高中化學總復習：電解池-電解原理和規(guī)律(基礎)知識點鞏固練習

【考綱要求】

電解原理和規(guī)律編稿：柏興增審稿：武小煊了解電解池的工作原理，結(jié)合原電池工作原理，加深對化學能與電能相互轉(zhuǎn)化的理解。把握離子的放電挨次，能寫出電極反響式和電解池總反響方程式。把握電解產(chǎn)物的推斷和計算?！究键c梳理】考點一：電解原理電解的定義：使電流通過電解質(zhì)溶液〔或熔融的電解質(zhì)〕而在陰、陽兩極引起氧化復原反響的過程叫電解。電解是最強有力的氧化復原手段，可將不能自發(fā)進展的氧化復原反響得以發(fā)生。電解池的裝置特點：有外接電源，將電能轉(zhuǎn)化為化學能。1〕與電源兩個電極相連〔〕電解質(zhì)溶液〔或熔融的電解質(zhì)3〕形成閉合回路。陰陽極的推斷及反響：考點二：原電池與電解池的比較

原電池

電解池能量轉(zhuǎn)化反響特征

化學能→電能自發(fā)進展

電能→化學能非自發(fā)進展裝置舉例電極電極反響電子流向

電池的正、負極由電極材料打算負極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、金屬氧化物、非金屬導體負極：失去電子、發(fā)生氧化反響正極：得到電子、發(fā)生復原反響負極e正極外電路

