资源简介

第1课时　电解原理
学习目标
1.通过对氯化铜溶液电解过程的分析，了解电解、电解池的概念，认识电解是电能转化为化学能的一种重要形式。 2.形成系统分析电解池的一般思路和方法，能初步设计简单的电解池。 3.初步了解在电解过程中，粒子的放电顺序与其氧化性、还原性的关系，能解释或推断电解反应的产物，并能用电极反应和总反应进行表征。
知识点一　电解原理
1.实验探究电解CuCl2溶液
（1）实验装置与现象
①装置
②现象与结论
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　　　
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　　　　
（2）实验原理分析
①氯化铜溶液中存在的阳离子：　　　　，阴离子：　　　　，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　　　　移向a极，　　　　移向b极。
③a极接电源的正极，为电解池的　　　　极，发生　　　　反应，电极反应式为　　　　　　；b极接电源的负极，为电解池的　　　　极，发生　　　反应，电极反应式为　　　　　　。总反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【教材挖掘】
　电解CuCl2溶液时，溶液中由水电离出的H＋和OH－为什么没有参与电极反应？
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　　　　反应的过程。
（2）电解池（也称电解槽）
①概念：将　　　　转化为　　　　的装置。
②电极与反应
a.阴极：与直流电源　　　　相连的电极，发生　　　　反应。
b.阳极：与直流电源　　　　相连的电极，发生　　　　反应。
③电解池的构成条件
a.直流电源；
b.两个电极；
c.电解质溶液或熔融电解质；
d.形成闭合回路。
3.电解原理
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。
提醒：电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是靠离子移动导电，即电子不通过电解质溶液。
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）在电解池中与直流电源负极相连的电极是阴极。（　　）
（2）在电解池的阳极上发生氧化反应。（　　）
（3）电子从电解池的阴极通过电解质溶液流入电解池的阳极。（　　）
（4）电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。（　　）
2.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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
归纳总结
电解池阴、阳极的判断
知识点二　电解产物的判断　电极反应式的书写
1.电解产物的判断
（1）电极上的放电顺序
①放电：离子在电解池电极上的反应。
②放电顺序
a.阴极：无论是惰性电极还是活性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（氧化性由强到弱）：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋（酸）＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋（水）＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。
b.阳极：若是活性电极则活泼金属失去电子被氧化，若是惰性电极，则溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化。放电顺序（还原性由强到弱）：活泼金属阳极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。
提醒：①活性电极一般指除Pt、Au以外的金属电极。惰性电极一般是指石墨棒、Pt、Au。
②活性电极作阳极时，金属本身失去电子生成金属阳离子进入溶液，而溶液中的阴离子将不再放电。如：Cu－2e－Cu2＋，Fe－2e－Fe2＋。
（2）电极产物的判断
2.电极反应式的书写
（1）书写流程（以惰性电极电解CuSO4溶液为例）
（2）电极反应式书写的3个关键
①书写电解池中电极反应时，一般以实际放电的离子表示，但书写总电解反应时，弱电解质一定要写成化学式。
②电极反应的书写首先根据题干要求及信息大胆写出反应物和生成物，然后根据“阴（极）得e－阳（极）失e－”加上得失电子数目，最后根据电解质溶液酸碱性补上H＋、OH－或H2O，依据电荷守恒配平。
③要确保两极得失电子数目相等，且总反应注明条件“电解”。
1.用惰性电极电解稀硫酸、CuSO4、KCl的混合液，最初一段时间内：
（1）阳极产生的物质是　　　　，电极反应为　　　　。
（2）阴极产生的物质是　　　　，电极反应为　　　　。
2.（教材改编题）用惰性电极电解下列物质，写出电极反应式和总反应式。
（1）电解熔融CaCl2：
