2025年新高二化学暑假衔接讲练(人教版)第21讲电解原理-1

第21讲电解原理第一步：学析教材学知识：教材精讲精析、全方位预习第二步：练练习题强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法练考点会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用第三步：记串知识识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握第四步：测过关测稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升1.实验探究：电解氯化铜溶液按下图所示装置完成实验，并填写下表。实验现象实验结论原因分析电流表指针发生偏转说明电解质溶液导电，形成自由运动离子发生定向移动与负极相连的b极上逐渐覆盖了一层析出阴极：Cu2＋＋2e－=Cu(反应)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产生了阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑(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：将转化为的装置。(3)电解池的构成条件①；②；③；④。3.电解原理示意图4.电解池阴极和阳极的判断依据1．电解池电极反应式的书写(1)常见微粒的放电顺序阴极：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>……阳极：活性电极＞S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根【特别提醒】①活性电极一般指Pt、Au以外的金属电极。②电解的离子方程式中，若参与电极反应的H＋或OH－是由水电离出来的，用H2O作为反应物。(2)电极反应式的书写方法以惰性电极碳棒电解CuSO4溶液为例①辨电极：阴极与电源负极相连，阳极与电源正极相连。②找离子：电解质溶液中：Cu2＋、H＋、SOeq\o\al(2－,4)、OH－。③排顺序：依据常见微粒放电顺序，阴极：Cu2＋>H＋(水)，阳极：OH－(水)>SOeq\o\al(2－,4)。④电极式：阴极：Cu2＋＋2e－=Cu，阳极：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋。⑤总反应：依据得失电子守恒，调整各电极计量数，然后相加，标上反应条件2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2Cu＋O2↑＋4H＋、2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4。2．电解后溶液的复原规律用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液，请填写下表：(1)电解H2O型电解质H2SO4NaOHNa2SO4阳极反应式2H2O－4e－=O2↑＋4H＋4OH－－4e－=O2↑＋2H2O2H2O－4e－=O2↑＋4H＋阴极反应式4H＋＋4e－=2H2↑2H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－pH变化复原加入物质加入(2)电解电解质型电解质HClCuCl2阳极反应式2Cl－－2e－=Cl2↑阴极反应式2H＋＋2e－=H2↑Cu2＋＋2e－=CupH变化复原加入物质加入加入(3)电解质和水都发生电解型电解质NaClCuSO4阳极反应式2Cl－－2e－=Cl2↑2H2O－4e－=O2↑＋4H＋阴极反应式2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－2Cu2＋＋4e－=2CupH变化复原加入物质加入加入3.电解池中的守恒规律同一电路中转移的电子数是的，利用电子守恒使各电极得失电子均，在各极反应式中建立联系。4.电解后溶液的复原从溶液中放出的气体和生成的沉淀，按照原子个数比组成具体物质再加入溶液即可。遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原则。教材习题01（P110）在某电解质溶液里，用M和N作电极，通电一段时间后，发现M极质量减小，N极质量增大，符合这一情况的是()A．电解质溶液是稀硫酸B．M是阳极，N是阴极C．M和N都是石墨电极D．M是阴极，N是阳极解题方法教材习题02（P110）用惰性电极分别电解下列各电解质的水溶液，一段时间后(设电解质足量)，向电解后溶液中加(通)入适量原电解质，可以使溶液恢复到电解前的浓度的是()A．Cu(NO3)2 B．K2SO4C．HCl D．NaOH解题方法考点一电解及其装置1．下列关于电解池工作原理的说法中，错误的是()A．电解池是一种将电能转化成化学能的装置B．电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应C．电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应D．与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应2．关于如图所示①②两个装置的叙述正确的是()A．装置名称：①是原电池，②是电解池B．硫酸浓度变化：①增大，②减小C．电极反应式：①中阳极：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，②中正极：Zn－2e－=Zn2＋D．离子移动方向：①中H＋向阴极方向移动，②中H＋向负极方向移动3．若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式是Cu＋2H＋=Cu2＋＋H2↑，则下列关于该装置的有关说法中正确的是()A．该装置可能是原电池，也可能是电解池B．该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极C．该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸D．该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸4.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5．