2017版高考化学一轮复习 专题五 化学反应与能量变化 课时23 电解池及其应用讲解

1、课时23电解池及其应用【课时导航】复习目标1. 了解电解池的工作原理，能写出电解池的电极反应式和电池总反应式。2. 了解电解在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用。知识网络问题思考问题1：原电池与电解池的比较。填写下表：问题2：以石墨为电极，写出电解CuSO4溶液的电极反应式及总反应式。【课前自测】1. (2016南昌摸底)某小组设计电解饱和食盐水的装置如下图，通电后两极均有气泡产生，下列叙述正确的是()A. 铜电极附近观察到黄绿色气体B. 石墨电极附近溶液呈红色C. 溶液中的Na+向石墨电极移动D. 铜电极上发生还原反应【答案】D【解析】根据电解饱和食盐水的装置，如果通电后两极均有气泡

2、产生，则金属铜电极一定是阴极，该极上的反应为2H+2e-H2，铜电极附近观察到无色气体，OH-浓度增大，溶液呈红色，A、B错；电解池中，阳离子移向阴极，即移向铜电极，C错；铜电极是阴极，发生还原反应，D正确。2. (2015四川卷)用右图所示装置除去含有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： Cl-+2OH-2e-ClO-+H2OC. 阴极的电极反应式： 2H2O+2e-H2+2OH-D. 除去CN-的反应： 2CN-+5ClO-+2H+N2+2CO2+5

3、Cl-+H2O【答案】D【解析】阳极要产生ClO-，则阳极应为隋性电极，所以石墨作阳极、铁作阴极，A正确；阳极上氯离子失电子生成氯气，氯气和氢氧根离子反应生成次氯酸根离子和水，所以阳极反应式为Cl-+2OH-2e-ClO-+H2O，B正确；电解质溶液呈碱性，则阴极上水失电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O+2e-H2+2OH-，C正确；阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体，两种气体为二氧化碳和氮气，该反应在碱性条件下进行，所以不应该有氢离子参与反应，离子方程式为2CN-+5ClO-+H2ON2+2CO2+5Cl-+2OH-，D错。3. (2015江门质检)Li-SO2电池

4、具有输出功率高且低温性能好的特点，其电解质为LiBr，溶剂是碳酸丙烯酯和乙腈，Li+可在其中移动。电池总反应式为2Li+2SO2Li2S2O4。下列有关该电池的说法正确的是()A. 放电时Li+向正极移动B. 该电池溶剂可用水替代C. 该电池放电时，1 mol SO2参与反应转移2 mol e-D. 充电时，阳极发生还原反应【答案】A【解析】在原电池内部的电解质溶液中，阳离子向正极移动，A正确；Li能与水反应，不能用水作溶剂，B错误；根据化合价变化分析可知，该电池放电时，1 mol SO2参与反应转移1 mol e-，C错误；充电时阳极发生氧化反应，D错误。4. (2015福建卷)某模拟“人工

5、树叶”电化学实验装置如下图所示，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D. a电极的反应：3CO2+16H+-18e-C3H8O+4H2O【答案】B【解析】该装置有外接电源，为电解池装置，A项错误；电解时，b极为阳极，a极为阴极，H+从b极区向a极区迁移，B项正确；电池总反应式是6CO2+8H2O2C3H8O+9O2，由此可知每生成 1 mol O2，有 mol CO2被还原，CO2质量为 g，C项错误；a极的电极反应为3C

6、O2+18H+18e-C3H8O+5H2O，D项错误。【自主学习】 考点1电解池的工作原理【基础梳理】1. 定义电解池是把转化为的装置。其中与电源相连的电极称为阳极，与电源相连的电极称为阴极。2. 阳极材料(1)惰性电极：由石墨、Pt等导体构成，只起导电作用。(2)活泼电极：与外电源的正极相连的金属电极(如铁或铜)，参与反应。3. 电极反应(1)阳极(与外电源的极相连)反应：发生电子的反应；阴极(与外电源的极相连)反应：发生电子的反应。(2)电子和离子的流向电子从电源极流向电解池的极；从电解池的极流向电源的极。阳离子移向电解池的极；阴离子移向电解池的极。(电子不会进入电解质溶液中，电解质溶液中

7、起导电作用的是)以电解氯化铜为例(以石墨作电极)：电解氯化铜溶液的实验装置电极反应阳极：2Cl-2e-Cl2阴极：Cu2+2e-Cu总反应式：CuCl2Cu+Cl24. 电极放电顺序(1)阳极产物的判断首先看电极材料，如果电极是活泼电极(如金属)，则失电子，电极消耗被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果电极是惰性电极(如石墨、Pt、Au)，则要看溶液中的失电子能力，放电顺序如下：(2)阴极上阳离子的放电顺序(阴极放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关)如下：注意：放电是指阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程。5. 用惰性电极电解不同溶液的比较类型电极反应特点实例电解对象电解质浓度pH电解液复

