电解原理（原卷版）-2024年人教版新高二化学复习讲义+习题

第24讲电解原理

I颜羽目标

1.宏观辨识与微观探析：从宏观和微观的角度理解电解池中电子的移动、阴阳离子的移动、阴阳两极上的反

应及其变化、电流形成的过程和原理。

2.证据推理与模型认知：建立电解过程的思维模型，理解电解的规律，判断电解的产物，书写电解的电极反

应式和总反应式。

笈翅识再毓

实验探究：电解氯化铜溶液

一电解和电解池判断

电解原理及电极判断

电解池电极反常见微粒的放电顺序

应式的书写电极反应式的书写方法

电解水型

电解后溶液的复原规律电解电解质型

电解质和水都

电解发生电解型

原理电解池中的守恒规律

有无外接电源

判断电池类型

电化学中根据电极反应现象

多池装置

解题方法步骤

一得失电子守恒法计算

计算的方法t-总反应式计篁

电化学中

-关系式计篁

定am

解题步骤

一、电解原理

i.实验探究：电解氯化铜溶液

按下图所示装置完成实验，并填写下表。

实验现象实验结论原因分析

电流表指针发生偏转说明电解质溶液导电，形成_______自由运动离子发生定向移动

与负极相连的b极上逐渐覆

析出金属铜阴极：Cu2++2e-=Cu（_____反应）

盖了一层_______

与正极相连的a极上有_____

气味的气体产生，能使湿润的产生了_______阳极：2C广—2鼠=。2?（____反应）

碘化钾淀粉试纸_______

2.电解和电解池

（1）电解：使电流通过而在阳极、阴极引起反应的过程。

（2）电解池：将转化为的装置（也称）。

（3）电解池的构成条件

①直流;②两个;③或熔融电解质；④形成o

3.电解原理及电极判断

（1）电解池反应原理

e-----►e~--------

与电源正极相连Ieu蒋性」心电源负极相连

发生遨反应［喈卜电极）号H发生酶应

阳离子移延麻溶液内离子移向

电解原理示意图

（2）电解池阴极和阳极的判断依据

|与电源手极相国

电子流出

|阴离子移向|_T阳’极|~>|发生氧化反应］

I阳离子移向|~~X阴，极|~~T发生还原反应1

电子流入

I与电源I极相连I

二、电解规律

1.电解池电极反应式的书写

⑴常见微粒的放电顺序

阴极：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(^)>Fe2+>Zn2+>H+(zK)>.......