陰、陽極由所連電源打算陰極：接直流電源負極陽極：接直流電源正極陰極：陽離子得電子發(fā)生復原反響考點三：電解規(guī)律電極材料〔１〕活性電極：既導電又能反響〔針對陽極，指金屬活動挨次表Ag及Ag〕〔２〕惰性電極：只導電不溶解〔惰性電極一般指金、鉑、石墨電極，而銀、銅等均是活性電極?！畴x子放電挨次陽極：陰離子放電挨次〔活性金屬〕＞S2—＞I—＞Br—＞Cl—＞OH—＞含氧酸根＞F—〔實際上在水溶液中的電解，OH—后面的離子是不行能放電的，由于水供給OH—的會放電〕陰極：陽離子放電挨次陰極本身被保護，直接依據(jù)陽離子放電挨次進展推斷，陽離子放電挨次：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+〔酸中〕＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+〔水中〕＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+。要點詮釋：陰陽離子在兩極上放電挨次簡單，與離子性質(zhì)、溶液濃度、電流強度、電極材料等都有關(guān)，不應將放電順序確定化，以上僅是一般規(guī)律。電極反響式和電解總方程式電極反響式的書寫電極材料放電。②再分析溶液中的離子種類，依據(jù)離子放電挨次，分析電極反響，并推斷電極產(chǎn)物，寫出電極反響式。③電解水溶液時，應留意放電挨次中H+、OH―之后的離子一般不參與放電反響。電解化學方程式的書寫①必需在長等號上標明“電解2 2 ②僅是電解質(zhì)被電解，電解化學方程式中只寫電解質(zhì)及電解產(chǎn)物。如電解CuCl溶液：CuCl 電解Cu+Cl↑2 2 ③僅有水被電解，只寫水及電解產(chǎn)物即可。2 4 2 2 如電解NaOH溶液、稀HSO：2HO 電解2H↑+O↑。2 4 2 2 ④電解質(zhì)、水同時被電解，則都要寫進方程式。如電解AgNO溶液：4AgNO+2HO 電解4Ag+O↑+4HNO。3 3 2 2 3電解類型類型類型電極反響特點電解水型陽極：4OH――4e―==2H2O+O2↑電解質(zhì)組成特點可溶性強堿含氧酸活潑金屬含氧酸鹽無氧酸不活潑金屬無氧酸鹽活潑金屬無氧酸鹽實例陰極：4H++4e―==2H↑NaOH2HSO2 4電解對象水水電解質(zhì)濃度增大pH增大電解質(zhì)溶液復原需參加物質(zhì)水水Na2SO4HCl水增大不變水分解電解質(zhì)型分別在兩極放電電解質(zhì)減小增大氯化氫CuCl2電解質(zhì)減小——氯化銅生堿型陰極：2H++2e－==H2↑NaCl電解質(zhì)和水生成電解質(zhì)—堿增大氯化氫生酸型陽極：電解質(zhì)陰離子放電陰極：電解質(zhì)陽離子放電陽極：4OH ―4e ==O↑――2不活潑金屬屬含氧酸鹽CuSO4電解質(zhì)和水生成電解質(zhì)—酸減小氧化銅+2H2O考點四：電解池中有關(guān)量的計算或推斷解題依據(jù)是得失電子守恒，解題方法一般有如下幾種：依據(jù)電子守恒法計算：依據(jù)總反響式計算：〔3〔3〕依據(jù)關(guān)系式計算：依據(jù)得失電子守恒關(guān)系，在量與未知量之間，建立計算所需的關(guān)系式?！镜湫屠}】類型一、電解原理例1〔2023北京豐臺〕用石墨電極電解CuC2溶見右。以下分析正確的選項是( )A.a端是直流電源的負極通電使CuCl2發(fā)生電離陽極上發(fā)生的反響：Cu2＋＋2e－＝Cu通電一段時間后，在陰極四周觀看到黃綠色氣體【思路點撥】離子放電挨次：Cl－＞OH－；Cu2+＞H+【答案】A【解析】電解過程中，陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動，陰極與直流電源的負極相連，陽極與直流電源的正極相連，A項錯誤；電解過程中陽極上發(fā)生的反響為氧化反響，陽極反響為2C－－2＝C12，在陽極四周可觀看到黃綠色氣體〔氯氣CD項錯誤。【總結(jié)升華】對于電解池，首先要考慮陽極材料，假設為惰性電極，溶液中的陰離子被氧化；假設為活性電極，則被氧化的是電極本身。舉一反三：2 2 【變式1】Cu2O是一種半導體材料，基于綠色化學理念設計的制取Cu2O的電解池示意圖，電解總反響為：2Cu+HO 通電CuO+H↑。以下說法正確的選項是〔2 2 A．石墨電極上產(chǎn)生氫氣B．銅電極發(fā)生復原反響C．銅電極接直流電源的負極D0.1mol0.1molCu2O生成【答案】A【解析】由總反響知失電子的為Cu，得電子的是H2O中的氫元素。因此Cu極為電解池的陽極，接電源的正極，石墨為陰極，接電源的負極。當有0.1mol0.05molCu2O生成。2〔2023北京通州摸底〔〕A．裝置①爭論的是金屬的吸氧腐蝕，F(xiàn)e上的反響為Fe－2e－==Fe2+B．裝置②爭論的是電解CuCl2溶液，它將電能轉(zhuǎn)化為化學能C．裝置③爭論的是電解飽和食鹽水，電解過程中，B極上發(fā)生氧化反響D．三個裝置中涉及的主要反響都是氧化復原反響【答案】C例2．用鉑電極電解下表中各組物質(zhì)的稀溶液〔如圖〕一段時間后，甲、乙兩池中溶pH例2．用鉑電極電解下表中各組物質(zhì)的稀溶液〔如圖〕一段時間后，甲、乙兩池中溶pH均減小，且在①和④兩極的電極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2的是〔〕選項 A甲 KOH乙 CuSO4BH2SO4AgNO3CNa2SO4HClDCuSO4HNO3【思路點撥】甲乙裝置為串聯(lián)在一起的電解池，電極①與外接電源的正極相連做陽極、發(fā)生氧化反響?！