全国卷“电解”考点的分析及建议.doc

全国卷“电解池”考点的分析与建议
一、2010——2015年“电解池”考点全国卷试题重现
1.（2010，26（2））物质A～G有下图所示转化关系（部分反应物、生成物没有列出）。其中A为某金属矿的主要成分，经过一系列反应可得到B和C。单质C可与E的浓溶液发生反应，G为砖红色沉淀。

（2）利用电解可提纯C物质，在该电解反应中阳极物质是 ，阴极物质是 ，电解质溶液是 ；

2．（2011，7D）下列叙述正确的是：
电解58.5g 熔融的NaCl，能产生22.4L氯气（标准状况）、23.0g金属钠

3．（2011，11：C、D）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：
Fe+Ni2O3+3H2O = Fe(OH)2+2Ni(OH)2
下列有关该电池的说法不正确的是
C. 电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低
D. 电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2 + 2OH－－2e-=Ni2O3+3H2O
4．（2012，36（3）—选修2化学与技术）（3）粗铜的电解精炼如右图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极____（填图中的字母）；在电极d上发生的电极反应式为______；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为_____。

5．（2013，27：（5）（6））锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。充点时，该锂离子电池负极发生的反应为6C + xLi+ + xe- =LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件为给出）。

（5）充放电过程中，发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式__________________________________。
(6)上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是________________在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有__________________________(填化学式)。

6．（2014，27（4））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 。

二、全国卷“电解池”考点的考查特点
1. 全国卷“电解池”考点分析
试题编号
考点
知识、技能要求
能力要求
2010国乙26（2）
分析阳极、阴极和电解质溶液的组成
能够根据电解池的工作原理迁移到粗铜冶炼的运用；
电解池阴阳极的判断；
电解池电解质溶液的选择
能够根据电解池的工作原理，推导出阴阳极的判断技巧，进而迁移到电解精炼粗铜时电极和电解质溶液的选择
2011国乙7D

计算电解一定量的熔融NaCl时，产生的氯气体积（标况）和金属钠的质量
会书写电解熔融氯化钠的反应方程式；
会根据反应方程式进行简单计算
能够正确书写及区别电解活泼金属盐的熔融状态和水溶液中的电解反应方程式；
能够根据电解总反应方程式进行质量、物质的量、气体体积之间的换算计算
2011国乙11C，D
电池充电时，阴极附近的pH变化；
阳极的电极反应式书写正误判断
能够根据化合价变化或得失电子判断电解池的阴阳极，并能书写较为陌生的电极反应
能够根据氧化还原的原理书写陌生情境下的电极反应式；能够根据电极反应式中氢离子（或氢氧根）的消耗与生成判断反应前后溶液的pH变化
2012国乙36（3）
判断电解池的阴阳极；
书写电解精炼粗铜的阴极电极反应式；
知道粗铜中杂质金属的反应原理和阳极泥的形成
能够根据电解池原理详细阐述电解精炼粗铜的原理，分析粗铜中杂质金属的反应原理
能对电解精炼粗铜的原理较好理解
2013国乙27（5）（6）
根据充电时的阴极反应书写放电时的电池总反应式
能够根据阴极的电极反应判断出电解池的阴阳极反应物和对应产物；
能够对陌生化合物进行基本化合价分析从而找出氧化还原反应中的化合价变化
能够利用基本的化合价标示判断出化合物间的化合价变化；
能够根据氧化还原反应原理，判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物及书写正确的总反应方程式
2014国乙27（4）
书写阳极电极反应式；
能够根据电解过程中的离子定向移动分析制得产品的原因；
分析没有离子交换膜情况下的副反应及副反应发生的原理
能根据阴阳相吸进行电极反应式的书写；
能根据电解时的离子定向移动分析离子定向移动的方向；
能够根据常见的氧化剂还原剂判断氧化还原反应的发生
在用离子交换膜隔离开的电解池中，分析离子定向移动的方向；
能够根据同主族元素（N元素）性质的相似性判断含P元素化合物的性质；
能够根据氧化还原的原理分析副反应发生

2. 全国卷“电解池”考点的考查特点概括如下：
①高考试题中考查点主要体现在：电解池的形成条件，工作原理（阴阳极判断、电子的移动、离子的定向移动、得失电子的分析），陌生情境下的电极反应式、电解总反应方程式的书写，以及利用电解反应式进行物质的量、质量、气体体积、溶液pH之间的计算关系。
②近年广东卷的电解池出现在选择题中，而且模型比较简单，考查点体现在：基本模型发生电解时溶液中的离子定向移动和简单电解反应式书写的正误判断，没有陌生情境下的电解模型，重在基本了解电解池的构造和工作原理即可。全国卷在电解池考点中题型不固定，选择题和大题都有，常出现陌生情境下的电解模型，电解反应式书写，计算，侧重点还是对氧化还原的理解及其衍生。
三、全国卷“电解池”考点的一轮复习目标定位建议
目标要求