8、原电解水型阴：4H+4e-2H2阳：4OH-4e-2H2O+O2NaOH水增大增大水H2SO4水增大减小水Na2SO4水增大不变水电解电解质型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大氯化氢CuCl2电解质减小增大氯化铜放H2生碱型阴极：H2O放H2生碱阳极：电解质阴离子放电NaCl电解质和水生成新电解质增大氯化氢放O2生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生酸CuSO4电解质和水生成新电解质减小CuO或CuCO3微课26有关电极反应式及总反应式的书写(1)用惰性电极电解AgNO3溶液阳极反应式：；阴极反应式：；总反应离子方程式：。(2)用惰性电极电解MgCl2溶液阳极

9、反应式：；阴极反应式：；总反应离子方程式： 。(3)用铁作电极电解NaCl溶液阳极反应式：；阴极反应式：；总反应离子方程式：。(4)用铜作电极电解盐酸阳极反应式：；阴极反应式：；总反应离子方程式：。【答案】(1)2H2O-4e-O2+4H+4Ag+4e-4Ag4Ag+2H2O4Ag+O2+4H+(2)2Cl-2e-Cl22H2O+2e-2OH-+H2Mg2+2Cl-+2H2OMg(OH)2+Cl2+H2(3)Fe-2e-Fe2+2H2O+2e-2OH-+H2Fe+2H2OFe(OH)2+H2(4)Cu-2e-Cu2+2H+2e-H2Cu+2H+Cu2+H2【举题说法】电解池工作原理【例题1】(

10、2013北京卷)用石墨电极电解CuCl2溶液(如右图)。下列分析正确的是()A. a端是直流电源的负极B. 通电使CuCl2发生电离C. 阳极上发生的反应：Cu2+2e-CuD. 通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体【答案】A【解析】用石墨电极电解CuCl2溶液时，Cu2+移向电解池的阴极，故a端是直流电源的负极，A项正确；CuCl2晶体溶于水时发生电离，与是否通电无关，B项错误；阳极上发生氧化反应，其电极反应式为2Cl-2e-Cl2，故通电一段时间后在阳极附近观察到黄绿色气体，C、D项错误。【变式】1(2016安徽安庆第一中学)利用下图所示装置进行下列实验，下表中对应叙述正确的是()A

11、X为硫酸氢钠，Y为石墨K与M连接时；K与N连接时一段时间后溶液的pH均增大BX为氯化钠，Y为石墨K与M连接时；K与N连接时石墨电极反应均为4OH-4e-2H2O+O2CX为硫酸氢钠，Y为锌K与M连接时；K与N连接时铁电极反应均为2H+2e-H2DX为氯化钠，Y为锌K与M连接时；K与N连接时铁电极的保护方法均为牺牲阳极的阴极保护法【答案】C【解析】A项，K与M连接时，实际电解水，NaHSO4浓度增大，pH减小，错误；B项，K与N连接时形成原电池，石墨为原电池的正极，电极反应式为2H2O+O2+4e-4OH-，错误；C项，K与M连接时，铁作电解池的阴极，K与N连接时，铁作原电池的正极，铁电极反应均

12、为2H+2e-H2，正确；D项，K与M连接时，为外加电流的阴极保护法，错误。原电池与电解池的组合【例题2】(2014广东卷)某同学组装了如下图所示的电化学装置，电极为Al，其他均为Cu，则()A. 电流方向：电极电极B. 电极发生还原反应C. 电极逐渐溶解D. 电极的电极反应式：Cu2+2e-Cu【答案】A【解析】由题意可知，该装置中电极、是原电池的两极，是负极，是正极，、是电解池的两极，是阳极，是阴极，所以电流方向：电极电极，A正确；电极是原电池的负极，发生氧化反应，B错误；电极是原电池的正极，发生还原反应，有Cu析出，C错误；电极是阳极，发生氧化反应，电极反应式是Cu-2e-Cu2+，D错

13、误。【变式】2按下图装置进行实验，下列描述正确的是(N装置中两个电极均为石墨棒)()A. C1上发生还原反应B. M装置中S移向Cu电极C. 工作一段时间后装置M和装置N中溶液pH都变大D. Cu电极与C2电极上的电极反应相同【答案】D【解析】首先是电池的判断：M装置是原电池，N装置是电解池。Zn电极为负极，Cu电极是正极；C1是阳极，C2是阴极。C1上发生氧化反应，A错；原电池中阴离子向负极移动，所以M装置中S移向Zn电极，B错；工作一段时间后装置M中因在铜极放出氢气而使溶液的酸性减小，即pH变大，而装置N实际是电解水，随着水的不断消耗，硫酸的浓度会增大，即溶液的pH变小，C错；Cu电极上发

