第三課時(shí)電解池的工作原理[課標(biāo)要求]1．了解電解、電解池的概念，理解電解原理。2．學(xué)會(huì)比較離子的放電順序，能正確書寫電解池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。3．熟悉電解規(guī)律和電解產(chǎn)物的判斷方法。1．電解熔融的氯化鈉電解裝置電解過程分析通電前存在微粒Na＋、Cl－微粒移動(dòng)自由移動(dòng)通電后微粒移動(dòng)Na＋移向陰極Cl－移向陽(yáng)極電極反應(yīng)陰極：2Na＋＋2e－=2Na陽(yáng)極：2Cl－－2e－=Cl2↑電解反應(yīng)2NaCl通電eq\o(==,\s\up7(通電),\s\do6())2Na＋Cl2↑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象陰極：產(chǎn)生銀白色金屬陽(yáng)極：產(chǎn)生黃綠色氣體2．電解CuCl2溶液電解裝置電解過程分析通電前存在微粒Cu2＋、Cl－、H＋、OH－微粒運(yùn)動(dòng)自由移動(dòng)通電后微粒運(yùn)動(dòng)Cu2＋、H＋移向陰極Cl－、OH－移向陽(yáng)極電極反應(yīng)陰極：Cu2＋＋2e－=Cu陽(yáng)極：2Cl－－2e－=Cl2↑電解反應(yīng)CuCl2eq\o(==,\s\up7(通電),\s\do6())Cu＋Cl2↑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象陰極：覆蓋一層紅色固體陽(yáng)極：①有氣泡放出；②聞到刺激性的氣味；③濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙變?yōu)樗{(lán)色3．電解的概念在直流電的作用下，在兩電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程。4．電解池(1)概念：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。(2)構(gòu)成條件①兩個(gè)電極：陽(yáng)極——與電源正極連接；陰極——與電源負(fù)極連接。②電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)。③直流電源。④構(gòu)成閉合回路。(3)工作原理①電極反應(yīng)類型。陽(yáng)極→氧化反應(yīng)；陰極→還原反應(yīng)。②電子流向：電源負(fù)極→陰極；陽(yáng)極→電源正極。③電流方向：電源正極→陽(yáng)極；陰極→電源負(fù)極。④離子流向：陽(yáng)離子→陰極；陰離子→陽(yáng)極。1．陰、陽(yáng)離子在電解過程中的移動(dòng)方向與在原電池中的移動(dòng)方向有什么區(qū)別和聯(lián)系？提示：原電池中，陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極；電解池中，陽(yáng)離子移向陰極，陰離子移向陽(yáng)極。即陽(yáng)離子都是移向發(fā)生還原反應(yīng)的電極，陰離子都是移向發(fā)生氧化反應(yīng)的電極。2．在氯化銅溶液中除了Cu2＋和Cl－之外還有H＋和OH－，這兩種離子為什么沒有得到或失去電子？提示：電解時(shí)，溶液中離子的放電先后順序與離子的氧化性或還原性有關(guān)，氧化性強(qiáng)的陽(yáng)離子先得電子被還原，還原性強(qiáng)的陰離子先失電子被氧化。Cu2＋比H＋更容易得電子，而Cl－比OH－更容易失電子，可從氧化性強(qiáng)弱的角度比較得電子的順序，從還原性強(qiáng)弱的角度比較失電子的順序。1．電解池電極的判斷2．電解池的工作原理接通外界電源后，電子從電源的負(fù)極沿導(dǎo)線流入電解池的陰極，經(jīng)過陰、陽(yáng)離子的定向運(yùn)動(dòng)形成內(nèi)電路，再?gòu)碾娊獬氐年?yáng)極流出，并沿導(dǎo)線流回電源的正極，如圖所示。3．電解產(chǎn)物的判斷(1)先判斷電極類型，惰性電極是指石墨、Au、Pt等電極，除Au、Pt以外的金屬電極是活性電極。(2)陽(yáng)極產(chǎn)物的判斷：首先看電極，如果是活性電極，則電極材料失去電子，被溶解；如果是惰性電極，根據(jù)陰離子的放電順序判斷。陰離子的放電順序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F－。(3)陰極產(chǎn)物的判斷：直接根據(jù)陽(yáng)離子放電順序判斷。陽(yáng)離子放電順序：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋。1.如圖所示是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極。則下列有關(guān)判斷正確的是()A．a(chǎn)為正極、b為負(fù)極B．a(chǎn)為陽(yáng)極、b為陰極C．電解過程中，d電極質(zhì)量增加D．