阳极反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
阴极反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
总反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）电解AgNO3溶液：
阳极反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
阴极反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
总反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）电解MgCl2溶液：
阳极反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
阴极反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
总反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
知识点三　电解规律
1.用惰性电极电解电解质溶液的规律
（1）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 —
复原加入物质
（2）电解水型
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 2H＋＋2e－H2↑ 2H2O＋2e－H2↑＋2OH－
续表
电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4
pH变化
复原加 入物质
（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－ Cu2＋＋2e－Cu
pH变化
复原加 入物质
　　
2.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数均相等，在各极反应式中建立联系。
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）用惰性电极电解稀盐酸、稀硫酸，H＋放电，溶液的pH逐渐增大。（　　）
（2）用石墨作电极电解硝酸银溶液的离子方程式为4Ag＋＋2H2O4Ag＋4H＋＋O2↑。（　　）
（3）用石墨作电极电解氯化钠和硫酸铜的混合液，最初一段时间阴极和阳极生成的物质分别是铜和氯气。（　　）
（4）用石墨作电极电解NaCl溶液一段时间后，加入一定量的稀盐酸即可复原。（　　）
2.用惰性电极进行电解，下列说法正确的是（　　）
A.电解氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小
B.电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变
C.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
D.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2
3.为加深对电解规律的理解，某同学做了以下探究，要求从H＋、Cu2＋、Na＋、S、Cl－，5种离子中两两组成电解质，按下列要求进行电解：
（1）以碳（石墨）棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则采用的电解质是　　　　。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是　　　　　　　。
（2）以碳（石墨）棒为电极，电解过程中电解质质量不变，水量减少，则采用的电解质是　　　　。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是　　　　　。
（3）以碳（石墨）棒为阳极，铁棒为阴极，电解过程中电解质和水量都减少，则电解质是　　　　。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是　　　　　。
归纳总结
　　要将电解后的溶液复原到电解前，只要看哪些物质真正离开了溶液，然后将它们化合后放入溶液中即可复原。如用惰性电极电解CuSO4溶液，离开溶液的物质是Cu和O2，把它们化合后生成CuO，将相同量的CuO放入溶液即可复原。[注意，不能加Cu（OH）2复原]
1.（鲁科版改编题）下列关于电解CuCl2溶液（如图所示）的说法中，错误的是（　　）
A.阴极的电极反应：Cu2＋＋2e－Cu
B.阳极有黄绿色气体产生
C.电解过程中，Cl－向阳极移动
D.总反应：CuCl2Cu＋2Cl－
2.下面列出了用惰性电极电解不同物质的电极反应式，其中错误的是（　　）
A.电解饱和食盐水　阴极：Na＋＋e－Na
B.电解Na2SO4溶液　阳极：2H2O－4e－O2↑＋4H＋
C.电解熔融NaCl　阴极：Na＋＋e－Na
D.电解NaOH溶液　阳极：4OH－－4e－2H2O＋O2↑
3.如图所示X是直流电源。Y池中c、d为石墨棒，Z池中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d极附近显红色。
