山东省菏泽市郓城第一中学2021高三上学期一轮复习化学学案：电解池原理及应用

学案23 电解池原理及应用
1了解电解池的工作原理。

2能写出电极反应和电池反应方程式。

考点一电解原理
1．电解：使________通过电解质溶液或熔融的电解质而在__________引起
____________________的过程。

提醒：注意电解与电离两概念的联系与区别
1．RJ 选修4·联系：电解是在电解质电离的基础上完成的。

区别：电解需外加电源，是化学过程，电离一般在水溶液或熔融状态下完成，为物理过程。

2．电解池也叫电解槽
（1）定义：把____能转化为________能的装置。

2构成条件
3电极名称及电极反应式如石墨做电极，电解液为CuCl2溶液
4电子和离子移动方向
提醒：正确理解电子不下水电解质溶液。

3．总结电解过程思维程序
ol O2，有44 g CO2被还原D．a电极的反应为：3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O
3．2021·四川理综，4用右图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，
控制溶液
ol金属Ti，理论上外电路通过2 mol 电子
B．阳极的电极反应式为C＋2O2－－4e－===CO2↑
C．在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少
D．若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“＋”接线柱应连接
L，转移电子的物质的量为
mol；若剩余溶液体积为2021mL ，则该溶液的ol电子时铁电极的质量减少 g。

请回答下列问题：
1A是铅蓄电池的极，铅蓄电池正极反应式为，放电过程中电解液的密度填“减小”、“增大”或“不变”。

2Ag电极的电极反应式是，
该电极的电极产物共 g。

3Cu电极的电极反应式是，
CuSO4溶液的浓度填“减小”、“增大”或“不变”。

4如图表示电解进行过程中某个量纵坐标随时间的变化曲线，则表示。

a．各U形管中产生的气体的体积
b．各U 形管中阳极质量的减少量
c．各U形管中阴极质量的增加量
15．如图所示，某同学设计一个甲醚CH3OCH3燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，乙装置中X为阳离子交换膜。

根据要求回答下列相关问题：
1通入氧气的电极为填“正极”或“负极”，写出负极的电极反应：。

2铁电极为填“阳极”或“阴极”，石墨电极的电极反应为。

3反应一段时间后，乙装置中生成的氢氧化钠主要在填“铁极”或“石墨极”区。

4如果粗铜中含有锌、银等杂质，则丙装置中阳极上的电极反应为，反应一段时间，硫酸铜溶液的浓度将填“增大”、“减小”或“不变”。

5若在标准状况下有 L氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体在标准状况下的体积为；丙装置中阴极析出铜的质量为。

学案22 电解参考答案
考点一电解原理
在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。

1构成条件
①有与电源相连的两个电极。

②电解质溶液或熔融盐。

③形成闭合回路。

①电子：从电源负极流向电解池的阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。

②离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。

电子和离子移动方向图示
3．总结电解过程思维程序
1首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。

2再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组。

提醒：不要忘记水溶液中的H＋和OH－，不要把H＋、OH－误加到熔融电解质中。

3然后排出阴、阳两极的放电顺序
阴极：阳离子放电顺序Ag ＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋酸>Fe2＋>Zn2＋>H＋水>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。

阳极：活泼电极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。

提醒：①“活泼电极”一般指ol O2，有错误! mol CO2被还原，其质量为错误! g，错误；D项，a电极为阴极，发生还原反应，电极反应式为：3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，错误。

答案 B
3解析Cl－在阳极发生氧化反应生成ClO－，水电离出的H＋在阴极发生还原反应生成H2，又由于电解质溶液呈碱性，故A、B、C项正确；D项，溶液呈碱性，离子方程式中不能出现H＋，正确的离子方程式为2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，错误。

答案 D
4解析1阳极发生氧化反应，由MnSO4制得MnO2，锰元素化合价升高，MnSO4在阳极反应，根据原子守恒，反应物中有H2O参加，再根据电荷守恒，生成物中还有H＋，配平电极反应式。

2①在阴极电解质溶液是NaOH溶液，同时图示显示产生了H2，因此阴极发生的电极反应为2H2O ＋2e－===H2↑＋2OH－。

②加入H2SO4后，H＋与S错误!反应生成S和H2S。

3B极区生成H2，同时会生成LiOH ，则B极区电解液为LiOH 溶液；电极A为阳极，在阳极区LiCl 溶液中Cl－放电，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑；在电解过程中Li＋阳离子向B电极阴极区迁移。

答案1Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋
2①2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－②S错误!＋2H＋===n－1S↓＋H2S↑
3LiOH 2Cl－－2e－===Cl2↑ B
5解析1电解饱和食盐水时，溶液中的阳离子H＋在阴极得到电子变为H2逸出，使附近的水溶液显碱性，溶液中的阴离子Cl－在阳极失去电子，发生氧化反应，产生Cl2。

反应的离子方程式是2Cl－＋2H2O错误!错误!错误!ol e－，c极发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，生成1 mol Cl2，质量为71 g，C项错误；a极为阳极，溶液中的OH－放电，正确。

答案 D
11解析A选项，由TiO2制得1 mol金属Ti，Ti由＋4价变到0价，理论上外电路通过4 mol 电子，A错误；B选项，阳极反应式为C＋2O2－－4e－===CO2↑，B正确；C选项，制备钛时，发生反应：2CaO＋C错误!错误!L÷ mol·L－1＝ mol c OH－＝错误!＝错误!＝错误!＝ mol·L－1，所以pH＝12。

答案1负Fe－2e－===Fe2＋2B
3阴2Cl－＋2H2O错误!2OH－＋H2↑＋Cl2↑
4B 5乙12
14解析根据在电解过程中铁电极质量的减少可判断A是电源的负极，B是电源的正极，电解时Ag作阴极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，Fe作阳极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，左侧U形管中总反应式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。

右侧U形管相当于电镀装置，Zn电极作阴极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，Cu电极作阳极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，电镀过程中CuSO4溶液的浓度保持不变，根据上述分析可得答案。

答案1负PbO2＋4H＋＋SO错误!＋2e－===PbSO4＋2H2O 减小
22H＋＋2e－===H2↑
3Cu－2e－===Cu2＋不变4b
15解析1燃料电池是将化学能转化为电能的装置，属于原电池，通入燃料的电极是负极，通入氧气的电极是正极，所以该燃料电池中通入氧气的电极是正极，负极上甲醚失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应为CH3OCH3－12e－＋16OH－===2CO错误!＋11H2O。

2乙池属于电解池，铁电极连接原电池的负极，所以铁电极是阴极，则石墨电极是阳极，阳极
上氯离子失电子生成氯气，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑。

3乙池中阴极是铁，阳极是石墨，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电，导致阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子浓度使溶液呈碱性，所以乙装置中生成的氢氧化钠主要在铁极区。

4如果粗铜中含有锌、银等杂质，则阳极上铜、锌失电子进入溶液，阳极反应为Zn－2e－===Zn2＋、Cu－2e－===Cu2＋，根据得失电子数相等知，阳极上溶解的铜少于阴极上析出的铜，所以丙装置中反应一段时间后，硫酸铜溶液的浓度将减小。

5根据串联电池中转移电子数相等得氧气、氢气和铜的关系式为O2～2H2～2Cu，设生成氢气的体积为，生成铜的质量是y，则
O2～2H2～2Cu
L L 128 g
L y
解得＝ L，y＝ g。

答案1正极CH3OCH3－12e－＋16OH－===2CO错误!＋11H2O 2阴极2Cl－－2e－===Cl2↑3铁极4Zn－2e－===Zn2＋、Cu－2e－===Cu2＋减小5 L g。