電解過程中，氯離子濃度不變解析：選AC電流從電源的正極流出，因此a為電源正極，b為負(fù)極，則c為陽(yáng)極，d為陰極；電解CuCl2溶液電極反應(yīng)為陽(yáng)極(c電極)2Cl－－2e－=Cl2↑，陰極(d電極)Cu2＋＋2e－=Cu，故A、C兩項(xiàng)正確。2．寫出用惰性電極電解下列溶液的電極反應(yīng)式和電解反應(yīng)式：(1)電解NaCl溶液：陽(yáng)極：___________________________________________________________；陰極：______________________________________________________________；電解反應(yīng)式：_________________________________________________________。(2)電解CuSO4溶液：陽(yáng)極：_______________________________________________________________；陰極_______________________________________________________________；電解反應(yīng)式：__________________________________________________________。答案：(1)2Cl－－2e－=Cl2↑2H＋＋2e－=H2↑2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5())H2↑＋Cl2↑＋2NaOH(2)4OH－－4e－=O2↑＋2H2O2Cu2＋＋4e－=2Cu2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5())2Cu＋O2↑＋2H2SO41．電解方程式的書寫步驟以用石墨作電極電解CuSO4溶液為例。第一步：明確溶液中存在的離子。陽(yáng)離子：Cu2＋、H＋；陰離子：OH－、SOeq\o\al(2－,4)。第二步：判斷陰陽(yáng)兩極附近離子種類及離子放電順序。陰極：Cu2＋>H＋；陽(yáng)極：OH－>SOeq\o\al(2－,4)。第三步：寫出電極反應(yīng)式和總的電解方程式。陰極：2Cu2＋＋4e－=2Cu；陽(yáng)極：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋。根據(jù)得失電子數(shù)相等，兩極反應(yīng)式相加得總方程式：2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5())2Cu＋O2↑＋2H2SO4。2．電解規(guī)律(惰性電極)類型電極反應(yīng)特點(diǎn)實(shí)例電解對(duì)象電解質(zhì)濃度pH電解質(zhì)溶液復(fù)原電解水型陰：4H＋＋4e－=2H2↑陽(yáng)：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑NaOH水增大增大加水H2SO4水增大減小加水Na2SO4 Na2SO4水增大不變加水電解電解質(zhì)型電解質(zhì)電離出的陰、陽(yáng)離子分別在兩極放電HCl電解質(zhì)減小增大通入氯化氫氣體CuCl2電解質(zhì)減小—加入氯化銅固體放H2生堿型陰極：H2O放H2生堿陽(yáng)極：電解質(zhì)陰離子放電NaCl電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)增大通入氯化氫氣體放O2生酸型陰極：電解質(zhì)陽(yáng)離子放電陽(yáng)極：H2O放O2生酸CuSO4電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)減小加入氧化銅1．用惰性電極電解下列溶液，下列說法正確的是()A．電解稀硫酸，實(shí)質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變B．電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH－，故溶液pH減小C．電解硫酸銅溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2D．電解氯化銅溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶1解析：選D電解稀硫酸，實(shí)質(zhì)上是電解水，硫酸的濃度增大，pH減小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電解稀NaOH溶液，也是電解水，NaOH溶液的濃度增大，pH增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電解CuSO4溶液，陰極產(chǎn)物是Cu，陽(yáng)極產(chǎn)物是O2，由于兩電極通過電量相等，故放出Cu與O2的物質(zhì)的量之比為2∶1，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電解CuCl2溶液實(shí)質(zhì)是電解CuCl2，陽(yáng)極產(chǎn)物Cl2，陰極產(chǎn)物Cu，由于兩極通過電量相等，生成Cu和Cl2的物質(zhì)的量之比為1∶1，D項(xiàng)正確。