高中化学同步讲义（选择性必修一）第18讲 43电解原理

第4课第3课时电解原理

目标任务

课程标准学习目标

1.能分析、解释电解池的工作原理，能设计1.能从宏观与微观相结合的角度认识电解池的工作原理，分

简单的电解池。析电极上放电的微粒并书写电极反应式。

2认.识电解在实现物质转化和储存能量中的2.利用电解池的理论模型、建立对电解池装置系统分析的思

具体应用。维模板，并应用于实际问题的解决。

预习导学

自主梳理

一、电解氯化铜溶液的实验探究

i.按如图所示装置完成实验，并填写下表

—@~i'i^

eg溶液

实验现象实验结论

电流表指针发生偏转—

与负极相连的b极上逐渐覆盖了一层__________

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______

2.实验原理分析

(I)氯化铜溶液中存在的离子有，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，溶液中自由运动的离子作，即趋向a极，趋向b极。

(3)a极电极反应式是,b极电极反应式是，总反应式是o

⑷结论：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的过程。

二、电解和电解池

1.电解的概念

使通过电解质溶液而在阴、阳两极引起的过程。

2.电解装置——电解池

(1)概念：将一能转变为的装置。

Q)构成条件

①两个电极：阳极——与电源—极连接：阴极——与电源—极连接.

②电解质溶液或o

③直流电源。

④构成。

(3)工作原理

①电极反应类型

阳极f反应；阴极f反应。

②电子流向：电源极一极；极一电源极。

③电流方向：电源极f极；—极—电源一极。

④离子流向：阳离子一—极；阴离子一—极。

【答案】

一、1.说明电解质溶液导电，形成闭合回路红色物质析出金属铜变蓝产生了氯气

2.(l)Cu2+xcr.H+>OH"(2)定向运动Cl-sOH一Cu2+xH+

电解

2+-2+

(3)2Cr-2e"=Cl2tCu+2e=CuCu+2Cr=Cu4-C12t(4)电解

二、1.电流氧化还原反应2.⑴电化学能(2)①正负②熔融电解质④闭合回路。

(3)①氧化还原②负阴阳正③正阳阴负④阴阳

预习检测

1.卜列有关电解的说法错误的是

A.与电源正极相连的是阳极B.与电源负极相连的是阴极

C.在阴极上发生氧化反应D.阴离子向阳极方向移动

【答案】C

【解析】A.与电源正极相连的是电解池的阳极，发生氧化反应，故A正确；

B.与电源负极相连的是电解池的阴极，发生还原反应，故B正确；

C.与电源负极相连的是电解池的阴极，发生还原反应，故C错误；

D.电解池中，电解质溶液中阴离子向阳极移动，故D正确；

故选C

2.下列关于原电池和电解池的叙述正确的是

A.原电池中失去电子的电极为正极

B.原电池的负极、电解池的阳极都发生氧化反应

C.原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成的

D.电解时电解池的阳极一定是阴离子放电

【答案】B

【解析】A.原电池中失电子的电极为负极，得电子的电极为正极，A项错误；

B.原电池负极、电解池阳极上都是失电子的反应，都是发生氧化反应，B项正确;

