4.2.1 电解原理 课后达标素养提升-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修一同步课件（人教版）

该高中化学课件聚焦电解原理及应用，通过碳达峰、烟气脱硫等实际情境导入，从基础电极判断、反应式书写到复杂多阶段电解、离子交换膜应用，构建递进式学习支架，衔接前后知识脉络。 其亮点在于设置新情境题目（如CO₂转化为C₂H₄、光电催化硝酸盐转化）和对比实验探究（如不同电解质下离子放电规律），培养科学思维与探究能力，联系环保能源体现科学态度。实例丰富，助力学生提升解决实际问题能力，为教师提供素养导向的教学素材。

课后达标 素养提升 1 1．(2026·太原高二统考)利用固体氧化物电解池可将CO2转化为CO并存储，装置示意图如下所示。下列说法不正确的是(　　) A．a极连接电源的正极 B．a极上的电极反应为O2＋4e－===2O2- C．b极上的电极反应为CO2＋2e－===CO＋O2- D．通过该过程可以实现储能 基础检测 B 4 5 6 7 8 1 9 10 12 13 11 2 3 课后达标 素养提升 解析：电解池中阴离子向阳极移动，由O2-移动方向可知，a极为阳极，连接电源的正极，b极为阴极，连接电源的负极，A正确； a极发生氧化反应，电极反应为2O2-－4e－===O2↑，B错误； b极发生还原反应，电极反应为CO2＋2e－===CO＋O2-，C正确； 通过该过程可以将电能转化为化学能，从而实现储能，D正确。 4 5 6 7 8 1 9 10 12 13 11 2 3 课后达标 素养提升 2．下列有关用惰性电极电解AgNO3溶液一段时间后的说法，正确的是(　　) A．电解过程中阳极的质量不断增加 B．电解过程中溶液的pH不断升高 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 C 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 由于生成HNO3，因此溶液的pH降低，B错误； 要使溶液恢复到电解前的状况，可加入适量Ag2O固体，C正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 3．(2026·武汉高二检测)如下图所示用石墨作为电极的电解池中，放入500 mL某足量蓝色溶液进行电解，观察到M电极表面有红色固体生成，N电极有无色气体生成；通电一段时间后，取出M电极，洗涤、干燥、称量，M电极增重1.6 g。下列说法错误的是(　　) A．N电极与电源正极相连 B．该蓝色溶液可能是CuSO4或CuCl2溶液 C．电解后溶液的酸性增强 D．要使电解后溶液完全恢复到电解前的状态，可加入2 g CuO B 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 解析：电解质溶液呈蓝色，说明含Cu2+；M电极表面有红色固体生成，说明M电极为阴极，Cu2+在M电极上得到电子生成Cu单质，电极反应为Cu2+＋2e－===Cu；N电极有无色气体生成，说明N电极为阳极，水在N电极上失去电子生成O2和H＋，电极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑。根据分析可知，N电极为电解池阳极，与电源正极相连，故A正确； 根据阴离子放电顺序可知，蓝色溶液不能为CuCl2溶液，故B错误； 由M电极和N电极的电极反应可知，电解后溶液的酸性增强，故C正确； 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 4．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 C 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 5．(2026·北大附中高二期末)采用惰性电极电解法将含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4的浆液分离成固体混合物和含铬溶液，装置如下图所示。下列说法不正确的是(　　) 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 A．石墨2为阳极 B．通电时，混合液中H＋向石墨1电极移动 C．电解刚刚开始时阴极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ D．电解一段时间后混合液的pH增大 C 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 解析：根据题图可知，Mn2+失去电子发生氧化反应，石墨1是阳极，石墨2是阴极，A项错误； 通电时，混合液中H＋向石墨2电极(阴极)移动，B项错误； 电解刚刚开始时阴极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，C项正确； 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 7．电解法制备Na2FeO4的工作原理如下图所示。下列说法正确的是(　　) C 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 阴极电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，理论上每转移0.1 mol e－，阴极上会产生0.05 mol H2，在标准状况下的体积为0.05 mol×22.4 L/mol＝1.12 L，但是题干中没有标明气体所处状况，D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 8．(2026·广州高二检测)努力实现碳达峰、碳中和展现了我国积极参与和引领全球气候治理的大国担当。如下图所示电解装置可将CO2转化为C2H4。该装置的电解质溶液为稀硫酸，电极材料为惰性电极，已知质子交换膜只允许H＋通过。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 (1)a电极是________(填“阴极”或“阳极”)，发生________(填“氧化”或“还原”)反应。 解析：根据题图可知，CO2在a电极上得到电子被还原为C2H4，所以a电极为阴极，发生还原反应。 阴极 还原 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 (2)b电极的电极反应式是_______________________。 解析：b电极上水放电生成O2和H＋，电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑。 2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 (3)电解过程中H＋移动方向为____________(填“由a到b”或“由b到a”)，反应前后溶液中 n(H＋)________(填“增大”“减小”或“不变”)。 由b到a 不变 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 (4)电解总反应的化学方程式是________________________________， 该反应是________(填“自发”或“非自发”)反应。 非自发 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 9．