課件高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)《第21講電解池　金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)》課件

一輪重點(diǎn)鞏固方向比努力更重要研究考綱·辨明考向及金屬解電池的腐蝕與化電學(xué)防護(hù)考綱解讀考向預(yù)測1.了解電解池的工作原理,認(rèn)識電解在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲存能量中的具體應(yīng)用。2.了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的本質(zhì),知道金屬腐蝕的危害,了解防止金屬腐蝕的措施。3.能分析、解釋電解池的工作原理,能設(shè)計(jì)簡單的電解池。4.能利用電化學(xué)原理解釋金屬腐蝕現(xiàn)象,選擇并設(shè)計(jì)防腐措施。

1．題型有選擇題、填空題。2．本節(jié)是高考的?？純?nèi)容，其考查的內(nèi)容有：一是電解過程的分析，多借助于圖像考查電極上離子的放電順序與產(chǎn)物的判斷，電極反應(yīng)式的書寫；二是注重原電池與電解池相結(jié)合考查新型充電電池；三是考查新情境下電解原理的實(shí)際應(yīng)用，如電解除污、結(jié)合離子交換膜進(jìn)行電解等；四是金屬腐蝕的原因與防護(hù)措施?？疾轭}型有選擇題和填空題兩種?？季V要求核心素養(yǎng)思維導(dǎo)圖1.變化觀念與平衡思想：認(rèn)識化學(xué)變化的本質(zhì)是有新物質(zhì)生成，并伴有能量的轉(zhuǎn)化；能多角度、動(dòng)態(tài)地分析電解池中發(fā)生的反應(yīng)，并運(yùn)用電解池原理解決實(shí)際問題。2．證據(jù)推理與模型認(rèn)知：利用電解池裝置，分析電解原理，建立解答電解池問題的思維模型，并利用模型揭示其本質(zhì)及規(guī)律。

3．科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：肯定電解原理對社會(huì)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)，具有可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學(xué)觀念，能對與電解有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問題做出正確的價(jià)值判斷。

名師備考建議電解原理是高考的熱門考點(diǎn)，通常以實(shí)際生產(chǎn)中的新型電解池為素材，以選擇題形式考查電極反應(yīng)式的正誤判斷，電子、離子等的移動(dòng)方向，金屬的腐蝕與防護(hù)等；以客觀題形式考查電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)方程式的書寫，電子轉(zhuǎn)移數(shù)目與反應(yīng)物、生成物間的關(guān)系等。在近幾年高考中，涉及離子交換膜的應(yīng)用及電解液介質(zhì)對電極反應(yīng)影響的試題比較多，且出題頻率高、試題新穎，離子交換膜的功能在于選擇性地通過或阻止某些離子來達(dá)到隔離某些物質(zhì)的作用。電解池和金屬的腐蝕與防護(hù)常結(jié)合實(shí)際化工生產(chǎn)、科研過程中的新應(yīng)用進(jìn)行命題，符合高考命題“應(yīng)用性”的顯性要求。主要以新型電解池(“活潑陽極”電解池或多室膜電解池)為載體，考查考生在新情境中對電解原理及其應(yīng)用的理解遷移能力。預(yù)計(jì)2024年高考仍將結(jié)合新型電解池進(jìn)行命題,復(fù)習(xí)備考過程中尤其要重視惰性電解槽中離子的放電順序，“活潑陽極”電解槽中陽極氧化產(chǎn)物的后續(xù)反應(yīng)，多室膜電解槽中陰離子交換膜、陽離子交換膜的判斷及電解質(zhì)溶液中離子的移動(dòng)方向。真題再現(xiàn)·明確考向√1．(2023年湖北卷)我國科學(xué)家設(shè)計(jì)如圖所示的電解池，實(shí)現(xiàn)了海水直接制備氫氣技術(shù)的綠色化。該裝置工作時(shí)陽極無Cl2生成且KOH溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為xmol?h-1。下列說法錯(cuò)誤的是A．b電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－B．離子交換膜為陰離子交換膜C．電解時(shí)海水中動(dòng)能高的水分子可穿過PTFE膜D．海水為電解池補(bǔ)水的速率為2xmol?h-1解析：由圖可知，該裝置為電解水制取氫氣的裝置，a電極與電源正極相連，為電解池的陽極，b電極與電源負(fù)極相連，為電解池的陰極，陰極反應(yīng)為2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，陽極反應(yīng)為4OH―－4e－＝O2↑＋2H2O，電池總反應(yīng)為2H2O2H2↑＋O2↑，據(jù)此解答。A．b電極反應(yīng)式為b電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，故A正確；B．該裝置工作時(shí)陽極無Cl2生成且KOH濃度不變，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH―－4e－＝O2↑＋2H2O，為保持OH－離子濃度不變，則陰極產(chǎn)生的OH－離子要通過離子交換膜進(jìn)入陽極室，即離子交換膜應(yīng)為陰離子交換摸，故B正確；C．電解時(shí)電解槽中不斷有水被消耗，海水中的動(dòng)能高的水可穿過PTFE膜，為電解池補(bǔ)水，故C正確；D．由電解總反應(yīng)可知，每生成1molH2要消耗1molH2O，生成H2的速率為xmol?h-1，則補(bǔ)水的速率也應(yīng)是xmol?h-1，故D錯(cuò)誤；√2.(2023年遼寧卷)某無隔膜流動(dòng)海水電解法制H2的裝置如下圖所示，其中高選擇性催化劑PRT可抑制O2產(chǎn)生。下列說法正確的是A．b端電勢高于a端電勢B.理論上轉(zhuǎn)移2mole－生成4gH2C.電解后海水pH下降D.陽極發(fā)生：Cl－＋H2O－2e－＝HClO＋H+解析：由圖可知，左側(cè)電極產(chǎn)生氧氣，則左側(cè)電極為陽極，電極a為正極，右側(cè)電極為陰極，b電極為負(fù)極，該裝置的總反應(yīng)產(chǎn)生氧氣和氫氣，相當(dāng)于電解水，以此解題。A．由分析可知，a為正極，b電極為負(fù)極，則a端電勢高于b端電勢，A錯(cuò)誤；B．右側(cè)電極上產(chǎn)生氫氣的電極方程式為：2H+＋2e－＝H2↑，則理論上轉(zhuǎn)移2mole－生成2gH2，B錯(cuò)誤；C．由圖可知，該裝置的總反應(yīng)為電解海水的裝置，隨著電解的進(jìn)行，海水的濃度增大，但是其pH基本不變，C錯(cuò)誤；D．由圖可知，陽極上的電極反應(yīng)為：Cl－＋H2O－2e－＝HClO＋H+，D正確；3.(2023年全國甲卷)用可再生能源電還原CO2時(shí)，采用高濃度的K+抑制酸性電解液中的析氫反應(yīng)來提高多碳產(chǎn)物(乙烯、乙醇等)的生成率，裝置如下圖所示。下列說法正確的是√A.析氫反應(yīng)發(fā)生在IrOx－Ti電極上B.Cl－從Cu電極遷移到IrOx－Ti電極C.陰極發(fā)生的反應(yīng)有：2CO2＋12H+＋12e－＝C2H4＋4H2OD.每轉(zhuǎn)移1mol電子，陽極生成11.2L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)解析：由圖可知，該裝置為電解池，與直流電源正極相連的IrOx－Ti電極為電解池的陽極，水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－＝O2↑＋4H+，銅電極為陰極，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯、乙醇等，電極反應(yīng)式為2CO2＋12H+＋12e－＝C2H4＋4H2O、2CO2＋12H+＋12e－＝C2H5OH＋3H2O，電解池工作時(shí)，氫離子通過質(zhì)子交換膜由陽極室進(jìn)入陰極室。A．析氫反應(yīng)為還原反應(yīng)，應(yīng)在陰極發(fā)生，即在銅電極上發(fā)生，故A錯(cuò)誤；B．離子交換膜為質(zhì)子交換膜，只允許氫離子通過，Cl-不能通過，故B錯(cuò)誤；C．由分析可知，銅電極為陰極，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯、乙醇等，電極反應(yīng)式有2CO2＋12H+＋12e－＝C2H4＋4H2O，故C正確；D．水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－＝O2↑＋4H+，每轉(zhuǎn)移1mol電子，生成0.25molO2，在標(biāo)況下體積為5.6L，故D錯(cuò)誤；4．(2023年北京卷)回收利用工業(yè)廢氣中的CO2和SO2，實(shí)驗(yàn)原理示意圖如下?！獭?．(2023年廣東卷)利用活性石墨電極電解飽和食鹽水，進(jìn)行如圖所示實(shí)驗(yàn)。閉合K1，一段時(shí)間后A．U型管兩側(cè)均有氣泡冒出，