C.原电池的两极可能是金属和导电的非金属材料•，如石墨，C项错误；

D.电解时电解池的阴极是阳离子放电，发生还原反应，D项错误；

答案选B。

3.电解H^SO,溶液的装置如图所示，a、b均为惰性电极。下列说法不正确的是

H2s。4溶液

+

A.a极上发生的反应为：2H2O-4e=4H+O2T

B.SO；移向b极

C.转移2moi理论上阳极产生11.2L气体（标准状况下）

D.电解总反应:2H2T+。2T

【答案】B

+

【解析】A.a极为阳极，则阳极上发生的反应为：2H,O-4e-=4H+O2T,故A正确；

B.电解池“异性相吸"，则SO：移向阳极即a极，故B错误：

C.根据2Hq-4e-=4H++O2T,转移2moieJ理论上阳极产生0.2mol氧气，其体积为11.2L气体（标准

状况下），故C正确；

电解

D.阳极产生氧气，阴极产生氢气，则电解总反应：ZHq:~2H2t+O2t,故D正确。

综上所述，答案为B。

4.用石墨电极电解一定浓度的AgNO,溶液（足量），一段时间后，要使电解质溶液恢复原状，可向溶液中加

入,定质量的

A.HNO.B.Agq固体C.AgNO,固体D.蒸储水

【答案】B

【脩析】用石墨电极电解一定浓度的AgNO,溶液（足策），根据电极放电顺序，阳极发生的电极反应为

+

2H2O-4e=O2T44H,阴极发生的电极反应为Ag++e』Ag,析出什么就加什么，因此加入一定质软的

Ag?O固体可使电解质溶液恢复原状，故B符合题意。

5.下列说法正确的是

A.工业制镁电解熔融MgCL时，阳极的电极反应为：2c「-2-=3个

B.氢氧燃料电池的负极反应：02+2«0+40-=40丁

C.粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应为：Cu-2e-=Cu2*

D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应：Fe—2e、Fe2+

【答案】A

【解析】A.工业制镁电解熔融MgChM，阳极是氯离子失去电子变为氯气，其电极反应为：2C「—2e-=3个，

故A正确；

B.氢氧燃料电池，不清楚是酸性还是碱性电池，因此无法写出具体的电极反应式，故B错误；

C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是粗铜,电极反应为:Zn-2e-=Cu2*,Fe-2e-=Fe2+,Cu-2e-=Cu2+,故

C错误;

D.钢铁发生电化学腐蚀的负极反应：Fe-2e-=Fe2*,故D错误。

综上所述，答案为A。

6.用石墨作电极，电解lmol/L的下列物质的溶液，溶液的pH减小的是

A.NaCIB.NaOHC.Na2s0』D.CuSO4

【答案】D

【解析】A.电解NaCI溶液时，阳极上Cl-放电，阴极上H+放电，导致溶液中H+浓度减小，溶液的pH增大，

A项不符合；

B.电解NaOH溶液时，阳极上0H-放电，阴极上“放电，实际为电解水，导致溶液中0H浓度增大，溶液

的pH增大，B项不符合；

C.电解Na2s。4溶液时，阳极上0H•放电，阴极上H+放电，实际为电解水，溶液的pH不变，C项不符合；

D.电解CuSOj溶液时，阳极上0H-放电，阴极上CF+放电，导致溶液中0H-浓度减小，H+浓度增大，溶液

的pH减小,D项符合；

答案选D。

探究提升

A环节一电解原理

【情境材料】

1.实验目的：通过实验认识电解池装置及其工作原理，理解电能转化为化学能的现象与应用。

2.实验装置

3.实验步骤：在U形管中注入质量分数为25%的Cu02溶液，播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（与电源正极相连的电极叫阳极）附近。接通直流电源，观察U形管

内的现象和试纸颜色的变化.

4.实验现象

阴极：石墨棒上覆盖一层红色固体：

阳极：①有气泡冒出并闻到刺激性气味，②湿润的碘化钾淀粉试纸变为蓝色。

【问题探究】

1.通电前，CuCb溶液中存在的离子有哪些？

2.阳极石墨棒上产生的气体能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，说明产生的气体是什么？写出电极反应式并