用如下图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，下表中各项所列对应关系均正确的是(　　) 素养提升 选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论 A 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞溶液后，石墨a电极附近溶液呈红色 B 负极 AgNO3溶液 石墨a电极的电极反应式是4OH－－4e－===O2↑＋2H2O C 正极 CuCl2溶液 石墨a电极附近有气体逸出 D 负极 NaOH溶液 溶液pH降低 C 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 解析：电解Na2SO4溶液时，阳极上H2O发生失电子的氧化反应生成O2和H＋，使溶液呈酸性，酚酞溶液遇酸不变色，即石墨a电极附近溶液呈无色，A错误； 电解AgNO3溶液时，阴极上Ag＋得电子发生还原反应，石墨a电极的电极反应式是Ag＋＋e－===Ag，B错误； 电解CuCl2溶液时，阳极上Cl－失电子发生氧化反应生成Cl2，即石墨a电极附近有气体逸出，C正确； 电解NaOH溶液时，实际上电解的是水，导致NaOH溶液的浓度增大，碱性增强，pH升高，D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 10．(2026·楚雄高二期末)某课题组创建光电共轭聚合物网络用于太阳能驱动硝酸盐转化产氨和氧气(如下图所示)。下列叙述正确的是(　　) B 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 解析：根据题图可知，a极上硝酸根离子得电子发生还原反应生成氨，a极是阴极，b极是阳极；b极上氢氧根离子失电子生成氧气，气体Y是O2。该装置中，太阳能先转化为电能，电能再转化为化学能，故A错误； 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 b极上氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，b极区附近溶液pH降低，故C错误； 气体Y为O2，根据得失电子守恒，n(NH3)×8＝n(O2)×4，同温同压下，气体体积之比等于物质的量之比，所以理论上生成的O2的体积为2a L，故D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 11．(2026·重庆高二联考)用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，停止电解，向所得溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3，溶液浓度恢复至电解前。下列关于该电解过程的说法不正确的是(　　) A．生成Cu的物质的量是0.2 mol B．转移电子的物质的量是0.4 mol C．随着电解的进行溶液的pH减小 D．阳极反应是2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ B 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 第一阶段，根据铜原子守恒知，电解硫酸铜溶液析出铜的物质的量n(Cu)＝0.2 mol，转移电子的物质的量为0.2 mol×2＝0.4 mol；第二阶段，电解0.1 mol水转移电子的物质的量为0.1 mol×2＝0.2 mol；所以电解过程中共转移电子的物质的量为0.4 mol＋0.2 mol＝0.6 mol，故B错误。 随着电解的进行，硫酸的浓度增大，溶液的pH减小，故C正确。 阳极发生氧化反应，始终是水放电生成O2和H＋，电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，故D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 12．电解知识在环境保护、化工生产等方面有着重要的应用。 (1)燃煤烟气脱硫脱氮对解决雾霾污染很重要。下图是一种电化学烟气净化装置。 ①该装置工作时电极Ⅰ为________(填字母)。 A．正极 B．负极 C．阴极 D．阳极 ②写出电极Ⅰ上的电极反应式：__________________________________。 D 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 (2)CH4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如下图所示。 ①阴极上的电极反应式为_______________________。 ②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1，则消耗的CH4和CO2体积比为________。 CO2＋2e－===CO＋O2- 6∶5 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 解析：②假设生成的乙烯和乙烷的物质的量分别为2 mol和1 mol，由2CH4～C2H4、2CH4～C2H6知，生成2 mol乙烯和1 mol乙烷时，共转移10 mol e－，根据得失电子守恒可知，此时消耗5 mol CO2和6 mol CH4，即消耗的CH4和CO2的体积比为6∶5。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 (3)电解K2MnO4溶液制备KMnO4。 ①工业上，通常以软锰矿(主要成分是MnO2)与KOH的混合物在铁坩埚(熔融池)中混合均匀，小火加热至熔融，即可得到绿色的K2MnO4，化学方程式为_________________________________________________。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 ②用镍片作阳极(镍不参与反应)，铁板为阴极，电解K2MnO4溶液可制备KMnO4。上述过程用流程图表示如下，则阳极的电极反应式为__________________；该工艺流程中循环利用的物质是____________。 KOH 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 13．(2026·北京师大附中高二检测)为探究电解时离子放电规律，进行如下实验： 新情境新考法 序号 阳极材料 阴极材料 电解质 阳极产物 阴极产物 ① 石墨 石墨 0.1 mol·L-1 CuCl2溶液 Cl2 Cu ② 石墨 石墨 0.1 mol·L-1 NaCl溶液 Cl2 H2 ③ 石墨 石墨 0.2 mol·L-1 CuSO4溶液 O2 Cu ④ 铜 石墨 0.2 mol·L-1 CuSO4溶液 Cu2+ Cu ⑤ 石墨 石墨 MgCl2熔融液 Cl2 Mg 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 D 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 解析：由①可知，铜离子的氧化性强于氢离子；由②可知，氢离子的氧化性强于钠离子；得电子能力强(氧化性强)的离子优先在阴极放电，所以对比①②可知，阴极离子放电顺序是Cu2+＞H＋＞Na＋，故A正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 电解池的阳极若是活泼电极，则金属电极本身失电子，发生氧化反应，对比③④可知，阳极是铜时，会先于溶液中的离子放电，故C正确。 由①可知，电解氯化铜溶液可得到金属铜，故D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 2 3 1 课后达标 素养提升 $