生源组
备注

A；B+
B-；C+
C-；D；E；F
能描述基本电解模型（电解氯化钠溶液、电解精炼铜）的工作原理，判断阴阳极，书写阴阳极电极反应式，分析电解工作时溶液中离子的移动原理
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使用电解法冶炼金属时：金属化合物（氯化物还是氧化物）的选择，状态（熔融状态还是水溶液的状态）的选择，电极的选择，电极反应式的书写
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√

能分析常见阳离子的氧化性和阴离子的还原性，并根据氧化性和还原性顺序书写混合溶液离子放电时的电极反应
√
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C-；D；E；F能书写常见离子电解时的电极反应
能计算电解氯化钠溶液后的阴阳极气体体积、溶液的pH、电子转移的数目
√
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能结合试题信息，书写陌生情境下的电极反应和完成电解在实际使用中的有关计算
√

四、全国卷“电解池”考点的一轮复习案例参考或素材参考
1. 电解时阴阳极或连接电源的电极判断
【例1】下列关于铜电极的叙述正确的是（ ）
A．铜锌原电池中铜是负极 B．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极
C．在镀件上电镀铜时用金属铜作阳极 D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
答案：C
【例2】某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器 ，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了右图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )
A. a为正极，b为负极；NaClO 和 NaCl
B. a为负极，b为正极；NaClO 和 NaCl
C. a为阳极，b为阴极；HClO 和 NaCl
D. a为阴极，b为阳极；HClO 和 NaCl
答案：B

2. 电解时的离子放电顺序，电极反应式
【例1】某溶液中含有Cu2+、Fe3+、H+、Zn2+，当该溶液进行电解时，请按照放电顺序写出阴极离子放电时的电极反应式：

【例2】工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸杂质，可用离子交换膜法电解提纯。
电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示.

①该电解槽的阳极反应式是____________________________.
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因
__________________________________
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口_________________(填写“A”或“B”)导出
答案：①4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O ， ②2H+ + 2e－ = H2↑使H+浓度减小③B
【例3】用下图Ⅰ所示装置通电10分钟后，去掉直流电源，连接成图Ⅱ所示装置，可观察到U形管左端铁电极表面析出白色胶状物质，U形管右端液面上升。下列说法正确的是(　　)

A．同温、同压下，装置Ⅰ中石墨电极上方得到的气体比铁电极上方得到的气体多
B．用装置Ⅱ进行实验时铁电极的电极反应为：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2
C．用装置Ⅱ进行实验时石墨电极的电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑
D．装置Ⅰ通电10分钟后铁电极周围溶液pH降低
答案：B

3. 电解计算
【例1】将两个铂电极插入500mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为
A. 4×10-3mol/L 　 B. 2×10-3mol/L 　 C. 1×103mol/L　 D. 1×10-7mol/L
答案：A
【例2】甲、乙两个容器中，分别加入0.1mol/L NaCl溶液与0.1mol/L AgNO3溶液后，以Pt为电极进行电解时，在A、B、C、D各电极上生成物的物质的量之比为:_____________

答案：2:2:4:1
【例3】有三个烧杯，分别盛有氯化铜，氯化钾和硝酸银三种溶液；均以Pt作电极，将它们串联在一起电解一定时间，测得电极增重总和2.8克，这时产生的有色气体与无色气体的物质的量之比为
A. 4：1　　 B. 1：1　　 C. 4：3　　 D. 3：4
答案：C
【例4】用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L氧气(标准状况)，从而可推知M的相对原子质量为(　　)
A.　　　　　　　 B. C.　　　 D.
答案：C
4. 电解池综合试题
【例1】考查点：电极判断，电极反应式书写，计算
如图为相互串联的甲、乙两个电解池，X、Y为直流电源的两个电极。电解过程中，发现石墨电极附近先变红。请回答：

(1)电源X极为______极(填“正”或“负”)，乙池中Pt电极上的电极反应式为______。
(2)甲池若为电解精炼铜的装置，其阴极增重12.8 g，则乙池中阴极上放出的气体在标准状况下的体积为______，电路中通过的电子为______mol。
(3)若乙池剩余溶液的体积仍为400 mL，则电解后所得溶液c(OH－)＝____________。
答案：(1)正　2Cl－－2e－===Cl2↑ (2)4.48 L　0.4　(3)1 mol·L－1
【例2】考查点：陌生情境下电解池原理的应用
（2015，北京，27（4））利用右图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。
①结合方程式简述提取CO2的原理:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
②用该装置产生的物质处理b室排出的海水合格后排回大海。处理至合格的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　