判断发生反应的类型（氧化反应或还原反应）。

3.用极石墨棒上覆盖了一层红色固体物质，该物质是什么？写出电极反应式并判断发生反应的类型（氧化反

应或还原反应）。

4.通电后，CuCb溶液中阴、阳离子的迁移方向及电子运动的方向是什么？写出电解CuCh溶液的总化学

方程式。

5.在氯化铜溶液中除了Cu?+和C厂之外还有H+和0H，这两种离子为什么没有得到或失去电子？

【答案】

2+

I.CuCh=Cu+2Cr,H20K+OH，故溶液中存在的离子有Cu2+、H\Cl\OH,,

2.说明产生的气体是Ch;阳极反应式为2c「-2e-=C12t，发生氧化反应。

3.该固体物质为Cu；阴极反应式为CU2++2L=CU,发生还原反应。

4.电解时，C1（阴离子）向阳极移动，CM+（阳离子）向阴极移动；电子从电源的负极流向电解池阴极，从电

解池阳极流回电源的正极，电解总反应：CuCL里鳍Cu+Cbf。

5.电解时，溶液中离子的放电先后顺序与离子的氧化性或还原性有关，氧化性强的阳离子先得电子被还原，

还原性强的阴离子先失电子被氟化。C/+比H+更容易得电子，而C「比OH一更容易失电子，可从氧化性强

弱的角度比较得电子的顺序，从逐原性强弱的角度比较失电子的顺序。

要点归纳

1.电解池工作原理（以惰性电极电解C11C12溶液为例）

，电子：从电源负极;：「一

离子：阳离子移向

;流出，流向电解池!:产

,的阴极；从电解池■阴电解池的阴极；阴

，阳极流出，流向电口极岗子移向电解池

:源的正极的阳极

I__________________________.I.1■・■

2.电解池的阴、阳极的判断方法

(+)近而出而海心

二工二

-一：电子流动方向:一

二工二

--•:离子移动方向:---

二工二

—：电极反应类型I-

⑴电解时必须使用直流电源，不能使用交流电源。

⑵常见的惰性电极指石墨、钳(Pt)、金(Au),活性电极是指金属活动性顺序中Ag和Ag之前的金属。

⑶电解过程是化学变化，而金属的导电是物理变化；书写电解总反应时要注明“电解”或“通电”这一反

应条件。

(4)原电池装置和电解池装置的最大区别是看有无外接直流电源，有外接直流电源的是电解池。

⑸解答电解类题目时首先判断阳极材料，确定是活性电极还是惰性电极，若为活性电极，则弓极材料本身

失去电子生成金属阳离子，而溶液中所有阴离子不再放电；若为惰性电极，则按电解质溶液中阴离子的放

电顺序放电。

⑹金属活动性顺序中银前面的金属(含银)作电极时，由于金属本身可以参与阳极反应，称为金属电极或活

性电极(如Zn、Fe、Cu、Ag等)；金属活动性顺序中银以后的金属或非金属作电极时，称为惰性电极，主

要有粕(Pt)、石墨等。

⑺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。

|典例精讲|

[例1](2022・高二单元测试)下列叙述正确的是

①电解池是将化学能转变成电能的装置

②原电池是将电能转变成化学能的装置

③金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化

④电解池两个电极材料可以相同

A.①②③④B.③④C.②③④D.③

【答案】B

【解析】①电解池是将电能转变成化学能的装置，故①错误；

②原电池是将化学能转变成电能的装置，故②错误：

③金属和石墨均为自由电子导电，属于物理变化；电解质溶液导电的实质是电解，属于化学变化，故③正

确；

④电解池连接外接电源，两个电极材料可以相同也可以不同，故④正确；

选Bo

【例2】（2022秋•上海闵行•高二上海市七宝中学校考阶段练习）观察如图装置，下列说法正确的是

Ck

液体C

A.a、b接电流表，该装置为原电池

B.a、b接直流电源，该装置为电解池

C.a、b接直流电源，铁可能不易被腐蚀

D.a、b接电流表或接直流电源，铁都可能是负极

【答案】C

【解析】A、如果液体c为乙醵等非电解质，则不符合构成原电池的条件，故A错误；

B、如果液体c为乙醇等非电解质，该电路为断路，不能构成电解池，故B错误；

C、连接直流电源，如果让铁作阴极，按照电解原理，铁不被腐为，故C正确；

D、如果接电流表，构成原电池，铁作负极，如果接直流电源，构成电解池，两极的名称为阴阳极，故D错

误。

【例3】（2023秋・广西玉林•高二统考期末）如图是用惰性电极电解足量饱和食盐水的装置示意图，下列有

关说法不正确的是

①

A.该装置是将电能转化为化学能

B.装置中出口①处的物质是氯气，出口②处的物质是氢气

C.装置中发生反应的离子方程式为2CT+2Hq蟠3T+H2T+2OH-

D.电解一段时间后，再加入一定量的盐酸能使电解后的溶液与原来溶液一样

【答案】D

【解析】①是电解池的阳极，装置中出口①处的物质是氯气，②是电解池的阴极，出口②处的物质是氢

气，总反应为2c「+2HQ蟠jT+H2T+20H，

A.该装置是电解装置，将电能转化为化学能，故A正确；

B.①是电解池的阳极，装置中出口①处的物质是氯气，②是电解池的阴极，出口②处的物质是氢气，

故B正确；

c.装置中发生反应生成氢气、氯气和氢氧化钠，离子方程式为2C「十2IL。蟠ChT+ihT-2Oir,故c

正确；

D.从质量守恒的角度，电解产生的氢气和氯气的总质量与两者反应生成的氯化氢一样，电解一段时间后,

应通入一定量的HC1气体才能使电解后的溶液与原来溶液一样，故D错误；

故选Do

A环节二电解规律及电极反应式书写

【情境材料】

实验1：将两根碳棒分别插进U形管内的CuCh溶液中，如图①。

实验2：将两根碳棒用导线连接后，浸入U形管内的Cud?溶液中，如图②。

实验3：将两根碳棒分别跟直流电源的正极和负极相连接，浸入U形管内的CuC12溶液中，再接通直流电,

如图③。过一段时间后，再把湿涧的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的电极附近.

