电解池知识点总结和随堂练习及答案.docx
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电解池知识点总结和随堂练习及答案
课程辅导教案
学生姓名
科目
化学
年级
高二
教师姓名
上课日期
2016年月日
上课时间
点到点
教学课题
电解池
教学目标
熟悉和掌握电解池的基础知识点
教学重难点
有关计算题
教学过程：
电解池是将电能转化为化学能的装置
电解池装置构成
1阴阳两个电极;②电解质溶液（或熔化的电解质）。
[说明]:
①电解池两极名称分别叫阴极和阳极,由所连接在的外电源的那一极决定。
与外接电源负极相连作为电解池的阴极，与外接电源正极相连的作为电解池的阳极。
②当然若要发生电解，还要有外接直流电源设备，并构成闭合回路。
电解原理分析：
以惰性电极电解硫酸铜溶液为例说明
通电前CuSO4=Cu2++SO42-,H2O=H++OH-
溶液中存在由电离产生的两种阳离子（Cu2+和H+）,两种阴离子（SO42-和OH-）
通电后①离子定向移动阳离子（Cu2+和H+）移向阴极,阴离子（SO42-和OH-）移向阳极
②电极反应
阴极:
由于Cu2+比H+ 易得电子，故2Cu2++4e-=2Cu（发生还原反应）
阳极:
由于OH-比SO42-易失电子，故4OH—-4e-=2H2O+O2↑（发生氧化反应）
（或2H2O4e-=O2+4H+）
③溶液pH变化
在阳极区，由于水电离出的OH-得到电子形成O2逸出，而H+仍留在溶液中，造成溶液中n（H+）>n（OH-）,使溶液显酸性。
总化学反应方程式2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO4
放电顺序
粒子在电极上得电子或失电子的过程又叫放电。
阴离子失电子从易到难顺序：
S2->I->Br->Cl->OH->F-（或最高价含氧酸根离子）
阳离子得电子从易到难顺序（与金属活动顺序相反）：
Ag+>Hg2+>Fe3+（变Fe2+）>Cu2+>酸中的H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H2O中H+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
说明:
①上述顺序为各离子浓度相近时的放电顺序
②电解池中电极材料分两类，一类称惰性电极，如石墨、铂、金，它不参与电极反应，仅起导电体作用；另一类称活泼电极，即除铂、金外的常见金属材料的电极。
当阳极为活泼电极时，在电解时它将优先失电子而被氧化为金属离子“溶”入溶液，而溶液中阴离子不会发生失电子的变化。
③利用离子放电顺序可以判断电解时电极的产物。
电解规律
（1）常见酸碱盐溶液的电解规律（惰性阳极）
电解反应类型
电解质类型
规律
例
PH变化
溶液复原法
电解水
含氧酸
实质电解水-->H2+O2
电解稀H2SO4
降低
加H2O
强碱溶液
实质电解水-->H2+O2
电解NaOH溶液
升高
加H2O
活泼金属含氧酸盐
实质电解水-->H2+O2
电解Na2SO4溶液
不变
加H2O
电解质分解
无氧酸
酸--->H2+非金属
2HCl==H2+Cl2
升高
加HCl
不活泼金属无氧酸盐
盐---->金属+非金属
CuCl2=Cu+Cl2
----
加CuCl2
放氧生酸
不活泼金属含氧酸盐
盐+水--->金属+O2+酸
2CuSO4+2H2O=2Cu+O2+2H2SO4
降低
加CuO（CuCO3）
放氢生碱
活泼金属无氧酸盐
盐+水--->H2+非金属+碱
2KCl+2H2O=H2+Cl2+2KOH
升高
加HCl
（2）溶液电解pH变化规律
若水中OH-在阳极放电生成O2,则阳极区溶液增生H+，pH降低;若水中H+在阴极放电生成H2,则阴极区溶液增生OH-，pH升高;总反应的结果，若溶液生成酸,则溶液pH降低；若生成碱，则pH升高。
电镀
5、电镀（电解精炼铜）
（1）定义：
利用电解原理在某些金属表面镀上已薄层其他金属或合金的方法。
其实质是一种特殊情况下的电解。
（2）构成：
阴极:
待镀金属制品阳极：
镀层金属电镀液：
含镀层金属离子的电解质溶液
如：
在铁制品表面电镀铜：
阳极：
Cu－2e－==Cu2+
阴极：
Cu2++2e－==Cu
电镀特点：
电镀过程中镀层金属离子浓度不变。
电解精炼铜的结果：
阳极上粗铜逐渐溶解，杂质Ag、Pt等沉积在电解槽的底部，形成阳极泥，阴极上纯铜逐渐析出。
电解质溶液浓度在电解后减少。