分別是Cl2和O2

B．a(chǎn)處布條褪色，說明Cl2具

有漂白性C．b處出現(xiàn)藍(lán)色，說明還原性：Cl－＞I－

D．?dāng)嚅_K1，立刻閉合K2，電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)解析：閉合K1，形成電解池，電解飽和食鹽水，左側(cè)為陽極，陽極氯離子失去電子生成氯氣，電極反應(yīng)為2Cl－―2e－＝Cl2↑，右側(cè)為陰極，陰極電極反應(yīng)為2H+＋2e－＝H2↑，總反應(yīng)為2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，據(jù)此解答。A．根據(jù)分析，U型管兩側(cè)均有氣泡冒出，分別是Cl2和H2，A錯(cuò)誤；B．左側(cè)生成氯氣，氯氣遇到水生成HClO，具有漂白性，則a處布條褪色，說明HClO具有漂白性，B錯(cuò)誤；C．b處出現(xiàn)藍(lán)色，發(fā)生Cl2＋2KI＝I2＋2KCl，說明還原性：I－＞Cl－，C錯(cuò)誤；D．?dāng)嚅_K1，立刻閉合K2，此時(shí)構(gòu)成氫氯燃料電池，形成電流，電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)，D正確；6．(2023年廣東卷)用一種具有“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜組裝電解池(下圖)，可實(shí)現(xiàn)大電流催化電解KNO3溶液制氨。工作時(shí)，H2O在雙極膜界面處被催化解離成H+和OH－，有利于電解反應(yīng)順利進(jìn)行。下列說法不正確的是√A．電解總反應(yīng)：KNO3＋3H2O＝NH3?H2O＋2O2↑＋KOHB．每生成1molNH3?H2O，雙極膜處有9mol的H2O解離C．電解過程中，陽極室中KOH的物質(zhì)的量不因反應(yīng)而改變D．相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜，“卯榫”結(jié)構(gòu)可提高氨生成速率解析：由信息大電流催化電解KNO3溶液制氨可知，在電極a處KNO3放電生成NH3，發(fā)生還原反應(yīng)，故電極a為陰極，電極方程式為＋8e－＋9H+＝NH3?H2O＋2H2O，電極b為陽極，電極方程式為4OH――4e－＝O2↑＋2H2O，“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜中的H+移向電極a，OH－移向電極b。A．由分析中陰陽極電極方程式可知，電解總反應(yīng)為KNO3＋3H2O＝NH3?H2O＋2O2↑＋KOH，故A正確；B．每生成1molNH3?H2O，陰極得8mole－，同時(shí)雙極膜處有8molH+進(jìn)入陰極室，即有8mol的H2O解離，故B錯(cuò)誤；C．電解過程中，陽極室每消耗4molOH－，同時(shí)有4molOH－通過雙極膜進(jìn)入陽極室，KOH的物質(zhì)的量不因反應(yīng)而改變，故C正確；D．相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜，“卯榫”結(jié)構(gòu)具有更大的膜面積，有利于H2O被催化解離成H+和OH－，可提高氨生成速率，故D正確；7.(2023年重慶卷)電化學(xué)合成是一種綠色高效的合成方法。如圖是在酸性介質(zhì)中電解合成半胱氨酸和煙酸的示意圖。下列敘述錯(cuò)誤的是√A.電極a為陰極B.H+從電極b移向電極aC.電極b發(fā)生的反應(yīng)為：D.生成3mol半胱氨酸的同時(shí)生成1mol煙酸解析：該裝置是電解池，電極b上3－甲基吡啶轉(zhuǎn)化為煙酸過程中‘加氧少氫’，發(fā)生氧化反應(yīng)，則b為陽極，a為陰極，陰極電極反應(yīng)式為＋2e－＋2H+＝2；A．a(chǎn)極上硫元素化合價(jià)升高，a為陰極，A正確；B．電解池中陽離子移向陰極，則H+移向a電極，B正確；C．電極b上3－甲基吡啶轉(zhuǎn)化為煙酸過程中發(fā)生氧化反應(yīng)，在酸性介質(zhì)中電極反應(yīng)式為：，C正確；D．根據(jù)電子守恒可得關(guān)系式：

，因此生成6mol半胱氨酸的同時(shí)生成1mol煙酸，D錯(cuò)誤；√8.(2023年浙江1月選考)在熔融鹽體系中，通過電解TiO2和SiO2獲得電池材料(TiSi)，電解裝置如圖，下列說法正確的是A.石墨電極為陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)B.電極A的電極反應(yīng)：8H+＋TiO2＋SiO2