【问题探究】

1.实验1、实验2和实验3的现象有什么不同？实验3的两电极的现象是什么？

2.实验3中CuCL溶液中通电前离子如何运动？通电后离子如何运动？根据实验现象和氯化铜溶液的组成

成分以及原有知识分析推断两极生成物的名称。

3.在氯化铜溶液中除了Cu?+和。一之外还有H+和0H，这两种离子为什么没有得或失电子？

4.溶液中有多种离子时，怎样判断电极产物？

【答案】1.实验1和实验2中均无明显现象。实验3中与直流电源负极相连的石墨棒上逐渐覆盖一层红色

的铜，与直流电源正极相连的石墨棒上有气泡产生，湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色。

2.通电前，Cu2\。一在溶液中作自由运动。通电时，Cu2+和C厂发生了定向运动。根据实验现象可知，与

电源负极相连的一极有CU生成，与电源正极相连的一极有02生成。

3.电解时，溶液中离子的放电先后顺序弓离子的氧化性或还原性有关，氧化性强的阳离子先得电子被还原，

还原性强的阴离子先失电子被氧化。CM+比H+更容易得电子，而C1一比OH一更容易失电子。

4.根据阳离子放电顺序判断阴极产物，根据电极材料的阴离子放电顺序判断阳极产物。

要点归纳

1.电解产物的判断

（1）阳极产物的判断

首先看电极，如果是活性电极（金属活动性顺序表Ag以前的金属），则电极材料失电子，电极溶解，溶

液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极（Pt、Au、石墨），则看溶液中的阴离子的失电子能力。此时根据

阴离子放电顺序加以判断（放电顺序即为得、失电子能力顺序）。

2-

阳极上阴离子的放电顺序：S>r>Br>Cr>OH>NO3>S0;>Fo

即：活性阳极（金属）〉无氧酸根离子>OH">含氧酸根离子

♦一、Br；、C「、OH」,||NO?、SO『、COT下一

在溶液中只考虑此部分

注意：在溶液中含氧酸根离子不放电，常指最高价（中心原子）含氧酸根离子不放电，但非最高价（中心

原子）含氧酸根高子的放电能力比OH」的强，如SO,、MnOf等。

（2）阴极产物的判断

阴极阳离子的放电顺序

Ag+、国+、时+、CQ2+、H+II/+、802+产+02+,

水溶液中只考虑此部分浓度很大时排在H.前面

AF+、Mg2+、：a+6+、K+

一只在熔融巾态下放电

阳离子的放电顺序基本上符合金属活动性顺序，在阳离子放电能力由强到弱排列时，一般将H~的位置

放在C/+之后。但在电镀条件下，H+的位置放在ZM+之后，FC2\Zn?+与H+顺序颠倒，即在水溶液中Fe?

，Zi?’的得电子能力比H-强，可认为是由水电离产生的c(H+)很小之故。

2.电解后溶液的变化及恢复原组成的措施

电解质电解

电解

类型电极反应特点实例溶液浓pH质溶

对象

度变化液复原

增大增大加水

NaOHH2O

阴极：4H+4e-=2H2t

电解

-H2SO4HO增大减小加水

阳极：4OH-4C"=2H2O2

水型

+02t

Na2so

H2O增大不变加水

4

电解

HCl减小增大通HC1

电解质电解质电离出的阴、阳离子质

分解型分别在两极放电电解

CuCl减小增大加CuCl2

2质

阴极：H?O放出H?生成OH电解

放氢生生成新

KC1质增大通HC1

碱型电解质

阳极：电解质阴离子放电和水

电解加CuO

放氧生阴极：电解质阳离子放电生成新

CuSO4质减小或

酸型阳极:H2。放出02生成H+电解质

和水CuCXD^

3.电解池电极反应式及电解总反应式的书写步骤

书写步骤具体操作

判断两极阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连

判断反应活性电极：电极材料本身失电子

溶液中的较易得电子的阳离子反应

微观粒子惰性电极：溶液中的较易失去电子的阴离子反应

书写电极反应活性电极：M—we-=M,,+

Mn++/ie^=M

式情性电极：——mne~=Rm

书写电解根据得失电子数相等，将阴、阳极电极反应式相加和・电解总反应式，注意若是水电离的H

总方程式+或OPT参与电极反应，写总反应式时要写成H2O

仅易错攫醒

1.电解池中方程式书写的3个关键点

(1)书写电解池中电极反应式时，一般以实际放电的离子表示，但书写电解反应方程式时，弱目解质一定要

写戊化学式。

(2)书写电极反应式时，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j得(/)阳(极)