2．從H＋、K＋、Cu2＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)中選取適當(dāng)?shù)碾x子組成符合下列情況的電解質(zhì)，進(jìn)行電解(陽(yáng)離子只能使用一次)。(1)以碳棒為電極進(jìn)行電解，電解質(zhì)的物質(zhì)的量減少，水的物質(zhì)的量保持不變，兩極都有氣體生成，氣體體積相同，則該電解質(zhì)的化學(xué)式為____________，電解的陰極反應(yīng)：______________________________，電解的陽(yáng)極反應(yīng)：________________________________，電解反應(yīng)式是____________________________。(2)以鉑絲為電極進(jìn)行電解，水的物質(zhì)的量減少，電解質(zhì)的物質(zhì)的量保持不變，兩極都有氣體生成，氣體體積比為2∶1，則該電解質(zhì)的化學(xué)式為__________________，陰極反應(yīng)式為____________________，陽(yáng)極反應(yīng)式為______________________________。(3)以惰性電極電解，電解質(zhì)的物質(zhì)的量減少，水的物質(zhì)的量也減少，pH下降，則電解質(zhì)的化學(xué)式為__________，電解反應(yīng)式為____________________________________。解析：(1)以碳棒為電極進(jìn)行電解，電解質(zhì)的物質(zhì)的量減少，水的物質(zhì)的量保持不變，兩極都有氣體生成，氣體體積相同，則該電解質(zhì)的化學(xué)式為HCl，電解的陰極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，電解的陽(yáng)極反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑，電解反應(yīng)式是2HCleq\o(==,\s\up7(通電),\s\do6())H2↑＋Cl2↑。(2)以鉑絲為電極進(jìn)行電解，水的物質(zhì)的量減少，電解質(zhì)的物質(zhì)的量保持不變，兩極都有氣體生成，氣體體積比為2∶1，則該電解質(zhì)為活潑金屬的含氧酸鹽，其化學(xué)式為K2SO4，陰極H＋得到電子，電極反應(yīng)式為4H＋＋4e－=2H2↑，OH－在陽(yáng)極失去電子，電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。(3)以惰性電極電解，電解質(zhì)的物質(zhì)的量減少，水的物質(zhì)的量也減少，pH下降，則電解質(zhì)為不活潑金屬的含氧酸鹽，化學(xué)式為CuSO4，電解反應(yīng)式為2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5())2Cu＋O2↑＋2H2SO4。答案：(1)HCl2H＋＋2e－=H2↑2Cl－－2e－=Cl2↑2HCleq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5())H2↑＋Cl2↑(2)K2SO44H＋＋4e－=2H2↑4OH－－4e－=2H2O＋O2↑(3)CuSO42CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5())2Cu＋O2↑＋2H2SO4[三級(jí)訓(xùn)練·節(jié)節(jié)過關(guān)]1．下列說法錯(cuò)誤的是()A．電解質(zhì)的導(dǎo)電過程是化學(xué)變化，而金屬的導(dǎo)電是物理變化B．電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過程，就是電解質(zhì)被電解的過程C．電解質(zhì)在任何條件下均可以導(dǎo)電D．電解質(zhì)溶液導(dǎo)電過程中一定有新物質(zhì)生成解析：選C電解質(zhì)導(dǎo)電的過程就是被電解的過程，在電解過程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，一定有新物質(zhì)生成，所以是化學(xué)變化；金屬導(dǎo)電是靠自由電子的定向移動(dòng)，無(wú)新物質(zhì)生成，是物理變化，A、B、D項(xiàng)正確；電解質(zhì)導(dǎo)電只有在電離的前提下，其電離產(chǎn)生的自由移動(dòng)的離子定向移動(dòng)能導(dǎo)電，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤。2.某小組設(shè)計(jì)電解飽和食鹽水的裝置如右圖，通電后兩極均有氣泡產(chǎn)生，下列敘述正確的是()A．銅電極附近觀察到黃綠色氣體B．石墨電極附近溶液先變紅C．溶液中的Na＋向石墨電極移動(dòng)D．