电解原理及其应用考点考向解析突破

电解原理及其应用

知识整仓；

一、电解池

。电解

使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。

⑥电解池（或电解槽）

（1）定义

借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转化为化学能的装置。

<2）阳极与阴极

阳极：与电源正极相连的电极叫阳极，发生氧化反应。

阴极：与电源负极相连的电极叫阴极，发生还原反应。

（3）电解池的构成条件

与直流电源相连的两个电极：阳极和阴极；电解质溶液（或熔融电解质）；形成闭合回路。

（4）电解池的工作原理（以电解CuCL溶液为例）

e-沿导线传递e-沿导线传途

，还原反应

幻

，匣阴

▲愀Cu2*+2e'=Cu

离

子

移

向

_

。电解池和原电池比较

电解池原电池

定义将电能转变为化学能的装置将化学能转变为电能的装置

CQCCul^lzn

装置举例

由玉-NaCl溶液二:二二生-稀H2s0,

形成条件①两个电极与直流电源相连①活泼性不同的两电极（连接）

②电解质溶液②电解质溶液

③形成闭合回路③形成闭合回路

④能自发进行氧化还原反应

阳极：与电源正极相连的极负极：较活泼金属（电子流出的极）

电极名称阴极：与电源负极相连的极正极：较不活泼金属（或能导电的非

金属）（电子流入的极）

阳极：溶液中的阴离了失电了，或电极负极:校活泼电极金属或阴离了失电

金属失电子，发生氧化反应子，发生氧化反应

电极反应

阴极：溶液中的阳离子得电子，发生还正极：溶液中的阳离子或氧气得电

原反应子，发生还原反应

溶液中的离子阴离子移向阳极，阳离子移向阴极阴离子移向负极，阳离子移向正极

移向

电源负极星支阴极邈阳极负极导线,正极

电子流向

昱&电源正极

实质均发生氧化还原反应，两电极得失电子数相等

联系原电池可以作为电解池的甩源，二者共同形成闭合回路

。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，在电解池中某■•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•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。

《8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：若是惰性电极（如石墨、伯、金等），则根据溶液中阴离子放

电顺序加以判断。

阳极放电顺序：

金属（一般是除Au、Pt外）,S2>1>Br>CI>OH>含氧酸根在。

（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+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+o

P畤剧I疆醵

（I）处理有关电解池两极产物的问题，一定要先看电极是活性电极还是惰性电极。活

性电极在阳极放电，电极溶解生成相应的金属离子，此时阴离子在阳极不放电。对于惰性电

极，则只需比较溶液中定向移动到两极的阴阳离子的放电顺序即可。

（2）根据阳离子放电顺序判断阴极产物时，要注意下列三点：

①阳离子放电顺序表中前一个以H+）与其他离子的浓度相近，后一个c（H+）很小，来自水

的电离：

②Fe3+得电子能力大于CF+,但第一阶段只能被还原到Fc2+；

③Pb?+、Sn2\Fc2\Zn?+控制一定条件（即电镀）时也能在水溶液中放电：AP+、Mg2\

Na+、Ca2\K+只有在熔融状态下放电。

二、电解原理的应用

1.电解饱和食盐水——氯碱工业

（1）电极反应

阳极：2C「-2e-=Cl2T（反应类型：氧化反应）。

阴极：2H++2e--H2T（反应类型：还原反应）。

检验阳极产物的方法是：用湿润的KI淀粉试纸靠近阳极附近，若试纸变蓝，证明生成

了Cl2o电解时向食盐水中加酚儆，阴极附近溶液变红，说明该电极附近产生的物质为NaOH.