14、生还原反应，放出氢气，C2电极上也是发生还原反应，放出氢气，D正确。电解后原电解质溶液浓度的恢复【例题3】用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的()A. CuSO4B. H2O C. CuO D. CuSO45H2O【答案】C【解析】用石墨作电极电解CuSO4溶液的电解方程式是2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2，根据缺什么补什么，选项C正确。 电解后原电解质溶液浓度的恢复需加适量的某物质，该物质可以是阴极与阳极产物的化合物。例如惰性电极电解CuSO4溶液，要恢复原溶液的浓度，可向电解后的溶液中加入CuO，也可以加入CuCO3

15、，但不能加入Cu(OH)2，因为Cu(OH)2与生成的H2SO4反应后使水量增加。使电解后的溶液恢复原状的方法：先让析出的产物(气体或沉淀)恰好完全反应，再将其化合物投入电解后的溶液中即可。如：NaCl溶液：通HCl气体(不能加盐酸)；AgNO3溶液：加Ag2O固体(不能加AgOH)；CuCl2溶液：加CuCl2固体；KNO3溶液：加H2O；CuSO4溶液：加CuO或CuCO3不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3。 考点2电解的应用【基础梳理】1. 电冶、粗铜精炼电解法制取金属钠(1)电解熔融氯化钠阳极：阴极：总反应式：(2)粗铜的精炼阳极(粗铜)：Cu-2e-Cu2+阴极(

16、精铜)：Cu2+2e-Cu在电解精炼铜时，用作阳极，用作阴极，电解液用。整个电解过程中铜盐的浓度基本保持。粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序铜以前的金属杂质如Zn、Fe、Ni等，也会同时失去电子；而位于金属活动性顺序铜之后的银、金等杂质，因为给出电子的能力比铜弱，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成阳极泥(阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料)。2. 电镀(1)电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他的过程。电镀是电解的一个重要应用。电镀时，一般都是用镀层金属的可溶性盐配成电镀液，把镀件作为，与电源的极相连；镀层金属作。(2

17、)特征：阳极本身溶解；电解液的总量、浓度、pH均不变。(3)形成条件电解时，镀层金属作阳极。镀件作阴极。含镀层金属离子的电解质溶液作电镀液。外加直流电源。微课27电解饱和食盐水(氯碱工业)1. 反应原理阳极反应式：2Cl-2e-Cl2阴极反应式：2H2O+2e-2OH-+H2总反应式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2注意：电解所用的食盐要精制。2. 氯碱工业离子交换膜法电解生产的主要过程：NaCl从阳极区加入，H2O从阴极区加入。阴极H+放电，破坏了水的电离平衡，使OH-浓度增大，OH-和Na+形成NaOH溶液。阳离子交换膜的作用：它只允许阳离子和水分子通过而阻止阴离子和气体通过。

18、这样既防止了两极产生的H2和Cl2混合爆炸，又避免了Cl2和阴极产生的NaOH反应生成NaClO而影响烧碱的质量。【举题说法】电冶、粗铜精炼、电镀【例题4】我国某大型电解铜生产企业，其冶炼工艺中铜、硫回收率达到97%、87%。下图表示其冶炼加工的流程。冶炼中的主要反应：Cu2S+O22Cu+SO2。(1)烟气中的主要废气是，从提高资源利用率和减排考虑，其综合利用方式是制。(2)电解法炼铜时，阳极是(填“纯铜板”或“粗铜板”)；粗铜中含有的金、银以单质的形式沉积在电解槽(填“阳极”或“阴极”)的槽底，阴极的电极反应式是。【答案】(1)SO2硫酸(2)粗铜板阳极Cu2+2e-Cu【解析】由冶炼中的

19、主要反应：Cu2S+O22Cu+SO2，得知烟气中的主要废气是SO2，其综合利用方式是制硫酸。粗铜板是阳极，阳极发生氧化反应，阴极的电极反应式是Cu2+2e-Cu。【变式】3右图是某同学用Cu在Fe片上镀铜的实验装置，下列说法正确的是()A. Cu2+在A极被还原B. 溶液蓝色逐渐变浅C. 铜片是A极，铁片是B极D. A极和B极直接相连，铜片被氧化【答案】C【解析】Fe片上镀铜，铜作阳极，即A电极，铁作阴极，即B电极，C项正确；Cu2+在B极被还原，A项错误；电解时铜离子的浓度不变，B项错误；A极和B极直接相连，构成原电池装置，铜片作正极，铜片本身不参与反应，D项错误。电解饱和食盐水氯碱工业【

