專題11電解池內(nèi)容早知道?第一層鞏固提升練（3大考點）考點一電解池的工作原理考點二電解原理的應(yīng)用考點三電解計算類型及方法分析?第二層能力提升練?第三層拓展突破練電解池的工作原理?積累與運用?積累與運用1．電解池的工作原理(1)電流方向：電源正極―→金屬導(dǎo)線→陽極→電解質(zhì)溶液―→陰極―→金屬導(dǎo)線―→電源負(fù)極。(2)電子、離子移動方向：在電解質(zhì)溶液中，陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動；在外電路中，電子由陽極―→正極，負(fù)極―→陰極。2．電解產(chǎn)物的判斷及有關(guān)反應(yīng)式的書寫(1)首先判斷陰、陽極，分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。(2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分成陰、陽兩組(勿忘水溶液中的H＋和OH－)。(3)排出陰、陽兩極的放電順序①陰極放電順序Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。②陽極放電順序活潑金屬陽極>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根離子>F－。[特別提醒]①活性電極一般指Pt、Au以外的金屬電極。②電解的離子方程式中，若參與電極反應(yīng)的H＋或OH－是由水電離出來的，用H2O作為反應(yīng)物。1．近日，科學(xué)家開發(fā)了高活性磷化鐵催化劑用于選擇性電化學(xué)硝酸鹽還原為氨氣，工作原理如圖所示。下列敘述正確的是A．a(chǎn)極與電源正極連接B．一段時間后，KOH溶液濃度保持不變D．b極電勢小于a極電勢【答案】C【詳解】A．根據(jù)分析可知，a極與電源負(fù)極連接，A錯誤；D．陽極b的電勢高于陰極a的電勢，D錯誤；故選C。2．二氧化氯（ClO2）是國內(nèi)外公認(rèn)的高效、廣譜、快速、安全無毒的殺菌消毒劑，電解法是目前研究最為熱門的生產(chǎn)ClO2的方法之一。如圖所示為直接電解氯酸鈉、自動催化循環(huán)制備高純ClO2的裝置。下列說法不正確的是A．a(chǎn)接電源負(fù)極 B．b極發(fā)生氧化反應(yīng)【答案】C【詳解】A．由上述分析可知，a為陰極，接電源的負(fù)極，故A正確；B．由上述分析可知，b為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故B正確；C．H+從電解池右側(cè)通過質(zhì)子交換膜移向左側(cè)移動，故C錯誤；故答案選C。A．a(chǎn)接外電源的負(fù)極B．離子交換膜為陽離子交換膜【答案】C【詳解】A．a(chǎn)是電解池的陽極，接外電源的正極，A錯誤；所以答案為C。4．FFC電解法可由金屬氧化物直接電解制備金屬單質(zhì)，西北稀有金屬材料研究院利用此法成功電解制備鉭粉(Ta)，其原理如圖所示。下列說法正確的是

A．該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．a(chǎn)極為電源的正極C．Ta2O5極發(fā)生的電極反應(yīng)為Ta2O5+10e—=2Ta+5O2—D．石墨電極上生成22.4LO2，則電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4×6.02×1023【答案】C【分析】電解池工作時O2向陽極移動，則石墨電極為陽極，電源的b極為正極，電解池的陰極發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此分析解題?！驹斀狻緼．該裝置是電解池，是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故A錯誤；B．電解池工作時O2向陽極移動，則石墨電極為陽極，電源的b極為正極，a極為電源的負(fù)極，故B錯誤；C．Ta2O5極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)為Ta2O5+10e—=2Ta+5O2—，故C正確；D．石墨電極上生成的22.4LO2沒有指明是標(biāo)準(zhǔn)狀況，則其物質(zhì)的量不一定是1mol，轉(zhuǎn)移電子數(shù)也不一定是4×6.02×1023，故D錯誤；故答案為C?！