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电能转化为化学能
【学习目标】1、掌握电解池工作原理，准确书写电极反应式，电池总反应方程式
2、小组合作探究应用电解原理解决实际生产问题及其有关的简单计算
【课前导学】
一、电解原理：
1、定义：电解是在 作用下，电解质在 上分别发生 的过程，电解质导电的实质是
电解池由 、 以及 组成
2、 画出用惰性电极电解CuSO4溶液的装置图 ，回答下列问题：
与电源_____极相连的电极是阳极，发生_____反应，写出电极反应式__________________________，电解时溶液中______离子向阴极移动，写出电解总反应的离子
3、放电顺序：
（1）阳极材料是活性电极（除 _____、_____之外的金属）时，阳极本身优先失电子被氧化。
（2）用惰性材料作电极时，阴离子在 极放电，常见阴离子的放电顺序是
。阳离子在 极上放电，常见的阳离子的放电顺序是

练习1、某同学按图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是 （ ）
通电

A、电解初期，主要反应方程式为 Cu + H2SO4 CuSO4 + H2↑
稀H2SO4
石墨
Cu Cu u
B、电解过程中，铜电极上有H2产生
C、电解一定时间后，石墨电极上不会有铜析出
D、整个电解过程中，H+ 浓度不断增大
、酸、碱、盐溶液以及熔融物的电解规律表（惰性电极）
电 解 质
类 别
电 解
对 象
实 例
浓度变化
PH
复原所加物质
电极反应
总反应
强碱

NaOH

含氧酸
H2SO4

氢前金属含氧酸盐
Na2SO4

无氧酸（HF除外）

HCl

氢后金属无氧酸盐
CuCl2

氢前金属无氧酸盐

NaCl

氢后金属含氧酸盐

CuSO4

电解熔融物质
Al2O3

二、电解的应用
1、 电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气（氯碱工业）
下图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。若X、Y都是惰性电极，a是NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，
① 电解池中X极上的电极反应式为
在X极观察到的现象是
讨论：哪一极显碱性?为什么？
② Y电极上的电极反应式为
检验该电极反应产物的方法是
练习2、关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是 （ ）
A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI试液，溶液呈棕黄色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
2、 铜的电解精炼
粗铜中含有的杂质通常为 等。电解时，粗铜与直流电源的 极相连，作 极，该电极的主要反应
为 ，副反为 。
用 接直流电源的负极，该电极的主要反应为 ，
用 作电解液。电解时电解质溶液中Cu2+的浓度 ，
阳极质量 ，阴极质量 ，两极质量改变是否相等 。
阳极泥：
3、电镀
电镀时，电镀液通常采用 溶液；把待镀金属制品浸入电镀液中与直流电源的 极相连，作 极；而用 _______
作 极，与直流电源的正极相连。例如铁制品上镀铜，若用铜作阳极，则阳极反应式为 ，阴极反应式为 ，电镀液中Cu2+的浓度
练习3 、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．用电解法精炼铜时，粗铜作阴极
C．在镀件上电镀铜时，可用金属铜作阳极 D．电解稀硫酸制H2、O2时，铜作阳极
4、电解法冶炼活泼金属
Na、Mg、Al等活泼金属都可用电解它们的熔融盐或氧化物制得。写出有关方程式
【合作探究】
★★1、某混合溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，且n(NaCl): n(H2SO4)=3:1。若以石墨电极电解该混合液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段，下列叙述中不正确的是
A．阴极自始至终只析出H2 B．阳极先析出Cl2，后析出O2
C．电解最后阶段为电解水 D．电解液的pH不断增大，最终等于7

2、将0.2molAgNO3、0.4molCu(NO3)2、0.6molKCl溶于水，配成100ml溶液，用惰性电极电解一段时间后，若在一极析出0.3molCu，此时在另一极产生的气体体积（标准状况）为 （ ）
A、4.48L B、5.6L C、6.72L D、7.84L

3、采用惰性电极从NO3- SO42- H+ Cu2+ Ba2+ Ag+ Cl-等离子中，选择适当的离子组合电解质，对其溶液进行电解：
⑴ 两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是：
⑵ 若阴极析出金属，阳极放出氧气时，电解质的化学式可能是：
⑶ 两极分别放出气体，且体积比为1：1时，电解质的化学式可能是：
⑷ 阴、阳两极生成的物质与电路中通过的电子的物质的量之比为4：1：4时，电解质的化学式可能是： ；电解反应的离子方程式是：

