子交换膜，B膜为阳离子交换膜 D．透过C膜进入氢氧化钠稀溶液中，原料室的浓度减小 6．（25-26高二下·湖南长沙·期中）电化学法制备乙二醇()的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．乙二醇与足量酸性高锰酸钾溶液反应生成乙二酸 B．质子由a极区经质子交换膜向b极区迁移 C．a极逸出3.36 L气体时，转移0.3 mol电子 D．b极电极反应式： 7．（25-26高二下·广东·期中）可充放电锌-空气电池的结构如图所示，主要由锌阳极、空气阴极、碱性电解质和交换膜组成总反应为2Zn+O22ZnO。下列说法错误的是 A．电池放电时，正极反应式为O2 +4e-+2H2O=4OH- B．当达到一定浓度时就会沉积为ZnO：=ZnO+2OH-+H2O C．充电时阴极附近溶液pH减小 D．实际采用KOH而不用NaOH溶液，可能是因为钾离子电导率和扩散速率强于钠离子 8．（24-25高二下·福建莆田·期中）中科院团队利用固体氧化物电解池，实现了高选择性乙烷电化学脱氢制取乙烯，其原理如图所示。下列叙述错误的是 A．若制得1mol C2H4，则有1 mol CO2被氧化 B．b电极的电极反应式为 C．若电源为铅蓄电池，则a电极材料为Pb D．若有1mol CO2参与反应，b极区所得产物为0.5 mol，则该产物可能为C2H2 9．（25-26高二下·广西南宁·期中）β-羟基酮是药物分子与合成化学中的关键骨架。我国某团队以甲醇和酮为原料，K3PO4为碱性电解质，甲醇和水为溶剂，在室温下高效电化学合成β-羟基酮，同时产生副产物氢气，工作原理如图。 下列说法正确的是 A．电解时K+向Pt电极1迁移 B．Pt电极1的电势低于Pt电极2 C．Pt电极1的电极反应可表示为 D．每生成1 mol H2，则有1 mol CH3OH被还原 10．（25-26高二下·云南昭通·期中）我国科学家基于光催化反应，创建了光电共轭聚合物网络用于太阳能驱动硝酸盐转化为氨气和氧气，装置示意图如图所示，下列说法正确的是 A．电子转移方向为：从b电极经导线到a电极，再通过KOH溶液回到b电极 B．a极的电极反应式为 C．b电极为阳极，向a电极迁移 D．装置工作一段时间后，b极附近溶液pH增大 11．（25-26高二下·四川南充·期中）研究人员用、作电极电解浓溶液制备的装置示意图如下所示。下列说法错误的是 A．该电解过程中，溶液可循环使用 B．电极为阴极，该区域发生还原反应 C．M离子交换膜为阴离子交换膜 D．电极上的电极反应式为 12．（25-26高二下·广东·期中）无膜氯液流电池是一种先进的低成本高储能电池，可广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等，工作原理如图所示，M为多孔碳电极，N为Na3Ti2(PO4)3和NaTi2 (PO4)3电极。 下列说法正确的是 A．放电时，N极电势高于M极 B．放电时，N极的电极反应式为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3 C．充电时，左侧储液器中Cl2的浓度减小 D．充电时，电路中每转移1 mol e-，两电极质量变化的差值为23 g 二、填空题 13．金属铜不溶于稀硫酸，可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐。现将一定量的铜片加入稀硫酸和硫酸铁溶液组成的混合溶液中，铜片完全溶解。 (1)写出铜溶于上述混合溶液的离子方程式：___________。 (2)若在如图1所示的装置中发生了(1)中的反应，则X电极是___________(填“正极”或“负极”)，电极反应式是___________。 (3)铜片完全溶解时，所得溶液中的浓度均为(假设溶液体积不变)，现用电解方法使在铜片上转化为，装置如图2所示。 ①电解开始阶段，阳极的电极反应式为___________，阴极的电极反应式为___________。 ②判断溶液中的已完全析出的现象是___________。当恰好完全析出时，转移电子的物质的量为___________。 14．（25-26高二下·四川乐山·期中）某化学兴趣小组设计下列电化学实验装置，已知A、B、C、D均为惰性电极，E、F为两种活泼金属，均位于短周期，且位置相邻，E能与NaOH溶液反应。接通线路后，反应一段时间。 (1)乙池装置名称为___________，F极的电极材料为___________，E极电极反应式为___________； (2)U形管中D极附近现象为___________，U形管中发生的总反应化学方程式为___________，烧杯中溶液变蓝是___________烧杯(填 “a”或“b”)。 (3)已知烧杯和U形管中的溶液均足量，当U形管中共产生标况下气体224mL时，断开装置，此时甲需要加入质量为___________g的___________(填化学式)才能恢复到初始状态。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $