高中化学高考复 习——电解的原理

专题四电解的原理
考纲分析：
1、掌握电解的原理
2、掌握离子的放电顺序
知识点：
一、电解的原理
实验现象：
1、
现象分析：
2、电解池的两个极的确定
3、活动电电极和惰性电极
4、电解池内部离子定向移动的方向
5、电解池两个极发生的反应
6、电解的概念
7、电解池
8、离子放电顺序
电解类型物质类型电解反应
电解实
质
电解质
溶液中
浓度变
化
溶液pH
变化
电解质
溶液复
原来
电解溶剂型强碱（NaOH）
含氧酸（H2SO4）
活泼金属的含氧酸盐（Na2SO4）
电解溶质型无氧酸（HCl）
不活泼金属的无氧酸盐（CuCl2）
溶质溶剂同时被电解活泼金属的无氧酸盐（NaCl）
不活泼金属的含氧酸盐（CuSO4）
不活泼金属的含氧酸盐（AgNO3）
10、电镀：目的使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。

待镀金属作极，镀层金属作极，含镀层金属离子的盐溶液作电镀液。

如：电镀铜，阳极反应，阴极反应，
电镀液，电解前后电解质的浓度。

11、精练铜：作阳极，作阴极，电解质为。

粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质，阳极泥中会有。

电解质的浓度有无变化？
12、氯碱工业：
①.电极材料：阳极，阴极。

②电极反应及总反应：。

阳极，
阴极，
阴极周围PH 。

③设备：立式隔膜电解槽
④粗盐水的精制：粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-
等杂质，为了有效的除去Ca2+、Mg2+和SO42-，可加入的试剂依次是。

13、冶炼Na 、Mg 、Al 等较活泼的金属： 反应原理分别是 ； ； 。

14：电解总结：
阳极：发生氧化反应 还原性强的先反应 还原性顺序为： 活性电极＞S2—＞I —＞Br —＞Cl —＞OH －＞含氧酸根离子＞F — 阴极：发生还原反应 氧化性强的先反应
Ag+＞Fe3+＞Cu2+＞H+（酸）＞Fe2+＞Zn2+＞H+（水）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+＞活性电极 注意：（1）阳极若是活性电极，则是活性电极失去电子被氧化，若为惰性电极则考虑阴离子放电
（2）阴极任何时候都是阳离子放电
典型例题： 例1：（2004，上海）右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c 、d 为石墨电极。

则下列有关的判断正确的是（ ） A ．a 为负极、b 为正极 B ．a 为阳极、b 为阴极 C ．电解过程中、d 电极质量增加 D ．电解过程中，氯离子浓度不变
例2：写出右图的电极反应：阴极： 总方程式： 。

电子的流向： 实现的能量转化是： 随着电解的进行溶液的pH 将会： （填升高，减低或不变） 若让电解后的溶液恢复到原来的浓度，应该加的物质是： 。

若电解前NaCl 溶液的体积是500ml ，电解的结果，阳极得到标准状况下11.2ml 的气体，则电解后溶液的pH 为： （溶液体积变化不计）。

请分析氢氧化钠在哪个极上产生的，原因是：
例3：金属镍有广泛的用途。

粗镍中含有少量Fe 、Zn 、Cu 、Pt 等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，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
例4：铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。

请回答：
NaCl C
C
（1）工业冶炼铝的化学方程式是。

（2）铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是。

（3）工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根
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液体出口（填写“A”或“B”）导出。

例5：（09全国卷一）下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00％的NaOH 溶液、足量的CuSO4溶液和l00 g 10.00％的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。

(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47％，乙中c电极质量增加。

据此回答问题：
①电源的N端为极；
②电极b上发生的电极反应为；
③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：；
④电极c的质量变化是g；
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：
甲溶液；
乙溶液；
丙溶液；(2)如果电解过程中铜全部析出．此时电解能否继续进行，为什么?。

强化训练：
1、pH＝a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH>a，则该电解质可能是（）
A、NaoH
B、H2SO4
C、AgNO3
D、Na2SO4
2、X、Y、Z、M代表四种金属元素。

金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解，Z极上有氢气放出；若电解Y2+和Z2+共存的溶液时，Y先析出；又知M2+的氧化性强于Y2+。

