高考化学一轮复习（第四辑）考点五十五 电解池及电解原理（含解析）.doc

考点五十五 电解池及电解原理聚焦与凝萃1理解电解原理，会判断电解池、电极产物、电极周围溶液ph值及整个溶液ph值的变化；2正确书写电极反应式。解读与打通常规考点一、电解池：把电能转变成化学能的装置叫做电解池。二、电解原理以电解氯化铜溶液为例，装置如下图。 原理分析： cucl2是强电解质且易溶于水，在水溶液中电离生成cu2+和cl-：cucl2=cu2+2cl-。通电前后溶液里离子移动示意图 通电前，cu2+和cl-在水里自由地移动着(如图所示)；通电后，这些自由移动着的离子，在电场的作用下，改做定向移动。根据异性相吸的原理，带负电的氯离子向阳极移动，带正电的铜离子向阴极移动(如图所示)。在阳极，氯离子失去电子而被氧化成氯原子，并两两结合成氯分子，从阳极放出。在阴极，铜离子获得电子而还原成铜原子，就覆盖在阴极上。他们的反应可分别表示如下： 阳极：2cl-2e-=cl2 (氧化反应) 阴极：cu2+2e-=cu (还原反应)电解cucl2溶液的化学反应方程式为：cucl2cu+cl2三、电解池构成：1电极且分别与电源的正、负极相连：（1）阴极：与电源的负极相连，在阴极上发生还原反应；（2）阳极：与电源的正极相连，在阳极上发生氧化反应。2电解质溶液或熔融电解质3闭合回路4直流电源隐性考点1放电顺序（1）阴极放电顺序(即氧化性顺序) ag+hg2+fe3+cu2+(h+)pb2+sn2+fe2+zn2+al3+mg2+na+ca2+k+（2）阳极放电顺序(即还原性顺序) 金属单质(除pt、au外)s2-i-br-cl-oh-含氧酸根f- 用石墨、金、铂等还原性很弱的材料制作的电极又叫做惰性电极，理由是它们在一般的通电条件下不发生化学反应。用铁、锌、铜、银等还原性较强的材料制作的电极又叫做活性电极，它们做电解池的阳极时，先于其他物质发生氧化反应。 注意：以惰性电极电解电解质水溶液，分析电解反应的一般方法步骤为： 全面分析电解质水溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组； 分别对阴、阳离子排出放电顺序，写出两极上的电离反应式； 合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。2电极产物的判断（1）阳极产物的判断 首先看电极，如果是活性电极，则电极金属失电子，金属被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极(pt、au、石墨)，则要再看溶液中的离子的失电子能力。此时根据阴离子放电顺序加以判断，阴离子放电顺序：s2-i-br-cl-oh-含氧酸根。故在阳极上的现象：质量减轻(活性电极)，如电解法精炼金属、电镀，或有非金属单质生成。在阳极上产生的非金属单质中，呈气态的有cl2(黄绿色)、o2(无色)。通过电极产物或相应的现象可判断电极名称。（2）阴极产物的判断 直接根据阳离子放电顺序进行判断。在一般情况下，阴极上的现象：质量增加(析出金属)或有无色气体(h2)放出，所以质量增重的电极一定是阴极，有h2放出的电极也一定是阴极。融合与应用例1下列叙述中不正确的是 ()a电解池的阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应b原电池跟电解池连接后，电子从电池负极流向电解池阳极c电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应d电解饱和食盐水时，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气解析：a、c、d叙述的是电解池，都正确，b叙述的是原电池与电解池相连接，电子应从原电池负极流向电解池阴极。答案：b例2用惰性电极电解nahso3溶液可以得到硫酸，装置如图所示。电解过程中、处的生成物依次是 ()a硫酸、氧气和二氧化硫、氢气、亚硫酸钠b硫酸、氢气、氧气和二氧化硫、亚硫酸钠c亚硫酸钠、氧气和二氧化硫、氢气、硫酸d亚硫酸钠、氢气、氧气和二氧化硫、硫酸答案：d扫描与矫正【正误判断】(正确的打“”，错误的打“”)（每个判断2分，共40分）（ ）1电解质溶液的导电过程，就是其电解过程（ ）2电解池的阴、阳极与原电池一样，取决于电极材料的活泼性（ ）3工作时在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子过程（ ）4如图所示装置，a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，cu2向铜电极移动（ ）5铜做阳极电解盐酸的方程式为：cu2hclcucl2h2，因此还原剂铜的还原性强于还原产物氢气的还原性（ ）6电解水时为了增强其导电性，应加入的电解质可以是naoh（ ）7电解稀硫酸、稀氢氧化钠溶液、稀硝酸就是电解水，所以ph不变（ ）8电解饱和食盐水时，在阳极区生成氢氧化钠（ ）9电解电解质溶液时，阴极产生的气体一般为氢气，阳极产生的气体一般为氧气或氯气（ ）10电解池的工作原理：电解池中与直流电源正极相连的是阳极，阳极发生氧化反应；与电源负极相连的是阴极，阴极发生还原反应。