（1）①b为电源的　　　　（填“正”“负”“阴”或“阳”，下同）极；
②Z池中e为　　　　极；
③连接Y、Z池线路，电子流动的方向是d　　　　（填“→”或“←”）e。
（2）①写出c极的电极反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
②写出Y池中总反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
③写出e极的电极反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示：完成课后作业　第四章　第二节　第1课时
5 / 6第1课时　电解原理
学习目标
1.通过对氯化铜溶液电解过程的分析，了解电解、电解池的概念，认识电解是电能转化为化学能的一种重要形式。 2.形成系统分析电解池的一般思路和方法，能初步设计简单的电解池。 3.初步了解在电解过程中，粒子的放电顺序与其氧化性、还原性的关系，能解释或推断电解反应的产物，并能用电极反应和总反应进行表征。
知识点一　电解原理
1.实验探究电解CuCl2溶液
（1）实验装置与现象
①装置
②现象与结论
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，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 产生了　氯气　
（2）实验原理分析
①氯化铜溶液中存在的阳离子：　Cu2＋、H＋　，阴离子：　Cl－、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极接电源的正极，为电解池的　阳　极，发生　氧化　反应，电极反应式为　2Cl－－2e－Cl2↑　；b极接电源的负极，为电解池的　阴　极，发生　还原　反应，电极反应式为　Cu2＋＋2e－Cu　。总反应的离子方程式为　Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑　。
【教材挖掘】
　电解CuCl2溶液时，溶液中由水电离出的H＋和OH－为什么没有参与电极反应？
提示：Cu2＋的氧化性强于H＋，更容易在阴极得到电子；Cl－的还原性强于OH－，更容易在阳极失去电子，故溶液中的H＋和OH－没有参与电极反应。
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（也称电解槽）
①概念：将　电能　转化为　化学能　的装置。
②电极与反应
a.阴极：与直流电源　负极　相连的电极，发生　还原　反应。
b.阳极：与直流电源　正极　相连的电极，发生　氧化　反应。
③电解池的构成条件
a.直流电源；
b.两个电极；
c.电解质溶液或熔融电解质；
d.形成闭合回路。
3.电解原理
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。
提醒：电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是靠离子移动导电，即电子不通过电解质溶液。
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）在电解池中与直流电源负极相连的电极是阴极。（　√　）
（2）在电解池的阳极上发生氧化反应。（　√　）
（3）电子从电解池的阴极通过电解质溶液流入电解池的阳极。（　×　）
（4）电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。（　×　）
2.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　正极　，b电极为　负极　。
（2）c电极为　阳极　，电极反应式为　2Cl－－2e－Cl2↑　，发生了　氧化　反应。d电极为　阴极　，电极反应式为　2H＋＋2e－H2↑　，发生了　还原　反应。
（3）电解过程中，氢离子向　阴　（填“阴”或“阳”，下同）极移动，氯离子向　阳　极移动。电解总方程式为　2HClH2↑＋Cl2↑　。
归纳总结
电解池阴、阳极的判断
知识点二　电解产物的判断　电极反应式的书写
1.电解产物的判断
（1）电极上的放电顺序
①放电：离子在电解池电极上的反应。
②放电顺序
a.阴极：无论是惰性电极还是活性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（氧化性由强到弱）：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋（酸）＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋（水）＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。
b.阳极：若是活性电极则活泼金属失去电子被氧化，若是惰性电极，则溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化。放电顺序（还原性由强到弱）：活泼金属阳极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。