电解精炼（电解精炼铜为例）
（1）装置：
阳极--粗铜；阴极—纯铜；电解质溶液--铜盐溶液（如CuSO4）
（2）电极反应
阳极：
粗铜失电子放电“溶解”，Cu-2e-=Cu2+。
粗铜中比铜活泼的金属溶解变成阳离子进入溶液，比铜活泼性差的金属如Au、Ag等贵重金属则落入阳极泥中。
阴极：
溶液中Cu2+得电子放电，Cu2++2e-=Cu生成的Cu沉积在阴极上而得到精铜。
3原电池与电解池的比较
项目
原电池
电解池
反应性质
氧化还原反应
自发进行的反应
多为非自发，但也可以是自发反应
装置性质
化学能转为电能
电能转为化学能
电极名称
负极和正极
阴极和阳极
电极反应式
负极：
失电子氧化反应
阴极：
得电子还原反应
正极：
得电子还原反应
阳极：
失电子氧化反应
离子迁移方向
阳离子移向正极，阴离子移向负极
阳离子移向阴极，阴离子移向阳极
3．吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别
电化腐蚀类型
吸氧腐蚀
析氢腐蚀
条件
水膜酸性很弱或呈中性
水膜酸性较强
正极反应
O2+4e-+2H2O==4OH-
2H++2e-==H2↑
负极反应
Fe－2e-==Fe2+
Fe－2e-==Fe2+
腐蚀作用
是主要的腐蚀类型，具有广泛性
发生在某些局部区域内
4．电解、电离和电镀的区别
电解
电离
电镀
条件
受直流电作用
受热或水分子作用
受直流电作用
实质
阴阳离子定向移动，在两极发生氧化还原反应
阴阳离子自由移动，无明显的化学变化
用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金
实例
CuCl2
Cu＋Cl2
CuCl2==Cu2++2Clˉ
阳极Cu－2e-=Cu2+
阴极Cu2++2e-=Cu
关系
先电离后电解，电镀是电解的应用
5．电镀铜、精炼铜比较
电镀铜
精炼铜
形成条件
镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液必须含有镀层金属的离子
粗铜金属作阳极，精铜作阴极，CuSO4溶液作电解液
电极反应
阳极Cu－2e-=Cu2+
阴极Cu2++2e-=Cu
阳极：
Zn-2e-=Zn2+Cu-2e-=Cu2+等
阴极：
Cu2++2e-=Cu
溶液变化
电镀液的浓度不变
溶液中溶质浓度减小
1.为使反应：
Cu＋2H2O===Cu（OH）2＋H2↑能够发生，下列设计方案正确的是（ ）
A．用铜片作负极，石墨电极作正极，氯化钠溶液为电解质溶液构成原电池
B．用铜片作电极，外接直流电源电解硫酸铜溶液
C．用铜片作阳极，铁片作阴极，电解硫酸钠溶液
D．用铜片作阴、阳电极，电解稀硫酸
2.
利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。
下列说法中正确的是（ ）
A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠
B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4
C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属
D．外加电流的阴极保护法中，Y是待保护金属
3.[2014·广东卷]某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则（ ）
A．电流方向：
电极Ⅳ→
→电极Ⅰ
B．电极Ⅰ发生还原反应
C．电极Ⅱ逐渐溶解
D．电极Ⅲ的电极反应：
Cu2＋＋2e－===Cu
4.[2014·海南卷]以石墨为电极，电解KI溶液（其中含有少量酚酞和淀粉）。
下列说法错误的是（ ）
A．阴极附近溶液呈红色B．阴极逸出气体
C．阳极附近溶液呈蓝色D．溶液的pH变小
5.[2013·全国大纲卷]电解法处理酸性含铬废水（主要含有Cr2O
）时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2O
＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，最后Cr3＋以Cr（OH）3形式除去。
下列说法不正确的是（ ）
A．阳极反应为Fe－2e－===Fe2＋B．电解过程中溶液pH不会变化
C．过程中有Fe（OH）3沉淀生成D．电路中每转移12mol电子，最多有1molCr2O
被还原
6.
