高考化学备考 中等生百日捷进提升系列 专题08 电解池类选择题解题方法和策略（含解析）

在学生就要走出校门的时候，班级工作仍要坚持德育先行，继续重视对学生进行爱国主义教育、集体主义教育、行为规范等的教育，认真落实学校、学工处的各项工作要求专题八 电解池类选择题解题方法策略考试方向电化学类试题是高考的必考点，在多数省市的选择题中考查，少数以化学反应原理在大题中考查。通查考查电极反应方程式的书写、电子电流以及离子的流动方向的判断、有关电子转移数目、产物的量和电极增减量等的相关计算。电解池类试题通常结合原电池综合考查，着重分析几个池型的区别、电解的基本规律、电解相关计算等。经典题例析【例题1】【2015福建卷】某模拟人工树叶”电化学实验装置如右图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是（ ）A该装置将化学能转化为光能和电能B该装置工作时，H从b极区向a极区迁移C每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原Da电极的反应为：3CO2 + 16H-18e= C3H8O+4H2O【答案】B生还原反应，电极的反应式为：3CO2 + 18H+18e= C3H8O+5H2O，错误。【考点定位】考查电解池反应原理的应用的知识。【名师点睛】电化学理论是化学学习的重要理论，特别是在科技迅速发展，人均能耗不断增加，能源日趋紧张的今天，了解电化学理论，实现能量的转化，减少对环境的污染和保护，都是非常必要的。电化学知识包括原电池和电解池，首先要确定装置是原电池还是电解池。确定方法是观察图示是否有电源，若有就是电解池，否则就是原电池。电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。结合电解质溶液的酸碱性书写电极反应式、总反应方程式，并根据电性作用原理：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引确定电解质溶液中离子移动的方向。原电池工作时，活动性强的电极为负极，发生氧化反应，活动性弱的电极为正极，正极上发生还原反应。要掌握电化学反应原理，利用好图示及题干提供的信息，是本题解决的关键。【例题2】【2015四川卷】用右图所示装置除去含CN、Cl废水中的CN时，控制溶液PH为910，阳极产生的ClO将CN氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是（ ）A用石墨作阳极，铁作阴极B阳极的电极反应式为：Cl + 2OH2e= ClO + H2OC阴极的电极反应式为：2H2O + 2e = H2 + 2OHD除去CN的反应：2CN+ 5ClO + 2H+ = N2 + 2CO2 + 5Cl+ H2O【答案】D 【考点定位】电化学基础知识【名师点睛】原电池原理和电解池原理都是建立在氧化还原和电解质溶液基础上，借助氧化还原反应实现化学能与电能的相互转化，是高考命题重点，题目主要以选择题为主，主要围绕工作原理、电极反应的书写与判断、新型电池的开发与应用等进行命题。电化学的命题除在继续加强基本知识考查的基础上，更加注重了试题题材的生活化、实用化、情景化，同时也加强了不同知识间的相互渗透与融合，这与新课标所倡导的提高国民科学素养与探究、创新、灵活解决实际问题的能力极为相符，相信今后的电化学命题将会有更新颖的形式与题材出现。 解题方法与策略1、电解池电极反应式的书写书写电解反应方程式的一般步骤：以写出用石墨作电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式为例。第一步：明确溶液中存在哪些离子。阳离子：Cu2、H；阴离子：OH、SO42。第二步：判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序。阴极：Cu2H，阳极：OHSO。第三步：写电极反应式和总的电解方程式。阴极：2Cu24e=2Cu；阳极：2H2O4e=O24H。根据得失电子数相等，两极反应式相加得总的电解方程式：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4。2、惰性电极电解酸、碱、盐溶液的规律电解质(水溶液)被电解的物质电极产物电解质溶液pH的变化溶液pH变化的原因阳极阴极强碱(如NaOH)水O2H2增大水减少，碱的浓度增大无氧酸(如HCl)除HF外酸非金属单质(如Cl2)H2增大酸的浓度降低活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)水和盐非金属单质(如Cl2)H2增大H放电，c(OH)c(H)含氧酸(如H2SO4)水O2H2减小水减少，酸的浓度增大不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)水和盐O2金属单质(如Cu)减小OH放电，c(H)c(OH)不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)盐非金属单质(如Cl2)金属单质(如Cu)基本不变水的电离平衡基本上未变活泼金属的含氧酸盐(如KNO3)水O2H2不变水减少，但其电离平衡未变3、一般解题方法判池型找电极写反应原电池正、负极负极：氧化反应正极：还原反应电解池阴、阳极阴极：还原反应阳极：氧化反应判流向阳离子向正极阴离子向负极阳离子向阴极阴离子向阳极确定守恒和其它关系跟踪训练1用惰性电极电解硫酸铜和盐酸的混合溶液，则阴、阳两极产生气体的成分及体积比(相同条件)不可能的是 ( )A阳极为纯净气体，阴、阳两极产生的气体体积比Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+H+阳极：活泼电极S2-I-Br-Cl-OH-4、分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应，最后合并两个电极反应写出总反应式。