军c睛】本題考查電解原理的應(yīng)用，判斷電源的電極是解題關(guān)鍵，在電解池中，陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，再結(jié)合電解池的陰極發(fā)生還原反應(yīng)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)分析，難點是氣體摩爾體積的應(yīng)用，只有指明氣體的狀態(tài)，才能利用22.4L/mol計算氣體的物質(zhì)的量。電解原理的應(yīng)用?積累與運用?積累與運用1．電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)——制備氫氣、氯氣和燒堿）方程式裝置圖陽極反應(yīng)2Cl2e=Cl2↑陰極反應(yīng)2H++2e=H2↑總反應(yīng)方程式2NaCl+2H2Oeq\o(=====,\s\up7(通電))2NaOH+H2↑+Cl2↑離子反應(yīng)方程式2Cl+2H2Oeq\o(=====,\s\up7(通電))2OH+H2↑+Cl2↑陽離子交換膜作用①防止陰極產(chǎn)生的H2和陽極產(chǎn)生的Cl2相混合而引起爆炸；②避免Cl2與NaOH作用生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量。5．某研究性學(xué)習(xí)小組利用以下裝置探究氯堿工業(yè)和銅的精煉的工作原理(X是離子交換膜)，下列說法正確的是A．甲裝置電極和C電極位置可以互換B．X可以是陽離子交換膜，也可以是陰離子交換膜C．電解前后乙裝置中硫酸銅溶液濃度保持不變【答案】D【分析】乙池為銅的精煉，則粗銅作陽極，精銅作陰極；電源的右側(cè)與粗銅相連，為電池的正極，左側(cè)為負(fù)極，所以甲池的Fe電極為陰極，C電極為陽極。【詳解】A．由分析可知，甲裝置的Fe電極為陰極，C電極為陽極，若將Fe電極和C電極位置可以互換，則Fe電極作陽極，通電后，陽極Fe失電子生成Fe2+進(jìn)入溶液，溶液中的Cl就不可能在陽極失電子生成Cl2，同樣，陰極區(qū)可能會生成Fe(OH)2沉淀，也難以得到NaOH，達(dá)不到進(jìn)行氯堿工業(yè)生產(chǎn)的目的，A不正確；B．電池工作時，C電極上Cl失電子生成Cl2，F(xiàn)e電極上水提供的氫離子得電子生成氫氣和氫氧根，則陽極區(qū)的Na+透過離子交換膜進(jìn)入右側(cè)Fe電極附近，所以此離子交換膜只可以是陽離子交換膜，若為陰離子交換膜，則氫氧化鈉會和氯氣反應(yīng)，B不正確；C．電解精煉銅時，不純的銅作陽極，粗銅中比銅活潑的有Zn、Fe、Ni等，它們在陽極失去電子被氧化，陽極主要反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2＋，其它電極反應(yīng)式有：Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋等；比銅不活潑的有Ag、Pt、Au等成為陽極泥；電解液為硫酸銅溶液，純凈的金屬銅作陰極，陰極上Cu2＋得到電子被還原為Cu，陰極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu，則按得失電子守恒，陽極溶解的銅的物質(zhì)的量小于極析出的銅的物質(zhì)的量，則電解前后乙裝置中硫酸銅溶液濃度變小，C不正確；故選D。6．金屬鎳有廣泛的用途，粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述中正確的是(已知氧化性：Fe2+<Ni2+<Cu2+)A．陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：Ni2++2e=NiB．電解后，Cu和Pt沉降在電解槽底部的陽極泥中C．電解后，溶液中存在的離子只有Fe2+和Zn2+D．電解過程中，陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等【答案】BB．Pt和Cu金屬性弱于Ni，Ni被氧化損耗后Cu和Pt沉降在電解槽底部的陽極泥中，B正確；D．陽極失電子被氧化的有Zn、Fe和Ni，而陰極被還原的金屬只有Ni，根據(jù)得失電子守恒，陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加不相等，D錯誤；答案選B。7．