[2013·浙江卷]电解装置如右图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。
在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。
已知：
3I2＋6OH－===IO
＋5I－＋3H2O，下列说法不正确的是（ ）
A．右侧发生的电极反应式：
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
B．电解结束时，右侧溶液中含有IO
C．电解槽内发生反应的总化学方程式：
KI＋3H2O
KIO3＋3H2↑
D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变
7.[2011·山东卷]以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是（）
A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程
B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率
D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用
8.[2012·福建卷]将下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是（ ）
A．Cu电极上发生还原反应
B．电子沿Zn→a→b→Cu路径流动
C．片刻后甲池中c（SO
）增大
D．片刻后可观察到滤纸b点变红色
9.[2014·北京卷]电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示。
写出该电解反应的阴极和阳极的电极反应式：
为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充A。
A是________，说明理由：
________________。
10.[2014·山东卷]离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。
由有机阳离子、Al2Cl
和AlCl
组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。
（1）钢制品接电源的________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为________________________。
若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为________。
（2）[2014·新课标全国卷Ⅰ]H3PO2也可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）：
①写出阳极的电极反应式：
__________。
②分析产品室可得到H3PO2的原因：
______________。
③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：
将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。
其缺点是产品中混有________杂质，该杂质产生的原因是_________________。
11.
[2014·新课标全国卷Ⅱ]PbO2也可以通过石墨为电极，Pb（NO3）2和Cu（NO3）2的混合溶液为电解液电解制取。
阳极发生的电极反应式为____________________，阴极上观察到的现象是____________________；若电解液中不加入Cu（NO3）2，阴极发生的电极反应式为______________________________，这样做的主要缺点是____________________。
12.[2014·江苏卷]将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图所示的电解池的阳极区进行电解。
电解过程中阳极区发生如下反应：
S2－－2e－===S （n－1）S＋S2－===S
①写出电解时阴极的电极反应式：
________________。
②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成__________________________。
13.[2014·重庆卷]一定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其他有机物）。
①导线中电子移动方向为________。
（用A、D表示）
②生成目标产物的电极反应式为__________________。
③该储氢装置的电流效率η＝____________________。
（η＝
×100%，计算结果保留小数点后1位）
14.
[2013·重庆卷]化学在环境保护中起着十分重要的作用。
催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
电化学降解NO
的原理如上图所示。
（1）电源正极为__________（填“A”或“B”），阴极反应式为________。
（2）若电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差（Δm左－Δm右）为________g。
15.[2013·山东卷]（12分）金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。
（1）由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是
a.Fe2O3b.NaClc.Cu2Sd.Al2O3
（2）辉铜矿（Cu2S）可发生反应2Cu2S+2H2SO4+5O2==4CuSO4+2H2O，该反应的还原剂是，当1molO2发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为mol。
向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是
（3）右图为电解精炼银的示意图，（填a或b）极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为
（4）为处理银器表面的黑斑（Ag2S），将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，Ag2S转化为Ag，食盐水的作用为
16.[2010·山东卷]对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
（1）以下为铝材表面处理的一种方法：
①碱洗的目的是出去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时候常有气泡冒出，原因是
（用离子方程式表示）。
为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的。
a.
b.CO2c.NaOHd.HNO3
②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为。
取少量废电解液，加入NaHCO3,溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是
（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨做阳极的原因是。
（3
）利用右装置，可以模拟铁的电化学防护。
若
为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应该置于处。
若
为锌，开光K置于M处，该电化学防护法称为。
17.[2009·山东卷]（12分）Zn-MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。
（1）该电池的负极材料是 。
电池工作时，电子流向 （填“正极”或“负极”）。
（2）若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速某电极的腐蚀．其主要原因是 。
欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的 （填代号）。
a．NaOHb．Zn c．Fed．NH3·H2O
（3）MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。
阴极的电极反应式是：
。
若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为 。
18.