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中，下列有关分析完全正确的是()选项ABCDa电极阳极阴极阳极阴极d电极正极正极负极负极Q离子阳离子阳离子阴离子阴离子考点二电解规律及其应用6．用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为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＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2Cu＋4H＋＋O2↑B．Cu2＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(电解))Cu＋Cl2↑C．2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑D．2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑7．用石墨作电极，电解1mol·L－1下列溶液，则电解前后溶液的pH保持不变的是()A．硫酸 B．氢氧化钠C．硫酸钠 D．氯化钠8.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．电极a附近呈红色，电极b附近呈蓝色B．电极a附近呈蓝色，电极b附近呈红色C．逸出气体的体积，电极a的小于电极b的D．一电极逸出无味气体，另一电极逸出具有刺激性气味的气体9．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XYZWACFeNaClH2OBPtCuCuSO4CuSO4溶液CCCH2SO4H2ODAgFeAgNO3AgNO3晶体10．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－=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋D．电解时，H＋由阴极室通过阳离子交换膜到阳极室【学习目标】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。【学习重难点】1.电解的规律及其应用。2.电解池电极反应式的书写。1．（2425高二下·河南·月考）利用如图所示装置可实现有机物化学储氢，下列说法正确的是A．若电源为铅酸蓄电池，则电极M应与PbO2电极相连B．电极N上的电极反应式为2H2O+4e=O2↑+4H+C．该装置工作时，外电路中电子的流动方向为电极M→电解质溶液→电极N→电源D．该装置工作时，存在非极性键的形成和极性键的断裂2．（2425高二下·河南南阳·期末）近日，科学家开发了高活性磷化铁催化剂用于选择性电化学硝酸盐还原为氨气，工作原理如图所示。下列叙述正确的是A．a极与电源正极连接B．一段时间后，KOH溶液浓度保持不变D．b极电势小于a极电势3．（2425高二上·河北沧州·月考）利用肼(N2H4)—空气燃料电池电解CuSO4溶液的装置如图所示。下列说法正确的是A．装置甲中负极反应式：N2H46e+4OH=N2+4H2OB．装置甲中离子交换膜为阳离子交换膜C．一段时间后，装置甲中KOH溶液的pH不变D．标准状况下，当装置甲中有2.24LO2被还原时，装置乙阳极上放出2.24L气体4．（2425高二下·北京丰台·期中）利用光能可以将CO2转化为重要的化工原料C2H4(电解质溶液为稀硫酸)，同时可为制备次磷酸(H3PO2)提供电能，其工作原理如图所示。下列说法错误的是A．W为正极B．电解一段时间后M室pH降低，N室pH升高C．a、b、c为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜5．（2425高二下·四川内江·期中）我国化学家通过对过渡金属基尖晶石氧化物(NiCO2O4)进行性能优化，成功开发出锌—空气二次电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是A．放电时，X极电极反应式：Zn+4OH−−2e=[Zn(OH)4]2B．充电时，Y极与电源的正极相连，发生氧化反应C．放电过程中，Y极附近溶液pH增大D．放电时，当电路中有0.4mole通过时，Y极消耗2.24LO26．（2425高二上·河南新乡·月考）某低成本储能电池原理如图所示，下列说法正确的是A．充电时，右侧溶液的增大C．放电时，电子由铅电极经质子交换膜移向多孔碳电极7．（2425高二下·湖北宜昌·期中）我国科学家研发了一种具有“氨氧化、析氢”双功能的ZnNH3电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是A．充电时，阴极室电解质溶液pH增大B．放电时，正极反应为2H2O+2e=H2↑+2OHC．放电时，阴离子移向Zn电极D．充电时，导线中每转移6mol电子，阳极室溶液质量减少28g8．（2425高二下·江苏盐城·期中）研究表明以N2为氮源电解可直接制备HNO3，其原理如图所示。下列有关说法正确的是A．a为电源负极B．电解一段时间后，阴极区溶液pH降低D．若转移1mol电子，可获得标准状况下11.2LH29．（2425高二下·云南昭通·月考）哈尔滨工业大学的研究团队发现，以非晶态Ni(Ⅲ)基硫化物为催化剂，能有效催化OER(析氧反应)和UOR(尿素氧化反应)，从而降低电解水制氢过程中的能耗，其工作原理和反应机理如图所示：下列说法正确的是B．电解过程中，电子从电极B经电解液流向电极AC．OER第Ⅳ步进行时，没有涉及非极性键的形成与断裂A．Mn2+在阳极放电，发生氧化反应B．电解过程中，混合溶液的pH值将减小C．电解刚刚开始时，观察到阳极石墨棒上有无色气体产生A．阴极反应：2H2O+2e=2OH+H2↑B．电解时OH通过阴离子交换膜向b极方向移动C．阳极反应：2HCHO2e+2H2O=2HCOO+4H++H2↑D．相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍A．电极n连接直流电源的正极B．电极n产生的气体为D．当产生224mL(标准状况下)时，理论上外电路通过0.06mol电子13．（2425高二上·河南南阳·月考）湖南大学王双印教授团队提出了一种独特的亲气亲水异质结构金聚四氟乙烯/硅(AuPTFE/Si)基光电极，在温和条件下于酸性电解液中进行固氮反应高效合成氨，装置如图所示。下列说法正确的是A．N极的电势比M极的高B．电解液