20、例题5】(2016广州越秀区改编)(1)工业上用电解饱和食盐水的方法制取烧碱和氢气、氯气。右图是电解饱和食盐水装置的一部分，请将装置补充完整，并标出阴、阳极和通电时溶液中离子移动的方向。阴极反应式为；反应类型为(填“氧化反应”或“还原反应”)，总反应式为。(2)电解所用的盐水需精制。除去有影响的离子Ca2+、Mg2+、N、Sc(S)c(Ca2+)。精制流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池)：盐泥a除泥沙外，还含有的物质是 。过程中将N转化为N2的离子方程式是 。BaSO4的溶解度比BaCO3的小，过程中除去的离子有。【答案】(1)2H+2eH2还原反应2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2

21、(2)Mg(OH)22N+3Cl2+8OH-N2+6Cl-+8H2OS、Ca2+【解析】(2)粗盐水中含有Mg2+，所以用溶液A(即NaOH)调节溶液的pH时，会产生Mg(OH)2沉淀，即盐泥a中还含有Mg(OH)2。过程是利用沉淀溶解平衡原理，利用溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀除去杂质离子。【变式】4 用图1电池作电源，用图2装置电解饱和食盐水(C1、C2均为石墨电极)。 图1 图2【答案】(1)2Cl-+2H2O2OH-+H2+Cl2(2)C2可充电电池【例题6】(2015山西模拟)液流式铅蓄电池以可溶性的甲基磺酸铅(CH3SO3)2Pb代替硫酸作为基质溶液，该电池充放电的总反应为2

22、Pb2+2H2OPb+PbO2+4H+，下列说法正确的是()A. 该电池放电时，两极质量均增加B. 放电时，正极的电极反应式为PbO2+4H+2e-Pb2+2H2OC. 充电时，溶液中Pb2+向阳极移动D. 充电时，阳极周围溶液的pH增大【答案】B【解析】电池放电时，负极反应式为Pb-2e-Pb2+，正极反应式为PbO2+4H+2e-Pb2+2H2O，该电池放电时，两极质量均减少，A错，B正确；充电时，溶液中Pb2+向阴极移动，C错；充电时为电解池，阳极反应式为Pb2+2H2O-2e-PbO2+4H+，pH减小，D错。【变式】5(2015南昌模拟)右图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图，已知放电

23、时电池反应为PbO2+Pb+4H+2S2PbSO4+2H2O。下列有关说法正确的是()A. K与N连接时，能量由电能转化为化学能B. K与N连接时，H+向负极区迁移C. K与M连接时，所用电源的a极为负极D. K与M连接时，阳极附近的pH逐渐增大【答案】C【解析】A项错误，K与N相接时，是原电池，由化学能转化为电能；B项错误，K与N相接时，形成原电池，所以氢离子向正极移动；C项正确，K与M连接时，装置是电解池，电解池中Pb为阴极，连接电源的负极，a是负极；D项错误，K与M连接时，装置是电解池，阳极是PbO2，电极反应过程中生成氢离子，pH减小。陌生电解池的电极反应分析【例题7】(2015浙江卷

24、)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如右图所示。下列说法不正确的是()A. X是电源的负极B. 阴极的反应式：H2O+2e-H2+O2-、CO2+2e-CO+O2-C. 总反应可表示为H2O+CO2H2+CO+O2D. 阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是11【答案】D【解析】根据图示知：与X相连的电极上H2O和CO2转化为H2和CO，发生还原反应，电解池阴极发生还原反应，所以X是电源的负极，A正确；电解池阴极发生还原反应，电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO，水中的氢原子得到电子生成氢气，二氧化碳得到电子生成一氧化碳，

25、B正确；根据图示知，阴极产生H2、CO，阳极产生氧气，所以总反应为H2O+CO2H2+CO+O2，C正确；阴极产生H2、CO，阳极产生氧气，阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是21，D错。【题组训练】1. (1)(2014北京卷)电解NO制备NH4NO3，其工作原理如下图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是，说明理由： 。(2)(2014新课标卷)H3PO2也可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。写出阳极的电极反应式： 。【答案】(1)NH3根据反应：8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3，电解产生的HNO3

26、多(2)2H2O-4e-O2+4H+【解析】(1)根据工作原理装置图，可以确定阳极NO失去电子转变为N，阴极NO转变为N，书写电极反应式：阳极：NO-3e-+2H2ON+4H+阴极：NO+5e-+6H+N+H2O然后根据得失电子守恒，硝酸根离子物质的量比铵根离子物质的量多，所以需要向溶液中加入的物质为NH3。(2)阳极是水电离出的OH-放电。2. (2015四川绵阳模拟)传感器可以检测空气中SO2的含量，传感器工作原理如下图所示。下列叙述正确的是()A. b为电源的正极B. 负极反应式：Ag-e-+Cl-AgClC. 当电路中转移510-5 mol电子时，进入传感器的SO2为1.12 mLD.