＋8e－＝TiSi＋4H2OC.該體系中，石墨優(yōu)先于Cl－參與反應(yīng)D.電解時(shí)，陽離子向石墨電極移動(dòng)解析：由圖可知，在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，與電源正極相連，則電極A作陰極，TiO2和SiO2獲得電子產(chǎn)生電池材料(TiSi)，電極反應(yīng)為TiO2＋SiO2＋8e－＝TiSi＋4O2－。A．在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．電極A的電極反應(yīng)為TiO2＋SiO2＋8e－＝TiSi＋4O2－，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．根據(jù)圖中信息可知，該體系中，石墨優(yōu)先于Cl－參與反應(yīng)，選項(xiàng)C正確；D．電解池中石墨電極為陽極，陽離子向陰極電極A移動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；√9.(2023年浙江6月選考)氯堿工業(yè)能耗大，通過如圖改進(jìn)的設(shè)計(jì)可大幅度降低能耗，下列說法不正確的是A.電極A接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B.電極B的電極反應(yīng)式為：2H2O＋2e－＝H2↑＋OH－C.應(yīng)選用陽離子交換膜，在右室獲得濃度較高的NaOH溶液D.改進(jìn)設(shè)計(jì)中通過提高電極B上反應(yīng)物的氧化性來降低電解電壓，減少能耗解析：A．電極A是氯離子變?yōu)槁葰?，化合價(jià)升高，失去電子，是電解池陽極，因此電極A接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；B．電極B為陰極，通入氧氣，氧氣得到電子，其電極反應(yīng)式為：2H2O＋4e－＋O2＝4OH－，故B錯(cuò)誤；C．右室生成氫氧根，應(yīng)選用陽離子交換膜，左邊的鈉離子進(jìn)入到右邊，在右室獲得濃度較高的NaOH溶液，故C正確；D．改進(jìn)設(shè)計(jì)中增大了氧氣的量，提高了電極B處的氧化性，通過反應(yīng)物的氧化性來降低電解電壓，減少能耗，故D正確。10.(2022年6月浙江卷)通過電解廢舊鋰電池中的LiMn2O4可獲得難溶性的Li2CO3和MnO2，電解示意圖如下(其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過。電解過程中溶液的體積變化忽略不計(jì))。下列說法不正確的是A.電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)B.電極B的電極發(fā)應(yīng)：2H2O＋Mn2+－2e－＝MnO2＋4H+C.電解一段時(shí)間后溶液中Mn2+濃度不保持不變D.電解結(jié)束，可通過調(diào)節(jié)pH除去Mn2+，再加入Na2CO3溶液以獲得Li2CO3√解析：A．由電解示意圖可知，電極B上Mn2+轉(zhuǎn)化為了MnO2，錳元素化合價(jià)升高，失電子，則電極B為陽極，電極A為陰極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；B．由電解示意圖可知，電極B上Mn2+失電子轉(zhuǎn)化為了MnO2，電極反應(yīng)式為：2H2O＋Mn2+-2e-＝MnO2＋4H+，B正確；C．電極A為陰極，LiMn2O4得電子，電極反應(yīng)式為：2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，依據(jù)得失電子守恒，電解池總反應(yīng)為：2LiMn2O4＋4H+＝2Li+＋Mn2+＋3MnO2＋2H2O，反應(yīng)生成了Mn2+，Mn2+濃度增大，C錯(cuò)誤；D．電解池總反應(yīng)為：2LiMn2O4＋4H+＝2Li+＋Mn2+＋3MnO2＋2H2O，電解結(jié)束后，可通過調(diào)節(jié)溶液pH將錳離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去，然后再加入碳酸鈉溶液，從而獲得碳酸鋰，D正確；11．(2022屆八省八校)雙極膜電滲析法制巰基乙酸(HSCH2COOH)和高純NaOH溶液原理如圖所示，其中a、b為離子交換膜，雙極膜在直流電壓下可解離出H+和OH－。下列說法錯(cuò)誤的是A．膜a為陽離子交換膜，膜b為陰離子交換膜B．陰極的電極反應(yīng)方程式為：2H2O+2e-＝H2↑+2OH-C．堿室1和堿室2的NaOH溶液應(yīng)循環(huán)使用，副產(chǎn)品還有氫氣和氧氣D．若將鹽室的原料換成為Na2SO4溶液，當(dāng)外電路中通過2mole-時(shí)，可生成1molH2SO4√解析：根據(jù)裝置圖，該裝置為電解池裝置，根據(jù)電解原理，左邊電極為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，HSCH2COONa中Na+向陰極移動(dòng)，膜a為陽離子交換膜，右邊電極為陽極，電極反應(yīng)式為2OH--4e-=O2↑+H2O，堿室2中Na+向左移，膜b為陽離子交換膜，據(jù)此分析；A．根據(jù)上述分析，膜a、b均為陽離子交換膜，故A說法錯(cuò)誤；B．根據(jù)上述分析，陰極反應(yīng)式為2H2O+2e-＝H2↑+2OH-，故B說法正確；C．根據(jù)上述分析，堿室1和堿室2的NaOH溶液循環(huán)使用，副產(chǎn)品還有氫氣和氧氣，故C說法正確；D．外電路有2mol電子通過，鹽室中有2molNa+移向堿室1，雙極膜中有2molH+移向鹽室，即得到1molH2SO4，故D說法正確；12.(2022年北京卷)利用下圖裝置進(jìn)行鐵上電鍍銅的實(shí)驗(yàn)探究。裝置示意圖序號電解質(zhì)溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①0.1moL/LCuSO4＋少量H2SO4

陰極表面有無色氣體，一段時(shí)間后陰極表面有紅色固體，氣體減少。經(jīng)檢驗(yàn)電解液中有Fe2+②0.1moL/LCuSO4＋過量氨水陰極表面未觀察到氣體，一段時(shí)間后陰極表面有致密紅色固體。經(jīng)檢驗(yàn)電解液中無Fe元素√下列說法不正確的是A.①中氣體減少，推測是由于溶液中c(H+)減少，且Cu覆蓋鐵電極，阻礙H+

與鐵接觸B.①中檢測到Fe2+，推測可能發(fā)生反應(yīng)：Fe＋2H+＝Fe2+＋H2↑、Fe＋Cu2+＝Fe2+＋CuC.隨陰極析出Cu，推測②中溶液c(Cu2+)減少，Cu2+＋4NH3[Cu(NH3)4]2+

平衡逆移D.②中Cu2+生成[Cu(NH3)4]2+，使得c(Cu2+)比①中溶液的小，Cu緩慢析出，鍍層更致密解析：由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，實(shí)驗(yàn)①時(shí)，鐵做電鍍池的陰極，鐵會(huì)先與溶液中的氫離子、銅離子反應(yīng)生成亞鐵離子、氫氣和銅，一段時(shí)間后，銅離子在陰極失去電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銅；實(shí)驗(yàn)②中銅離子與過量氨水反應(yīng)生成四氨合銅離子，四氨合銅離子在陰極得到電子緩慢發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，在鐵表面得到比實(shí)驗(yàn)①更致密的鍍層。A．由分析可知，實(shí)驗(yàn)①時(shí)，鐵會(huì)先與溶液中的氫離子、銅離子反應(yīng)，當(dāng)溶液中氫離子濃度減小，反應(yīng)和放電生成的銅覆蓋鐵電極，阻礙氫離子與鐵接觸，導(dǎo)致產(chǎn)生的氣體減少，故A正確；B．由分析可知，實(shí)驗(yàn)①時(shí)，鐵做電鍍池的陰極，鐵會(huì)先與溶液中的氫離子、銅離子反應(yīng)生成亞鐵離子、氫氣和銅，可能發(fā)生的反應(yīng)為Fe＋2H+＝Fe2+＋H2↑、Fe＋Cu2+＝Fe2+＋Cu，故B正確；C．由分析可知，四氨合銅離子在陰極得到電子緩慢發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，隨陰極析出銅，四氨合銅離子濃度減小，Cu2+＋4NH3[Cu(NH3)4]2+平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．由分析可知，實(shí)驗(yàn)②中銅離子與過量氨水反應(yīng)生成四氨合銅離子，四氨合銅離子在陰極得到電子緩慢發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，在鐵表面得到比實(shí)驗(yàn)①更致密的鍍層，故D正確；√13.(2022年廣東卷)以熔融鹽為電解液，以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進(jìn)行電解，實(shí)現(xiàn)Al的再生。該過程中A.陰極發(fā)生的反應(yīng)為Mg－2e－＝Mg2+

B.陰極上Al被氧化C.在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽極泥 D.陽極和陰極的質(zhì)量變化相等解析：根據(jù)電解原理可知，電解池中陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，該題中以熔融鹽為電解液，含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進(jìn)行電解，通過控制一定的條件，從而可使陽極區(qū)Mg和Al發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，分別生成Mg2+和Al3+，Cu和Si不參與反應(yīng)，陰極區(qū)Al3+得電子生成Al單質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)Al的再生，據(jù)此分析解答。A．陰極應(yīng)該發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，實(shí)際上Mg在陽極失電子生成Mg2+，A錯(cuò)誤；B．Al在陽極上被氧化生成Al3+，B錯(cuò)誤；C．陽極材料中Cu和Si不參與氧化反應(yīng)，在電解槽底部可形成陽極泥，C正確；D．因?yàn)殛枠O除了鋁參與電子轉(zhuǎn)移，鎂也參與了電子轉(zhuǎn)移，且還會(huì)形成陽極泥，而陰極只有鋁離子得電子生成鋁單質(zhì)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)守恒及元素守恒可知，陽極與陰極的質(zhì)量變化不相等，D錯(cuò)誤；√14.(2022年廣東卷)科學(xué)家基于Cl2易溶于CCl4的性質(zhì)，發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池，可作儲能設(shè)備(如圖)。充電時(shí)電極a的反應(yīng)為：NaTi2(PO4)3＋2Na+＋2e－＝Na3Ti2(PO4)3。下列說法正確的是A.充電時(shí)電極b是陰極B.放電時(shí)NaCl溶液的pH減小C.放電時(shí)NaCl溶液的濃度增大D.每生成1molCl2，電極a質(zhì)量理論上增加23g解析：A．由充電時(shí)電極a的反應(yīng)可知，充電時(shí)電極a發(fā)生還原反應(yīng)，所以電極a是陰極，則電極b是陽極，故A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)電極反應(yīng)和充電時(shí)相反，則由放電時(shí)電極a的反應(yīng)為Na3Ti2(PO4)3－2e－＝NaTi2(PO4)3＋2Na+可知，NaCl溶液的pH不變，故B錯(cuò)誤；C．放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Na3Ti2(PO4)3－2e－＝NaTi2(PO4)3＋2Na+，正極反應(yīng)為Cl2＋2e－＝2Cl-，反應(yīng)后Na+和Cl-濃度都增大，則放電時(shí)NaCl溶液的濃度增大，故C正確；D．充電時(shí)陽極反應(yīng)為2Cl－－2e－＝Cl2↑，陰極反應(yīng)為NaTi2(PO4)3＋2Na+＋2e－＝Na3Ti2(PO4)3，由得失電子守恒可知，每生成1molCl2，電極a質(zhì)量理論上增加23g/mol×2mol=46g，故D錯(cuò)誤；√15.(2022年海南卷)一種采用H2O(g)和N2(g)為原料制備NH3(g)的裝置示意圖如下。下列有關(guān)說法正確的是A.在b電極上，N2被還原B.金屬Ag可作為a電極的材料C.改變工作電源電壓，反應(yīng)速率不變D.電解過程中，固體氧化物電解質(zhì)中O2-不斷減少解析：由裝置可知，b電極的N2轉(zhuǎn)化為NH3，N元素的化合價(jià)降低，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，因此b為陰極，電極反應(yīng)式為N2+3H2O+6e－＝2NH3+3O2-，a為陽極，電極反應(yīng)式為2O2-+4e-＝O2，據(jù)此分析解答；A．由分析可得，b電極上N2轉(zhuǎn)化為NH3，N元素的化合價(jià)降低，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，即N2被還原，A正確；B．a(chǎn)為陽極，若金屬Ag作a的電極材料，則金屬Ag優(yōu)先失去電子，B錯(cuò)誤；C．改變工作電源的電壓，反應(yīng)速率會(huì)加快，C錯(cuò)誤；D．電解過程中，陰極電極反應(yīng)式為N2＋3H2O＋6e－＝2NH3＋3O2-，陽極電極反應(yīng)式為2O2-+4e－=O2，因此固體氧化物電解質(zhì)中O2-不會(huì)改變，D錯(cuò)誤；√16.(2022年湖北卷)含磷有機(jī)物應(yīng)用廣泛。電解法可實(shí)現(xiàn)由白磷直接制備Li[P(CN)2]，過程如圖所示(Me為甲基)。下列說法正確的是A.生成1molLi[P(CN)2]，理論上外電路需要轉(zhuǎn)移2mol電子B.陰極上的電極反應(yīng)為：P4＋8CN――4e-＝4[P(CN)2]－C.在電解過程中CN－向鉑電極移動(dòng)D.電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來自于LiOH解析：A．石墨電極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)：P4→Li[P(CN)2]化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)，所以石墨電極為陽極，對應(yīng)的電極反應(yīng)式為：P4＋8CN――4e-＝4[P(CN)2]－，則生成1molLi[P(CN)2]，理論上外電路需要轉(zhuǎn)移1mol電子，A錯(cuò)誤；B．陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)該得電子，P4＋8CN――4e-＝4[P(CN)2]－為陽極發(fā)生的反應(yīng)，B錯(cuò)誤；C．石墨電極：P4→Li[P(CN)2]發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，鉑電極為陰極，CN－應(yīng)該向陽極移動(dòng)，即移向石墨電極，C錯(cuò)誤；D．由所給圖示可知HCN在陰極放電，產(chǎn)生CN－和H2，而HCN中的H來自LiOH，則電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來自于LiOH，D正確；17.(2022年河北卷)科學(xué)家研制了一種能在較低電壓下獲得氧氣和氫氣的電化學(xué)裝置，工作原理示意圖如圖。√√解析：由圖可知，a電極為陽極，堿性條件下[Fe(CN)6]4-離子在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成[Fe(CN)6]3—離子，催化劑作用下，[Fe(CN)6]3-離子與氫氧根離子反應(yīng)生成[Fe(CN)6]4-離子、氧氣和水，b電極為陰極，水分子作用下DHPS在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成DHPS—2H和氫氧根離子，催化劑作用下，DHPS—2H與水反應(yīng)生成DHPS和氫氣，氫氧根離子通過陰離子交換膜由陰極室向陽極室移動(dòng)，則M為氧氣、N為氫氣。A．由分析可知，b電極為電解池的陰極，故A錯(cuò)誤；B．由分析可知，氫氧根離子通過陰離子交換膜由陰極室向陽極室移動(dòng)，則隔膜為陰離子交換膜，故B正確；18．(2021年甲卷)乙醛酸是一種重要的化工中間體，可果用如下圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH-，并在直流電場作用下分別問兩極遷移。下列說法正確的是√19．(2021年乙卷)沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會(huì)阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率，為解決這一問題，通常在管道口設(shè)置一對惰性電極(如圖所示)，通入一定的電流。下列敘述錯(cuò)誤的是A．陽極發(fā)生將海水中的Cl-氧化生成Cl2的反應(yīng)B．管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClOC．陰極生成的H2應(yīng)及時(shí)通風(fēng)稀釋安全地排入大氣D．陽極表面形成的Mg(OH)2等積垢需要定期清理√20．(2021年廣東卷)鈷(Co)的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意圖。下列說法正確的是√21．(2021年海南卷)液氨中存在平衡：2NH3NH4+＋NH2－。如圖所示為電解池裝置，以KNH2的液氨溶液為電解液，電解過程中a、b兩個(gè)惰性電極上都有氣泡產(chǎn)生。下列有關(guān)說法正確的是A.b電極連接的是電源的負(fù)極B.a電極的反應(yīng)為2NH3

＋2e-＝H2＋2NH2－C.電解過程中，陰極附近K+濃度減小D.理論上兩極產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量之比為1:1√22．(2021年湖北卷)Na2Cr2O7的酸性水溶液隨著H+濃度的增大會(huì)轉(zhuǎn)化為CrO3。電解法制備CrO3的原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A.電解時(shí)只允許H+通過離子交換膜B.生成O2和H2的質(zhì)量比為8∶1C.電解一段時(shí)間后陰極區(qū)溶液OH-的濃度增大D.CrO3的生成反應(yīng)為：Cr2O72-＋2H+＝2CrO3＋H2O√23.(2021年遼寧卷)利用(Q)與(QH2)電解轉(zhuǎn)化法從煙氣中分離CO2的原理如圖。已知?dú)怏w可選擇性通過膜電極，溶液不能通過。下列說法錯(cuò)誤的是A.a為電源負(fù)極 B.溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變C.CO2在M極被還原D.分離出的CO2

從出口2排出√24.(2021年天津卷)如下所示電解裝置中，通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成，F(xiàn)e2O3逐漸溶解，下列判斷錯(cuò)誤的是A.a是電源的負(fù)極B.通電一段時(shí)間后，向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出現(xiàn)紅色C.隨著電解的進(jìn)行，CuCl2溶液濃度變大D.當(dāng)0.01molFe2O3完全溶解時(shí)，至少產(chǎn)生氣體336mL(折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)√25．(2021年1月八省聯(lián)考廣東卷)環(huán)氧乙烷(C2H4O)常用于醫(yī)用消毒，一種制備方法為：使用惰性電極電解KCl溶液，用Cl-交換膜將電解液分為陰極區(qū)和陽極區(qū)，其中一區(qū)持續(xù)通入乙烯；電解結(jié)束，移出交換膜，兩區(qū)混合反應(yīng)：HOCH2CH2Cl+OH-=Cl-+H2O+C2H4O。下列說法錯(cuò)誤的是√26.(2021年1月八省聯(lián)考江蘇)利用電解法將CO2轉(zhuǎn)化為CH4的原理如圖所示。下列說法正確的是()A.電解過程中，H+由a極區(qū)向b極區(qū)遷移B.電極b上反應(yīng)為CO2+8HCO3--8e-=CH4

+CO32-+2H2OC.電解過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D.電解時(shí)Na2SO4溶液濃度保持不變√C．通過電解法可知此電池為電解池，所以電解過程中是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故C錯(cuò)誤；D．電解時(shí)OH－比SO42-更容易失去電子，所以電解Na2SO4溶液的實(shí)質(zhì)是電解水，溶液中的水發(fā)生消耗，所以Na2SO4溶液的濃度是增大的，故D錯(cuò)誤；27．(2021年1月八省聯(lián)考重慶)雙極膜在電滲析中應(yīng)用廣泛，它是由陽離子交換膜和陰離子交換膜復(fù)合而成。雙極膜內(nèi)層為水層，工作時(shí)水層中的H2О解離成H+和OH-，并分別通過離子交換膜向兩側(cè)發(fā)生遷移。下圖為NaBr溶液的電滲析裝置示意圖。下列說法正確的是A.出口2的產(chǎn)物為HBr溶液 B.出口5的產(chǎn)物為硫酸溶液C.Br-可從鹽室最終進(jìn)入陽極液中 D.陰極電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑解析：A．電解時(shí)，溶液中的陽離子向陰極移動(dòng)，陰離子向陽極移動(dòng)，溶液中的Na+向陰極移動(dòng)，與雙極膜提供的氫氧根離子結(jié)合，出口2的產(chǎn)物為NaOH溶液，A錯(cuò)誤；B．電解時(shí)，溶液中的陽離子向陰極移動(dòng)，陰離子向陽極移動(dòng)，溶液中的Br-向陽極移動(dòng)，與雙極膜提供的氫離子結(jié)合，故出口4的產(chǎn)物為HBr溶液，鈉離子不能通過雙極膜，故出口5不是硫酸，B錯(cuò)誤；C．結(jié)合選項(xiàng)B，Br-不會(huì)從鹽室最終進(jìn)入陽極液中，C錯(cuò)誤；D．電解池陰極處，發(fā)生的反應(yīng)是物質(zhì)得到電子被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，水解離成H+和OH?，則在陰極處發(fā)生的反應(yīng)為2H++2e-=H2↑，D正確?！?8．(2020年新課標(biāo)Ⅱ)電致變色器件可智能調(diào)控太陽光透過率，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。下圖是某電致變色器件的示意圖。當(dāng)通電時(shí)，Ag+注入到無色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈現(xiàn)藍(lán)色，對于該變化過程，下列敘述錯(cuò)誤的是A．Ag為陽極 B．Ag+由銀電極向變色層遷移C．W元素的化合價(jià)升高 D．總反應(yīng)為：WO3+xAg=AgxWO3√29．(2020年江蘇卷)將金屬M(fèi)連接在鋼鐵設(shè)施表面，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。在題圖所示的情境中，下列有關(guān)說法正確的是A．陰極的電極反應(yīng)式為Fe－2e－＝Fe2+B．金屬M(fèi)的活動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性弱C．鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護(hù)D．鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快√解析：A．陰極的鋼鐵設(shè)施實(shí)際作原電池的正極，正極金屬被保護(hù)不失電子，故A錯(cuò)誤；B．陽極金屬M(fèi)實(shí)際為原電池裝置的負(fù)極，電子流出，原電池中負(fù)極金屬比正極活潑，因此M活動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性強(qiáng)，故B錯(cuò)誤；C．金屬M(fèi)失電子，電子經(jīng)導(dǎo)線流入鋼鐵設(shè)備，從而使鋼鐵設(shè)施表面積累大量電子，自身金屬不再失電子從而被保護(hù)，故C正確；D．海水中的離子濃度大于河水中的離子濃度，離子濃度越大，溶液的導(dǎo)電性越強(qiáng)，因此鋼鐵設(shè)施在海水中的腐蝕速率比在河水中快，故D錯(cuò)誤；30．(2020年山東新高考)采用惰性電極，以去離子水和氧氣為原料通過電解法制備雙氧水的裝置如下圖所示。忽略溫度變化的影響，下列說法錯(cuò)誤的是A．陽極反應(yīng)為2H2O－4e－＝4H+＋O2↑B．電解一段時(shí)間后，陽極室的pH未變C．電解過程中，H+由a極區(qū)向b極區(qū)遷移D．電解一段時(shí)間后，a極生成的O2與b極反應(yīng)的O2等量√解析：a極析出氧氣，氧元素的化合價(jià)升高，做電解池的陽極，b極通入氧氣，生成過氧化氫，氧元素的化合價(jià)降低，被還原，做電解池的陰極。A．依據(jù)分析a極是陽極，屬于放氧生酸性型的電解，所以陽極的反應(yīng)式是2H2O-4e-=4H++O2↑，故A正確，但不符合題意；B．電解時(shí)陽極產(chǎn)生氫離子，氫離子是陽離子，通過質(zhì)子交換膜移向陰極，所以電解一段時(shí)間后，陽極室的pH值不變，故B正確，但不符合題意；C．有B的分析可知，C正確，但不符合題意；D．電解時(shí)，陽極的反應(yīng)為：2H2O－4e-=4H++O2↑，陰極的反應(yīng)為：O2+2e-+2H+=H2O2，總反應(yīng)為：O2+2H2O=2H2O2，要消耗氧氣，即是a極生成的氧氣小于b極消耗的氧氣，故D錯(cuò)誤，符合題意；31．(2020年浙江卷)電解高濃度RCOONa(羧酸鈉)的NaOH溶液，在陽極RCOO－放電可得到R－R(烷烴)。下列說法不正確的是√32．(2023年北京卷節(jié)選)尿素[CO(NH2)2]合成的發(fā)展體現(xiàn)了化學(xué)科學(xué)與技術(shù)的不斷進(jìn)步。(3)近年研究發(fā)現(xiàn)，電催化CO2和含氮物質(zhì)(NO等)在常溫常壓下合成尿素，有助于實(shí)現(xiàn)碳中和及解決含氮廢水污染問題。向一定濃度的KNO3溶液通CO2至飽和，在電極上反應(yīng)生成CO(NH2)2，電解原理如圖所示。①電極b是電解池的__________極。②電解過程中生成尿素的電極反應(yīng)式是___________________________________________。陽2＋16e－＋CO2＋18H+＝CO(NH2)2＋7H2O解析：(3)①電極b上發(fā)生H2O失電子生成O2的氧化反應(yīng)，是電解池的陽極。②a極硝酸根離子得電子轉(zhuǎn)化為尿素，再結(jié)合酸性環(huán)境可分析出電極反應(yīng)式為2＋16e－＋CO2＋18H+＝CO(NH2)2＋7H2O。答案為陽極；2＋16e－＋CO2＋18H+＝CO(NH2)2＋7H2O；33．(2023屆T8聯(lián)考)我國力爭2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。CO2的綜合利用是實(shí)現(xiàn)碳中和的措施之一。Ⅲ．2021年我國科學(xué)家首先實(shí)現(xiàn)了從CO2到淀粉的全人工合成。其中的一個(gè)步驟是利用新型電化學(xué)催化裝置(如圖所示)將CO2轉(zhuǎn)化為CH3COOH。(6)寫出該過程中陰極的電極反應(yīng)式：_________________________________。2CO2＋8e－＋8H+＝CH3COOH＋2H2O解析：(6)由圖可知，鉑碳電極上二氧化碳發(fā)生還原反應(yīng)生成乙酸，為陰極，反應(yīng)為2CO2＋8e－＋8H+＝CH3COOH＋2H2O。34.(2022年北京卷節(jié)選)煤中硫的存在形態(tài)分為有機(jī)硫和無機(jī)硫(CaSO4、硫化物及微量單質(zhì)硫等)。庫侖滴定法是常用的快速檢測煤中全硫含量的方法，其主要過程如下圖所示。已知：在催化劑作用下，煤在管式爐中燃燒，出口氣體中主要含O2、CO2、H2O、N2、SO2。(3)通過干燥裝置后，待測氣體進(jìn)入庫侖測硫儀進(jìn)行測定。已知：庫侖測硫儀中電解原理示意圖如下。檢測前，電解質(zhì)溶液中c(I3-)/c(I-)保持定值時(shí)，電解池不工作。待測氣體進(jìn)入電解池后，SO2溶解并將I3-還原，測硫儀便立即自動(dòng)進(jìn)行電解到c(I3-)/c(I-)又回到原定值，測定結(jié)束。通過測定電解消耗的電量可以求得煤中含硫量。①SO2在電解池中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。②測硫儀工作時(shí)電解池的陽極反應(yīng)式為