將電化學(xué)法和生物還原法有機(jī)結(jié)合，利用微生物電化學(xué)方法可生產(chǎn)甲烷，裝置如圖所示。下列說法正確的是A．通電時，電子由b→電解池陰極→電解液→電解池陽極→aB．X為陰離子交換膜C．生成0.1mol甲烷時陽極室理論上生成4.48L二氧化碳【答案】D【詳解】A．電子只能在外電路移動，不能進(jìn)入內(nèi)電路溶液，A錯誤；B．由圖示知，陽極反應(yīng)產(chǎn)生H+，陰極反應(yīng)消耗H+，則H+通過交換膜由陽極移向陰極，X為陽離子交換膜，B錯誤；C．沒有說標(biāo)準(zhǔn)狀況，無法進(jìn)行計算氣體的體積，C錯誤；故選D。8．已知某高能鋰電池的電池反應(yīng)為2Li+FeS=Fe+Li2S[LiPF6·SO(CH3)2為電解質(zhì)]。以該電池為電源進(jìn)行如圖電解實驗，電解一段時間后測得甲池產(chǎn)生4.48L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)H2。下列有關(guān)敘述正確的是A．a(chǎn)電極為陽極B．從交換膜中通過0.2molK+C．若忽略溶液體積變化，則電解后甲池中溶液濃度為4mol/LD．放電時，正極反應(yīng)式為FeS+2Li+2e=Fe+Li2S【答案】C【分析】由反應(yīng)FeS+2Li=Fe+Li2S可知，Li被氧化，應(yīng)為原電池的負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為：Lie=Li+，F(xiàn)eS被還原生成Fe，為正極反應(yīng)，正極反應(yīng)式為：FeS+2e=Fe+S2，電解一段時間后測得甲池產(chǎn)生4.48L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)H2，甲連接原電池負(fù)極，A為陰極，生成氫氣，電極方程式為2H++2e=H2↑，結(jié)合電極方程式計算?！驹斀狻緼．由分析可知，甲連接原電池負(fù)極，a電極為陰極，A錯誤；C．由B項分析可知，反應(yīng)過程中甲池生成的KOH的物質(zhì)的量為0.4mol，則若忽略溶液體積變化，則電解后甲池中溶液濃度為（0.4mol+0.2L×2mol·L1）/0.2L=4mol/L，C正確；D．由分析可知，放電時，正極反應(yīng)式為FeS+2e=Fe+S2，D錯誤；故答案為：C。電解的計算積累與運用積累與運用1．電解計算的類型：電解的相關(guān)計算包括兩極產(chǎn)物的定量計算(如質(zhì)量、氣體的體積、某元素的化合價、溶液的pH及物質(zhì)的量濃度等)2．電解計算的依據(jù)(1)陽極失去的電子數(shù)＝陰極得到的電子數(shù)(2)串聯(lián)電路中通過各電解池的電子總數(shù)相等(3)電源輸出的電子總數(shù)和電解池中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)相等3．電解計算的方法(1)根據(jù)電子守恒法計算：用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。(2)根據(jù)總反應(yīng)式計算：先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計算。(3)根據(jù)關(guān)系式計算：根據(jù)得失電子守恒的關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需的關(guān)系式。9．一種基于氯堿工藝的新型電解池(下圖)，可用于濕法冶鐵的研究。電解過程中，下列說法不正確的是A．右側(cè)電極作陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．理論上每消耗0.1molFe2O3，陽極室溶液減少21.3gC．陰極區(qū)電極反應(yīng)：Fe2O3+6e?+3H2O=2Fe+6OH?，溶液中OH?逐漸升高D．理論上每消耗0.1molFe2O3，產(chǎn)生氣體6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)【答案】B【詳解】A．由分析知，右側(cè)電極作陽極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；故選B。A．b端電勢高于a端電勢B．電解過程中含氮廢水基本不變【答案】B【詳解】A．由分析中，a為陰極，b為陽極，故b端電勢高于a端電勢，A正確；故選B。