銅電極上發(fā)生還原反應(yīng)解析：選DA項(xiàng)，電解飽和食鹽水時(shí)，若電極為惰性電極，則兩極分別產(chǎn)生氯氣和氫氣，而現(xiàn)在Cu作電極時(shí)仍產(chǎn)生兩種氣體，說明Cu為陰極，石墨為陽(yáng)極，則石墨電極附近有氯氣產(chǎn)生，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，石墨為陽(yáng)極，Cu為陰極，氫離子放電生成氫氣，則銅電極附近溶液先變紅，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電解池中的陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，所以鈉離子向Cu極移動(dòng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，銅電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，正確。3．用惰性電極電解下列溶液的說法正確的是()A．電解氯化鉀溶液的過程中，溶液的pH增大B．電解硝酸銀溶液的過程中，陰極質(zhì)量不變，陽(yáng)極質(zhì)量增大C．電解硫酸鈉溶液的過程中，兩極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量不相同D．電解氫氧化鈉溶液的過程中，氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度減小解析：選ACA項(xiàng)，電解KCl溶液生成KOH，溶液的pH增大，正確；B項(xiàng)，電解Ag(NO3)2溶液時(shí)，陰極反應(yīng)：Ag＋＋e－=Ag，陽(yáng)極反應(yīng)：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，陰極質(zhì)量增大，陽(yáng)極質(zhì)量不變，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電解硫酸鈉溶液實(shí)際上是電解水，陽(yáng)極產(chǎn)生O2，陰極產(chǎn)生H2，其物質(zhì)的量之比為1∶2，正確；D項(xiàng)，電解氫氧化鈉溶液實(shí)際上是電解水，氫氧化鈉的濃度增大，錯(cuò)誤。4．如圖所示，甲燒杯中盛有100mL0.50mol·L－1AgNO3溶液，乙燒杯中盛有100mL0.25mol·L－1CuCl2溶液，A、B、C、D均為質(zhì)量相同的石墨電極，如果電解一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)A極比C極重1.9g。(1)電源E為________極。(2)A極的電極反應(yīng)式為__________________________，析出物質(zhì)______mol。(3)B極的電極反應(yīng)式為__________________________，析出氣體______mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。(4)D極的電極反應(yīng)式為__________________________，析出氣體______mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。(5)甲燒杯中滴入石蕊溶液，________極附近變紅，如果繼續(xù)電離，在甲燒杯中最終得到________溶液。解析：(1)電解池中，發(fā)現(xiàn)A極比C極重1.9g，則A極是陰極，和電源的負(fù)極相連即E是負(fù)極，F(xiàn)是正極，B是陽(yáng)極，C是陰極，D是陽(yáng)極。(2)A極是陰極，電極反應(yīng)式為Ag＋＋e－=Ag，析出金屬銀，C是陰極，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu，析出金屬銅，A極比C極重1.9g，設(shè)電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為x，則108g·mol－1·x－eq\f(64,2)g·mol－1·x＝1.9g，x＝0.025mol，析出金屬銀的物質(zhì)的量是0.025mol。(3)B是陽(yáng)極，該極上是氫氧根離子失電子，電極反應(yīng)為4OH－－4e－=H2O＋O2↑，電路中轉(zhuǎn)移電子0.025mol，生成氧氣是1/4×0.025mol＝0.00625mol，體積是0.00625mol×22.4L·mol－1＝0.14L＝140mL。(4)D是陽(yáng)極，該極上的電極反應(yīng)是2Cl－－2e－=Cl2↑，電路中轉(zhuǎn)移電子0.025mol，生成氯氣是eq\f(1,2)×0.025mol＝0.0125mol，體積是280mL。(5)電解硝酸銀溶液，在陰極上析出Ag，陽(yáng)極上放出O2，產(chǎn)生硝酸，滴入石蕊溶液，顯紅色。