。(4)煤樣為ag，電解消耗的電量為x庫侖。煤樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________。已知：電解中轉(zhuǎn)移1mol電子所消耗的電量為96500庫侖。SO2＋I(xiàn)3-＋2H2O＝3I－＋SO42-＋4H+3I――2e－＝I3－35.(2022年湖南卷節(jié)選)2021年我國制氫量位居世界第一，煤的氣化是一種重要的制氫途徑?；卮鹣铝袉栴}：(2)一種脫除和利用水煤氣中CO2方法的示意圖如下：①某溫度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c(CO32-)∶c(HCO3－)＝1∶2，則該溶液的pH＝___(該溫度下H2CO3的Ka1＝4.6×10-7，Ka2＝4.6×10-11)；②再生塔中產(chǎn)生CO2的離子方程式為

；③利用電化學(xué)原理，將CO2電催化還原為C2H4，陰極反應(yīng)式為

。102CO2＋12e－＋12H+＝C2H4＋4H2O、AgCl＋e－＝Ag＋Cl－③利用電化學(xué)原理，將CO2電催化還原為C2H4，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，陽極上水放電生成氧氣和H+，H+通過質(zhì)子交換膜遷移到陰極區(qū)參與反應(yīng)生成乙烯，鉑電極和Ag/AgCl電極均為陰極，在電解過程中AgCl可以轉(zhuǎn)化為Ag，則陰極的電極反應(yīng)式為2CO2＋12e－＋12H+＝C2H4＋4H2O、AgCl＋e－＝Ag＋Cl－。36．(2022屆八省八校節(jié)選)甲醇是重要的化工原料，研究甲醇的制備及用途在工業(yè)上有重要的意義。(4)在飽和KHCO3電解液中，電解活化的CO2也可以制備CH3OH。其原理如圖所示，則陰極的電極反應(yīng)式為

。(1)①陽極室產(chǎn)生Cl2后發(fā)生的反應(yīng)有：

、CH2=CH2+HClO→HOCH2CH2Cl。②結(jié)合電極反應(yīng)式說明生成溶液a的原理________________________________

。Cl2

＋H2O＝HCl＋HClO陰極發(fā)生反應(yīng)：2H2O＋2e-＝H2↑＋2OH-生成OH-，K+

通過陽離子交換膜從陽極遷移到陰極，形成KOH和KCl的混合溶液KClI.陽極有H2O放電II.陽極有乙烯放電III.陽極室流出液中含有Cl2和HClO……O2

13KI溶液和淀粉溶液，溶液變藍(lán)解析：(1)陽極產(chǎn)生氯氣后，可以和水發(fā)生反應(yīng)生成次氯酸其方程式為：Cl2+H2O=HCl+HClO；溶液a是陰極的產(chǎn)物，在陰極發(fā)生反應(yīng)2H2O+2e-=H2↑+2OH-，同時(shí)陽極的鉀離子會(huì)向陰極移動(dòng)和氫氧根結(jié)合形成氫氧化鉀，故答案為：陰極發(fā)生反應(yīng)：2H2O+2e-=H2↑+2OH-生成OH-，K+

通過陽離子交換膜從陽極遷移到陰極，形成KOH和KCl的混合溶液；(2)①若η(EO)=100%則說明在電解過程中只有乙烯中的碳化合價(jià)發(fā)生變化，其他元素化合價(jià)沒有變，故溶液b的溶質(zhì)為：KCl；②i.陽極有H2O放電時(shí)會(huì)產(chǎn)生氧氣，故需要檢驗(yàn)的物質(zhì)是O2；38.(2021年高考湖南卷節(jié)選)氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲氫載體，且安全、易儲運(yùn)，可通過下面兩種方法由氨氣得到氫氣。方法Ⅱ：氨電解法制氫氣利用電解原理，將氮轉(zhuǎn)化為高純氫氣，其裝置如圖所示。(4)電解過程中OH-的移動(dòng)方向?yàn)開______(填“從左往右”或“從右往左”)；(5)陽極的電極反應(yīng)式為

。從右往左2NH3－6e-＋6OH-＝N2＋6H2OBaO2+2HCl=BaCl2+H2O2

H2O2受熱易分解增大壓強(qiáng)或增大氧氣的濃度或降低溫度O2+2H++2e-=H2O2

AC1.電解和電解池(1)電解：在

作用下，電解質(zhì)在兩個(gè)電極上分別發(fā)生

和________的過程。(2)電解池：

轉(zhuǎn)化為

的裝置。(3)電解池的構(gòu)成①有與

相連的兩個(gè)電極。②

(或

)。③形成

。氧化反應(yīng)還原反應(yīng)電能電流化學(xué)能電源電解質(zhì)溶液熔融電解質(zhì)閉合回路考點(diǎn)一、電解的原理核心知識梳理2.電解池的工作原理(以惰性電極電解CuCl2溶液為例)總反應(yīng)離子方程式：

。特別提醒：電子和離子的移動(dòng)遵循“電子不下水，離子不上線”。

電解池原電池能否自發(fā)使“不能”變?yōu)椤澳堋被蚴埂澳堋弊優(yōu)椤耙住蹦茏园l(fā)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化