27、 阴极的电极反应式： 2HS+2H+2e-S2+2H2O【答案】D【解析】HS中+4价的硫被还原为S2中+3价的硫，说明与b相连的电极为阴极，则b为电源的负极，选项A不正确；阳极反应式为Ag-e-+Cl-AgCl，选项B不正确；当电路中转移510-5 mol电子时，进入传感器的SO2为510-5 mol，标准状况下的体积为1.12 mL，选项C不正确；选项D正确。3. (2015安徽合肥六校联考)LiOH是制备锂离子电池的材料，可由电解法制备。工业上利用下图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。下列说法正确的是()A. B极区电解液为LiOH溶液B. 电极每产生22

28、.4 L气体，电路中转移2 mol e-C. 电解过程中Li+迁移入B电极区、OH-迁移入A电极区D. 电解池中总反应式为2HCl2H2+Cl2【答案】A【解析】根据装置图，B极区电极反应式为 2H+2e-H2，A极区电极反应式为2Cl-2e-Cl2，所以B极区电解液为LiOH溶液，A极区电解液为LiCl溶液，A项正确；没有说明标准状况，无法计算气体的物质的量，B项错误；根据装置图，电解质之间有阳离子交换膜，所以电解过程中Li+迁移入B电极区、OH-留在B电极区，C项错误；化学方程式错误，不符合客观事实，应为2LiCl+2H2OH2+Cl2+2LiOH，D项错误。4. (2015广东肇庆模拟)

29、研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质，利用右图装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法正确的是()A. 将熔融CaF2-CaO换成Ca(NO3)2溶液也可以达到相同目的B. 阳极的电极反应式：C+2O2-4e-CO2C. 在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少D. 若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“+”接线柱应连接Pb电极【答案】B【解析】阳极发生氧化反应，由图示阳极产物可知，是电解质中的氧离子失电子生成氧气，氧气和阳极石墨反应生成二氧化碳，所以电极反应式为C+2O2-4e-CO2；阴极发生还原反应，析出金属钙。金属钙很活泼，会和水反

30、应，因此不能用水溶液作电解质，A选项错误；B选项正确；制备Ti时：2Ca+TiO2Ti+2CaO，在电解槽发生反应：2CaO2Ca+O2，由此可见，CaO的量不变，C选项错误；若用铅蓄电池作该装置的供电电源，Pb电极为负极，PbO2电极为正极，所以“+”接线柱应连接PbO2电极，D选项错误。 可充电电池(以铅蓄电池为例) (1)放电时是原电池的原理：负极：Pb(s)-2e-+S(aq)PbSO4(s)正极：PbO2(s)+2e-+S(aq)+4H+(aq)PbSO4(s)+2H2O(l)总反应：PbO2(s)+Pb(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)(2)充电时是电解

31、池原理：阴极：PbSO4(s)+2e-Pb(s)+S(aq)阳极：PbSO4(s)-2e-+2H2O(l)PbO2(s)+S(aq)+4H+(aq)总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)由上可看出放电时原电池的负极在充电时与外电源的负极相连，即变为电解池的阴极；放电时原电池的正极在充电时与外电源的正极相连，即变为电解池的阳极。【随堂检测】1. (2016各地模拟组合)下列说法正确的是(填字母)。A. 电解MgCl2饱和溶液，可制得金属镁B. 电解法精炼铜时，以粗铜作阳极，纯铜作阴极C. 冶炼金属铝是电解熔融氯化铝D. 电解熔融的氯化钠可得到钠

32、E. 电镀时，镀层金属跟直流电源的正极相连F. 氯碱工业中，烧碱在阳极区生成G. 马口铁(镀锡铁皮)镀层破损后铁更易腐蚀H. 可充电电池在充电的时候是电解池I. 电解制铝时，Al2O3的熔点很高，可加入冰晶石降低其熔点J. 用图1装置电解精炼铝K. 用图2所示方法可保护钢闸门不被腐蚀 图1 图2【答案】BDEGHI【解析】A项，电解MgCl2溶液，H+放电能力比Mg2+强，得不到金属镁，错误；B项，精炼铜时，以粗铜作阳极，纯铜作阴极，正确；C项，铝的冶炼应电解熔融的氧化铝，氯化铝是共价化合物，熔融状态不导电，错误；E项，电镀时，镀层金属作阳极，与直流电源的正极相连，正确；F项，氯碱工业中阴极区