提醒：①活性电极一般指除Pt、Au以外的金属电极。惰性电极一般是指石墨棒、Pt、Au。
②活性电极作阳极时，金属本身失去电子生成金属阳离子进入溶液，而溶液中的阴离子将不再放电。如：Cu－2e－Cu2＋，Fe－2e－Fe2＋。
（2）电极产物的判断
2.电极反应式的书写
（1）书写流程（以惰性电极电解CuSO4溶液为例）
（2）电极反应式书写的3个关键
①书写电解池中电极反应时，一般以实际放电的离子表示，但书写总电解反应时，弱电解质一定要写成化学式。
②电极反应的书写首先根据题干要求及信息大胆写出反应物和生成物，然后根据“阴（极）得e－阳（极）失e－”加上得失电子数目，最后根据电解质溶液酸碱性补上H＋、OH－或H2O，依据电荷守恒配平。
③要确保两极得失电子数目相等，且总反应注明条件“电解”。
1.用惰性电极电解稀硫酸、CuSO4、KCl的混合液，最初一段时间内：
（1）阳极产生的物质是　Cl2　，电极反应为　2Cl－－2e－Cl2↑　。
（2）阴极产生的物质是　Cu　，电极反应为　Cu2＋＋2e－Cu　。
解析：溶液中存在H＋、Cu2＋、K＋、S、Cl－、OH－。阴离子的放电顺序为Cl－＞OH－＞S，阳离子的放电顺序为Cu2＋＞H＋＞K＋，则最初一段时间，阳极上阴离子Cl－首先放电产生Cl2，电极反应式：2Cl－－2e－Cl2↑，阴极上阳离子Cu2＋首先放电生成Cu，电极反应式：Cu2＋＋2e－Cu。
2.（教材改编题）用惰性电极电解下列物质，写出电极反应式和总反应式。
（1）电解熔融CaCl2：
阳极反应式：　2Cl－－2e－Cl2↑　；
阴极反应式：　Ca2＋＋2e－Ca　；
总反应式：　CaCl2（熔融）Ca＋Cl2↑　。
（2）电解AgNO3溶液：
阳极反应式：　2H2O－4e－O2↑＋4H＋　；
阴极反应式：　Ag＋＋e－Ag　；
总反应式：　4Ag＋＋2H2O4Ag＋4H＋＋O2↑　。
（3）电解MgCl2溶液：
阳极反应式：　2Cl－－2e－Cl2↑　；
阴极反应式：　2H2O＋2e－＋Mg2＋Mg（OH）2↓＋H2↑　；
总反应式：　Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg（OH）2↓＋Cl2↑＋H2↑　。
知识点三　电解规律
1.用惰性电极电解电解质溶液的规律
（1）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
（2）电解水型
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 2H＋＋2e－H2↑ 2H2O＋2e－H2↑＋2OH－
pH变化 减小 增大 不变
复原加入物质 H2O
（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－ Cu2＋＋2e－Cu
pH变化 增大 减小
复原加入物质 HCl CuO
2.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数均相等，在各极反应式中建立联系。
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）用惰性电极电解稀盐酸、稀硫酸，H＋放电，溶液的pH逐渐增大。（　×　）
（2）用石墨作电极电解硝酸银溶液的离子方程式为4Ag＋＋2H2O4Ag＋4H＋＋O2↑。（　√　）
（3）用石墨作电极电解氯化钠和硫酸铜的混合液，最初一段时间阴极和阳极生成的物质分别是铜和氯气。（　√　）
（4）用石墨作电极电解NaCl溶液一段时间后，加入一定量的稀盐酸即可复原。（　×　）
2.用惰性电极进行电解，下列说法正确的是（　　）
A.电解氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小
B.电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变
C.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
D.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2
解析：C　电解氢氧化钠溶液的实质是电解水，溶剂的质量减小，溶质的质量不变，所以氢氧根离子的浓度增大，溶液pH增大，A错误；电解稀硫酸的实质是电解水，溶剂的质量减小，溶质的质量不变，所以氢离子的浓度增大，溶液pH减小，B错误；电解氯化铜溶液时，阴极上铜离子得电子生成铜，阳极上氯离子失电子生成氯气，根据得失电子守恒，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1，C正确；电解硫酸钠溶液的实质是电解水，阳极生成氧气，阴极生成氢气，则阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为2∶1，D错误。
3.为加深对电解规律的理解，某同学做了以下探究，要求从H＋、Cu2＋、Na＋、S、Cl－，5种离子中两两组成电解质，按下列要求进行电解：
（1）以碳（石墨）棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则采用的电解质是　HCl、CuCl2　。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是　HCl、CuCl2　。
