热点05电解池反应-聚焦高中化学反应类热点问题(含解析)

1、热点05电解池反应三思维模型电解池电极名称判断及电极反应式书写1. 电解池阴、阳极的判断（1）由电源的正、负极判断：与电源负极相连的是电解池的阴极；与电源正极相连的是 电解池的阳极。（2）由电极现象确定：通常情况下，在电解池屮某一电极若不断溶解或质量不断减少， 则该电极发生氧化反应，为阳极；某一电极质量不断增加或电极质量不变，则该电极发生还 原反应，为阴极。（3）由反应类型判断：失去电子发生氧化反应的是阳极；得到电子发生还原 反应的是阴极。2. 电解产物的判断（1）阳极产物的判断首先看电极，若是活性电极（一般是除au、pt外的金属），则电极材料本身失电子，电极 被溶解形成阳离子进入溶液；若是惰

2、性电极（如石墨、钳、金等），则根据溶液屮阴离子放电顺 序加以判断。阳极放电顺序：金属（一般是除au、pt外）>s2>r>br>cr>oh >含氧酸根f：（2）阴极产物的判断直接根据溶液中阳离子放电顺序加以判断。阳离子放电顺序： ag，>hg2+>fe3+>cu2+>h+>pb2ssn2+>fe2+>zn3+>h*>al34>mg2+>na，>ca24>k3. 电解池中电极反应式的书写书写电解池中电极反应时，要以实际放电的离子表示，但书写总反应时，弱 电解质要写成分子式。如用惰性电极

3、电解naoh溶液，阳极发牛氧化反应，电极反 应为40h-4小=2出0+02 f ,阴极发生还原反应，电极反应为4h'+4e=2h2 t , 总反应为 2h20=s=2h2 t +o2 t o如表所示的儿种常见元素或物质，在酸性或碱性介质中发生反应后的具体存在形 态有所不同，务必记住。常见元素或物质hc02al碱性条件h20co/oh"ato；（强碱）酸性条件itc02il20af题型一电解池中阴阳极判断如图，x、y分别是直流电源的两极，通电后，a极质量增加，b极处有无色无臭气体放出。 符合这一情况的是y（ y匹直流电海一z溶液选项a极板b极板x电极za锌石墨负极c11so4b

4、石墨石墨负极naohc银铁正极agno3d铜石墨负极cucl2【答案】a【解析】a极质量増加，必定是金属在債极析出。鼻极一定是阴极，则x-定为电源的员极，c错误；z溶 液为nmoh滚浹，电解时无金属析出，b错误；电解cucl;滚、液，阳极产生的气体是黄绿色的有刺激性气味 的 d错误。离了的放电顺序（1）阳极：活泼金属作阳极（金属活动性顺序中ag以前的金属）材料,则阳 极金属失电子变成对应的阳离子进入溶液（fc变成fe2 ）,电解质溶液中的阴离子 不放电。阳极是惰性电极（pt、au、石墨）材料，应是溶液中的阴离子失电子，其 放电顺序如下：s2->t'>br->cr>

5、;oh >含氧酸根（含氧酸根在水溶液中不放电）。(2) 阴极：阳离子的放电顺序为agoc屮hofcznh活泼金属阳离子如(k、caa、b、c三个装置中属于原电池的是(填字母，下同)，属于电解池的是 a装置中zn是极，cu极发生反应。 b装置中c是极，发生反应，电极反应为o c装置中cu是极，发生反应，电极反应为,反应过程中，溶液浓度(填“变大”、“变小”或“不变【答案】(1) a bc (2)负还原 na mg2 a广)在水溶液屮不放电，ft放电。1. 如图所示，e是用cucl?溶液和品红试液的混合液润湿的滤纸，甲和乙是石墨电极，通电后发现乙附近滤纸变为无色，则下列判断正确的是a. b是

6、阳极，a是阴极b.a是正极，b是负极c.乙是正极，甲是负极d.乙是阳极，甲是阴极【答案】d【解析】乙附近滤纸变为无色，说明乙上生成了氯气，氯气溶于水生成了有漂白性的次氯酸，所以乙是阳 极，b是电源的正极。2. 如图所示，a、b、c三个装置的三个烧杯屮分别盛有足量的cucr溶液°b（3）阴还原 cu2+2e_ u（4）阳氧化cu-2ecu2+不变【解析】（1）判断装蚤杲原电池还是电解池，关键是看它有没有外接直流电源，有则为电解池，无则为原 电池。由此可知a装蚤为原电池，e装蚤和c装蚤为电解池，且c装墨较为特殊，实际为电镀铜装蚤。（2）a装蚤中zn作员极，失去电子被氧化，发生反应：zn-