答案：(1)負(fù)(2)Ag＋＋e－=Ag0.025(3)4OH－－4e－=2H2O＋O2↑140(4)2Cl－－2e－=Cl2↑280(5)BHNO3一、單項(xiàng)選擇題1．電解池中，陽(yáng)極的電極材料一定()A．發(fā)生氧化反應(yīng) B．與電源正極相連C．是鉑電極 D．得電子解析：選B陽(yáng)極材料可以是惰性電極，不參加氧化反應(yīng)，可以是活性電極，參加氧化反應(yīng)，它們一定與電源正極相連。2．電解某鹽溶液時(shí)，在陰、陽(yáng)兩極上一定相等的是()A．析出金屬的物質(zhì)的量 B．析出金屬的質(zhì)量C．通過的電子數(shù)目 D．放出氣體的體積解析：選C電解池的陽(yáng)極上一定不會(huì)析出金屬，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；陰、陽(yáng)兩極若同時(shí)放出氣體，放出氣體的體積不一定相等，如用石墨電極電解Na2SO4溶液時(shí)，陰、陽(yáng)兩極放出H2、O2的體積比為2∶1，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．在某電解質(zhì)溶液里，用M和N作電極，通電一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)M極質(zhì)量減小，N極質(zhì)量增大，符合這一情況的是()A．電解質(zhì)溶液是稀硫酸B．金屬M(fèi)是陽(yáng)極，金屬N是陰極C．M和N是石墨電極D．M是陰極，N是陽(yáng)極解析：選BM極質(zhì)量減小，說明M為活性電極材料且作陽(yáng)極，N極質(zhì)量增加，說明電解液中有金屬離子得電子析出，N作陰極。4．用鉑電極電解下列溶液時(shí)，陰極和陽(yáng)極上的主要產(chǎn)物分別為H2和O2的是()A．稀HCl溶液 B．稀Na2SO4溶液C．CuCl2溶液 D．酸性AgNO3溶液解析：選BA項(xiàng)，電解稀HCl溶液，陰極產(chǎn)物為H2，陽(yáng)極產(chǎn)物為Cl2，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，電解Na2SO4溶液，實(shí)際上是電解水，陰極產(chǎn)物為H2，陽(yáng)極產(chǎn)物為O2，正確；C項(xiàng)，電解CuCl2溶液，陰極產(chǎn)物為Cu，陽(yáng)極產(chǎn)物為Cl2，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解酸性AgNO3溶液，陰極產(chǎn)物為Ag，陽(yáng)極產(chǎn)物為O2和HNO3，錯(cuò)誤。5．電解CuSO4和NaCl的混合溶液，開始時(shí)陰極和陽(yáng)極上析出的物質(zhì)分別是()A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2C．H2和O2 D．Cu和O2解析：選B混合液中陽(yáng)離子為Cu2＋、Na＋、H＋，放電能力：Cu2＋>H＋>Na＋；陰離子為Cl－、SOeq\o\al(2－,4)、OH－，放電能力：Cl－>OH－>SOeq\o\al(2－,4)，即陰極Cu2＋放電，產(chǎn)物為Cu，陽(yáng)極Cl－放電，產(chǎn)物為Cl2。6．如圖所示的電解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均為Pt電極。電解過程中，電極b和d上沒有氣體逸出，但質(zhì)量均增大，且增重b<d。符合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的鹽溶液是()選項(xiàng)XYAMgSO4CuSO4BAgNO3Pb(NO3)2CFeSO4Al2(SO4)3DCuSO4AgNO3解析：選D由圖示可知：a、c為陽(yáng)極，b、d為陰極。A項(xiàng)和C項(xiàng)，在電解池Ⅰ中b極發(fā)生反應(yīng)2H＋＋2e－=H2↑，不符合題意；B項(xiàng)，電解池Ⅱ中d極發(fā)生2H＋＋2e－=H2↑，不符合題意；D項(xiàng)，b、d極分別發(fā)生反應(yīng)Cu2＋＋2e－=Cu,2Ag＋＋2e－=2Ag，且m(Cu)<m(Ag)，符合題意。二、不定項(xiàng)選擇題7．用惰性電極電解足量的Cu(NO3)2溶液，下列說法中不正確的是()A．陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=CuB．陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑C．若有6.4g金屬Cu析出，放出的O2為0.1molD．恰好電解完時(shí)，加入一定量的Cu(NO3)2溶液可恢復(fù)到原來(lái)的濃度解析：選CD惰性電極電解足量的Cu(NO3)2溶液，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu，陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，若有6.4g金屬Cu(即0.1mol)析出，轉(zhuǎn)移電子是0.2mol，放出的O2為0.2mol÷4＝0.05mol，恰好電解完時(shí)，應(yīng)加入一定量的CuO溶液可恢復(fù)到原來(lái)的濃度，A、B正確，C、D錯(cuò)誤。