化学反应原理专题1第二单元第3课时Word文件下载.docx
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2NaCl
2Na＋Cl2↑。
练一练
1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×
”
（1）电解是把化学能转化为电能（×
）
（2）电解质溶液导电一定发生化学反应（√）
（3）某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现（√）
（4）任何溶液被电解时，必须导致氧化还原反应的发生（√）
（5）电解、电离均需要通电才能实现（×
（6）电解质溶液的导电过程就是该溶液的电解过程（√）
2.
如图是电解熔融NaCl制备金属钠的装置示意图，下列有关判断正确的是（ ）
A．通过该装置可以将化学能转化为电能
B．石墨电极为正极
C．Na＋在铁电极上得到电子被还原为钠单质
D．电流从负极流出，流入铁电极
答案 C
解析 电解装置是把电能转化为化学能，A错；
石墨电极连接电源正极为阳极，B错；
铁电极是阴极，Na＋在铁电极上得到电子被还原，C正确；
电子从负极流出，进入铁电极，电流方向与电子流向相反，D错。
3．工业制镁是采用电解熔融氯化镁的方法。
试分析电解熔融MgCl2的原理，写出有关的电极反应式及电解反应方程式。
电极反应式阳极：
2Cl－－2e－===Cl2↑；
Mg2＋＋2e－===Mg。
电解反应方程式：
MgCl2
Mg＋Cl2↑。
一、电解时两电极产物的判断与电极反应式的书写
1．阳极产物的判断
（1）活性金属电极（金属活动性顺序表中排在Ag之前），电极金属失电子，生成对应的金属阳离子，阴离子不放电。
（2）惰性电极（Au、Pt、石墨），溶液中的阴离子失电子，生成对应的非金属单质或高价化合物。
阴离子放电顺序：
S2－>
I－>
Br－>
Cl－>
OH－>
高价态含氧酸根>
F－。
2．阴极产物的判断
（1）与电极材料无关，直接根据阳离子放电顺序进行判断，溶液中的阳离子得电子生成对应的单质或低价化合物
（2）阳离子的放电顺序：
Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Pb2＋＞Sn2＋＞Ni2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞Mn2＋＞较活泼金属阳离子（注意Fe3＋的顺序）。
3．电极反应式与电解反应式的书写（以石墨电极电解CuCl2溶液为例）
（1）电极反应式的书写
①确定阴、阳极。
与电源正极相连的为阳极、与电源负极相连的是阴极。
②分别写出两极上出现的离子。
Cu2＋、H＋，阳极：
Cl－、OH－。
③判断阴、阳极放电顺序。
Cu2＋>
H＋，阳极：
OH－。
④写电极反应式。
列物质→标得失→选离子、配电荷→配原子个数
Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：
2Cl－－2e－===Cl2↑。
（2）电解反应方程式的书写
①通过最小公倍数法使两个电极反应式的电子数相等。
②把两个电极反应式相加，消去相同项，并注明条件“通电”。
电解CuCl2溶液电解反应方程式为CuCl2
关键提醒
（1）若是水电离出的H＋（或OH－）得（或失）电子，在总反应式中应有H2O参与反应。
（2）由电极反应式相加得电解反应方程式前，必须使两电极反应式中得失电子数相等。
例1
如图是电解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
解析 电流从电源的正极流出，故a为正极，b为负极；
c为阳极，d为阴极。
电解时，因Cu2＋移向阴极d，在阴极放电析出Cu，故d电极质量增加；
Cl－移向阳极c，在阳极放电逸出Cl2，导致溶液中Cl－浓度降低。
反思感悟
判断电解池阴极两极
变式训练1 用惰性电极电解AgNO3溶液，下列说法不正确的是（ ）
A．电解过程中阴极质量不断增加
B．电解过程中溶液的pH不断降低
C．此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况
D．电解后两极产生的气体体积比为2∶1
答案 D
解析 处理有关电解问题首先应注意电极材料，在此基础上写出电极反应式和总的电解反应式，根据总的电解反应式来分析电解前后的物质变化和溶液浓度变化，分析溶液的pH变化必须注意原溶液的pH情况。
用惰性电极电解AgNO3溶液，总的电解反应式为4AgNO3＋2H2O
4Ag＋O2↑＋4HNO3。
可知：
阴极上析出Ag，阳极上放出O2，故A正确、D错误；
由于生成HNO3溶液，pH应不断降低，B正确；
要使溶液恢复电解前的状况要看加入的物质在溶液中的反应：
2Ag2O＋4HNO3===4AgNO3＋2H2O；
得到的物质恰好是反应掉的物质，可以使溶液恢复电解前的状况，C正确。
二、惰性电极电解电解质溶液的规律
类型
实例
电解质
特点
电极反应式
浓度
pH值
电解质溶液复原方法
阴极
阳极
电解
水型