（2）以碳（石墨）棒为电极，电解过程中电解质质量不变，水量减少，则采用的电解质是　Na2SO4、H2SO4　。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是　H2O　。
（3）以碳（石墨）棒为阳极，铁棒为阴极，电解过程中电解质和水量都减少，则电解质是　CuSO4、NaCl　。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是　CuO或CuCO3、HCl　。
解析：（1）以碳棒为电极，电解过程中电解质质量减小，水量不变，则阳离子只能是H＋、Cu2＋，阴离子只能是Cl－，其电解质分别是HCl、CuCl2，若要恢复到电解前的状态，应加入适量的HCl、CuCl2。
（2）以碳棒为电极，电解过程中，电解质质量不变，水量减少，则实质上是电解水，H＋、OH－分别在两极上放电，其电解质是Na2SO4、H2SO4，若要恢复到电解前的状态，应加入适量H2O。
（3）若电解质是CuSO4，电解反应为2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑，若恢复到原状态，可加入CuO，也可加入CuCO3；若电解质是NaCl，电解总反应为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，若要恢复到原状态可通入HCl气体。
归纳总结
　　要将电解后的溶液复原到电解前，只要看哪些物质真正离开了溶液，然后将它们化合后放入溶液中即可复原。如用惰性电极电解CuSO4溶液，离开溶液的物质是Cu和O2，把它们化合后生成CuO，将相同量的CuO放入溶液即可复原。[注意，不能加Cu（OH）2复原]
1.（鲁科版改编题）下列关于电解CuCl2溶液（如图所示）的说法中，错误的是（　　）
A.阴极的电极反应：Cu2＋＋2e－Cu
B.阳极有黄绿色气体产生
C.电解过程中，Cl－向阳极移动
D.总反应：CuCl2Cu＋2Cl－
解析：D　阳极发生氧化反应：2Cl－－2e－Cl2↑，故阳极有黄绿色气体产生，B项正确；阴极发生还原反应：Cu2＋＋2e－Cu，A项正确；溶液中Cl－向阳极移动，C项正确；电解总反应：Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑，D项错误。
2.下面列出了用惰性电极电解不同物质的电极反应式，其中错误的是（　　）
A.电解饱和食盐水　阴极：Na＋＋e－Na
B.电解Na2SO4溶液　阳极：2H2O－4e－O2↑＋4H＋
C.电解熔融NaCl　阴极：Na＋＋e－Na
D.电解NaOH溶液　阳极：4OH－－4e－2H2O＋O2↑
解析：A　A项中电解饱和食盐水时，阴极应是H2O放电生成H2和OH－。
3.如图所示X是直流电源。Y池中c、d为石墨棒，Z池中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d极附近显红色。
（1）①b为电源的　负　（填“正”“负”“阴”或“阳”，下同）极；
②Z池中e为　阳　极；
③连接Y、Z池线路，电子流动的方向是d　←　（填“→”或“←”）e。
（2）①写出c极的电极反应式：　2Cl－－2e－Cl2↑　；
②写出Y池中总反应的化学方程式：　2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑　；
③写出e极的电极反应式：　Cu－2e－Cu2＋　。
解析：d极附近显红色，说明d为阴极，电极反应为2H2O＋2e－2OH－＋H2↑，c为阳极，电极反应为2Cl－－2e－Cl2↑，Y池电解NaCl溶液的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑；直流电源中a为正极，b为负极，Z池中f为阴极，e为阳极，电极反应分别为Cu2＋＋2e－Cu、Cu－2e－Cu2＋，电子流动方向为e→d。
题组一　电解原理与电解装置
1.下列装置能构成电解池的是（　　）
解析：D　A项装置未形成闭合回路；B项装置未接直流电源，C项装置是原电池。
2.下列关于电解的说法错误的是（　　）
A.用惰性电极电解CuCl2溶液后，溶液的浓度不变
B.用惰性电极电解饱和的食盐水时，阴极附近的pH增大
C.同温同压下，用惰性电极电解足量NaOH溶液，阴、阳两极产生的气体体积之比为2∶1
D.可在电解池中实现Cu＋H2SO4（稀）CuSO4＋H2↑这一反应，且Cu作阳极
解析：A　用惰性电极电解CuCl2溶液，阳极氯离子失电子转化为氯气，阴极铜离子得电子被还原为铜单质，溶液中溶质减少，其浓度降低，A错误。
3.如图是电解稀盐酸的装置，其中c、d为石墨电极。以下说法正确的是（　　）
A.a电极为负极
B.d电极为阳极
C.电解过程中，氢离子向c电极
D.电解总方程式为2HClH2↑＋Cl2↑
解析：D　根据图中电流方向，可以确定a电极是正极，b电极是负极，c电极是阳极，d电极是阴极；电解过程中阳离子向阴极移动，即H＋向d电极移动；阳极反应为2Cl－－2e－Cl2↑，阴极反应为2H＋＋2e－H2↑，总反应为2HClH2↑＋Cl2↑，D正确。