阳极：活性电极>S2>I>Br>C1>OH>含氧酸根

【特别提醒】

①活性电极一般指Pt、Au以外的金属电极。

②电解的离子方程式中，若参与电极反应的H+或OH」是由水电离出来的，用H2O作为反应物。

(2)电极反应式的书写方法

以惰性电极碳棒电解CuSO4溶液为例

①辨电极：阴极与电源相连，阳极与电源相连。

②找离子：电解质溶液中：Cu2+>H+、SO，、OH，

③排顺序：依据常见微粒放电顺序，阴极：Ci?+>H+(水)，阳极：OJT(水)〉SO?，

-+

④电极式：阴极：。？++2屋=Cu,阳极：2H2O-4e=O2t+4Ho

⑤总反应：依据守恒，调整各电极计量数，然后相加，标上反应条件

2CU2++2H2O典属2Cu+Chf+4H+、2C11SO4+2氏0里暨2Cu+Chf+2H2sO4。

2.电解后溶液的复原规律

用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液，请填写下表：

⑴电解H2。型

电解质

H2SO4NaOHNa2SO4

阳极反应式———

阴极反应式——

pH变化———

复原加入物质加入_______

(2)电解电解质型

电解质HC1CuCl2

阳极反应式

2Cr-2e-=Cl2t

阴极反应式2H++2屋=H2TCu2++2e=Cu

pH变化—

复原加入物质加入_______加入_______

(3)电解质和水都发生电解型

电解质

NaClCuSO4

阳极反应式——

阴极反应式——

pH变化——

复原加入物质加入_______加入_______

【方法技巧】电解后溶液的复原，从溶液中放出的气体和生成的沉淀，按照原子个数比组成具体物质再加

入溶液即可。遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原则。

3.电解池中的守恒规律

同一电路中转移的电子数是的，利用电子守恒使各电极得失电子均相等，在各极反应式中建立联系。

三、电化学中多池装置

1.判断电池类型

⑴有外接电源时，各电池均为电解池。

⑵无外接电源，如燃料电池、铅酸蓄电池在电池中作电源，其他均为电解池。

(3)无外接电源，有活泼性不同电极的为原电池，活泼性相同或均为惰性电极的为电解池。

(4)根据电极反应现象判断。

2.解题方法步骤

转移电子数相等

四、电化学中的定量计算

1.计算的方法

(1)得失电子守恒法计算：用于串联电路各极的电量相同等类型的计算。

(2)总反应式计算：根据总反应式列比例式计算。

(3)关系式计算：根据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。

2.解题步骤

(1)正确书写电极反应式，注意阳极本身是否发生反应，当溶液中有多种离子放电时，注意离子放电的顺序

性和阶段性。

(2)根据得失电子守恒和各电极反应式，逐步计算各电极不同阶段的生成物的物质的量。由此得出各电极质

量的变化或各电极产生气体体积的定量关系。

笈骞点精练

考点01电解及其装置(电解池)

【例11下列说法错误的是

A.将电能转化为化学能的装置叫电解池

B.电解时，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动

C.电解池中阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应

D.电解时，电子从电解池的阴极流出，沿导线流回电源的负极

【变式1-11下列装置能构成电解池的是

播欣股nd滞油桶面战CiSQ擀液

【变式1-2］下列叙述正确的是

①电解池是将化学能转变成电能的装置

②原电池是将电能转变成化学能的装置

③金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化

④电解池两个电极材料可以相同

A.①②③④B.③④C.②③④D.③

考点02电解规律及其应用

【例2】用惰性电极电解稀H2so4、CU(NO3)2、NaCl的混合液,最初一段时间阴极和阳极上析出的物质分

别是

A.H2和CbB.H2和。2C.Cu和CbD.Cu和O2

【变式2-1】用惰性电极电解CuSCU溶液一段时间后，停止电解，向所得溶液中加入0.1molCu2（OH）2co3,

溶液浓度恢复至电解前，关于该电解过程的说法不正确的是

A.生成Cu的物质的量是0.2mol

B.转移电子的物质的量是0.4mol

C.随着电解的进行溶液的pH减小

D.阳极反应是2H2O-4e=4H++O2T

【变式2-2】用惰性电极进行电解，下列说法正确的是

A.电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变

B.电解稀NaOH溶液，要消耗OH1故溶液pH减小

C.电解NaNOs溶液，在阴极上和阳极上生成气体产物的物质的量之比为1:2

D.电解CuCl?溶液，在阴极上和阳极上生成产物的物质的量之比为1:1

考点03电化学有关计算

【例3】用电解法可将CO2转化为工业原料C2H八CO,原理如图所示下列说法错误的是

----1I------------------------

电源CO2

.CO

c2H4

稀硫酸苗子稀硫酸

交换膜

A.离子交换膜为质子交换膜

B.若乙室产物只有ImolCO生成，则乙室质量增加18g

C.若乙室生成CO、CR,物质的量比为1：1,则两电极产生气体的物质的量相同

D.电解过程中甲室稀硫酸浓度不断增大

【变式3-1】一种电解精炼废钢的工艺原理如图，通过O'-在两极间的定向移动可实现废钢脱碳从而得到超

低碳钢，同时还可以回收硅作为副产品。下列说法错误的是

（含济的箕化物及小殿献）

A.电解时，M为电源的负极

B.不能选用稀硫酸作为电解质溶液

C.电解时，阳极发生的电极反应为C+C）2--2e-=COT

D.若有1molO”移向废钢电极，则炉渣电极所得硅的质量为28g

【变式3-2］硼酸溶于水、酒精、甘油、醛类及香精油中，水溶液呈弱酸性。可用作pH值调节剂、消毒剂、

抑菌防腐剂等，还可用于电容器制造及电子元件工业。H3BO3可以通过电解NaB（OH）4溶液的方法制备,

其工作原理如图。下列说法错误的是

‘'，’""||怖浴阀|冰浴放||=

M室产品室原料室N室

A.m接外电源的正极

B.N室发生的电极反应式为2Hq+2e-=H2T+2OJT

C.b膜为阳离子交换膜

D.理论上每生成Imol产品，阳极室可生成标准状况下气体的体积是5.6L

考点04多池装置分析

【例4】如图所示，三个烧杯中盛有足量的电解质溶液，a、b、c、d、e均为石墨电极，通电一段时间后，a

电极上有红色物质析出。下列说法正确的是

B.c电极周围的溶液变红

C.A烧杯中溶液的pH升高

D.B烧杯中加入一定量的KC1固体可使电解质溶液恢复原状

【变式4-1】浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。利用浓差电池电解Na2sO4溶液(a、b电

