2019届一轮复习鲁科版 电解池 学案

第2讲电解池【2019·备考】最新考纲：1.理解电解池的构成、工作原理及应用。

2.能书写电极反应和总反应方程式。

考点一电解原理（频数：★★★难度：★★☆）1.电解定义在电流作用下，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。

2.能量转化形式电能转化为化学能。

3.电解池（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形成闭合电路。

（2）电极名称及电极的反应式（如图）（3）电子和离子的移动方向（惰性电极）4.电解过程（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。

说明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。

说明①“活泼电极”一般指Pt、Au以外的金属。

②最常用的放电顺序：阳极：活泼金属>Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H ＋。

（4）分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。

（5）最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。

在掌握放电顺序的基础上，总结用惰性电极电解电解质的规律，是灵活运用电解原理的基础。

1.电解水型规律：H＋、OH－放电，电解质形成的阳离子要么是H＋，要么是放电顺序排在H ＋之后的活泼性较强的金属对应的阳离子；阴离子要么是OH－，要么是放电顺序排在OH－之后的含氧酸根等。

实例2.电解电解质型规律：电解质形成的阴、阳离子放电，电解质电离形成的阴、阳离子要么是H＋、OH－，要么是放电顺序排在H＋、OH－之前的对应离子。

实例：3.电解电解质和水型规律：放电离子分别是水电离形成的H＋或OH－以及电解质形成的阴离子或阳离子。

实例1放H2生碱型实例2放O2生酸型1.教材基础知识判断（1）电解池的阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应（）（2）直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极（）（3）电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极（）（4）电解NaNO3溶液时，随着电解进行，溶液的pH减小（）答案（1）√（2）×（3）×（4）×2.教材问题探究（1）电解时电子通过电解质溶液吗？（2）电解质溶液导电时，一定会有化学反应发生吗？答案（1）电解质溶液通电电解时，在外电路中有电子通过，而溶液中是依靠离子定向移动，形成了电流。

（2）一定有化学反应发生，因为在电解池的两极发生了氧化还原反应，有电子转移，生成了新物质，所以一定有化学反应发生。

3.（LK选修4·P182改编）1 L 1 mol·L－1的AgNO3溶液在以银为阳极，铁为阴极的电解槽中电解，当阴极增重2.16 g时，下列判断不正确的是（）A.此时溶液呈酸性B.阳极上产生112 mL O2C.转移的电子数是1.204×1022D.反应中有0.02 mol金属被氧化答案 B题组一电解原理的理解及电解规律的应用1.下列装置的线路接通后，经过一段时间，溶液的pH明显减小的是（）解析 A 项，该装置是原电池装置，H ＋放电生成氢气，溶液的pH 增大，A 项错误；B 项，阳极：Cu －2e －＋2OH －===Cu （OH ）2↓，阴极：2H 2O ＋2e －===H 2↑＋2OH －，总反应为：Cu ＋2H 2O=====通电Cu （OH ）2＋H 2↑，pH 增大，B 项错误；电解食盐水，总反应为：2NaCl ＋2H 2O=====通电2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑，生成氢氧化钠使溶液的pH 增大，C 项错误；电解硫酸铜溶液的总反应为：2CuSO 4＋2H 2O=====通电2Cu ＋O 2↑＋2H 2SO 4，溶液的pH 减小，D 项正确。