21L某溶液中含有的离子如下表：离子Cu2+Al3+NO3-Cl-物质的量浓度（mol/L）11a1用惰性电极电解该溶液，当电路中有3mole-通过时（忽略电解时溶液体积的变化及电解产物可能存在的溶解现象），下列说法正确的是（ ）A电解后溶液pH=0 Ba=3 C阳极生成1.5mol Cl2 D阴极析出的金属是铜与铝 【答案】A【考点定位】考查电解原理【名师点晴】该题是中等难度的试题，试题综合性强，在注重对基础知识巩固和训练的同时，主要是侧重对学生能力的培养，有助于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力，提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。3用惰性电极电解硫酸铜溶液，整个过程转移电子的物质的量与产生气体总体积的关系如图所示（气体体积均在相同状况下测定）欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入（） A0.1molCuO B0.1molCuCO3 C0.1molCu(OH)2 D0.05molCu2(OH)2CO3 【答案】D【考点定位】考查电解原理及计算【名师点晴】本题以电解原理为载体考查了物质间的反应，根据图象中转移电子确定析出物质，再结合“析出什么加入什么”的原则分析解答，易错选项是D，根据原子守恒将Cu2（OH）2CO3改写为2CuOH2OCO2来分析解答，题目难度中等。4如右图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中。下列分析正确的是（ ） AK1闭合，铁棒上发生的反应为2H2eH2BK1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高CK2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法DK2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001mol气体【答案】B【考点定位】本题主要是考查电化学原理的应用【名师点晴】本题通过电解饱和氯化钠溶液为载体，重点考查原电池和电解池的判断，金属的腐蚀与防护以及电极产物判断和计算，属于中等难度试题的考查，意在考查学生分析问题、解决问题的能力。熟练掌握电化学原理，准确判断正、负极以及阴阳极，明确两极的电极反应及电池反应是解题的关键。该类试题的难点在于是电极反应式的书写和有关计算。5用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图象如下：分析图象，以下结论错误的是A溶液pH2时，生铁发生析氢腐蚀B在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀C析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快D两溶液中负极反应均为：Fe2e=Fe2+【答案】C【解析】试题分析：A根据PH=2的溶液中压强与时间的关系知，压强随着反应的进行而逐渐增大，说明该装置发生析氢腐蚀，则溶液pHpH2时，生铁发生析氢腐蚀，故A正确；BpH=4的醋酸溶液中压强随着反应的进行而逐渐减小，说明发生吸氧腐蚀，pH=4的醋酸溶液呈酸性，所以在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀，故B正确；C根据压强与时间关系图知，pH=2的溶液和pH=4的溶液中，变化相同的压强时所用时间不同，前者比后者使用时间长，说明吸氧腐蚀速率大于析氢腐蚀速率，故C错误；D两个溶液中都发生电化学腐蚀，铁均作负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故D正确；答案为C。考点：原电池与电解池工作原理及金属的防腐6电解NO制备NH4NO3，其工作原理如右图所示，下列说法不正确的是Ab极的电极反应为：NO-3e-+4OH-=NO3-+2H2OB溶液中的H+由电极b处向电极a处迁移C电解过程总反应的化学方程式为：8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3D为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充的物质A是NH3【答案】A【考点定位】本题主要是考查电化学原理的应用【名师点晴】电极产物的判断与有关反应式的书写1、电解时电极产物的判断“阳失阴得”，即。2、电解池中电极反应式的书写（1）根据装置书写根据电源确定阴、阳两极确定阳极是否是活性金属电极据电极类型及电解质溶液中阴、阳离子的放电顺序写出电极反应式。在确保阴、阳两极转移电子数目相同的条件下，将两极电极反应式合并即得总反应式。（2）由氧化还原反应方程式书写电极反应式找出发生氧化反应和还原反应的物质两极名称和反应物利用得失电子守恒分别写出两极反应式。若写出一极反应式，而另一极反应式不好写，可用总反应式减去已写出的电极反应式即得另一电极反应式。7用惰性电极电解含有一定量的下列溶质的溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质(中括号内)，溶液可能与原来溶液完全一样的是 (双选)ACuCl2CuSO4 BNaOHNaOH CNaClHCl DCuSO4Cu(OH)2【答案】CD考点：电解原理的应用 8【2014全国大纲卷】右图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MHNi电池)。下列有关说法不正确的是（ ）A放电时正极反应为：NiOOHH2OeNi(OH)2OHB电池的电解液可为KOH溶液C充电时负极反应为：MHOHH2OMeDMH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高【答案】C【考点地位】本题主要是考查电化学原理的应用【名师点晴】本题通过考查电极反应式、电解液、电容量等问题，综合考查学生对电化学的应用分析问题的能力，对学生各方面的能力要求较高。电化学部分，尤其是原电池、电解池的电极反应式的书写，可以说是对氧化还原反应的灵活应用，实现了氧化还原反应的“合久必分”的发展和延伸。解答电解池相关题目时，应从几步入手：看