4.在如图所示的装置中，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是（　　）
选项 a极板 b极板 x电极 z溶液
A 锌 石墨 负极 CuSO4
B 石墨 石墨 负极 NaOH
C 银 铁 正极 AgNO3
D 铜 石墨 负极 CuCl2
解析：A　本题突破口是“a极板质量增加”，据此判断a极是阴极，则b极是阳极。A是电解CuSO4溶液，符合题意；B的实质是电解水，两极都产生气体，不符合题意；C的阳极是铁，是活性电极，x极应该为负极，不符合题意；D的阳极生成氯气，氯气是有刺激性气味的气体，不符合题意。
5.用惰性电极电解物质的量浓度之比为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↑
解析：C　设溶液中硫酸铜和氯化钠的物质的量分别为3 mol和1 mol，根据得失电子守恒，第一阶段：阳极上氯离子放电，阴极上铜离子放电，电解反应为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，电解反应为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，电解反应为2H2O2H2↑＋O2↑。
题组二　电解规律
6.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
解析：C　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。
7.用惰性电极电解下列溶液，有气体生成且溶液pH减小的是（　　）
A.NaCl B.CuSO4
C.Na2CO3 D.NaOH
解析：B　A.用惰性电极电解NaCl溶液，阳极Cl－放电生成氯气，阴极水放电生成氢气并产生OH－，溶液pH增大；B.用惰性电极电解CuSO4溶液，阴极Cu2＋放电，阳极水放电产生氧气和H＋，溶液pH减小，符合题意；C.用惰性电极电解Na2CO3溶液，阴极水放电产生H2，阳极水放电产生氧气，Na2CO3溶液浓度增大，溶液pH增大；D.用惰性电极电解NaOH溶液，阴极水放电产生H2，阳极OH－放电产生氧气，NaOH溶液浓度增大，溶液pH增大。
8.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）
解析：D　电解氯化铜溶液时，阳极放出氯气，阴极生成金属铜，所以应加氯化铜让电解质溶液复原，A错误；电解氢氧化钠溶液时，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，B错误；电解氯化钠溶液时，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，C错误；电解硫酸铜溶液时，阳极产生氧气，阴极产生金属铜，所以应加氧化铜或CuCO3让电解质溶液复原，D正确。
9.用铂作电极电解某种溶液，通电一段时间后，溶液的pH变小，并且在阳极得到0.56 L气体，阴极得到1.12 L气体（两种气体均在相同条件下测定）。由此可知溶液可能是（　　）
A.稀盐酸 B.KNO3溶液
C.CuSO4溶液 D.稀硫酸
解析：D　A.电解稀盐酸，两极上分别为Cl－和H＋放电，Cl2和H2体积之比是1∶1，错误；B.电解KNO3溶液，实际上是电解水，溶液呈中性，pH不变，错误；C.电解CuSO4溶液，阴极上析出铜，如时间较少，没有气体放出，错误；D.电解稀硫酸，实际上是电解水，硫酸浓度增大，c（H＋）变大，pH变小，正确。
10.如图所示电解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c、d均为铂电极，在电解过程中b电极上有气体逸出，d电极质量增大。符合上述实验结果的一项是（　　）
选项 X Y
A AgNO3 Na2CO3
B Cu（NO3）2 Pb（NO3）2
C FeSO4 Al2（SO4）3
D MgSO4 CuSO4
解析：D　首先根据电源正、负极可知，a、c为阳极，b、d为阴极，然后根据惰性电极电解时离子的放电顺序，阳离子的放电顺序（阴极）：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋（酸电离）＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋（水电离）＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋，阴离子的放电顺序（阳极）：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子，即可判断。X为AgNO3、Y为Na2CO3时，根据离子的放电顺序可知，b电极上Ag＋放电生成固体银，d电极上H2O放电生成H2和OH－，A错误；X为Cu（NO3）2、Y为Pb（NO3）2时，根据离子的放电顺序可知，b电极上Cu2＋放电生成固体铜，d电极上 Pb2＋放电生成固体铅，B错误；X为FeSO4、Y为Al2（SO4）3时，根据离子的放电顺序可知，b电极上Fe2＋放电生成固体铁，d电极上H2O放电生成H2和OH－，C错误；X为MgSO4、Y为CuSO4时，根据离子的放电顺序可知，b电极上H2O放电生成H2和OH－，d电极上Cu2＋放电生成固体铜，电极质量增大，D正确。