失(。一)”加上得、失电子数目，最后根据电解质溶液酸碱性补上H'、OH一或H2O,依据电荷守恒定律配平

反应式。

(3)要确保两极得、失电子数目相等，且电解反应方程式注明条件“电解”或“通电”。

2.判断电解后溶液酸、碱生成的方法

⑴若电解产物只有H2,而无02,则阴极生成碱。

⑵若电解产物只有02,而无H2,则阳极生成酸。

(3)若电解产物既有02,又有H2,且二者物质的量之比为1：2,则实质是电解水，阳极生成酸，阴极生成

碱，最终溶液中无酸和碱生成。但溶液浓度可能变大。

3.惰性电极电解电解质溶液后要恢复原电解质溶液的浓度，需加适量的某物质时，遵循“少什么加什么，

少多少加多少”的原则，所加物质可以是阴极与阳极产物的化合物。

典例精讲

【例4】(2023秋•吉林白城•高二校联考期，)用惰性电极电解足量的Cu(NO)溶液，下列说法中不正确的

是

A.阴极发生的电极反应为Cu"十2e'Cu

B.阳极发生的电极反应为4OH-4e-=2Hq+O2f

C.恰好电解完时，加入一定量的Cu(NOj?可恢复到原浓度

D.若有6.4g金属Cu析出，放出的O?为。.05mol

【答案】C

【解析】A.阴极上，CF+得到电子，生成Cu,发生的电极反应为cM++2e-=Cu,,故A正确；

B.阳极上，0H-失去电子，生成5和水.发生的电极反应为4OFr-4e-=2Hq+O2T.故B正确：

通电

C.电解Cu(NO3)2溶液的化学方程式为2CU(NO3)2+2H2O-----^Cu-Oz个+4HNO3,恰好电解完时应加入一定量

的CuO可恢复到原来的浓度，故C错误；

D.若有6.4gCu(即O.lmol)析出，转移电子是0.2moL放出的0?为0.05mol,故D正确；

故选Co

【例5】(2021秋・甘肃武威・高二校考期中)用惰性电极电解下列溶液一段时间后，再加入一定量的某种纯

净物(括号内物质)，不能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是

A.KCI(HCI)B.AgNO3(HNO3)C.H2so4他0)D.CuSO4(CuO)

【答案】B

【解析】A.电解KCI溶液，氢离子和氯离子放电，则应加入HCI恢复原样，此时加入括号内物质，能使溶

液恢复到原来的成分和浓度，A错误；

B.电解AgNCh溶液，银离子和氢氧根离子放电，应加入氧化银恢复原样，此时加入括号内物质，不能使溶

液恢复到原来的成分和浓度，B正确；

C.电解硫酸溶液，氢离子和氢氧根离子放电。则加入水能恢复原样，此时加入括号内物质，能使溶液恢复

到原来的成分和浓度，C错误；

D.电解CUSO4溶液，铜离子和氢氧根离子放电，则一段时间内应加入氧化铜能恢复原样，此时加入括号内

物质，能使溶液恢复到原来的成分和浓度，D错误；

故选Bo

课堂总结

宜流电源、电极材料

电解池构成条件离子导体、电子导体

电

解闭合回路

原电极判断

理

原理离子移动方向、放电顺序

电极反应的书写

强化训练探究

一、单选题

1.(2022・高二单元测试)下列有关电化学的说法正确的是

A.原电池的金属负极质量一定减小B.待充电电池的负极应与电源正极相连

C.电解池的电解质溶液质量一定减小D,原电池工作时在溶液中电流由负极到正极

【答案】D

【解析】A.原电池放电时，负极质量可能增大、可能不变也可能减小，如铅蓄电池中负极电极反应式为

Pb-2e+S0f=PbS02，负极质量增加，燃料电池中负极材料质量不变，故A错误；

B.蓄电池充电时，其负极应与电源的负极相连，正极与电源的正极相连，故B错误；

C.电解池的电解质溶液质量可能不变，如精炼铜，电解质溶液CuSCU的质量不变，故C错误；

D.原电池工作时，外电路中电流是从正极经过导线到负极，电池内部电流从负极经溶液到正极，故D正确;