敬鸢浮緿KOH時，實質(zhì)為電解水，電解質(zhì)溶液濃度增大，溶液pH增大，A不正確；甲中為硫酸時，甲中pH減小，①為陽極生成氧氣，④為陰極生成銀單質(zhì)，當有1mol4mol的銀單質(zhì)，B不正確；甲中為Na2SO4時，通電之后溶液pH不發(fā)生變化，C不正確；甲為硫酸銅溶液時，①為陽極：4OH――4―==2O+O2Cu2++2==CupHpH2H+2e―==H2↑，當轉(zhuǎn)移電子數(shù)一樣時，在①和④兩極的電極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2，D正確?！究偨Y(jié)升華】用惰性電極電解酸、堿、鹽溶液，其溶液pH變化的推斷方法是：先分析原溶液的酸堿性，再看電極產(chǎn)物，即無氧只放氫，pH升；無氫有氧放，pH降；氫、氧一齊放，是堿pH升，是酸pH降。11】右圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨電極ab四周分別滴加一滴石蕊試液，以下試驗現(xiàn)象中正確的選項是〔〕逸出氣體的體積a電極的小于b電極的一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體C．a(chǎn)電極四周呈紅色，b電極四周消滅藍色D．a(chǎn)電極四周呈藍色，b電極四周消滅紅色【答案】D【變式2】用惰性電極電解以下溶液，一段時間后，再參加肯定質(zhì)量的另一種物 質(zhì)〔中括號內(nèi)溶液能與原來溶液完全一樣的是〔。A．CuCl2[CuO]B．NaOH[NaOH]C．NaCl[HCl]D．Na2SO4[NaOH]【答案】C2 【解析】A應補充適量的CuCl，B、D均應補充適量的水；C中陽極：2Cl－－2e－==Cl↑，陰極：2H++2e2 ==H2↑，損失的是HCl，因此需要補充適量的HCl。復為原來的濃度。類型三、電解的有關(guān)計算例3．用兩支惰性電極插入500mL的AgNO3溶液中，通電電解。當電解質(zhì)溶液的pH由6.0變?yōu)?.0時〔設電解時陰極沒有氫氣析出，且電解液在電解前后體積變化可以無視，則電極上析出銀的質(zhì)量是〔 〕A．27mg B．54mg C．108mg D．216mg【思路點撥】無視電解前的氫離子，即生成的氫離子濃度為10-3mol/L。利用電解方程式進展計算?！窘馕觥坑煽偟碾娊夥错懯剑?AgNO3【解析】由總的電解反響式：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3得計算關(guān)系式：4Ag~O2~4H+~4e—由于有HNO3生成，所以pH要變小。生成HNO3的物質(zhì)的量為(10-3－10-6)×0.5mol≈0.5×10-3mol〔即無視原溶液中的氫離子，所以析出銀的質(zhì)量為0.510-mol108g/mol=54mg【總結(jié)升華】依電子得失守恒，可得常見的計算關(guān)系式：2Cu~2H2~2Cl2~4Ag~O2~4H+~4OH-~4e—舉一反三：【高清課堂：3991613】12L4mol/LNaCl溶液，當電路中通過0.02mol電子時，假設不考慮由于電解而引起的溶液體積的變化，則溶液的pH為A．2B．7C．11D．12【答案】D【高清課堂：3991614】2】Na2SO4和CuSO41L，硫酸根離子的濃度為2mol/L，用石墨作電極電解此溶液，當通電一22.4L(標準狀況)氣體,則原溶液中C(Na+)為A．0.5mol/L B．1mol/L C．1.5mol/L D．2mol/L【答案】D【穩(wěn)固練習】一、選擇題〔1個選項符合題意〕如下圖右邊的金屬片發(fā)生氧化反響的是X、Y、Z、M四種金屬，X可以從Y的鹽溶液中置換出Y。XZ作原電池電極時，Z為正極。Y和Z的離子共存于電解質(zhì)溶液中，Y離子先放電。MY的離子。則這四種金屬的活動性由強到弱的挨次是〔〕A、XYZMB、XZMYC、MZXYD、XZYM3〔2023海南高考〕以石墨為電極，電解KI溶液〔含有少量的酚酞和淀粉，以下說法錯誤的選項是〔。A．陰極四周溶液呈紅色B．陰極逸出氣體C．陽極四周溶液呈藍色D．溶液的pH變小4．用惰性電極分別電解以下溶液，其pH變化趨勢一樣的是〔〕4 2 4 2 A、H2SO、NaSOB、HSO、4 2 4 2 3 C、AgNO、BaClD、HCl、NaCl5．工業(yè)上電解食鹽水的陰極區(qū)產(chǎn)物是〔3 A、氯氣B、氫氣和氯氣C、氫氣和氫氧化鈉D、氯氣和氫氧化鈉用石墨做電極電解CuSO4溶液通電一段時間后欲使用電解液恢復到起始狀態(tài)應向溶液中參加適量〔 〕CuSO4 B．H2O C．CuO D．CuSO4·5H2O將兩個鉑電極插入500mLCuSO4溶液中進展電解，通電肯定時間后，某一電極增重0.064g〔設電解時該電極無氫氣析出，且不考慮水解和溶液體積變化。此時，溶液中H+濃度約為〔 〕A．4×10-3mol/L B．2×10-3mol/L C．1×10-3mol/L D．1×10-7mol/L5.2%NaOH1L〔1.06g/cm3〕1.0%時停頓電解，則此時溶液中應符合的關(guān)系是〔〕NaOH的質(zhì)量分數(shù)陽極析出物質(zhì)的質(zhì)量/g陰極析出物質(zhì)的質(zhì)量/gA6.2%19152B6.2%15219C4.2%1.29.4D4.2%9.41.2CuCl22.24L氣體(標準狀況)。以下有關(guān)說法正確的選項是〔〕陰極生成的銅為3.2gB0.2mol電子C．電解得到的Cu0.5molD．電解后溶液呈堿性10〔2023·廣州7校聯(lián)合體第三次測試題〕某學習小組為爭論電化學原理，設計右圖裝置。以下表達正確的選項是〔〕A．KM、N均斷開，一段時間后電解質(zhì)溶液質(zhì)量變大B．K分別與M、N相連時，鐵均受到保護C．KM1molFe32gCu