33、水中H+放电，促使水的电离平衡正向移动，产生OH-，因而NaOH在阴极区产生，错误；G项，马口铁(镀锡铁皮)镀层破损后构成原电池，铁作负极，腐蚀加剧，正确；J项，电解精炼铝时粗铝作阳极，纯铝作阴极，错误；K项，图2所示的应该是外加电流的阴极保护法，应外加电源，且钢闸门连接电源负极，错误。2. (2015四川达州二测)有关下列四个常用电化学装置的叙述不正确的是() 图1碱性锌锰电池 图2铅硫酸蓄电池 图3电解精炼铜 图4银锌纽扣电池A. 图1所示装置中，MnO2是正极，工作时其还原产物是MnOOHB. 图2所示装置充电过程中，阴极的电极反应式： PbSO4(s)+2e-Pb(s)+S(aq)C.

34、 图3所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2+浓度始终不变D. 图4所示装置中，工作时OH-移向锌电极【答案】C【解析】碱性锌锰电池MnO2是正极，工作时其还原产物是MnOOH，选项A正确；铅硫酸蓄电池充电过程中阴极发生还原反应，其电极反应式为PbSO4(s)+2e-Pb(s)+S(aq)，选项B正确；电解精炼铜时粗铜作阳极，电解池工作时阳极溶解的除铜外还包括活泼性较强的金属如铁，而阴极析出的是铜，故溶液中的Cu2+浓度发生改变，选项C不正确；原电池工作时，电解质溶液中的阴离子向负极移动，选项D正确。3. (2015湖南怀化模拟)下图是CO2电催化还原为CH4的工作原理示意图。下列说法正确的是

35、()A. 该装置为原电池，其中a为正极B. 铜电极的电极反应式为CO2+8H+8e-CH4+2H2OC. 反应开始后，电子从a极流出至铜电极，经电解质溶液到铂电极最后流回至b极D. 一段时间后，池中溶液的pH不变【答案】B【解析】A项，该装置有外加电源，所以为电解池装置，错误；B项，Cu极一端通入二氧化碳，则二氧化碳被还原为甲烷，因为溶有二氧化碳使溶液呈酸性，所以电极反应式是CO2+8H+8e-CH4+2H2O，正确；C项，电子不经过溶液，错误；D项，阳极发生氧化反应，则硫酸钾溶液中的氢氧根离子放电生成氧气，则溶液中氢离子浓度增大，所以pH减小，错误。4. (2015广东卷节选)(1)电解制备

36、Al(OH)3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应式为 。(2)一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlC和Al2C两种离子在Al电极上相互转化，其他离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为。【答案】(1)2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2(2)Al-3e-+7AlC4Al2C【解析】(1)Al在阳极放电，溶液中的H+在阴极放电，破坏了水的电离平衡，溶液中的OH-浓度增大，与产生的Al3+结合生成Al(OH)3，总反应式为2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2。(2)根据题意，充电和放电时AlC和Al2C两种离子在Al电极上相互转化，放电时负极Al失去电子变为Al3+，与溶液

37、中的AlC结合产生Al2C，电极反应式为Al-3e-+7AlC4Al2C。【参考答案】【参考答案】问题思考问题1原电池电解池能量转化化学能电能电能化学能反应特征自发反应非自发反应电极名称由电极材料本身决定负极：活泼金属正极：不活泼金属(非金属导体)由连接电源的正、负极决定阴极：与负极相连阳极：与正极相连装置特征无电源两极材料一般不同有直流电源两极材料可相同也可不同联系两者都是在两电极上发生氧化还原反应问题2溶液中存在阳离子：Cu2+、H+；阴离子：OH-、S。判断阴、阳两极离子放电顺序：阳极OH-S；阴极Cu2+H+。写出电极反应式及总反应式：阳极：4OH-4e-O2+2H2O；阴极：2Cu2

38、+4e-2Cu；总反应式：2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4。基础梳理考点11. 电能化学能正极负极3. (1)正失氧化负得还原(2)负阴阳正阴阳离子4. (1)金属阴离子S2-、I-、Br-、Cl-、OH-、含氧酸根离子(N、S、C)、F-考点21. (1)2Cl-2e-Cl22Na+2e-2Na2NaCl(熔融)2Na+Cl2(2)粗铜纯铜可溶性铜盐不变2. (1)金属或合金阴极负阳极趁热打铁，事半功倍。请老师布置同学们完成配套检测与评估中的练习。【课后检测】课时23电解池及其应用一、 单项选择题1. (2015福建卷)下列制作铅笔的材料与相应工业不对应的是()A. 橡皮擦橡