极均为石墨电极)，可制得。2、H2,H2sO,和NaOH,反应原理如图所示。下列说法错误的是

已知：电池的比能量指参与电极反应的单位质量电极材料放出电能的大小。

A.与铅蓄电池相比，该浓差电池的比能量更高

B.浓差电池从开始工作到放电结束，电解池理论上可制得98gH2so4

C.a电极的电极反应为2H2O+2e-=2OJT+H2T

D.c、d分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜

【变式4-2】利用甲醇(CHsOH)燃料电池电解CuSC)4溶液、Mgj溶液，装置如图所示:

已知甲醇电池总反应式为2cH30H+3O2+4KOH=2K2cO3+6H2O0下列说法正确的是

A.甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化为电能的装置

B.反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu（OH）2能使CuSO,溶液恢复到原浓度

C.甲池通入CHQH的电极反应式为CH3OH_6e「+8OH-=CO；-+6H2O

D.甲池中消耗280mL。2，此时丙池中理论上最多产生1.45g固体

Tit关检测

1.用如图所示装置的电解氯化钠溶液（X、Y是碳棒）。下列判断正确的是

A.Y电极和电源的正极相连B.X电极表面有氢气生成

C.X电极表面发生氧化反应D.电解过程的能量变化是化学能转化为电能

2.关于如图所示各装置的叙述中，正确的是

A.图1是原电池，总反应是：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+

B.图2通电一段时间后石墨I电极附近溶液红褐色加深（已知氢氧化铁胶粒带正电荷）

C.若用图3精炼铜，则d极为纯铜，电子迁移方向为b—d—c—a

D.若用图4电镀，M为CuSCU溶液，可以实现在铁上镀铜

3.用如下图a所示装置电解Cudz溶液（电极为石墨），下列说法不亚确的是

A.该装置可将电能转化为化学能

B.图b可正确表示通电时溶液中溶质离子的迁移情况

C.阴极发生的反应为Cu»+2e-=Cu

D.用该装置电解CuSO4与NaCl的混合液，开始时与电解CuCL溶液的原理相同

4.下图是一个用石墨作电极，电解稀Na2s04溶液的装置，通电后在石墨电极A和B附近分别滴加一滴石

蕊溶液。下列有关叙述正确的是

Na2sO4溶液

A.A极生成的气体无色无味，B极生成的气体有刺激性气味

B.收集B极产生的气体，该气体能使带火星的木条复燃

C.A极附近呈红色，B极附近呈蓝色

D.电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶解呈碱性

5.工业上处理含CrQ；的酸性工业废水用Fe为电极进行电解；经过一段时间有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀

产生；过滤回收沉淀，废水达到排放标准。下列说法错误的是

A.电解时阴极的电极反应式为2H++2e-=凡个

3+2++3+3+

B.Cr2O；转变成Cr的离子反应方程式为6Fe+Cr2O^+14H=6Fe+2Cr+7H2O

C.两极都能用Cu电极来代替Fe电极

D.实验时若加入适量的Na2sO,电解效果更好

6.用惰性电极实现电解，下列说法正确的是

A.电解氢氧化钠溶液，要消耗0H-,故溶液pH减小

B.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变

C.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1：1

D.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1：2

7.用惰性电极电解下列溶液，电解结束后加适量水，溶液能恢复至电解前状态的是

A.CuCl2B.AgNO3C.H2SO4D.KC1

8.甲烷燃料电池采用箱做电极材料，两个电极上分别通入CH,和。2,电解质溶液为KOH溶液。某研究小

组将上述甲烷燃料电池作为电源，进行电解饱和食盐水和电镀的实验，如图所示，其中乙装置中X为离子

交换膜。下列说法错误的是

PtPt

C

氧气

1饱和溶液溶液

NaClAgNCh

甲乙丙

A.为防止生成的氯气和氢氧化钠接触，乙中X为阳离子交换膜

B.丙中的AgNC>3溶液，银离子浓度不变

C.甲烷燃料电池正极电极反应式是O2+4片+4H+=2Hq

D.乙中两电极上一共产生气体2.24L（标准状况）时，丙中a极质量增加10.8g

9.实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒（a'、b'）作笔，在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上

同时写字，a'端的字迹呈白色。下列结论不正确的是

A.a为电源的正极

B.b'端的字迹呈蓝色

C.电流方向为：afa'fb'fb

D.碳棒b'的电极反应式为2H+-2e=H2T

10.如图所示是电解NaCl溶液（滴加有酚酰溶液）装置，其中c、d为石墨电极。下列有关的判断正确的是

（产直流电源建

三-NaCl溶液

A.a为负极，d为阳极

B.电解过程中，d电极附近溶液变红

C.电解过程中，氯离子的浓度保持不变

D.c电极上的电极反应式为：2H++2e-=Hj

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