轉(zhuǎn)化為

能

能轉(zhuǎn)化為_____裝置有外加電源無外加電源電極由外加電源決定：陽極：連電源的

；陰極：連電源的_____由電極或反應(yīng)物性質(zhì)決定，稱為正極或負(fù)極反應(yīng)類型陽極：

反應(yīng)陰極：

反應(yīng)負(fù)極：

反應(yīng)正極：

反應(yīng)3.電解池與原電池的比較電能化學(xué)化學(xué)電能正極負(fù)極氧化還原氧化還原

電解池原電池離子移動(dòng)陽離子移向_____陰離子移向_____陽離子移向_____陰離子移向_____相同點(diǎn)都是電極上的氧化還原反應(yīng)，都必須有離子導(dǎo)體陰極陽極正極負(fù)極4.陰陽兩極上放電順序(1)陰極：(與電極材料無關(guān))。氧化性強(qiáng)的先放電，放電順序：(2)陽極：若是活性電極作陽極，則活性電極首先失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。若是惰性電極作陽極，放電順序?yàn)樽⒁?/p>

①陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽離子放電。②最常用、最重要的放電順序?yàn)殛枠O：Cl－>OH－；陰極：Ag＋>Cu2＋>H＋。③電解水溶液時(shí)，K＋～Al3＋不可能在陰極放電。一般情況下，離子按上述順序放電，但如果離子濃度相差十分懸殊，離子濃度大的也可以先放電。如理論上H＋的放電能力大于Fe2＋、Zn2＋，但在電解濃度大的硫酸亞鐵或硫酸鋅溶液中，由于溶液中c(Fe2＋)或c(Zn2＋)?c(H＋)，則先在陰極上放電的是Fe2＋或Zn2＋，因此陰極上的主要產(chǎn)物為Fe或Zn；但在水溶液中，Al3＋、Mg2＋、Na＋等是不會(huì)在陰極上放電的。方法指導(dǎo)5.分析電解過程的思維程序6.惰性電極電解電解質(zhì)溶液的四種類型(1)電解水型電解質(zhì)類型電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度溶液pH電解質(zhì)溶液復(fù)原含氧酸，如H2SO4陰極：___________________陽極：__________________________總反應(yīng)式：_____________________________________可溶性強(qiáng)堿，如NaOH_____活潑金屬含氧酸鹽，如KNO3_____4H＋＋4e－===2H2↑4OH－－4e－===O2↑＋2H2O2H2↑＋O2↑增大減小增大不變加水2H2O(2)電解電解質(zhì)型電解質(zhì)類型電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度溶液pH電解質(zhì)溶液復(fù)原無氧酸，如HCl陰極：_________________陽極：_________________總反應(yīng)式：____________________減小_____________

_____________不活潑金屬無氧酸鹽，如CuCl2陰極：_________________陽極：_________________總反應(yīng)式：____________________2H＋＋2e－===H2↑2Cl－－2e－===Cl2↑Cu2＋＋2e－===Cu2Cl－－2e－===Cl2↑增大通入HCl加CuCl2固體(3)放H2生堿型電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)濃度溶液pH溶液復(fù)原活潑金屬的無氧酸鹽(如NaCl、KCl)陽極：__________________陰極：__________________總反應(yīng)式：_________________________________生成新電解質(zhì)_____通入__________2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑＋H2↑＋2OH－增大HCl氣體(4)放O2生酸型電解質(zhì)(水溶液)電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)濃度溶液pH溶液復(fù)原不活潑金屬的含氧酸鹽[如CuSO4、Cu(NO3)2]陽極：__________________________陰極：___________________總反應(yīng)式：_________________________________生成新電解質(zhì)______加

或_______4OH－－4e－===2H2O＋O2↑2Cu2＋＋4e－===2Cu2Cu＋O2↑＋4H＋CuOCuCO3減小惰性電極電解電解質(zhì)溶液的產(chǎn)物判斷(圖示)規(guī)律小結(jié)7.電解后電解質(zhì)溶液的復(fù)原需加適量的某物質(zhì)，該物質(zhì)可以是陰極與陽極產(chǎn)物的化合物。例如惰性電極電解CuSO4溶液，要恢復(fù)原溶液的濃度，可向電解后的溶液中加入CuO，也可以加入CuCO3，但不能加入Cu(OH)2，因?yàn)镃u(OH)2與生成的H2SO4反應(yīng)后使水量增加。使電解后的溶液恢復(fù)原狀的方法：先讓析出的產(chǎn)物(氣體或沉淀)恰好完全反應(yīng)，再將其化合物投入電解后的溶液中即可。如：①NaCl溶液：通

氣體(不能加鹽酸)；②AgNO3溶液：加

固體(不能加

)；③CuCl2溶液：加

固體；④KNO3溶液：加

；⑤CuSO4溶液：加

或

[不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3]。HClAg2OAgOHCuCl2H2OCuOCuCO38.電極反應(yīng)式的書寫步驟[特別提醒]①書寫電解池的電極反應(yīng)式時(shí)，可以用實(shí)際放電的離子表示，但書寫電解池的總反應(yīng)時(shí)，弱電解質(zhì)要寫成分子式。如用惰性電極電解食鹽水時(shí)，陰極反應(yīng)式為2H++2e-====H2↑(或2H2O+2e-====H2↑+2OH-)；總反應(yīng)離子方程式為2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑。②電解水溶液時(shí)，應(yīng)注意放電順序，位于H+、OH-之后的離子一般不參與放電。③Fe3+在陰極上放電時(shí)生成Fe2+而不是得到單質(zhì)Fe。

電解====1.電解CuCl2溶液，陰極逸出的氣體能夠使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)色(

)2.電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程就是電解質(zhì)溶液被電解的過程(

)3.電解鹽酸、硫酸溶液等，H＋放電，溶液的pH逐漸增大(

)4.用Cu作電極電解鹽酸可發(fā)生Cu＋2H＋

Cu2＋＋H2↑(

)5.某些不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過電解可以實(shí)現(xiàn)(

)6.電解過程中電子流動(dòng)方向?yàn)樨?fù)極→陰極→電解質(zhì)溶液→陽極→正極(

)×√×√√×正誤判斷1.根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表，Cu和稀H2SO4不反應(yīng)，怎樣根據(jù)電化學(xué)的原理實(shí)現(xiàn)Cu和稀H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生H2?答案：Cu作陽極，C作陰極，稀H2SO4作電解質(zhì)溶液，通入直流電就可以實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)。電解反應(yīng)式為陽極：Cu－2e－===Cu2＋，陰極：2H＋＋2e－===H2↑。總反應(yīng)式：Cu＋2H＋

Cu2＋＋H2↑。牛刀小試2.若用惰性電極電解CuSO4溶液一段時(shí)間后，需加入98gCu(OH)2固體，才能使電解質(zhì)溶液復(fù)原，則這段時(shí)間，整個(gè)電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為________。4NA解析：方法一：98gCu(OH)2的物質(zhì)的量為1mol，相當(dāng)于電解了1mol的CuSO4后，又電解了1mol的水，所以轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA＋2NA＝4NA。方法二：可以認(rèn)為整個(gè)電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)與Cu(OH)2的O2－失電子數(shù)相等，共4NA。對點(diǎn)訓(xùn)練2.以石墨為電極，電解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列說法錯(cuò)誤的是A.陰極附近溶液呈紅色 B.陰極逸出氣體C.陽極附近溶液呈藍(lán)色 D.溶液的pH變小√解析：以石墨為電極，電解KI溶液，發(fā)生的反應(yīng)為2KI＋2H2O2KOH＋H2↑＋I(xiàn)2(類似于電解飽和食鹽水)，陰極產(chǎn)物是H2和KOH，陽極產(chǎn)物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以陽極附近的溶液會(huì)變藍(lán)(淀粉遇碘變藍(lán))，陰極附近的溶液會(huì)變紅(溶液呈堿性)，A、B、C正確；由于電解產(chǎn)物有KOH生成，所以溶液的pH逐漸增大，D錯(cuò)誤。3.用石墨作電極，電解稀Na2SO4溶液的裝置如圖所示，通電后在石墨電極A和B附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列有關(guān)敘述正確的是A.逸出氣體的體積：A電極＜B電極B.一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體C.A電極附近呈紅色，B電極附近呈藍(lán)色D.電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到同一燒杯中，充分?jǐn)嚢韬笕芤撼?/p>