NaOH
可溶性
强碱
4H＋＋
4e－===
2H2
4OH－－
2H2O＋
O2
增大
加水
H2SO4
含氧酸
减小
Na2SO4
活泼金属含氧酸盐
不变
质型
HCl
无氧酸
2H＋＋2e－
===H2
2Cl－－
2e－===
Cl2
通氯
化氢
不活泼
金属无
氧酸盐
Cu2＋＋2e－
===Cu
加氯
化铜
放H2
生碱
型
NaCl
活泼金
属无氧
酸盐
2H＋＋
H2
生成新
放O2
生酸
CuSO4
金属
含氧
Cu2＋＋
2e－===Cu
2H2O
＋O2
加氧化
铜（或
碳酸铜）
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。
例2
右图为直流电源电解稀Na2SO4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
解析 电解Na2SO4溶液时，a为阴极：
4H＋＋4e－===2H2↑，b为阳极：
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O；
a极周围由于H＋放电溶液呈碱性，石蕊显蓝色，b极周围由于OH－放电溶液呈酸性，石蕊显红色。
判断电解后溶液酸、碱生成的方法
（1）若电解产物只有H2，而无O2，则阴极生成碱。
（2）若电解产物只有O2，而无H2，则阳极生成酸。
（3）若电解产物既有O2，又有H2，且二者物质的量之比为1∶2，则实质是水电解，阳极生成酸，阴极生成碱，最终溶液中无酸和碱生成。
变式训练2 下图中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。
符合这一情况的是下表中的（ ）
选项
a电极
b电极
X电极
溶液
A
锌
石墨
负极
B
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
答案 A
解析 由a极板质量增加，知溶液中阳离子在a极板析出，则a为阴极，X为负极；
因B中a极板不析出金属，C中X为正极，故B、C错；
又由b极板有无色无味气体放出，知D错。
三、电解池中电极反应式的书写
例3
根据装置图书写电极反应式和总反应离子方程式。
答案
（1）阴极：
4Ag＋＋4e－===4Ag
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
4Ag＋＋2H2O
4Ag＋4H＋＋O2↑
（2）阳极：
Fe－2e－＋2OH－===Fe（OH）2
2H＋＋2e－===H2↑
Fe＋2H2O
Fe（OH）2＋H2↑
（3）阳极：
Cu－2e－===Cu2＋
Cu＋2H＋
Cu2＋＋H2↑
变式训练3 根据下列装置图，回答问题。
（1）若A、B均为惰性电极，电解质溶液为MgCl2溶液。
________________________________________________________________________；
电解反应离子方程式：
____________________________________________________。
（2）若A为Cu，B为碳棒，电解质溶液为CuSO4溶液。
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
（3）若A为碳棒，B为铁，电解质为熔融NaCl。
_______________________________________________________。
答案
（1）2Cl－－2e－===Cl2↑
Mg2＋＋2Cl－＋2H2O
Cl2↑＋H2↑＋Mg（OH）2↓
（2）Cu－2e－===Cu2＋ Cu2＋＋2e－===Cu
（3）2Cl－－2e－===Cl2↑ 2Na＋＋2e－===2Na
2NaCl（熔融）
2Na＋Cl2↑
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变成化学能的装置
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．用石墨作电极，电解下列物质的溶液，其实质不是电解水的是（ ）
A．NaNO3B．NaOH
C．Na2SO4D．NaCl
3．用石墨作电极电解CuCl2和KCl的混合溶液，电解初期阴极和阳极析出的物质分别是（ ）
A．H2、Cl2B．Cu、Cl2
C．H2、O2D．Cu、O2
答案 B
解析 本题考查离子放电顺序，溶液中的离子有Cu2＋、K＋、H＋及Cl－、OH－五种离子，得电子能力：
H＋>
K＋，失电子能力：
OH－，所以电解初期：
2Cl－－2e－===Cl2↑，故选B项。
4．用惰性电极电解下列溶液，其中随着电解的进行，溶液pH逐渐减小的是（ ）
①氯化钠溶液 ②硫酸铜溶液 ③氢氧化钠溶液 ④稀硫酸 ⑤稀盐酸 ⑥硫酸钠溶液
A．①③⑤B．②④⑤
C．②④D．②④⑥
5．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物质（方括号内物质），能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是（ ）