答案 D2.（2018·宜昌期末）用图甲装置电解一定量的CuSO 4溶液，M 、N 为惰性电极。

电解过程实验数据如图乙所示。

横轴表示电解过程中转移电子的物质的量，纵轴表示电解过程产生气体的总体积。

下列说法不正确的是（ ）A.A 点所得溶液只需加入一定量的CuO 固体就可恢复到起始状态B.电解过程中N 电极表面先有红色物质生成，后有气泡产生C.Q 点时M 、N 两电极上产生的总气体在相同条件下体积相同D.若M 电极材料换成Cu ，则电解过程中CuSO 4溶液的浓度不变解析 惰性材料作电极，在阳极上H 2O 先放电，即阳极的电极反应式为2H 2O －4e －===O 2↑＋4H ＋，在阴极，Cu 2＋先放电，即阴极的电极反应式为Cu 2＋＋2e －===Cu ，P 点后，气体体积突然增大，说明P 点Cu 2＋消耗完全，P 点后，阴极的电极反应式是2H ＋＋2e －===H 2↑，即A 点是电解完CuSO 4后，又电解了一部分水，应加入CuO 和H 2O 或Cu （OH ）2，才能恢复到原来的状态，故A 说法错误；N 极接电源的负极，N 极作阴极，根据选项A 的分析，先有红色铜析出，然后出现气体，故B 说法正确；Q 点的气体来自两个阶段，第一阶段：阳极电极反应式为2H 2O －4e －===4H ＋＋O 2↑，阴极电极反应式为Cu 2＋＋2e －===Cu ，第二阶段：阳极电极反应式为2H 2O －4e －===4H ＋＋O 2↑，阴极反应式为2H ＋＋2e －===H 2↑，P 点产生的气体为氧气，其体积为b L ，从P 点到Q 点，第二阶段，阴极产生的气体体积为2b L ，阳极产生的气体体积为b L ，阳极气体总体积为（b ＋b ）L ＝2b L ，故C 说法正确；若M 电极换成Cu ，阳极上发生反应Cu －2e －===Cu 2＋，阴极反应式为Cu 2＋＋2e －===Cu ，因此电解过程中CuSO 4溶液的浓度不变，故D 说法正确。

答案 A题组二 电解装置分析及电极方程式书写3.纳米级Cu 2O 由于具有优良的催化性能而受到关注。

采用离子交换膜控制电解液中OH －的浓度制备纳米级Cu 2O 的装置如图所示，发生的反应为：2Cu ＋H 2O=====通电Cu 2O ＋H 2↑。

下列说法正确的是（ ）A.钛电极发生氧化反应B.阳极附近溶液的pH 逐渐增大C.离子交换膜应采用阳离子交换膜D.阳极反应式是：2Cu ＋2OH －－2e －===Cu 2O ＋H 2O解析 钛电极为阴极，发生还原反应，A 项错误；铜作阳极，阳极上铜发生失电子的氧化反应，电极反应式为2Cu ＋2OH －－2e －===Cu 2O ＋H 2O ，OH －由阴极区迁移到阳极区参与反应，离子交换膜应为阴离子交换膜，C 项错误，D 项正确；由阴极区迁移过来的OH－在阳极全部参与反应，消耗OH－，pH值减小，B项错误。

答案 D4.铅蓄电池在日常生活中应用广泛。

回答下列问题：（1）铅蓄电池放电时的工作原理为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，现用如图装置进行电解（电解液足量），测得当铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。

请回答下列问题：①A是铅蓄电池的极。

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”）。

（2）铅蓄电池的PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为________________________________________________________；PbO2也可以石墨为电极，Pb（NO3）2和Cu（NO3）2的混合溶液为电解液制取。

阳极发生的电极反应式为___________________________________________________________________________________________，阴极上观察到的现象是_____________________________________；若电解液中不加入Cu（NO3）2，阴极发生的电极反应式为________________________________________________________，这样做的主要缺点是________________________________。

（3）将Na2S溶液加入如图所示的电解池的阳极区，用铅蓄电池进行电解，电解过程中阳极区发生如下反应：S2－－2e－===S，（n－1）S＋S2－===S2－n。

电解时阴极的电极反应式：____________________________________。

电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成________________________________________________________。

解析（1）①因电解过程中铁电极质量减少，判断A是电源负极，B是电源正极。

②电解时Ag极作阴极，发生2H＋＋2e－===H2↑，转移0.4 mol电子时，析出氢气0.4 g。

③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，铜电极作阳极，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，电镀过程中CuSO4溶液的浓度保持不变。

（2）根据电子得失守恒可得PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－。

用电解法制PbO2，Pb 价态升高，PbO2应为阳极产物，即Pb2＋＋2H2O－2e－===PbO2↓＋4H＋；阴极Cu2＋放电，在石墨极上析出铜；若不加Cu（NO3）2，则阴极为Pb2＋放电，损失Pb2＋，不能有效利用Pb2＋。

（3）阴极只有H＋得电子生成H2；反应物为S2－n、H＋，产物有S，所以S2－n中S 的化合价既升高也降低，有H2S生成，配平即可。

答案（1）①负②2H＋＋2e－===H2↑0.4③Cu－2e－===Cu2＋不变（2）PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－Pb2＋＋2H2O－2e－===PbO2↓＋4H＋石墨上析出铜Pb 2＋＋2e －===Pb ↓ 不能有效利用Pb 2＋ （3）2H ＋＋2e －===H 2↑S 2－n ＋2H ＋===（n －1）S ↓＋H 2S ↑易错警示规避“四个”失分点（1）书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。