11．NO空氣質(zhì)子交換膜燃料電池實現(xiàn)了制硝酸、發(fā)電、環(huán)保一體化，某興趣小組用該電池模擬工業(yè)處理廢氣和廢水的過程，裝置如圖所示。下列說法錯誤的是A．交換膜b為陰離子交換膜C．當(dāng)濃縮室得到4L0.6mol/L鹽酸時，M室溶液的質(zhì)量變化為36g(溶液體積變化忽略不計)D．若甲池有0.25molO2參加反應(yīng)，則乙池中處理廢氣(SO2和NO)的總體積為15.68L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)【答案】C【分析】由圖可知，甲為原電池，乙和丙為電解池；甲中通入NO的一極作負(fù)極，通入氧氣的一極作正極；乙池中通入SO2的電極連接電源的正極，為陽極，陽極上二氧化硫發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸根離子，陰極上一氧化氮發(fā)生還原反應(yīng)生成銨根離子；丙池中陽極上水放電，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，氫離子從M室通過a膜進(jìn)入濃縮室，N室中氯離子向陽極移動，通過b膜進(jìn)入濃縮室，最終得到較濃的鹽酸；據(jù)此分析解答。【詳解】A．M室反應(yīng)2H2O4e=O2+4H+產(chǎn)生的H+通過a膜和N室通過b膜的Cl在濃縮室形成HCl，所以b膜為陰離子交換膜，A項正確；C．M室產(chǎn)生1molO2移出4molH+相當(dāng)于M室減少2molH2O，得到關(guān)系式：4H+~2H2O(減少)，濃縮室得到4L濃度為0.6mol?L1的鹽酸即產(chǎn)生H+物質(zhì)的量為4L×(0.60.1)mol/L=2mol。所以M室減少的水物質(zhì)的量為1mol，質(zhì)量為1mol×18g/mol=18g，C項錯誤；故選C。12．一種基于氯堿工藝的新型電解池(如圖所示，M、N電極均為惰性電極)，可用于濕法冶鐵的研究。電解過程中，下列說法錯誤的是C．工作時，右側(cè)工作室的穿過陽離子交換膜往左側(cè)工作室遷移D．裝置工作時，電路中每轉(zhuǎn)移0.6mol電子，同時右側(cè)工作室溶液減輕的質(zhì)量與左側(cè)工作室溶液增加的質(zhì)量相差15.6g【答案】DC．中間為陽離子交換膜，Na+由陽極移向陰極，C正確；

D．裝置工作時，電路中每轉(zhuǎn)移0.6mol電子，則右側(cè)減少0.6molNaCl，左側(cè)增加0.6molNa+，則右側(cè)工作室溶液減輕的質(zhì)量與左側(cè)工作室溶液增加的質(zhì)量相差0.6mol×35.5mol/L=21.3g，D錯誤；故選D。1．用惰性電極通過陽離子交換膜電解飽和食鹽水時，下列說法錯誤的是A．電解過程中，向陰極方向移動B．電解一段時間后，陰極附近溶液的pH增大D．電解過程中，陰極和陽極產(chǎn)生的氫氧化鈉和氯氣會反應(yīng)生成次氯酸鈉【答案】D【詳解】A．電解過程中，陽離子移向陰極，A正確；D．用惰性電極通過陽離子交換膜電解飽和食鹽水時，陽離子交換膜只允許陽離子通過，可以避免在陰極池生成的氫氧化鈉和在陽極池生成的氯氣反應(yīng)，D錯誤。答案選D。【答案】A【分析】電解法精煉粗鉛，粗鉛作為陽極，與外接直流電正極相連，放在Y極，X為陰極。【詳解】A．據(jù)分析，Y極為陽極，材料為粗鉛，A項正確；D．Zn會先放電，所以陽極泥的成分不包括Zn，D項錯誤；故選A。3．如圖是電解稀鹽酸的裝置，其中、為石墨電極。以下說法正確的是A．a(chǎn)電極為負(fù)極B．電極為陽極C．電解過程中，氫離子向c電極【答案】D4．某無隔膜流動海水電解法制H2的裝置如下圖所示，其中高選擇性催化劑PRT可抑制O2產(chǎn)生。下列說法不正確的是A．b端電勢低于a端電勢B．理論上轉(zhuǎn)移2mol生成2gH2C．電解后海水PH下降【答案】C【詳解】A．由分析可知，a為正極，b電極為負(fù)極，則a端電勢高于b端電勢，故A正確；B．右側(cè)電極上產(chǎn)生氫氣的電極方程式為：2H++2e=H2↑，轉(zhuǎn)移2mol電子，則理論上生成1mol氫氣，即2gH2，故B正確；故選C。5．近日，科學(xué)家發(fā)表了高溫二氧化碳電解發(fā)展報告，利用固體氧化物電解池將CO2和H2O轉(zhuǎn)化為合成氣并聯(lián)產(chǎn)高純度O2.原理如圖所示。下列說法正確的是A．