39、胶工业 B. 铝合金片冶金工业C. 铅笔芯电镀工业 D. 铅笔漆涂料工业2. (2015广东佛山二模)关于下列装置说法正确的是()A. 装置中的铜棒上冒气泡B. 若a、b极是石墨，装置中的a、b冒气泡C. 装置换上硫酸铜溶液，将实现锌片上镀铜D. 装置换上硫酸铜溶液，将实现“b极”镀铜3. (2015广州调研)如下图所示的电化学装置，下列叙述正确的是()A. a和b用导线连接，电子由碳经过导线流向铁B. a和b用导线连接，铁电极的电极反应式：Fe-3e-Fe3+C. a、b分别连接直流电源正、负极，可以防止铁被腐蚀D. a、b分别连接直流电源负、正极，电压足够大时，Na+向铁电极移动4. (2

40、015洛阳二模)下列装置的线路接通后，经过一段时间，溶液的pH明显下降的是()5. (2015石家庄一模)某小组用下图装置进行实验，下列说法正确的是()A. 盐桥中的电解质可以用KClB. 闭合K，外电路电流方向为Fe电极石墨电极C. 闭合K，石墨电极上只生成铜D. 导线中流过0.15 mol电子时，加入5.55 g Cu2(OH)2CO3，CuSO4溶液可恢复原组成6. (2015郑州二测)中国首个空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，它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，a、b、c、d均为Pt电极。下列说法正确的是(

41、)A. B区的OH-通过隔膜向a电极移动，A区pH增大B. 图中右管中的OH-通过隔膜向c电极移动，d电极上发生还原反应C. c是正极，电极上的电极反应式为2H+2e-H2D. 当有1 mol电子转移时，b电极产生气体Y的体积为11.2 L7. (2014上海卷)如右图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分析正确的是()A. K1闭合，铁棒上发生的反应为2H+2e-H2B. K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高C. K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法D. K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001 mol气体8. (2015深圳中学调研

42、)下列关于各图的说法正确的是()A. 中阴极处能产生使湿润淀粉-KI试纸变蓝的气体B. 中待镀铁制品应与电源正极相连C. 中电子由b极流向a极D. 中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应9. (2015浙江大学附属中学)随着各地“限牌”政策的推出，电动汽车成为汽车界的“新宠”。特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池，其工作原理如下图，A极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li+的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，电池总反应式为LixC6+Li1-xCoO2C6+LiCoO2。下列说法不正确的是()A. 据题意分析可知该隔膜只允许L

43、i+通过，放电时Li+从左边流向右边B. 放电时，正极锂的化合价未发生改变C. 充电时B作阳极，该电极放电时的电极反应式为Li1-xCoO2+xLi+xe-LiCoO2D. 废旧钴酸锂(LiCoO2)电池进行“放电处理”让Li+进入石墨中而有利于回收10. (2013天津卷)为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下：电池：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)电解池：2Al+3H2OAl2O3+3H2电解过程中，以下判断正确的是()选项电池电解池AH+移向Pb电极H+移向Pb电

44、极B每消耗3 mol Pb生成2 mol Al2O3C正极：PbO2+4H+2e-P+2H2O阳极：2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+D二、 非选择题11. (1) (2015山东卷)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。利用如图1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(填化学式)溶液，阳极电极反应式为，电解过程中Li+向(填“A”或“B”)电极迁移。(2) (2015上海卷)氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。图2是离子交换膜法电解食

45、盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。完成下列填空：写出电解饱和食盐水的离子方程式：。离子交换膜的作用：、。精制饱和食盐水从图2中位置补充，氢氧化钠溶液从图中位置流出。(填“a”、“b”、“c”或“d”)?(3) (2015北京卷)利用图3所示装置从海水中提取CO2，有利于减少环境温室气体含量。结合方程式简述提取CO2的原理： 。用该装置产生的物质处理b室排出的海水，合格后排回大海。处理至合格的方法是。(4) 亚磷酸具有强还原性，可使碘水褪色，该反应的化学方程式为。电解Na2HPO3溶液也可得到亚磷酸，装置示意图如图4。说明：阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过。阴极的电极反应

