高考化学热点：电解原理及电极反应式的书写

电解原理及电极反应式的书写

【热点思维】

【热点释疑】

1．如何判断阴阳极?

判断原电池和电解池的电极是解题的关键，为了方便记忆，我们可采取口诀或谐音的方法记忆。

原电池，正负极；电解池，阴阳极；

失去电子负(原电池)阳(电解池)极；

发生氧化定无疑。

还可以用谐音帮助记忆：

阴得(阴德)阳失；阳氧(阳)阴还。

2．怎样判断电解产物?

(1)阳极产物的判断：

首先看电极，如果是活性电极(金属活动性顺序中Ag以前的金属，包括Ag)作阳极，则电极材料本身失电子，电极溶解。如果是惰性电极，则看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子的放电顺序为S2->I->Br->Cl->OH-，其氧化产物依次对应为单质S、I2、Br2、Cl2和O2。

(2)阴极产物的判断：

直接根据阳离子放电顺序(如下)进行判断：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+，其还原产物依次对应为金属单质或低价态阳离子：Ag、Fe2+、Cu、H2、Pb、Sn、Fe、Zn。

3．如何正确书写电极反应式?

根据溶液环境，结合电解产物的判断，书写出阴阳极的电极反应方程式。

【热点考题】

【典例】【2014年全国Ⅰ卷】(H3PO2)也可以通过电解的方法制备。工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：

①写出阳极的电极反应式

②分析产品室可得到H3PO2的原因

③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2，将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室，其缺点是杂质。该杂质产生的原因是：

【对点高考】【2015山东理综化学】利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。

（1）利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为__________溶液（填化学式），阳极电极反应式为__________ ，电解过程中Li+向_____电极迁移（填“A”或“B”）。

【答案】（1）LiOH；2Cl‾—2e‾=Cl2↑；B

【解析】

试题分析：（1）根据示意图，B极区生产H2，同时生成LiOH，则B极区电解液不能是LiCl溶液，如果是LiCl溶液则无法得到纯净的LiOH，则B极区电解液为LiOH溶液；电极A为阳极，阳极区电解液为LiCl溶液，根据放电顺序，阳极上Cl‾失去电子，则阳极电极反应式为：2Cl‾—2e‾=Cl2↑；根据电流方向，电解过程中Li+向B电极迁移。

【热点巩固】

1．把物质的量均为0.1 mol的AlCl3、CuCl2和H2SO4溶于水配制成100 mL混合溶液，用石墨作电极电解，并收集两电极所产生的气体，一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下的体积相同。则下列描述正确的是()

A．电路中共转移0.9 mol电子

B．阳极得到的气体中有O2，且其物质的量为0.35 mol

C．阴极的质量增加3.2 g

D．铝元素仅以Al(OH)3的形式存在

【答案】A

【解析】

2．关于如图所示各装置的叙述中，正确的是（）

A．装置①是原电池，总反应是：Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋

B．装置①中，铁作负极，电极反应式为：Fe3＋＋e－=Fe2＋

C．装置②通电一段时间后石墨Ⅱ电极附近溶液红褐色加深

D．若用装置③精炼铜，则d极为粗铜，c极为纯铜，电解质溶液为CuSO4溶液【答案】C

【解析】

3．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保

持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn （OH）2＋2Fe（OH）3＋4KOH。下列叙述不正确的是（）

A．放电时锌作负极

B．充电时氢氧化铁被氧化

C．放电时溶液的碱性增强

D．放电时转移3 mol e－，有2 mol FeO42-被还原

【答案】D

【解析】

试题分析：由电池反应知，Zn从0价变为＋2价的Zn（OH）2失去电子，作为原电池的负极，A项正确；充电时，Fe（OH）3中的＋3价的铁被氧化为K2FeO4中的＋6价的铁，B项正确；放电时，生成OH－，对应的溶液碱性增强，C项正确；此反应共转移6 mol e－，对应有2 mol FeO42-被还原，D项错误。

4．空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池（RFC），RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图，有关说法正确的是（）

A．转移0.1mol电子时，a电极产生标准状况下O2 1.12L

B．b电极上发生的电极反应是：2H2O+2e－＝H2↑+2OH－

C．c电极上进行还原反应，B电池中的H+可以通过隔膜进入A池

D．d电极上发生的电极反应是：O2+4H＋+4e－＝2H2O

【答案】C

【解析】

试题分析：A.由装置图可以看出左边的池为电解池，右边的池为原电池。b是阳极，a是阴极，发生还原反应：2H++2e-=H2↑。每转移2mol的电子，a电极产生标准状况下H2 11.2L。现在转移电子0.1mol，所以产生标准状况下H2 0.56L。错误。B．b电极为阳极。电极上发生的电极反应是：4OH－－4e－＝2H2O+ O2↑。错

误。C．c电极上通入的是氧气，得到电子，发生还原反应，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。B电池中的H+可以通过隔膜进入负电荷较多的A池中的正极。正确。D．在右边的原电池中的负极d电极上发生的电极反应是：2H2-4e －＝+4H＋。错误。

5．电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，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。

请回答以下问题：

（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则

①电解池中X极上的电极反应式为，在X极附近观察到的现象是。

②Y电极上的电极反应式为，检验该电极反应产物的方法是。

（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则X电极的材料是，电极反应式是。

（3）此装置若是在某金属上电镀铜，则①X电极的材料是，②Y电极的材料是，电解液a选用溶液

【答案】（1）①2H++2e-=H2。有气泡产生，溶液变红；②2Cl--2e-=Cl2，用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，试纸变蓝色；（2）纯铜，Cu2++2e-=Cu；（3）镀件，纯铜，硫酸铜

【解析】