中性√解析：

、OH－移向B電極，在B電極OH－放電，產(chǎn)生O2，B電極附近c(diǎn)(H＋)＞c(OH－)，石蕊溶液變紅，Na＋、H＋移向A電極，在A電極H＋放電產(chǎn)生H2，A電極附近c(diǎn)(OH－)＞c(H＋)，石蕊溶液變藍(lán)，C項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確；A電極產(chǎn)生的氣體體積大于B電極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；兩種氣體均為無色無味的氣體，B項(xiàng)錯(cuò)誤。4．用石墨電極完成下列電解實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)二裝置現(xiàn)象a、d處試紙變藍(lán)；b處變紅，局部褪色；c處無明顯變化兩個(gè)石墨電極附近有氣泡產(chǎn)生；n處有氣泡產(chǎn)生……√陰CO2＋6H＋＋6e－===CH3OH＋H2O

A

從左向右(4)將二氧化碳轉(zhuǎn)化為乙烯的裝置如圖所示，使用的電極材料均為惰性電極。則a為電源的______極，陰極反應(yīng)式為____________________________________；陽極反應(yīng)式__________________________。正

2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O

2H2O－4e－===O2↑＋4H＋

1．書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式的規(guī)律必須正確書寫原電池和電解池的電極反應(yīng)式和總的反應(yīng)式。高考主要從下面三個(gè)方面進(jìn)行考查。(1)根據(jù)給出兩個(gè)電極反應(yīng)式，寫總反應(yīng)式。已知兩個(gè)電極反應(yīng)式，寫總反應(yīng)式并不難，只要使兩個(gè)電極反應(yīng)式得失電子數(shù)相等后，將兩式相加，消去相同的化學(xué)式即可。(2)給出總反應(yīng)式，寫出電極反應(yīng)式。書寫電極反應(yīng)式的步驟一般分為四步：①列物質(zhì)、標(biāo)得失；②選離子、配電荷；③配個(gè)數(shù)、巧用水；④兩式加、驗(yàn)總式。(3)根據(jù)信息給予知識，寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。規(guī)律小結(jié)2．做到“三看”，正確書寫電極反應(yīng)式(1)一看電極材料，若是金屬(Au、Pt除外)作陽極，金屬一定放電(注：Fe生成Fe2＋)。(2)二看介質(zhì)，介質(zhì)是否參與電極反應(yīng)。(3)三看電解質(zhì)狀態(tài)，若是熔融狀態(tài)，就是金屬的冶煉。3．規(guī)避“三個(gè)”失分點(diǎn)(1)書寫電解池中電極反應(yīng)式時(shí)，一般以實(shí)際放電的離子表示，但書寫總電解反應(yīng)方程式時(shí)，弱電解質(zhì)要寫成分子式。(2)要確保兩極電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相同，且應(yīng)注明條件“電解”。(3)電解水溶液時(shí)，應(yīng)注意放電順序中H＋、OH－之后的離子一般不參與放電。7.整合有效信息書寫電極反應(yīng)(1)硫化氫的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護(hù)的重要研究課題。由硫化氫獲得硫單質(zhì)有多種方法。將用燒堿吸收H2S后所得的溶液加入如圖所示的電解池的陽極區(qū)進(jìn)行電解。電解過程中陽極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng)：①寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式：__________________________。2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－解析：電解時(shí)，陰極區(qū)溶液中的陽離子放電，即水溶液中的H＋放電生成H2。②電解后陽極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì)，其離子方程式可寫成______________________________。：(2)電解NO制備NH4NO3，其工作原理如圖所示，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，需補(bǔ)充物質(zhì)A，A是______，說明理由：_______________________________________________________________________________。NH3根據(jù)總反應(yīng)：8NO＋7H2O：做到“三看”，正確書寫電極反應(yīng)式(1)一看電極材料，若是金屬(Au、Pt除外)作陽極，金屬一定被電解(注：Fe生成Fe2＋而不是生成Fe3＋)。(2)二看介質(zhì)，介質(zhì)是否參與電極反應(yīng)。(3)三看電解質(zhì)狀態(tài)，若是熔融狀態(tài)，就是金屬的電冶煉。方法指導(dǎo)C.電解結(jié)束時(shí)，左側(cè)溶液質(zhì)量增重8gD.鉛蓄電池工作時(shí)，正極電極反應(yīng)式為：題組三電子守恒在電化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用8.以鉛蓄電池為電源，石墨為電極電解CuSO4溶液，裝置如下圖。若一段時(shí)間后Y電極上有6.4g紅色物質(zhì)析出，停止電解。下列說法正確的是A.a為鉛蓄電池的負(fù)極√解析：Y極有Cu析出，發(fā)生還原反應(yīng)，Y極為陰極，故b為負(fù)極，a為正極，A錯(cuò)誤；電解過程中陰離子向陽極移動(dòng)，B錯(cuò)誤；陰極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu，陽極反應(yīng)式為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，當(dāng)有6.4gCu析出時(shí)，轉(zhuǎn)移0.2mole－，左側(cè)生成1.6gO2，同時(shí)有9.500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c()＝0.6mol·L－1，用石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間后，兩極均收集到2.24L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，假定電解后溶液體積仍為500mL，下列說法正確的是A.原混合溶液中c(K＋)為0.2mol·L－1B.上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.2mol電子C.電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.05molD.電解后溶液中c(H＋)為0.2mol·L－1√1．計(jì)算類型有關(guān)原電池和電解池的計(jì)算包括兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算、溶液pH的計(jì)算、相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算、產(chǎn)物的量與電量關(guān)系的計(jì)算等。2．三種方法(1)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。電化學(xué)計(jì)算的三種常見方法

智能提升(2)根據(jù)電子守恒計(jì)算①用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。②用于混合溶液中電解的分階段計(jì)算。(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算根據(jù)得失電子守恒定律建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計(jì)算所需的關(guān)系式。如以通過4mole－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：(式中M為金屬，n為其離子的化合價(jià)數(shù)值)該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)值，熟記電極反應(yīng)式，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學(xué)計(jì)算問題。提示：在電化學(xué)計(jì)算中，還常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C來計(jì)算電路中通過的電量。題組四根據(jù)總反應(yīng)式建立等量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算10．將兩個(gè)鉑電極插入500mLCuSO4溶液中進(jìn)行電解，通電一定時(shí)間后，某一電極增重0.064g(設(shè)電解時(shí)該電極無氫氣逸出，且不考慮水解和溶液體積變化)，此時(shí)溶液中氫離子濃度約為(

)A．4×10－3mol/L

B．2×10－3mol/LC．1×10－3mol/L

D．1×10－7mol/L對點(diǎn)訓(xùn)練√11．兩個(gè)惰性電極插入500mLAgNO3溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的pH從6.0變?yōu)?.0時(shí)(設(shè)電解過程中陰極沒有H2放出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略不計(jì))，電極上析出銀的質(zhì)量最大為(

)A．27mg

B．54mgC．106mg

D．216mg√題組五根據(jù)電子守恒突破電解分階段計(jì)算12．把物質(zhì)的量均為0.1mol的CuCl2和