则这
四种金属的活动性由强到弱的顺序为( )
A. X＞Z＞Y＞M
B. X＞Y＞Z＞M
C. M＞Z＞X＞Y
D. X＞Z＞M＞Y
3、用惰性电极电解下列溶液一段时间，再加入一定量的一种纯净物质（方括号内）后，假定产生的气体全部逸出，能使电解后的溶液与原来溶液的成分、浓度都相同的是( )
A．CuCl2[CuCl2] B．NaOH[NaOH] C．NaCl[HCl] D．CuSO4[Cu(OH)2]
4、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p H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
5、可以将反应Zn+Br2=ZnBr2设计成蓄电池，下列4个反应①Br2+2e=2Br-②2Br—2e=Br2③Zn-2e=Zn2+
④Zn2++2e=Zn其中表示充电时的阳极反应和放电时的负极反应的是( )
A ②和③
B ②和①
C ③和①
D ④和①
6、在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下设计方案正确的是( )
A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子B．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子
C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子D．锌用阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子
7、下列关于铜电极的叙述正确的是( )
A．铜锌原电池中铜是正极B．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
8、将质量分数为0．052(5．2%)的NaOH溶液1 L(密度为1.06 g·cm－3)用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010(1.0%)时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是( )
9、能够使反应Cu+2H2O Cu（OH2）↓+H2↑发生，且Cu（OH）2能在电极上析出的是（）A．铜片作原电池负极，碳棒作原电池正极，电解质溶液为NaCl溶液
B．用铜片作阴、阳极，电解Na2SO4的水溶液C．用铜片作阴、阳极，电解NaOH的水溶液
D．用铜片作阴、阳极，电解CuSO4的水溶液
11、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，为使氯气被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，
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
12、1LK2SO4、CuSO4的混合液中c(SO42－)=2mol/L，用用石墨作阳极此溶液，通电
一段时间后，两极均收集到（标准状况下）22.4L气体，则原溶液中K+浓度为( )
A．0.5mol/L B．1mol/L C．1.5mol/L D．2mol/L
13、右图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。

通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336mL（标准状态）气体。

回答：
（1）直流电源中，M为极。

（2）Pt电极上生成的物质是，其质量为g。

（3）电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为：2∶∶∶。

（4）AgNO3溶液的浓度（填增大、减小或不变。

下同），AgNO3溶液的pH ，H2SO4溶液的浓度，H2SO4溶液的pH 。

（5）若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H2SO4溶液为g。

14、（09北京崇文）如下图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同（假设通电前后溶液体积不变），A、B为外接直流电源的两极。

将直流电源接通后，F极附近呈红色。

请回答：
（1）B极是电源的，一段时间后，甲中溶液颜色，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明，在电场作用下向Y极移动。

（2）若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为。

（3）现用丙装置给铜件镀银，则H应该是（填“镀层金属”或“镀件”），电镀液是溶液。

当乙中溶液的pH是13时（此时乙溶液体积为500mL），丙中镀件上析出银的质量为，甲中溶液的pH （填“变大”、“变小”或“不变”）。

（4）若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是。

15、由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。

若用下图所法实验装置可制得纯净的Fe(OH)2沉淀。

两极材料分别为石墨和铁。

①a电极材料为_______，其电极反应式为_______________________。

②电解液d可以是_______，则白色沉淀在电极上生成；也可以是_______，则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。

A.纯水
B.NaCl 溶液
C.NaOH溶液
D.CuCl2溶液
③液体c为苯，其作用是________________，在加入苯之前，对d溶液进行加热处理的目的是_________。

④为了在短时间内看到白色沉淀，可以采取的措施是________________________。

A.改用稀硫酸做电解液
B.适当增大电源电压
C.适当缩小两电极间距离
D.适当降低电解液温度
⑤若d改为Na2SO4溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，继续电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为________________________________。

16、（09宁夏卷37）请回答氯碱的如下问题：
（1）氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k（质量比）生成的产品。

理论上k＝_______（要求计算表达式和结果）;
（2）原料粗盐中常含有泥沙和Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－等杂质，必须精制后才能供电解使用。

精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl（盐酸）③BaCl2，这3种试剂添加的合理顺序是______________（填序号）
（3）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30％以上。