7、2eznj cu为正极，电解质滚'液中阳离子在 正极上得电子被还原，发生反应：cu1+2e cuo（3）味品容液中的h和5出匀移向阴极，但因盐溶液中阳离子得电子能力：cu4h，故阴极c上发生还 原反应：cu-+2巴一cu。同时滚'液中失电子能力较强的cl在阳极pt表面被氧化，发生反应:2cl -2echt。（4）c装蚤中阳极为活性电极，当阳极不是惰性电极时，电极本身失电子而发生氧化反应：cu2l cu>, 生成的cu”进入濬液。而阴极上发生还原反应：cua+hob两极反应速率相等，滚'液中其他离子不参 与反应，故溶'液浓度保持不变。题型二电解池中电极反应式

8、的书写下列指定电极的电极反应式书写不正确的是a. 铜锌原电池（稀硫酸作电解质溶液）的负极：zn-2e'=zn2+b. 电解精炼铜的电解池阴极：cu-2e=cu2+c. 电解cucb溶液的电解池阳极：2cf-2ech?d. 电解熔融氧化铝的电解池阴极：al3+3ea1【答案】b【解析】电解精炼铜时，在阴极上c+发生还原反应生成cu,电极反应式为cu2+2e cu,b项错误。储备常见的电解类型，熟练书写这些电极反应式和总反应式。类型电解质特点实例电极反应电解方程式电解对象电解质溶液的变化电解质溶液复原的方法阴极阳极电解 水 型含氧酸h2so44h'+4e"2h2f4oh

9、-4e2h2o+o2t2h,0 側2h2t+o2t水浓度增大加水可溶性强碱naoh活泼金属含氧酸盐kno3电 解 电 解 质无氧酸hc12h+2e电丫2c1 -2ech?2hc1电解hlt+cllt电解质浓度减小力u hc1不活泼金属无氧酸盐cucl2cu2'+2e_cu2c1 -2echtcucbcu+chf加 cucl2放h2生碱活泼金属无氧酸盐nacl2h+2eh彳2c1 -2ech?2nacl+2h2o电厂2naoh+h2f+cl2?电解质和水生成新电解质力 n hci放02生酸型不活泼金属含氧酸盐c11so4cu2+2e-cu4oh -4e2h2o+o2t2cuso4+2h2

10、o电解2cu+2h2so4+o2t电解质和水生成新电解质加cuo1. 用如图所示装置除去含cn c废水中的cz时，控制溶液ph为910,阳极产生的cq将cm氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是电源a. 用石墨作阳极，铁作阴极b. 阳极的电极反应式：cf+2oh-2ec1o+h2oc. 阴极的电极反应式：2h2o+2eh2t+2oh-d. 除去 cz的反应：2cn +5c1o +2h+n2t+2co2t+5cr+h2o【答案】d【解析】用石墨作阳极，铁作阴极符合题意，a项正确；由题给信息可知，滚液中的离子为cn和cl,而 阳极产生c1o-,故其反应物一定是cl,即cl在阳极被氧化为cio-

11、, b项正确；阴极为水得电子生成氢气 的反尬c项正确;该反应体系提供的是碱性环境,故反应式中不可能有hj除去cn的正确反应式为2cm+ 5c1o-+ h：o5c1 j2co2t-mt+2oh，d 项错误。【备注】正确提取题li中给出的有用信息是解答本题的关键，本题的有用信息有“含cn cr“ph为910”、“cq将cz氧化”、“无污染的气体”等。2. 请按要求回答下列问题。(1)根据如图回答: 打开k2,合并k】。a电极可观察到的现彖是； b极的电极反应为。 打开k,合并k2o a电极可观察到的现彖是； b极的电极反应为（2）根据如图回答： 将较纯净的硫酸铜溶液放入如图所示的装置中进行电解，石

12、墨电极上的电极反应式为,电解反应的离子方程式为o 实验完成后，铜电极增重og,石墨电极产生标准状况下的气体体积为l。【答案】（1）锌不断溶解cu2+2ecu锌镀上一层红色的铜cu-2ecu2+(2) 4oh -4&2h2o+o2t 2cu2+2h2o2cu+o2t+4h+ 0.175a【解析】（1）此时为原电池，a极为负极，锌不断滚解，b极为正极，反应为cu2ecuo此时为电解池,a极为阴极仮应为cp+2ec4故a极上镀上一层红色的铜,b极为阳极仮应为cu-2ecu>o 此时为惰性电极电解cusor石墨电极上的电极反应为4oh-4e2民0+0介总反应的离子方程x224=0.1?5

13、a(l)。式为 2c2+2h2o2cu-0：t+4h*o 题型三电解池中守恒运算 用石墨电极电解1 l含硝酸铜和氯化钠各0. 1 mol的混合溶液，当阳极上生成2. 24 l（标准状况）气体时，假设溶液的体积不变，下列说法正确的是a.电解过程中溶液中有蓝色沉淀生成b.阴极也产生2. 24 l（标准状况）气体c.阴极增重6.4 g d.所得溶液的ph大于7【答案】c【解析】（1）根据离子放电顺序写出电解反应方程式；（2）利用电子守恒进行相 关计算。含硝酸铜和氯化钠各0.1 mol的混合溶液中，各离子的物质的量分别为 cu2+ 0. 1 mol、na+0. 1 mok cto. 1 mol、0.2