8．在pH＝a的某電解質(zhì)溶液中，插入兩支惰性電極通直流電一段時(shí)間后，溶液的pH>a，則該電解質(zhì)可能是()A．NaOH B．H2SO4C．AgNO3 D．Na2SO4解析：選A電解NaOH溶液相當(dāng)于電解水，NaOH溶液濃度增大，使溶液的pH升高，A項(xiàng)正確；電解H2SO4溶液和電解Na2SO4溶液相似，都使溶液濃度增大，所以溶液的pH分別減小、不變，B、D兩項(xiàng)均不正確；電解AgNO3溶液生成HNO3，溶液的pH減小，C項(xiàng)不正確。9．用陽(yáng)極X和陰極Y電解Z的水溶液，電解一段時(shí)間后，再加入W，能使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，則下列符合題意的是()選項(xiàng)XYZWACFeNaClH2OBPtCuCuSO4CuSO4溶液CCCH2SO4H2ODAgFeAgNO3AgNO3晶體解析：選CA項(xiàng)，陽(yáng)極為惰性電極，在陽(yáng)極是Cl－放電，2Cl－－2e－=Cl2↑，在陰極是H＋放電，2H＋＋2e－=H2↑，通入HCl(g)能使溶液恢復(fù)到原狀態(tài)，A項(xiàng)不符合題意；B項(xiàng)，陽(yáng)極為惰性電極，在陽(yáng)極是OH－放電，4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，在陰極是Cu2＋放電，2Cu2＋＋4e－=2Cu，加入CuO(s)能使溶液恢復(fù)到原狀態(tài)，B項(xiàng)不符合題意；C項(xiàng)，兩電極均為惰性電極，在陰極是H＋放電，在陽(yáng)極是OH－放電，其實(shí)質(zhì)是電解水，加適量水可使溶液恢復(fù)到原狀態(tài)，C項(xiàng)符合題意；D項(xiàng)，Ag作陽(yáng)極，為活性電極，電極反應(yīng)為Ag＋e－=Ag＋，陰極反應(yīng)為Ag＋－e－=Ag，AgNO3溶液濃度不變。三、非選擇題10．用如下圖所示的裝置進(jìn)行電解。通電一會(huì)兒，發(fā)現(xiàn)濕潤(rùn)的淀粉KI試紙的C端變?yōu)樗{(lán)色。(1)E為電源的__________極，銅為__________極。(2)A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________，溶液酸性__________。(3)在B中觀察到的現(xiàn)象是_____________________________________________________________________________________________________________________。(4)D端的電極反應(yīng)式為________________________________________________。解析：本題是三個(gè)電解裝置串聯(lián)，首先判斷電源的正、負(fù)極，E為負(fù)極，F(xiàn)為正極；A中是以Pt為陽(yáng)極、Fe為陰極電解AgNO3溶液。B中Cu為陽(yáng)極，Cu溶解發(fā)生反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2＋，石墨為陰極，發(fā)生反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2，由于水電離出的H＋放電，所以溶液中的c(OH－)>c(H＋)，故溶液中有氫氧化銅藍(lán)色沉淀生成。D端為陰極，發(fā)生電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2。答案：(1)負(fù)陽(yáng)(2)4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5())4Ag＋4HNO3＋O2增強(qiáng)(3)銅片溶解，石墨極上有氣體生成，溶液中有藍(lán)色沉淀生成(4)2H＋＋2e－=H2一、單項(xiàng)選擇題1．下列各組中，每種電解質(zhì)溶液電解時(shí)只生成氫氣和氧氣的是()A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2 B．NaOH、CuSO4、H2SO4C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2 D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2解析：選C電解時(shí)只生成氧氣和氫氣，實(shí)際上是電解水，C項(xiàng)符合。2.用石墨電極電解CuCl2溶液(見右圖)。下列分析正確的是()A．a(chǎn)端是直流電源的負(fù)極B．通電使CuCl2發(fā)生電離C．陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng)：Cu2＋＋2e－=CuD．