A．AgNO3[AgNO3]B．NaOH[H2O]
C．KCl[KCl]D．CuSO4[Cu（OH）2]
6．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．金属M是阳极，金属N是阴极
C．M和N是石墨电极
D．M是阴极，N是阳极
解析 由题意可知，M极溶解，发生氧化反应，为阳极，N极质量增加，故有金属单质在N极上析出，发生还原反应，为阴极，电解质溶液为盐溶液，M为金属电极。
[基础过关]
一、电解池的电极名称的判断
1．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
解析 根据两池的结构与反应原理可确定，原电池中相对活泼的一极为负极。
2．电解池中，阳极的电极材料一定（ ）
A．发生氧化反应B．与电源正极相连
C．是铂电极D．得电子
解析 阳极材料为活泼金属，将直接发生氧化反应；
若为惰性电极，则最易失电子的阴离子发生氧化反应。
3．若某装置发生如下反应：
Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑，关于该装置的有关说法正确的是（ ）
A．该装置一定为原电池
B．该装置为电解池
C．若为原电池，Cu为正极
D．电解质溶液可能是硝酸溶液
解析 已知反应为非自发的氧化还原反应，故该装置应为电解池，而非原电池，但电解质不能是HNO3，否则得电子的是NO
，而不是H＋得电子放出H2。
二、电极反应式、电解方程式的书写
4．有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是（ ）
A．甲中负极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
B．乙中阳极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C．丙中H＋向碳棒方向移动
D．丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体
解析 由图知，甲、丙为原电池，甲中Zn作负极，负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，A错；
丙中Fe作负极，碳棒作正极，H＋向正极移动，C正确；
乙、丁为电解池，乙中Ag作阳极，本身失电子，B错；
丁中的放电顺序：
Cl－，开始时产生I2，D错。
5．下面列出了电解不同物质的电极反应式，其中错误的是（ ）
A．电解饱和食盐水，阴极：
Na＋＋e－===Na
B．电解CuSO4溶液，阴极：
Cu2＋＋2e－===Cu
C．电解熔融NaCl，阴极：
D．电解NaOH溶液，阳极：
解析 本题考查了电极反应式的书写和电极产物的判断。
A中电解饱和食盐水时，阴极应是H2O电离出的H＋得电子放出H2。
6．用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为1∶3的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能发生的反应有（ ）
①2Cu2＋＋2H2O
2Cu＋4H＋＋O2↑
②Cu2＋＋2Cl－
Cu＋Cl2↑
③2Cl－＋2H＋
H2↑＋Cl2↑
④2H2O
2H2↑＋O2↑
A．①②③B．①②④C．②③④D．②④
解析 由n（CuSO4）∶n（NaCl）＝1∶3得n（Cu2＋）∶n（Cl－）＝1∶3，根据放电顺序，阴离子：
SO
，阳离子：
Na＋，知该电解过程分为3个阶段，
第一阶段：
电解CuCl2溶液：
Cu2＋＋2Cl－
Cu＋Cl2↑；
第二阶段：
电解NaCl溶液：
2H＋＋2e－===H2↑，阳极：
2Cl－－2e－===Cl2↑，两式相加得到总反应式2Cl－＋2H＋
H2↑＋Cl2↑，忽略了H＋来自于水，书写总反应式时不能将两式简单相加，而应将H＋改写成H2O生成OH－，即2Cl－＋2H2O
2OH－＋H2↑＋Cl2↑；
第三阶段：
电解H2O：
2H2↑＋O2↑。
三、酸、碱、盐溶液的电解规律
7．下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是（ ）
A．HCl、CuCl2、Ba（OH）2
B．NaOH、CuSO4、H2SO4
C．NaOH、H2SO4、Ba（OH）2
D．NaBr、H2SO4、Ba（OH）2
解析 本题考查离子放电顺序的应用，考查学生的分析判断能力。
电解盐酸的方程式为2HCl
Cl2↑＋H2↑，A选项错；
电解CuSO4溶液的方程式为2CuSO4＋2H2O
2Cu＋2H2SO4＋O2↑，B选项错；
电解NaBr溶液的方程式为2NaBr＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Br2，D选项错。
8．用惰性电极电解某溶液时，发现两极只有H2和O2生成，则电解一段时间后，下列有关该溶液（与电解前同温度）的说法中正确的有（ ）