化学作业限时训练 班级 姓名
编制：王伟 审核：高三化学组
1、能使反应 Cu +2H2O ===Cu(OH)2 +H2↑ 发生的是 （ ）
A、铜片做原电池的负极，碳棒做原电池的正极，氯化铜做电解质溶液
B、铜锌合金在潮湿空气发生电化学腐蚀 C、用铜片做阴、阳电极，电解硫酸钠溶液
D、用铜片做阴、阳电极，电解硫酸铜溶液
2、用惰性电极实现电解，下列说法正确的是　 (　 　)
A. 电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变
B. 电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小
C. 电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2
D. 电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶ 1
3、金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+） ( )
A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2+ + 2e—Ni
B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+ 和Zn2+
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
4、下列叙述不正确的是（ ）
A．铁表面镀锌，铁作阳极
B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀
C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2 + 2H2O + 4e- 4OH—
D．工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl一C12↑+2e一
5、以惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100 mol，则阴极上析出铜的质量为 （ ）
A、0.64 g B、1.28 g C、2.56 g D、5.12 g

6．如图所示是典型氯碱工业的关键设备——离子交换膜电解槽，该电解槽的特点是用离子交换膜将槽分隔为左右两室，它能够阻止一些物质通过，也能允许一些物质通过。下列有关说法正确的是 （ ） A．离子交换膜的特点是允许气体分子通过，而不允许阴离子通过
B．图中X是指氧气
C．电解槽右室的电极反应式为2H＋―→H2↑2e
D．电解槽左室也称为阴极室
7．串联电路中的四个电解池分别装有0.05 mol/L下列溶液，用惰性电极电解，连接直流电源一段时间后，溶液的pH最小的是(假定产生的气体全部放出) (　　)
　A．KNO3 B．NaCl C．AgNO3 D．CuCl2
8．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 O2(标准状况)，从而可知M的相对原子质量为 (　　)
A. B. C. D.
9．铁—镍蓄电池充电放电时发生的反应为：Fe＋NiO2＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2
关于此蓄电池的下列说法中不正确的是 (　　)
A．放电时Fe为负极
B．充电时阴极的电极反应式为Ni(OH)2―→NiO2＋2H＋＋2e－
C．放电时NiO2的反应为NiO2＋2e－＋2H2O―→Ni(OH)2＋2OH－
D．蓄电池的电极必须浸在碱性电解质溶液中
10．不能用来说明金属X比金属Y还原性强的是 (　　)
A．把X和Y组成的合金放于潮湿的空气中，X先被腐蚀
B．X原子最外层电子数比Y原子最外层电子数少
C．X能从Y的盐溶液中把Y置换出来

11．电镀等工业废水中常含有剧毒、致癌的Cr2O。该废水处理的一种方法是：利用还原剂把Cr2O还原成毒性较低的Cr3＋，再加碱生成沉淀。另一种方法是：向酸性废水中加入适当的NaCl，用Fe作电极进行电解。下列说法错误的是 (　　)
A．电解时，阳极反应为：Fe―→Fe2＋＋2e－ B．电解过程中阴极能产生氢气
C． 电解法中，转化Cr2O的离子方程式为：Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
D．电解过程中，阳极附近生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀
12．关于下列装置说法正确的是 (　　)

A．装置①中，盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
B．装置②工作一段时间后，a极附近溶液的pH增大
C．用装置③精炼铜时，c极为粗铜
D．装置④中电子由Zn流向Fe，装置中有Fe2＋生成
13．某同学按右图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是 (　　)
A．电解过程中，铜电极上有H2产生
B．电解初期，主反应方程式为：Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑
C．电解一定时间后，石墨电极上无铜析出
D．整个电解过程中，H＋的浓度不断增大
14．铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正负极极板是惰性材料，电池总反应式为：
Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO2PbSO4＋2H2O

请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：
(1)放电时，正极的电极反应式是
_____________________________________________________________________
电解液中H2SO4的浓度将变__________；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加________ g。
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按上图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成_______，B电极上生成______，此时铅蓄电池的正负极的极性将___________。
15．在如图所示的装置中，若通入直流电5 min时，铜电极质量增加2.16 g。试回答：

(1)电源中X电极为直流电源的__________极。
(2)pH变化：A：_______，B：______，C：________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)通电5 min时，B中共收集224 mL气体(标况)，溶液体积为200 mL，则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为____________(设电解前后溶液体积无变化)。
(4)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后，溶液的pH为__________(设电解前后溶液体积无变化)。
15．全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如下图所示。

①当左槽溶液颜色逐渐由黄变蓝，其电极反应式为_________________________________
②充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由____________色变为________色。
② 放电过程中氢离子的作用是_____________ _________和
_____________ _____；
充电时若转移的电子数为3.01×1023个，左槽溶液中n(H＋)的变化量为________。