故选:故

2.（2022秋・广东茂名•高二统考期末）下列各项装置中，工作一段时间后电解质溶液的成分及浓度均未改变

【解析】A.有外接电源的属于电解池，阳极上锌失电子，形成锌离子进入溶液，阴极上铜离子得电子，析

出铜，则溶液中硫酸铜浓度减小，硫酸锌浓度由无到有，且逐渐增大，A错误；

B.有外接电源的属丁电解池，阳极上氢氧根离子放电，阴极上水中的氢离子放电，实际上是电解水导致溶

液中溶液的体积减小，溶质的物质的量不变，则浓度增大，B错误；

C.有外接电源的属于电解池，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电，实际上是电解HCI,所以溶液中溶

质的物质的量减小，浓度也减小，C错误；

D.有外接电源的属于电解池，又属于电镀池，阳极上铜失电子，阴极上铜离子得电子，所以溶液中溶质的

物质的量不变，浓度也不变，D正确；

故选Do

3.。022•高二课时练习）如图所示，在一定电压下用惰性电极电解由等物质的量浓度的FeCL、HCI组成的

混合溶液,已知在此电压下，阴、阳离子根据放电顺序都可能在阳极放电，下列分析正确的是

I--

ch

A.Ci电极处溶液首先变棕黄色

B.反应一段时间后，往溶液中加一定量的盐酸可复原

C.C2电极上可依次发生的电极反应为Fe2+e=Fe3+、2C1-2e=Cl2个

D.当Ci电极上有2g物质生成时，就会有2NA个电子通过溶液发生转移

【答案】C

【解析】A.Ci电极与电池的负极连接，做阴极，溶液中的H♦在阴极放电，因此Ci处的溶液有气泡放出，

不会变成棕黄色，A错误；

B.反应一段时间后由于Cz处Fe2+失电子，此时溶液中Fe2+含量逐渐减少，只加入盐酸不能将溶液复原，B

错误；

C.C2电极与电源的正极相连，做阳极，Fe2+的还原性强于CI-,则依次发生的电极反应为Fe2~e-=Fe3+、

2cl-21=02个,C正确;

D.电子只能通过导线传递，不能通过溶液传递，D错误；

故选C。

4.（2022春•四川成都）〔图a、b、c分别为氯化钠在不同状态下的导电实验的微观示意图（X、Y均表示石墨

电极，且与直流电源连接方式相同，&表示水分子）。下列说法正确的是

A.Y电极为阳极

B.能导电的装置中，Y电极产物不相同

C.NaCI是电解质，三种状态式都能导电

D.图b说明通电后发生了电离

【答案】B

【解析】A.氯离子半径大于钠离子，则图中黑球代表的离子是C1，b图中阴离子向X极移动，失电子生成

氯气，则X为阳极，接电源正极，Y电极为阴极，与电源负极相连，故A错误；

B.be中存在自由移动的离子，为能导电的装置，Y是阴极，图b中是Na+得电子生成Na单质，图c中是水

电离的H♦得电子生成出，产物不司，故B正确；

C.NaCI是电解质，NaCI在晶体状态时离子不能自由移动，不导电，即图a不导电，故C错误；

D.图b说明通电后，电离出的离子发生了定向移动，电解质的电离不需要通电，只需要熔融状态或溶于水，

故D错误：

本题答案丸

5.（2023春・云南保山•高二校考期末）|某电解池内盛有Cu（NO3）2溶液，插入两根电极，接通直流电源后，欲

达到如下要求：（1）阳极质量不变；（2）阴极质量增加；（3）电解液3H减小，则应选用的电极是

A.阴阳两极都用石墨

B.铜作阳极铁作阴极

C.铁作阳极铜作阴极

D.粕作阴极铜作阳极

【答案】A

【解析】（1）阳极质量不变，则阳极为惰性电极；（2）阴极质量增加，则溶液中的CW+得电子生成Cu,附着在

阴极表面；（3）电解液pH减小，则表明水失电子生成。2和H+。

A.阴阳两极都用石墨,则电解时，阳极水失电子生成。2和H+,阴极生成Cu,A符合题意;