通電一段時(shí)間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體解析：選A通過圖中離子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可判斷連接a的電極為陰極，連接b的電極為陽(yáng)極，故a端為直流電極的負(fù)極，b端為直流電源的正極，A項(xiàng)正確；CuCl2在水溶液中能發(fā)生電離，不需要通電，B項(xiàng)錯(cuò)誤；陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，即2Cl－－2e－=Cl2↑，C項(xiàng)錯(cuò)誤；陰極發(fā)生還原反應(yīng)，析出Cu，在陽(yáng)極附近可觀察到黃綠色氣體，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.利用如圖裝置電解硫酸銅溶液，下列說法正確的是()A．b電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．該裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能C．電解質(zhì)溶液中Cu2＋從b電極向a電極遷移D．若a為銅，則a的電極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋解析：選Db與電源負(fù)極相連，b為陰極，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；該裝置是電解池，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電解池中，陽(yáng)離子(Cu2＋)向陰極(b極)移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；a為陽(yáng)極，若a為Cu，屬于活性電極，則陽(yáng)極反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2＋，D項(xiàng)正確。4．如圖中X、Y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)a極板增重，b極板有無(wú)色無(wú)味氣體放出，符合這一情況的是()選項(xiàng)a極板b極板X電極Z溶液A鋅石墨負(fù)極CuSO4B石墨石墨負(fù)極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負(fù)極CuCl2解析：選Aa極質(zhì)量增加，是金屬在a極析出，a極是陰極。B項(xiàng)，Z溶液為NaOH，無(wú)金屬析出，被排除；又因?yàn)閎極有無(wú)色無(wú)味氣體生成，只能是O2，而D項(xiàng)電解CuCl2溶液，陽(yáng)極析出Cl2，D項(xiàng)被排除；在A、C選項(xiàng)中，根據(jù)電極名稱，X應(yīng)當(dāng)作為電源的負(fù)極。5．根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表，Cu不能發(fā)生Cu＋2H2O=Cu(OH)2↓＋H2↑的反應(yīng)。但選擇恰當(dāng)電極材料和電解液進(jìn)行電解，這個(gè)反應(yīng)就能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。下列四組電極和電解液中，能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)最為恰當(dāng)?shù)氖?)ABCD陽(yáng)極石墨棒CuCuCu陰極石墨棒石墨棒FePt電解液CuSO4溶液Na2SO4溶液H2SO4溶液H2O解析：選B某些不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，可以用電解方法得以實(shí)現(xiàn)，Cu作陽(yáng)極時(shí)，自身失去電子被氧化，Cu－2e－=Cu2＋，陰極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，A項(xiàng)不符合；B項(xiàng)，Na2SO4溶液起增強(qiáng)導(dǎo)電性作用，電解總反應(yīng)為Cu＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5())Cu(OH)2＋H2↑，符合題意；C項(xiàng)，電解液H2SO4會(huì)與生成的Cu(OH)2發(fā)生中和反應(yīng)，實(shí)際上不會(huì)生成Cu(OH)2，不符合；D項(xiàng)，H2O導(dǎo)電能力不強(qiáng)，不符合。二、不定項(xiàng)選擇題6．下列說法正確的是()A．電解NaOH溶液時(shí)，溶液濃度將增大，pH增大B．電解H2SO4溶液時(shí)，溶液濃度將減小，pH減小C．電解Na2SO4溶液時(shí)，溶液濃度將增大，pH不變D．