答案 1．C　2.C　3.C　4.C　5.B 6．A　7．B　8．C　9．D　10．B　
11．B 12．B
13．(1)PbO2＋ ＋4H＋＋2e－―→PbSO4＋2H2O　小 　48
(2)Pb　PbO2　对换
14．(1)负　(2)增大　减小　不变 (3)0.025 mol/L　(4)13
15．(1)①a＋b　b/t　②氨水
(2)①VO＋2H＋＋e－―→VO2＋＋H2O　②绿　紫
③参与正极反应　通过交换膜定向移动使电流通过溶液　0.5 mol
16．(1)①2H＋＋2e－―→H2↑　有气体放出，溶液变红　Na＋、H＋
②2Cl－―→Cl2↑＋2e－　把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色，说明生成了Cl2
(2)①纯铜　Cu2＋＋2e－―→Cu
②粗铜　Cu―→Cu2＋＋2e－　③变小
(3)Zn2＋＋2e－―→Zn　ZnCl2　ZnSO4(答案不惟一，合理即可)

高三化学一轮复习学案答案 编号27
【基础知识】
1、直流电 两个电极 氧化反应和还原反应 电解质溶液或熔融态电解质的电解过程
直流电源、固体电极材料以及电解质溶液或熔融电解质
CuSO4
C
Cu
2、
， 正 、氧化、4OH－4e－+2H2O+O2↑、阳、
2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+

3、1）阳 S2—>I—>Br—>Cl.—>OH—>含氧酸根 阴 Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>…
（2）Au Pt
小结：书写电解池的电极反应
1、 阳极电极反应的写法：阳极是活性电极时，阳极本身放电；阳极是惰性电极时，溶液中的阴离子放电。
2、 阴极电极反应的写法：一定是溶液中的阳离子放电。
练习1、A 2、B
二、酸、碱、盐溶液的电解规律表（惰性电极）
电 解 质
类 别
电 解
对 象
实 例
浓度变化
PH
复原所加物质
电极反应
总反应
强碱
H2O
NaOH
增大
增大
H2O
阴极：4H++4e—_→2H2↑

阳极：
4OH—→2H2O+O2+4e—
2H2O2H2↑+O2↑

含氧酸
H2SO4
增大
减小
H2O
氢前金属含氧酸盐
Na2SO4
增大
不变
H2O
无氧酸（HF除外）
电解质
HCl
减小
增大
HCl
阴极：2H++2e_→H2↑
阳极：2Cl—→Cl2↑+2e—
2HClCl2↑＋H2↑
氢后金属无氧酸盐
CuCl2
减小

CuCl2
阴极：Cu2++2e—→Cu
阳极：2Cl—→Cl2↑+2e—
CuCl2Cu+Cl2↑
氢前金属无氧酸盐
电解质和水
NaCl
减小
增大
HCl
阴极：2H++2e_→H2↑
阳极：2Cl—→Cl2↑+2e—
2Cl —+2H2OCl2↑+H2↑
+2OH—
氢后金属含氧酸盐
电解质和水
CuSO4
减小
减小
CuO
阴极：2Cu2++4e—→2Cu
阳极：
4OH—→2H2O+O2+4e—
2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+
电解熔融物质
Al2O3

阴极：4Al3++12e—→4Al
阳极：6O2—→3O2↑+12e—
2Al2O34Al↑＋3O2↑

二、1、①2H++2e—→H2↑ 有气泡冒出，溶液变红 原因：H2O电离出的H+放电生成H2逸出，使阴极区H+浓度减小，导致水的电离平衡H2O H++OH—右移，使阴极区OH—浓度变大
②2Cl—→Cl2↑+2e— 将湿润的碘化钾淀粉试纸靠近Y电极附近的支管口，若试纸变蓝，则证明该气体为Cl2
2、Zn、Fe、Ni、Ag、Au、Pt ； 正； 阳 ； Cu→ Cu2++2e— ； Zn→ Zn2++2e—
Fe→ Fe2++2e— Ni→ Ni2++2e— ； 精铜 ； 负 ； 阴 ；Cu2++2e—→Cu ；
硫酸酸化的CuSO4溶液；减小； 减轻 ；增重； 不相等
3、含镀层金属离子 ； 负 ； 阴 ；镀层金属、惰性电极材料 ；正 ；阳 ；
Cu→ Cu2++2e— ；Cu2++2e—→Cu 不变
练习2、C 3、B
4、2NaClCl2↑+2Na MgCl2Cl2↑＋Mg 2Al2O34Al↑＋3O2↑
【合作探究】1、D 2、D 3、B 4、（1） H2SO4 HNO3 Ba(NO3)2 （2）CuSO4 Cu(NO3)2 AgNO3 （3）HCl BaCl2 （4） AgNO3 4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+
【课堂训练】1、C 2、D 3、D 4、A
【当堂检测】1、A 2、B

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