B.铜作阳极铁作阴极，阳极Cu失电子生成Ci?+进入溶液，阳极质量减轻，B不符合题意:

C.铁作阳极铜作阴极，阳极铁失电子生成Fe2+进入溶液，阳极质量减轻，C不符合题意；

D.钳作阴极铜作阳极，阳极铜失电子生成CF+进入溶液，阳极质量减轻，D不符合题意；

故选Ac

6.C2023春•辽宁朝阳•高二校联考阶段练习）某同学设计了一个谜料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼

原理，装置如图所示。其中乙装置中X为阳离子交换膜。下列有关说法错误的是

A.通入02的Pt极为正极,该电极反应式为O2-4e-+2H2O=4CH-

B.乙装置中铁电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e=H2个+20H-

C.反应一段时间后，乙装置中在铁电极区生成氢氧化钠溶液

D.反应一段时间后，丙装置中硫酸铜溶液浓度可能减小

【答案】A

【解析】A.甲装置为燃料电池，通0?的Pt极为正极，电解质为K0H,电极反应式为

O2+4e+2H2O=4OH\A项错误;

B.通CH4的Pt极为负极，即Fe耳极为阴极，电极反应式为2Hq+2e-^==H2T+2OH\B项正确；

C.根据B项的分析及X为阳离子交换膜，允许Na♦通过知，反应一段时间后，乙装置中铁电极区生成NaOH

溶液，C项正确；

D.根据上述分析，精铜作阴极，电极反应式为Cu2++2e-=~=Cu,粗铜作阳极，电极反应式为

Cu-2e-=Cu2+,但粗铜中含有比Cu活泼的金属，这些金属先失电子，使CuSO,溶液的浓度减小，D项

正确.

故选A。

7.（2023・全国•高二假期作业）科研团队开创了海水原位直接电解制氢的全新技术（如图所示）。该研究的关

健点是利用海水侧和电解质（KOH）侧的水蒸气压力差使海水自发蒸发，并以蒸汽形式通过透气膜扩散到电

解质侧重新液化，即“液-气•液”水迁移机制，为电解提供淡水。下列叙述错误的是

:海水

（雪盆）j浓KOH溶液：浓KOH溶液：（含盐）

■

透气Ifia离子交换膜b透气

A.直接电解海水存在阳极易腐蚀问题

B.液态水、阴离子分别不能追过膜a、膜b

C.铅酸蓄电池做电源时，Pb电极与N电极相连

D.电解过程中，阴极区溶液pH可能不变

【答案】B

【解析】由图可知，在电解过程中M极OH•放电失去电子生成。2,N极H2O得到电子生成H2,则M为阳极，

电极方程式为：4OH-4e-=O2t+2H2O,N为阴极，电极方程式为：2H2O+2e-H2t+2OH-,阳极区。什浓度减

小，为保证KOH浓度较高形成水蒸气压力差，阴极产生的OH需要经过离子交换膜b进入阳极，膜b为阴

离子交换膜。

A.海洋环境中的盐度、温度、溶解氧等因素会影响金属材料的叱学反应，导致其受到腐蚀，直接电解海水

存在阳极易腐蚀问题，故A,正确；

B.由题意可知，海水自发蒸发，并以蒸汽形式通过透气膜扩散到电解质侧重新液化，液态水不能通过膜a,

膜b为阴离子交换膜，阴离子能通过膜b,故B错误；

C.铅酸蓄电池做电源时，Pb为负极，应该与阴极N电极相连，故C正确；

D.电解过程中，阴极区电极方程式为2H2O+2e=H2个+2OH-,生成的OH进入阳极区，阴极区溶液pH可能不

变，故D正确；

故选Bo

8.（2023春•广东汕头•高二金山中学校考期中）以熔融盐（CaCI?、NaCl）为电解液，以石墨为阳极，电解TR

和SiO?获取电池材料TiSi,下列说法正确的是

A.阳极上SiO?被还原B.阴极发生的反应为2c「-2e-=C12T

C.电解时，阳离子向阳极移动D.理论上每生成ImolTiSi电路中转移8moi电子

【答案】D

【解析】A.石墨为阳极，电解池阳极发生氧化反应，A错误；

B.TiO?和SM为电池阴极，发生还原反应,反应方程式为TR+SiOz+geWiSi+dO',B错误;