46、式为。产品室中反应的离子方程式为。12. 由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室很难得到纯净Fe(OH)2沉淀，应用右图所示装置进行电解实验可制得纯Fe(OH)2。两电极材料分别为石墨和铁。(1) a电极材料应为，电极反应式为。(2) 电解液c可以是(填字母)。A. 纯水B. NaCl溶液C. NaOH溶液D. CuCl2溶液(3) d为苯，其作用是，在加入苯之前对c应作何简单处理? 。(4) 为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是(填字母)。A. 改用稀硫酸作电解液B. 适当增大电源的电压C. 适当减小两极间距离D. 适当降低电解液的温度(5) 若c中用Na2SO4溶液，当电解一段时

47、间看到白色Fe(OH)2沉淀后，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，混合物中另一明显现象为。13. (2015肇庆中学改编)“向海洋进军”已成为世界许多国家发展的战略口号，海水中通常含有较多的Ca2+、Mg2+、S等杂质离子，以海盐为原料的氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程如下：氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如右图所示。完成下列填空：(1) 溶液A的溶质是；在电解过程中，与电源正极相连的电极的电极反应式为。(2) 电解过程的总反应式为。(3) 电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在23，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：。(4) 电解槽阳极产物可用于(至少写出两种用途)。(5) 工

48、业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质，精制过程中除去这2种离子所发生反应的离子方程式为。(6) 已知NaOH、NaCl在水中的溶解度数据如下表：温度/2030405060708090100NaOH/g109118129146177300313318337NaCl/g3636.336.63737.337.838.43939.8根据上述数据，脱盐工序中通过、(填操作名称)除去NaCl。【课后检测答案】课时23电解池及其应用1. C【解析】A项，橡皮擦的原料是橡胶，涉及橡胶工业的生产，正确；B项，铝合金片涉及金属的冶炼过程，与冶金工业有关，正确；C项，铅笔芯的原料是石墨，与电镀工业无关，错误；D项，铅笔

49、外边刷的油漆，与有机合成的材料及涂料工业有关，正确。2. B【解析】装置是原电池，Zn作负极，铜棒作正极，发生的是吸氧腐蚀，氧气在铜棒发生反应，没有气体生成，A错；装置是电解池，H+在a极放电生成H2，Cl-在b极放电生成Cl2，B正确；装置换上硫酸铜溶液，铜片上会析出铜，C错；装置换上硫酸铜溶液，a是阴极，析出铜，即实现“a极”镀铜，D错。3. C【解析】a和b用导线连接，铁作负极，电子由铁经过导线流向碳，A错；铁电极的电极反应式为Fe-2e-Fe2+，B错；a、b分别连接直流电源正、负极，铁作阴极被保护，C正确；a、b分别连接直流电源负、正极，碳作阴极，铁作阳极，电解池中，阳离子向阴极移动

50、，即Na+向碳电极移动，D错。4. D【解析】A项装置是原电池，H+放电生成氢气，溶液的pH增大，错；B项装置是电解池，Cu+2H2OCu(OH)2+H2，氢氧根离子浓度增大，溶液的pH增大，错；C项电解食盐水，生成氢氧化钠使溶液的pH增大，错；D项电解硫酸铜实质是电解水和硫酸铜，水中的氢氧根离子放电使溶液中的氢离子浓度增大，溶液的pH减小，正确。5. D【解析】由于KCl能和AgNO3产生沉淀，因此盐桥中的电解质不能用KCl，A错；闭合K，铁比银活泼为负极，与铁相连的石墨为阴极，所以外电路电流方向为石墨电极Fe电极，B错；闭合K，与铁相连的石墨为阴极，发生还原反应，首先发生Cu2+2e-Cu

51、析出Cu，后发生2H+2e-H2放出氢气，C错；CuSO4溶液中n(Cu2+)=0.05 mol，完全消耗时转移电子数为0.1 mol，导线中流过0.15 mol e-说明水也参与了电解，电解CuSO4的总反应为2Cu2+2H2O2Cu+O2+4H+，溶液中减少的是2Cu和O2(相当于2CuO)，需要补充0.05 mol CuO，电解水的总反应为2H2O2H2+O2，转移电子数为0.05 mol，因此消耗0.025 mol的H2O，Cu2(OH)2CO3可写为2CuOH2OCO2，所以加入0.025 mol222 gmol-1=5.55 g Cu2(OH)2CO3，CuSO4溶液可恢复原组成，D正确。6. B【解析】原电池和电解池串联，均为惰性电极，电解池中进行的是电解水，生成氢气和氧气，用于形成氢氧燃料电池。在A区也就是阳极区，是水电离出来的OH-放电，pH稍微变小，所以A错误；c电极是原电池负极，阴离子向负极移动，d电极是正极，发生还原反