通电时，电子的流向为负极阴极电解质阳极正极（ ）11电解稀硫酸溶液实质上是电解水，故溶液ph不变（ ）12电解稀氢氧化钠溶液要消耗oh，故溶液ph减小（ ）13电解硫酸钠溶液，在阴极上发生反应：4oh4e=2h2oo2（ ）14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11（ ）15电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应（ ）16用原电池作电源进行电解时，电子从原电池负极流向电解池阴极（ ）17电解是把电能转变成化学能（ ）18电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化（ ）19某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现（ ）20cu+h2so4=cuso4+h2可以设计成电解池，但不能设计成原电池 实训与超越【7+1模式】一、单选（76分=42分）1有一电解池中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极板处有无色无味气体放出，符合这一情况的是 ()组合a极板b极板x电极z溶液a锌石墨负极cuso4b石墨石墨负极naohc银铁正极agno3d铜石墨负极cucl22右图为直流电源电解稀na2so4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象描述正确的是 ()a逸出气体的体积，a电极的小于b电极的 b一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气体ca电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色 da电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色3用惰性电极电解一定浓度的cuso4溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol 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0.4 molc原cuso4溶液的浓度为0.1 moll1 d电解过程中阳极收集到的气体体积为1.12 l(标况下)4如图所示装置()是一种可充电电池，装置()为电解池，离子交换膜只允许na通过，电池充电、放电的化学方程式为：2na2s2nabr3na2s43nabr。闭合开关s时，b电极附近先变红色。下列说法正确的是 ()a电池充电时，电极b连接直流电源的正极b电池充电过程中钠离子从右到左通过离子交换膜c闭合开关s后，b电极附近的ph变小d当有0.1 mol na通过离子交换膜时，b电极上析出气体1 120 ml(标准状况下)5 某同学设计原电池装置如图所示。下列说法正确的是 （ ）a电子由铁极经溶液向铂极迁移b放电过程中交换膜右侧溶液颜色逐渐变浅c正极的电极反应式为fe3+3efe d若转移2mol e，交换膜右侧溶液中约减少3 mol离子6用惰性电极实现电解，下列说法正确的是 ()a电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液ph不变b电解稀氢氧化钠溶液，要消耗oh，故溶液ph减小c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12d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117某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究电化学问题。当闭合该装置的开关时，观察到电流计的指针发生偏转。下列有关说法不正确的是 ()a甲装置是原电池，乙装置是电解池b当甲中产生0.1 mol气体时，乙中析出固体的质量为6.4 gc实验一段时间后，甲烧杯中溶液的ph增大，乙烧杯溶液的ph减小d将乙中的c电极换成铜电极，则乙装置可变成电镀装置二、填空（18分）8（1）二氧化氯(clo2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取clo2的新工艺。