C.电解时阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，C错误；

D.由阴极电极反应式可知，每生成ImolTiSi,电路中转移8mc，l电子，D正确;

故选Do

9.(2022秋•广西•高二玉林市第一中学校考期末)的混合溶液，当

通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500mL,下列说法正确

的是

A.阳极析出O.lmoICu

B.上述电解过程中共转移0.2mol电子

C.往电解后得到的溶液加入O.lmolCuO可恢复原来的浓度

D.电解后溶液中c(H.)为O.Amol-L1

【答案】D

【解析】石墨做电极，阳极的电极反应为：2H2O-4e=O2+4H,,阴极的电极反应先后为：C『+2e=Cu,

2H2O+2e=2OH+H2T,根据两极均收集到2.24L气体(标准状况下)即生成了O.lmolHz和O.lmNCh,可知电

解过程中转移0.4mol电子,同时阴极析出O.lmolCUo

A.据分析阴极析出O.lmoICu,故A错误；

B.据分析上述电解过程中共转移0.4mol电子，故B错误；

C.电据分析解过程中既析出了O.lmoICu又牛.成了0.1molH2^l0.1molO2,需要往电解后得到的溶液加入

O.lmoICu(OH%可恢复原来的浓度，故C错误；

D.电解过程中转移0.4mol电子，根据阳极反应可知生成0.4molH*阴极消耗0.2molH，,电解后溶液体枳

仍为500mL,则电解后溶液中c(H+)为0.4moMA故D正确；

故选D。

10.(2022春•四川成都•高二成都外国语学校校考阶段练习)工业上利用电渗析法制取次磷酸钻[CO(H2PO2)2]

的原理如图所示：

--------------------------------------------------------

膜I膜II膜IH摸IV膜vN

氢

氧

稀

化

硫

钠

酸

溶

液

IINaH、P。、溶液I

产品室缓冲室1原料室缓冲室2

己知：CO(H2Po2)2溶液在强碱性条件下通过自身催化发生氧化还原反应，可实现化学镀钻。下列说法正确的

是

A.a为电源的负极

B.阳极的电极反应：Co-2e+2H2PO；=Co(H2Po2)2

C.膜团为阳离子交换膜，膜(3为阴离子交换膜

2+

D.Co(H2Po2)2溶液化学镀钻过程中可能发生：CO+H2PO；+3OH=Co+HPO+2H2O

【答案】D

【解析】利用电渗析法制取次磷酸钻[Co(H2Po2)2],根据图示，hbPO；由原料室进入产品室、Co2+由M电极

透过膜团进入产品室，cm和H2PO2生成Co(H2Po2)2。

A.M电极生成C02+,M是阳极，a为电源的正极，故A错误；

B.Co在阳极失电子生成Co2+,阳极的电极反应:Co-2e=Co2+,故B错误;

C.3+由M电极透过膜团进入产品室，膜团为阳离子交换膜，Na+透过膜团进入缓冲室2,膜团为阳离子交换膜，

故C错误；

D.Co(H2Po2)2溶液在强碱性条件下通过自身催化发生氧化还原反应，可实现化学镀钻，根据氧化还原反应

2+

规律，Co(H2Po2)2溶液化学镀钻过程中可能发生CO+H2PO2+3OH-=Co+HPO+2H2O,故D正确；

选Do

11.小023秋•河北邯郸•高二统考期末)用钠电极电解下列溶液，当耗电量相同时，阴极和阳极上同时都有

气体产生，且溶液的pH下降的是

A.H2SO4B.CuSO4C.Ca(OH),D.KC1

【答案】A

【解析】A.用钳电极电解硫酸，田当于电解水，阴极和阳极上同时都有气体产生，硫酸浓度增大，溶液pH

降低，故A符合题意；

B.用伯电极电解硫酸铜溶液，生成铜、氧气和硫酸，反应生成酸，溶液pH降低，但阴极无气体产生，故

B不符合题意；

C.用的电极电解Ca(OH)2溶液，生成氢气、氧气，阴极和阳极.卜.同时都有气体产生，消耗水.则溶液pH

升高，故C不符合题意；

D.用伯电极电解氯化钾溶液，生成氢氧化钾和氢气、氯气，反应生成碱，溶液pH值升高，故D不符合题

意；

故选Ac

12.(2023春•陕西渭南•高二统考期末)用酸性氢氧燃料