①该溶液的pH可能增大；
②该溶液的pH可能减小；
③该溶液的pH可能不变；
④该溶液的浓度可能增大；
⑤该溶液的浓度可能不变；
⑥该溶液的浓度可能减小
A．①②③B．①②③④
C．①②③④⑤D．全部
解析 用惰性电极电解时两极只有H2和O2，则实质上电解的是水，电解质不参与反应。
该电解质有3种可能，如电解H2SO4溶液时，水被电解，H2SO4浓度变大，pH减小；
电解NaOH溶液时，水被电解，NaOH浓度变大，pH增大；
电解Na2SO4溶液时，水被电解，Na2SO4浓度变大，pH不变，但若NaOH溶液、Na2SO4溶液是饱和溶液则浓度不变，故①、②、③、④、⑤正确，⑥不可能。
9.
Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理论设计的制取Cu2O的电解池示意图如右图，电解总反应为2Cu＋H2O
Cu2O＋H2↑。
下列说法正确的是（ ）
A．石墨电极上产生氢气
B．铜电极发生还原反应
C．铜电极接直流电源的负极
D．当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成
解析 由电解总反应式可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；
石墨作阴极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，A选项正确；
阳极与电源的正极相连，C选项错误；
阳极反应为2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，当有0.1mol电子转移时，有0.05molCu2O生成，D选项错误。
10.
如图所示，铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里，电流计中有电流通过，则下列说法正确的是（ ）
A．锌片是负极
B．两个铜片上都发生氧化反应
C．石墨是阴极
D．两个番茄都形成原电池
解析 根据图示推知左侧为原电池，其中Zn作负极，Cu作正极，Cu片上发生还原反应；
右侧为电解池，其中Cu为阴极，发生还原反应，C为阳极，发生氧化反应。
[能力提升]
11．根据电解规律，填空：
（1）用惰性电极电解氯化钾溶液。
①阴极反应式是________________________，阳极反应式是____________________。
②电解的化学方程式是__________________________________________________。
③电解后溶液的pH变化是________；
欲使电解后的溶液复原，需加入的物质是________。
（2）在硫酸铜溶液中，插入两个电极进行电解。
①若两极均为Pt电极，则阳极反应式是______________________，阴极反应式是____________________，电解的化学方程式是________________________________
②若两极均为铜片，则阳极反应式是____________________，阴极反应式是________，电解过程中溶液的浓度________。
③若阳极为锌片，阴极为铜片，则阳极反应式是______________________，电解过程中两极的变化是__________________________________。
答案
（1）①2H＋＋2e－===H2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑
②2KCl＋2H2O
2KOH＋H2↑＋Cl2↑ ③增大 HCl气体
（2）①4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 2Cu2＋＋4e－===2Cu 2CuSO4＋2H2O
2Cu＋O2↑＋2H2SO4 ②Cu－2e－===Cu2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 不变 ③Zn－2e－===Zn2＋ 阳极锌片不断溶解，阴极铜片质量不断增加
12．甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒，请回答下列问题：
（1）若两池中均为CuSO4溶液，反应一段时间后，
①有红色物质析出的是甲池中的________棒，乙池中的________棒。
②乙池中阳极的电极反应式是_____________________________________________。
（2）若两池中均为饱和NaCl溶液：
①写出乙池中总反应的离子方程式：
______________________________________________
②甲池中碳棒电极上电极反应式是_________________________________________
____________
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