图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取clo2。则阳极产生clo2的电极反应式为_。电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 ml(标准状况)时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为_ mol；用平衡移动原理解释阴极区ph增大的原因：_。（2）为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了一种燃料电池，电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了y2o3的zro2晶体，在高温下它能传导o2。电池工作时正极反应式为_。若以该电池为电源，用石墨作电极电解100 ml含有以下离子的溶液。离子cu2hclsoc/moll11441电解一段时间后，当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，阳极上收集到氧气的物质的量为_ mol。考点五十五 电解池及电解原理【正误判断】题号正误解析1略2电解池的阴、阳极取决于外接电源的连接。3电解池的阴极上都是发生得电子过程4cu2向阴极移动，即向fe移动5还原剂铜的还原性弱于还原产物氢气的还原性，根据铜与稀盐酸不反应推得，不能根据电解池中的反应判断。6略7ph是否变化，要看电解水之后溶液中氢离子浓度的变化。8电解饱和食盐水时，在阴极区是水电离的氢离子放电，同时生成氢氧化钠。9略10电解池通电时，电子的流向为负极阴极，不能在电解质中移动。11电解稀硫酸溶液实质上是电解水，会使氢离子浓度增大，故溶液ph减小。12电解稀氢氧化钠溶液要消耗oh，但同时消耗氢离子，相当于电解水，故溶液ph增大。13电解硫酸钠溶液，在阴极上应该是氢离子放电。14略15略16略17略18略19略20能设计成原电池的反应是一个自发的氧化还原反应，而电解池可以是一个非自发的氧化还原反应。【7+1模式】题号答案解 析1a据b极板处有无色无味气体放出，b极为阳极，排除c、d项，只有a项符合题意。据a极板质量增加，a极为阴极，排除b项。2dso、oh移向b极，在b极oh放电，产生o2，b极附近c(h+)c(oh)，石蕊溶液变红。na+、h+移向a极，在a极h+放电产生h2，a极附近c(oh)c(h+)，石蕊溶液变蓝。所以产生的气体体积a电极的大于b电极的；两种气体均为无色无味的气体。a、b、c均错。3b4da选项根据b电极附近先变红色，可知b是()的阴极，则b为()的负极，a为正极，电池充电时，b应连接直流电源的负极，a项错误；b选项电池充电相当于电解池，电池的正极(a)作电解池的阳极，发生失电子反应，生成阳离子或消耗阴离子，为了保持溶液的电中性，阳极区的阳离子移向阴极，即钠离子由左向右通过离子交换膜，b项错误；c选项b极附近先变红色，说明该极附近的溶液显碱性，c项错误；d选项0.1 mol钠离子通过离子交换膜，转移0.1 mol电子，根据电子守恒，b极生成氢气0.05 mol，即标况下1120 ml，d项正确。5ba项，原电池中电子由负极经外电路流向正极，电子不会进入溶液，错误。b项，铁为负极，铂为正极，正极的电极反应式为fe3+e-fe2+，溶液颜色变浅，正确。d项，转移2mol电子时，正极附近电解质溶液中大约有2molcl-透过阴离子交换膜向铁极附近迁移(交换膜左侧溶液)，fe3+变fe2+，阳离子数目没有改变，交换膜右侧溶液中离子约减少2molcl-，交换膜左侧溶液中约增加了3mol离子（1mol fe2+2mol cl-），错误。故选b。6d电解稀硫酸溶液和氢氧化钠溶液，实质上是电解水，电解过程中溶液被浓缩，其ph发生变化，a、b项错误；电解硫酸钠溶液，其实质也是电解水，阴阳极上分别得到氢气和氧气，其物质的量比为21，c项错误；电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出的物质分别为铜和氯气，其物质的量比为11，d项正确。7d8（1）cl5e2h2o=clo24h+0.01在阴极发生2h+2e=h2，h+浓度减小，使h2oh+oh的平衡向右移动，oh浓度增大，ph增大（2）o24e=2o20.1（1）阳极失去电子发生氧化反应。水电离产生的h+在阴极上放电产生氢气，转移电子的物质的量n(e)2n(h2)2(0.112 l22.4 lmol1)0.01 mo