11.如图用石墨作电极的电解池中，放入500 mL某足量蓝色溶液进行电解，观察到A电极表面有红色固体生成，B电极有无色气体生成；通电一段时间后，取出A电极，洗涤、干燥、称量，A电极增重1.6 g。下列说法错误的是（　　）
A.图中B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，则可加入2 g CuO
解析：B　A电极表面有红色固体生成，说明A电极为阴极，Cu2＋在此电极上得到电子生成Cu单质，电极反应为Cu2＋＋2e－Cu；B电极有无色气体生成，说明B电极为阳极，水放电生成O2和H＋，电极反应为2H2O－4e－4H＋＋O2↑。根据分析，B电极为电解池阳极，与电池正极相连，A正确；根据阴离子放电顺序可知，Cl－在氢氧根离子前放电，且B电极（阴极）有无色气体生成，因此，蓝色溶液不能为CuCl2溶液，B错误；B电极的电极反应为2H2O－4e－4H＋＋O2↑，电解后溶液的酸性增强，C正确；n（Cu）＝＝0.025 mol，n（O2）＝n（Cu）＝0.012 5 mol，所以若加入CuO恢复到电解前的状态，需要CuO的质量为0.025 mol×80 g·mol－1＝2 g，D正确。
12.用石墨作电极，电解稀Na2SO4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＜B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
解析：D　A极是阴极，产生H2，B极是阳极，产生O2，H2与O2的体积之比为2∶1，A、B错误；A极生成OH－，B极生成H＋，分别使石蕊溶液呈蓝色、红色，C错误；电解一段时间后，将全部电解液混合，溶液呈中性，D正确。
13.用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入19.6 g Cu（OH）2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则下列说法正确的是（　　）
A.电解过程中阴极没有气体生成
B.电解过程中转移的电子的物质的量为0.6 mol
C.原CuSO4溶液的浓度为0.1 mol·L－1
D.电解过程中阴、阳极共收集到气体的体积为8.96 L（标准状况下）
解析：D　电解硫酸铜溶液的总反应是2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，离开溶液的是Cu和O2，所以只要加CuO就可以恢复原溶液状态，但现在加入了0.2 mol Cu（OH）2，即相当于加了0.2 mol CuO和0.2 mol H2O，说明还电解了水。电解的前期反应为2H2O＋2CuSO42Cu＋O2↑＋2H2SO4，转移电子的物质的量为0.2 mol×2＝0.4 mol，后期反应为2H2O2H2↑＋O2↑，转移电子的物质的量为0.2 mol×2＝0.4 mol。A项，阴极上开始为Cu2＋放电，后来为H＋放电，有氢气放出，错误；B项，电解过程中转移电子的物质的量为0.4 mol＋0.4 mol＝0.8 mol，错误；C项，原硫酸铜溶液的体积未知，无法计算其浓度，错误；D项，在电解过程中，阳极的电极反应式为2H2O－4e－4H＋＋O2↑，则n（O2）＝＝0.2 mol，阴极Cu2＋得到0.4 mol e－，H＋得到0.4 mol e－，则n（H2）＝＝0.2 mol，故两极共产生0.4 mol气体，标准状况下的体积为0.4 mol×22.4 L·mol－1＝8.96 L，正确。
14.由于Fe（OH）2极易被氧化，实验室很难直接用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe（OH）2沉淀。若用如图所示实验装置则可制得纯净的Fe（OH）2沉淀，两极材料分别为石墨和铁。
（1）a电极材料为　Fe（或铁）　，该电极的电极反应式为　Fe－2e－Fe2＋　。
（2）若白色沉淀在电极周围生成，则电解液d是　C　（填字母，下同）；若白色沉淀在两极之间的溶液中生成，则电解液d是　B　。
A.纯水 B.NaCl溶液
C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液
（3）液体c为苯，其作用是　隔绝空气，防止Fe（OH）2被氧化　。
（4）要想尽早在两极之间的溶液中看到白色沉淀，可以采取的措施是　B　（填字母）。
A.改用稀硫酸作电解液
B.适当增大电源电压
C.适当降低电解液温度
解析：（1）铁作阳极与电源的正极相连，电极反应式为Fe－2e－Fe2＋。
（2）若要在电极周围生成白色沉淀，则电解质溶液应该选择氢氧化钠溶液。若在两极之间的溶液中产生白色沉淀，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－H2↑＋2OH－，氢氧根离子向阳极移动，亚铁离子向阴极移动，二者在两极之间的溶液中反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，可选择氯化钠溶液。
（3）Fe（OH）2不稳定，容易被空气中的氧气氧化，因此苯起到了隔绝空气的作用。
（4）适当增大电压，反应速率加快，同时离子的迁移速率也加快，能尽早看到白色沉淀。
1 / 2

展开更多......

收起↑