當(dāng)產(chǎn)生11.2LO2時，有2mol電子流向a極B．x極為電源正極C．b極CO2的反應(yīng)式：CO2+2H++2e=CO+H2OD．電解質(zhì)中陰離子由a向b移動【答案】B【詳解】A．未標(biāo)明氣體狀態(tài)，無法計算，A錯誤；B．與x相連的電極上發(fā)生氧離子失電子生成氧氣的氧化反應(yīng)，x極為電源正極，B正確；C．b極CO2的反應(yīng)式：CO2+2e－=CO+O2，C錯誤；D．在電場作用下，電解質(zhì)中陰離子移向陽極，由b向a移動，D錯誤；故選B。A．該電池工作時，電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【答案】D【詳解】A．該電池為電解池，電池工作時，會有能量損耗，電能不能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故A錯誤；故選D?！敬鸢浮緾B．電解池中陰離子向陽極移動，則向b電極移動，故B錯誤；故選C。A．銀網(wǎng)電極與電源負(fù)極相連B．工作一段時間后，陽極區(qū)溶液pH不變【答案】B【詳解】A．根據(jù)分析，銀網(wǎng)電極與電源負(fù)極相連，A正確；B．根據(jù)陽極反應(yīng)，工作一段時間后，氫氧化鈉濃度減小，陽極區(qū)溶液pH減小，B錯誤；答案選B。A．電解時，當(dāng)有2mol透過質(zhì)子交換膜，則電極Y增重96gC．電解過程中，由a極區(qū)向b極區(qū)遷移【答案】D【分析】通過電解法可知此電池為電解池，由a極生成O2可以判斷，a極上水放電發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，a極為陽極，則b為陰極，電極b上二氧化氮得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銨根離子；則為鉛酸蓄電池正極，為鉛酸蓄電池的負(fù)極。C．電解裝置中，陽離子移動方向為陽極陰極，故由極區(qū)透過質(zhì)子交換膜向極區(qū)遷移，C正確；

故選D。10．化學(xué)家們通過開發(fā)新型催化劑，利用太陽能電池將工業(yè)排放的轉(zhuǎn)化為HCOOH，如圖所示，下列說法不正確的是B．離子交換膜為質(zhì)子交換膜【答案】C【分析】P極將CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為CO2+2e+2H+=HCOOH，為陰極，N電極H2轉(zhuǎn)化為H+，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：H22e=2H+，為陽極，據(jù)此回答?！驹斀狻緼．根據(jù)分析可知，N極的電極反應(yīng)為：H22e=2H+，A正確；B．H+能夠通過離子交換膜從N極到P電極，所以離子交換膜為質(zhì)子交換膜，B正確；C．消耗11.2LH2（標(biāo)況），即0.5molH2轉(zhuǎn)移1mol電子，P極也要轉(zhuǎn)移1mol電子，電解液增重0.5mol，即23g，C錯誤；D．緩沖溶液流入陰極的H+和陽極流入緩沖溶液的H+數(shù)目相等，故隨著反應(yīng)進(jìn)行，緩沖溶液中c(H3PO4)不變，c(KH2PO4)不變，即理論上該裝置在工作時，H3PO4、KH2PO4緩沖溶液的pH保持不變，D正確；故選C。11．電致變色材料在飛機(jī)的舷窗和智能太陽鏡等方面具有廣泛應(yīng)用。一種新一代集電致變色功能和儲能功能于一體的電子器件的工作原理如圖所示，放電時該器件的透光率逐漸增強。下列說法正確的是A．放電時，移向b極B．充電時，b極接外電源的正極【答案】C【分析】該電池放電時器件的透光率逐漸增強，說明a電極由FePO4轉(zhuǎn)化為透明的LiFePO4，鐵的化合價降低發(fā)生還原反應(yīng)，則a電極為正極、b電極為負(fù)極?！驹斀狻緼．放電時，陽離子移向正極，向a極移動，A錯誤；B．充電時，正極接電源正極，負(fù)極接電源負(fù)極，b為負(fù)極接外加電源負(fù)極，B錯誤；D．放電時，a電極為正極，F(xiàn)ePO4得到電子發(fā)生還原生成LiFePO4，此時a極質(zhì)量增大，D錯誤；故選C。A．通電后，雙極膜左側(cè)得到的是【答案】C【分析】根據(jù)圖可知，M室亞硫酸根和亞硫酸氫根與H+結(jié)合生成高濃度SO2；N室NaHSO3與OH生成吸收液Na2SO3；【詳解】A．在電解池中，陽離子向