14、 mol。阳极 cl先放电:2ct-2e' cl2 f ,由于cl仅0. lmol,故屯子转移了 0.1 mol,标准状况下放出cl2 0. 05 mol, 即1. 12 lo据题意知阳极生成2. 24 l（标准状况）气体,故0h继续放电：40h -4e 2h20+02 f ,放出 ch的体积为 2. 24 l-1. 12 l=l. 12 l,此时电子转移了 0.2 mol, 消耗oh- 0. 2 mol,即在电解过程中共转移03 mol电子。阴极上发生还原反应： cu2+2e_cu, a b项错误;因溶液中含cu 根据电子守恒法计算：用于吊联电路，阴阳两极产物、正负两极产物、相 同电

15、量等类型的计算，其依据是电路屮转移的电子数相等。' 0. 1 mol,故阴极析出铜6. 4 g, c项 正确;此吋消耗t 0.2 mol电子,还有0.1 mol电子由h消耗：2ft+2eh2 t , 需h* 0.1 mol,故消耗oh的物质的量大于消耗h的物质的量，所得溶液的ph小 于7, d项错误。原电池和电解池的相关计算包括两极产物的定量计算，溶液ph的计算、根据 电量求产物的量与根据产物的量求电量等的计算。不论哪类计算，均可概括为下 列三种：2根据总反应式计算：先写岀电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。3. 根据关系式计算：根据得失电子守恒建立已知量与未知量

16、z间的桥梁，列 出计算所需的关系式。例如，通过4 mol e为基准可构建电极产物之间的关系式如下：e2(7 (”心j(丿1h阳极产物4()/畫亠-m阴极产物(m为金屈为其化合价)1. 用惰性电极电解200 ml 定浓度的硫酸铜溶液，实验装置如图所示，如果向所得的溶液 中加入0mol cu(oh)2后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和ph,电解过程中转移的电 子数为电流方向白流电源a. 0.2 molb 0.4 molc. 0.6 mold. 0.8 mol【答案】b【解析】由图可知，电流由正极流向员极，则b为阳极，a为阴极，用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜濬液, 发生反应：2cuso4+2h2o=

17、2cu + o：t+2h】so“ 一段时间后，加入0.1 mol cu(oh)2后恰好恢复到电 通电解前的浓度和ph,说明电解过程中不仅有硫酸铜被电解，还有水被电解，2民0=日打+0打，0.1 molcu(oh)可以看作是0.1 mol cuo和0.1 mol h。则转移的电子共有0.4 mol。2. 电化学在日常生活中用途广泛，图是镁次氯酸钠燃料电池的示意图，电池总反应为mg+cio +h2ocl +mg(oh)2l,图是处理含5。冷的工业废水的装置示意图，下列说0惰性电极 翩曹镁电极进料口a法正确的是:':1 ffzllf: 律c°o亍的丄业废水金局饮适址naci亠图图a

18、. 图中c/向惰性电极移动，与该极附近的oh结合转化成cr(oh)3b. 图中若有0.084 g阳极材料参与反应，则阴极会有33.6 ml的气体产生c. 图小发生的还原反应是mg2+-fclo+h2o+2ecf+mg(oh)2；d. 若图屮3.6g镁溶解产生的电量用以图屮的废水处理，则理论上可产生10.7g氢氧化 铁沉淀【答案】c【解析】本题的易错之处是不能综合利用电化学原理和离子的性质确定装蚤中发生的反应。團装蚤为原 电池装显图装蚤为电解池装蚤。團中，阳极上的电极反应为fe-2efe>,阴极上的电极反应为2h+2eh：to cr:or向阳极移动，发生反应 cr2o±-6fe&

19、gt;+14h*2cr3+-6fe37h2o, c古、f»向阴极 移动，oh向阳极移动，在两极之间发生反应cr-+3ohcr(oh)3b fe卄-3ohfe(oh)；l, a项错误。 图中，若产生的气体处在标准状况下，则根据电子守恒有丰 <22.4xlom3.6(ml),但选项中没有指明 气体是否处在标准状况下，b项错误。團中，负极上的电极反应为mg-2e正极上的电极反应为 mg+clo+2e-h2ocl-mg(oh)2, c项正确。根据电子守恒和原子守恒可知，存在如下关系式： mee-fefe-fefoh),贝'j fe(oh);=xio? rmol=16.05d项错误。24g*mol "3. 如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯分别盛放100 g 5%的naoh溶液、足量的cuso4 溶液和100g 10%的k2so4溶液，电极均为石墨。甲乙丙(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙屮k2so4的浓度