電解NaCl溶液時(shí)，溶液濃度將減小，pH不變解析：選ACA項(xiàng)，電解NaOH溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，c(NaOH)增大，pH增大，正確；B項(xiàng)，電解H2SO4溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，c(H2SO4)增大，pH減小，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電解Na2SO4溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，c(Na2SO4)增大，pH不變，正確；D項(xiàng)，電解NaCl溶液時(shí)，生成NaOH，c(NaCl)減小，pH增大，錯(cuò)誤。7．納米級(jí)Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注。采用離子交換膜控制電解液中OH－的濃度制備納米級(jí)Cu2O的裝置如圖所示，發(fā)生的反應(yīng)為2Cu＋H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))Cu2O＋H2↑。下列說法正確的是()A．鈦電極發(fā)生氧化反應(yīng)B．陽(yáng)極附近溶液的pH逐漸增大C．離子交換膜應(yīng)采用陽(yáng)離子交換膜D．陽(yáng)極反應(yīng)式是2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O解析：選D鈦極與電源負(fù)極相連是陰極發(fā)生氫離子得電子的還原反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)總反應(yīng)，則陽(yáng)極反應(yīng)為2Cu－2e－＋2OH－=Cu2O＋H2O，消耗氫氧根，pH值減小，故B錯(cuò)誤；根據(jù)總反應(yīng)，則陽(yáng)極反應(yīng)為2Cu－2e－＋2OH－=Cu2O＋H2O，所以離子交換膜應(yīng)采用陰離子交換膜，故C錯(cuò)誤；在電解池中，當(dāng)陽(yáng)極是活潑電極時(shí)，該電極本身發(fā)生失電子的還原反應(yīng)，在堿性環(huán)境下，金屬銅失去電子的電極反應(yīng)為2Cu－2e－＋2OH－=Cu2O＋H2O，故D正確。三、非選擇題8．下圖是一套電解裝置，兩U形管中均盛有50.0mL電解質(zhì)溶液，a、b、c、d為Pt電極，通電一段時(shí)間后，d電極上析出金屬Ag2.16g，沒有氣體產(chǎn)生，同時(shí)在b、c兩極收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下相同體積的氣體。請(qǐng)回答：(1)c為________極，寫出c電極上的電極反應(yīng)式：________________________，c極收集到的氣體體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為____________L。(2)b為______極，寫出b電極上的電極反應(yīng)式：開始時(shí)是____________，后來(lái)________________________________________________________________________。(3)原CuCl2溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為__________mol·L－1。解析：(1)連接電源負(fù)極的電極作陰極，連接電源正極的電極作陽(yáng)極，則c作陽(yáng)極，陰離子在陽(yáng)極失電子，放電能力OH－>NOeq\o\al(－,3)，則OH－先失電子，反應(yīng)式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑或2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，d極作陰極，其反應(yīng)式為Ag＋＋e－=Ag，析出2.16g銀單質(zhì)，整個(gè)電路轉(zhuǎn)移電子0.02mol，故產(chǎn)生氧氣eq\f(1,4)×0.02mol＝0.005mol，其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V(O2)＝0.005mol×22.4L·mol－1＝0.112L。(2)b作陰極，陽(yáng)離子在陰極上放電，Cu2＋先得電子，其反應(yīng)式：Cu2＋＋2e－=Cu，根據(jù)題目信息，此電極有氣體產(chǎn)生，應(yīng)是H＋得電子，其反應(yīng)式：2H＋＋2e－=H2↑或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－。(3)bc兩極產(chǎn)生氣體體積相等，即產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量為0.005mol，需得到電子