在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。

①图中
X、Y分
别是_____、_______（填化学式），分析比较图示中氢氧化钠质量分数a％与b％的大小_________;
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：______; 负极：_____;
③这样设计的主要节（电）能之处在于（写出2处）____________、____________。

17、（09东城）如下图装置，A、B中电极为多孔的惰性电极；C、D为夹在湿的Na2SO4滤纸条上的铂夹，电源a、b两极。

若在A、B中充满KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中。

切断K1，闭合K2、K3通直流电，电解一段时间后A、B中均有气体如图所示。

（1）电源的a 极为 （填正、负极）。

（2）在湿的Na2SO4滤纸条中心滴KMnO4液滴，现象是 。

（3）写出A 中电极反应式 。

（4）若电解一段时间后A 、B 中均有气体包围电极。

此时切断K2、K3，闭合K1电流表 的指针偏转，此时B 极电极反应式为 。

18、（09朝阳）按右图所示装置连接，X 、Y 均为惰性电极。

请回答：
（1）Zn 为 极，其电极反应式为 。

（2）接好装置后，烧杯中的溶液发生反应的离子方程式是 。

（3）上图中通过膈膜的SO42-向 （填“左”“右”或“不”）迁移，Y 极及其附近出现的现象 。

（4）常温下当Zn 极质量减少32.5 g 时，X 极生成气体8.4 L （标准状况），若此时烧杯中溶液的体积为500 mL ， 则此时烧杯中溶液的pH = （不考虑生成的气体溶于水）。

参考答案： 例1：C 例2：答案： 2H++2e —=H2↑ 2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑ 从负极流到电解池的阴极，再从电解池的阳极流回外加电源的正极 电能转化成化学能 升高 HCl 11.3 在阴极2H++2e —=H2↑，破坏水的电离平衡，最终C （OH —）大于C （H —），溶液显碱性。

例3 ：D
例4：答案：（1）2Al2O3
通电
4Al+3O2↑
（2）2Al+2OH —+2H2O=2AlO2—+3H2↑ （3）① 4OH ——4e —=2H2O+O2↑
② H+ 放电，促进水的电离，OH — 浓度增大 ③ B
例5、(1)①正（1分）
②4OH －―4e －＝2H2O ＋O2↑（2分）
③水减少的质量：100 g×（1－%47.10%
00.10）＝4.5 g
生成O2体积：
1-
mol
g
18
g
5.4
×2
1
×22.4 L·mol－1＝2.8 L（3分）
④16 （1分）
⑤碱性增大，因为电解后，水量减少溶液中NaOH浓度增大；（2分）
酸性增大，因为阳极上OH－生成O2，溶液中H＋离子浓度增加；（2分）
酸碱性大小没有变化，因为K2SO4是强酸强碱盐，浓度增加不影响溶液的酸碱性。

(2)能继续进行，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应（2分）
强化训练：
1、A
2、A
3、AC
4、D
5、A
6、A
7、AC
8、B
9、C
10、C 11、A 12、D
13、答案：（1）正；（2）Ag、2.16；（3）2∶∶1；（4）不变、不变、增大、减小；（5）45.18。

14、（1）负极逐渐变浅氢氧化铁胶体粒子带正电荷（3分）（2）1∶2∶2∶2 （1分）
（3）镀件AgNO3 5.4g 变小（6分）
（4）Fe + Cu2+ 电解
Cu + Fe2+
（2分）
15、
答案：.①Fe;Fe-2e=Fe2+ ②C;B
③隔绝空气防止Fe(OH)2被空气氧化；排尽溶液中的氧气，防止生成的Fe(OH)2在溶液中氧化
④B、C ⑤白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
16、（1）k=M(Cl2)/2 M(NaOH)=71/80=1:1.13或0.89
（2）③①②
（3）①Cl2 H2 a％小于b％②O2+4e-+2H2O＝4OH- H2－2e-+2OH-＝2H2O ③燃料电池可以补充电解池消耗的电能；提高产出碱液的浓度；降低能耗（其他合理答案也给分）
17、（1）负极
（2）紫色向D靠近
（3）4OH——4e—=O2+2H2O（2分）
（4）H2—2e—+2OH—=2H2O
18、（1）负；Zn-2e-=Zn2+
（2）2H2O+2Cl－H2↑+Cl2↑+2OH－（不写条件不给分）
（3）左；有气泡产生，溶液呈红色；
（4）14。