[2008·山东卷]北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）。
⑴丙烷脱氢可得丙烯。
已知：
C3H8（g）====CH4（g）＋HC≡CH（g）＋H2（g）△H1＝156.6kJ·mol-1
CH3CH＝CH2（g）====CH4（g）＋HC≡CH（g）△H2＝32.4kJ·mol-1
则相同条件下，反应C3H8（g）====CH3CH＝CH2（g）＋H2（g）
的△H＝kJ·mol-1。
⑵以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。
电池反应方程式为；放电时，CO32-移向电池的（填“正”或“负”）极。
⑶电解饱和食盐水的装置如图所示，若收集的H2为2L，则同样条件下收集的Cl2（填“＞”、“＝”或“＜”）2L，原因是。
装置改进后，可用于制备NaOH溶液，若测定溶液中NaOH的浓度，常用的方法为。
家庭作业:
一、选择题
1.在电解池中,阳极的电极材料（）
A.发生氧化反应B.得电子C.是铂电极D.与电源正极相连
2.下列有关用惰性电极电解
溶液一段时间后的说法正确的是（）
A.电解过程中阴极质量不断增加B.电解过程中溶液的pH不断升高
C.此时向溶液中加入适量的
固体不能使溶液恢复至电解前的状况
D.电解后两极产生的气体体积比为2∶1
3.用石墨作电极,电解1
下列物质的溶液,则溶液中的pH保持不变的是（）
A.HCB.NaOHC.
D.NaCl
4.关于原电池电解池的电极名称,下列说法错误的是（）
A.原电池中失去电子的一极为负极B.电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极
C.原电池中相对活泼的一极为正极D.电解池中发生氧化反应的一极为阳极
5.下图为直流电源电解稀
水溶液的装置。
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.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味气体
C.a电极附近呈红色,b电极附近呈蓝色
D.a电极附近呈蓝色,b电极附近呈红色
6.电解
与NaCl的混合溶液时,阴极上和阳极上最先析出的物质为（）
A.
和
B.Cu和
C.
和
D.Cu和
7.在水中加入等物质的量的
、
、
、
、
、
用惰性电极进行电解,一段时间后,在两极上得到的氧化产物和还原产物的质量之比为（）
A.8∶1B.2∶27C.35.5∶108D.108∶35.5
二．填空题
1.下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的
溶液和100g10.00%的
溶液,电极均为石墨电极。
（1）接通电源,经过一段时间后,测得丙中
浓度为10.47%,乙中c电极质量增加。
据此回答问题:
①电源的N端为极;
②电极b上发生的电极反应为;
③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积:
;
④电极c的质量变化是g;
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化,简述其原因:
甲溶液;
乙溶液;
丙溶液。
（2）如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行,为什么?
2.图中的A为直流电源,B为渗透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸,C为电镀槽,接通电路后,发现B上的c点显红色。
请填空:
（1）电源A中a点为极。
（2）滤纸B上发生的总反应方程式为。
（3）欲在电镀槽中实现铁上镀锌,接通K点,使c、d两点短路,则电极e上发生的反应为,电极f上发生的反应为,槽中盛放的电镀液可以是或（只要求填两种电解质溶液）。
3．用图所示的装置进行电解。
通电一会儿，发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色。
（1）左杯中发生反应的化学方程式为_____________。
（2）在右杯中观察到的现象是____________________
___________________________________。
（3）室温下，若从电解开始到时间ts，A、B装置中共收集到气体0.168L（SPT），若电解过程中无其他副反应发生，经测定电解后A中溶液加水稀释为1000mL，则A溶液的pH为______。
4.电解原理在化学工业中有着广泛的应用。
现将设计的原电池通过导线与下图中电解池相连,其中,a为电解质溶液,X和Y是两块电极板,则:
（1）若X和Y均为惰性电极,a为饱和NaCl溶液,则电解时。
检验Y电极反应产物的方法是。
（2）若X、Y分别为石墨和铁,a仍为饱和的NaCl溶液,则电解过程中生成的白色固体物质露置在空气中可观察到的现象为。
（3）若X和Y均为惰性电极,a为一定浓度的硫酸铜溶液,通电一段时间后,向所得溶液中加入0.1mol
恰好恢复电解前的浓度和pH,则电解过程中转移的电子的物质的量为。
三．计算题
1．用铂电极电解
和
的混合溶液500mL,经过一段时间后,两极均得到标准状况下11.2L的气体,则原混合溶液中
的物质的量浓度为多少？
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