答案：①a室(阳极区)发生如下反应：2H2O－4e－=O2↑ +4H+, H+通过阳离子交换膜进入b室，与其中的HCO3－发生反应：H+ + HCO3－ = H2O + CO2↑ ,产生CO2
②用c室产物NaOH溶液调节b室流出溶液的pH，至pH≈8
【例3】考查点：电池总反应式书写正误判断，离子定向移动的方向，计算
（2015，江苏，10）一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是

　A.反应CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1molCH4转移12mol电子
　B.电极A上H2参与的电极反应为：H2＋2OH－－2e－=2H2O
　C.电池工作时，CO32－向电极B移动　
　D.电极B上发生的电极反应为：O2＋2CO2＋4e－=2CO32－
【例4】考查点：电解质溶液的选择，电极反应式书写，离子定向移动的方向
（2015，山东，29（1））利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料，LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。
（1）利用如图装置电解制备LiOH, 两极区电解质溶液分别是LiOH和LiCl溶液，B极区电解质溶液是         ，阳极电极反应式为                    ，电解过程中Li+向      电极迁移（填“A”或“B”）。

【例5】考查点：电极反应式书写正误判断，计算
（2015，浙江，11）在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O－CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是

　A.X是电源的负极
　B.阴极的反应式是：H2O＋2eˉ＝H2＋O2ˉCO2＋2eˉ＝CO＋O2－
　C.总反应可表示为：H2O＋CO2 H2＋CO＋O2
　D.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1︰1
【例6】考查点：电解池工作原理，离子定向移动方向，电解反应式书写，氧化还原中得失电子数相等
（2014，北京，26（4））IV中，电解NO制备NH4NO3，其工作原理如右图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是_____________，说明理由：________________。

【例7】考查点：陌生情境下离子放电先后顺序的判断及原理，计算
（2014，北京，28（4））用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液，通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极，在不同电压（x）下电解pH=1的0.1mol/L的FeCl2溶液，研究废液再生机理。记录如下（a、b、c代表电压数值）：
序号
电压/V
阳极现象
检验阳极产物
I
x≥a
电极附近出现黄色，有气泡产生
有Fe3+、有Cl2
II
a>x≥b
电极附近出现黄色，无气泡产生
有Fe3+、无Cl2
III
b>x>0
无明显变化
无Fe3+、无Cl2
（4）II中虽未检验出Cl2，但Cl－在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH=1的NaCl溶液做对照实验，记录如下：
序号
电压/V
阳极现象
检验阳极产物
IV
a>x≥c
无明显变化
有Cl2
V
c>x≥b
无明显变化
无Cl2
①NaCl的浓度是_________mol/L
③与II对比，得出的结论（写出两点）：________________________________。
【例8】考查点：离子的定向移动，判断电极反应类型（氧化还是还原反应），原电池和电解池的构造
（2014，天津，7）已知：锂离子电池的总反应为：LixC＋Li1－xCoO2C＋LiCoO2
锂硫电池的总反应2Li＋SLi2S。有关上述两种电池说法正确的是(　　)
A．锂离子电池放电时，Li＋向负极迁移
B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应
C．理论上两种电池的比能量相同
D．下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电

【例9】考查点：电极判断，电极反应式书写，电极产物，计算
（2014，山东，30（1）（2））离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cl7—和AlCl4—组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。
（1）钢制品应接电源的　　　 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）为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应转移6 mol电子时，所得还原产物的物质的量为　　　　　　　 mol。
【例10】考查点：电极反应式书写正误判断；离子的定向移动，电解质溶液的选择
（2014，浙江，11）镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是：
Ni(OH)2 + M = NiOOH + MH 已知：6NiOOH + NH3 + H2O + OH－=6 Ni(OH)2 + NO2－
下列说法正确的是
A． NiMH 电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOH + H2O + e－= Ni(OH)2 + OH－
B． 充电过程中OH-离子从阳极向阴极迁移
C． 充电过程中阴极的电极反应式：H2O + M + e－= MH + OH-,H2O中的H被M还原
D．NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液
【例11】考查点：电极反应式书写正误判断，闭合回路中的电流方向，电极反应类型及现象
（2014，广东，11）某同学组装了图4所示的电化学装置，电极ⅠAl，其它均为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