C FeD．KD．K與N紙變藍的氣體11〔N裝置中兩個電極均為石墨棒〕()C1上發(fā)生氧化反響4M裝置中SO2－移向Cu電極4工作一段時間后裝置M中溶液pH變大，裝置N中溶液pH變小Cu電極與C2電極上的電極反響一樣符合這一狀況的是下表中的〔。二、填空題12．如下圖，X、Y分別是直流電源的兩極，通電后覺察a符合這一狀況的是下表中的〔。二、填空題a極板b極板X電極Z溶液A鋅石墨負極CuSO4B石墨石墨負極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負極CuCl23 承受惰性電極，從NO－、SO2－、Cl－、Cu2+、Ba2+、Ag+、H+3 2假設兩極分別放出H2和O，電解質(zhì)可能為 。22假設陰極析出金屬，陽極放出O，電解質(zhì)可能為 。2假設兩極均放出氣體，且體積之比為1∶1，電解質(zhì)可能為假設既無O2又無H2放出，電解質(zhì)可能為 。3 4 2〔2023北京高考〕電解NO制備NHNO，其工作原理如下圖，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化NHNO，需補物質(zhì)A，A是 ，說明理由： 。3 4 【答案與解析】一、選擇題1．C2．D3．DKI2KI+2H

O 電解2KOH+H

類似于電解飽和食鹽水，2 2 22陰極產(chǎn)物是H2和KOH，陽極產(chǎn)物是I。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以陽極四周的溶液會變藍〔淀粉遇碘變藍，陰極四周的溶液會變紅〔溶液呈堿性ABC正確；由于電解產(chǎn)物有KOH生成，所以溶液的pH漸漸增大，D錯誤。24．D5．C6．C4 4 2 2 4 【解析】用石墨做電極電解CuSO溶液的電解方程式是2CuSO＋2HO 電解2HSO＋2Cu＋O↑，依據(jù)缺什么4 4 2 2 4 補什么的原則，選項C正確。22依據(jù)原溶液的酸、堿性和電極產(chǎn)物可對電解后溶液的pH變化作出正確的推斷。假設電極產(chǎn)物只有H2O，則pH變大；假設電極產(chǎn)物只有O2H2pH變?。患僭O電極產(chǎn)物既有O2H，原溶液呈酸性，則pH變小，原溶液呈堿性則pH變大，原溶液呈中性，則pH不變。227．A【解析】依據(jù)方程式：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4計算，或依據(jù)計算關(guān)系式：Cu~2H+~2e—先求出H+物質(zhì)的量為：2×10-3mol，再結(jié)合溶液體積0.5mL求出H+濃度為：4×10-3mol/L。8．B

計算。【解析】用鉑電極電解NaOHC、D選項，陽極產(chǎn)生的氧氣質(zhì)量大于陰極產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量，應選B。9．B2【解析】CuCl 電解Cu+Cl↑，陽極收集到2.24L氣體(標準狀況)，即收集0.1molCl，轉(zhuǎn)移0.2mol電子，陰22 2極生成Cu0.1mol6.4g，電解后溶液仍為CuCl2溶液，只是濃度減小，溶液仍因水解呈酸性。10．D【解析】KM、N均斷開，鐵和氯化銅反響置換出銅，一段時間后電解質(zhì)溶液質(zhì)量變小，A錯誤；KM相連時，鐵作