（2）电解方程式

电解

化学方程式：2NaCl+2H，O=2NaOH+H#+CbT

电解

离子方程式：2cr+2H2O^=2OH-+H2T+CI2T

2.电解精炼铜

电镀（Fe表而镀Cu）电解精炼铜

电极材料镀层金属铜粗铜（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质）

Cu-2e-=Cu2+

阳极Zn-2e-=Zn2+

电极反应Cu-2e-^=Cir+

Fe-2e-=Fe2+

Ni-2e-=Ni2+

电极材料待镀金属铁纯铜

阴极

电极反应Cu7++2e~——Cu

电解质溶液含C/+的捻溶液

注：电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解池底部形成阳极泥

3.电镀

利用电解原理，在金属表面上镀上一层其它金属或合金的过程叫电镀。

①电极的连接:镀层金属或惰性电极做阳极，和外加电源的正极相连:镀件金属做阴极,

和外加电源的负极相连。如铁上镀铜，铜（或石墨）做阳极，铁做阴极。

②电镀液的选择：选择含有镀层金属离子的溶液做电镀液，如铁上镀铜，选择硫酸铜溶

液做电镀液。

③电极反应：阳极：Cu^Cu2++2e~,阴极：Cu2++2e-^=Cu

④电镀的特点：若镀层金属做阳极，电镀过程中溶液中阳离子浓度不变；若用惰性电极

做阳极，电镀过程中溶液中阳离子浓度减小。

舞蠲器曜

电镀过程中，溶液中离子浓度不变：电解精炼铜时，由于租铜中含有Zn、Fe、Ni等活

泼金属，反应过程中失去电子形成阳离子存在于溶液中，而阴极上C/+被还原，所以电解

精炼过程中，溶液中的阳离子浓度会发生变化。

4.电冶金

冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属，必须用电解法。如电解爆融氯化钠得到钠时：

阳极：2C「一2钎----Cl2

电极反应2

阴极：2Na++2e-=~2Xa

总反应方程Kb'aCK熔融）里后2、a+Cl?）

注意：①电解熔融MgCL冶炼镁，而不能电解熔融MgO冶炼镁，因MgO的熔点很高：

②电解熔融AI。冶炼铝，而不能电解A1CL冶炼铝，因AICL是共价化合物，其

熔融态不导电。

心重点考向,

考向一电解规律的考查

典例引领

典例1用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次

为升高、不变、降低的是

A.AgNOaCuChCu(NO3)2

B.KC1Na2SO4CuSCh

C.CaCbKOHNaNQ、

D.HCIHNO3K2SO4

【解析】由电解规律可得

类型化学物质pH变化

放02生酸型CuSCh、AgNO?>CU(N0?)2降低

放H2生碱型KC1、CaCh升高

CuCh升高

电解电解质型

HCI升高

NaNO*Na2so4、K2so4不变

电解H?O型KOH升高

HNO3降低

【答案】B

变式拓展

1.图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚儆试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液,

通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是

X

-----[—ab»-|—

—

__KM^--Y

Cu].Pl

二二・三Z：

Z一二二二；，三二二二二-

CuSO,溶液

A.滤纸上c点附近会变红色

B.Qi电极质量减小，Pt电极质量增大

C.Z中溶液的pH先减小，后增大

D.溶液中的SO3向Qi电极定向移动

用惰性电极电解电解质溶液的规律

电极反应电解质电解质溶

类电解

电解质特点实例电解方程式溶液的液复原的

型阴极阳极对象

变化方法

电含氧酸H2s04

4H-+4e-4OH--4e-

2Hq-

解可溶性强碱NaOH浓度增

水加水

水活泼金属含大

2H2f+O2T

KNO32H2T2H2O+O2T

型氧酸盐

电电解

2H+2e-2CI-2e-^=2HCI—

无氧酸HC1力UHCI

解

——H2TChTHzt+Ch?

电浓度减

电解质

解CuCL卫小

不活泼金属CM++2e-2Cl--2e-^=

CuCh加CuCh

质无氧酸盐

CuChtCu+ChT

型

放

2NaCl+2H2O

活泼金属无电解质生成新

H22H-+2e-2CI-2e-^=电解

NaCI力UHCI

生氧酸盐——HatChT和水电解质

2NaOH+H1+

喊2

型C12t

放

2CUSO4+2H1O

024OH--4e-

不活泼金属ca+2e-电解质生成新

厘丝2Cu+

生加CuO

CuSO4

含氧酸盐Cu和水电解质

酸

2H2O+O2T2H2SO4+O2T

型

考向二电解原理的“常规”应用

典例引领

典例1高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用银(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备

高铁酸钠(NazFeO』)的装置如图所示。下列说法正确的是

A.铁是阳极，电极反应为Fe-2e—+2OFr===Fe(OH)2

B.电解一段时间后，锲电极附近溶液的pH减小

C.若离子交换膜为阴离子交换膜，则电解结束后左侧溶液中含有FeOf

D.每制得1molNazFeOd,理论上可以产生67.2L气体

【解析】A.用银(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠(NazFeCh),铁失电子

生成高铁酸钠，则铁作阳极，银作阴极，电极反应式为Fe+8OH-6e===FeO=+4H2O,

故A错误：B.银电极上氢离子放电生成氢气，氢离子浓度减小，所以溶液的pH增大，故

B错误；C.若离子交换膜为阴离子交换膜，则电解结束后由丁•浓度差左侧溶液中会含有

FeOl,故C正确；D.温度和压强未知，所以无法计算生成气体体积，故D错误。

【答案】C

变式拓展

2.如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法不正确的是

A.装置中的离子交换膜属于阳离子交换膜

B.装置中①处的物质是氢气，②处的物质是氯气

C.除去杂质后的NaOH溶液从出口B处导出

D.转移0.8mol电子时产生H28.96L(标准状况卜)

Q/离子交换膜的作用

阳离子交换膜(以电解NaCI溶液为例)，只允许阳离子(Na+)通过，而阻止阴离子(。-、

OH)和分子(CL)通过，这样既能防止H?和CL混合爆炸，乂能避免Cb和NaOH溶液作用

生成NaQO影响烧碱质量，由此可推知，阴离子交换膜只允许阴离子通过，质子(H-)交换

膜只允许质子(H+)通过。

考向三电解原理的“创新”应用

典例引领

典例1国内某科技研究小组首次提出一种新型的Li♦电池体系，该体系正极采用含有「、

Li+的水溶液，负极采用固态有机聚合物，电解质溶液采用LiNCh溶液，聚合物离子交

换膜作为隔膜将液态正极和固态负极分隔开(原理示意图如图)。下列有关判断正确的是

图甲图乙

A.图甲是原电池工作原理图，图乙是电池充电原理图

B.放电时，正极液态电解质溶液的颜色加深

C.充电时，Li+从右向左通过聚合物离子交换膜

D.放电时，负极的电极反应式为+2〃Li+

【解析】本题考查电化学知识，意在考查考生对电化学知识的理解与应用能力。由“负极

采用固态有机聚合物”知，固态有机聚合物在负极失电子，电极反应式为

-2ne-T汾^喊+2〃Li+,故图乙是原甩池工作原理图，则图甲是电池充电原理图,

A错误，D正确：放电时，正极的电极反应式为I：+2e-3I-,I；被还原为无色的匕电解

质溶液颜色变浅，B错误：充电过程即为电解过程，阳离子从阳极移向阴极，故充电时，Li

从左向右通过聚合物离子交换膜，C错误。

【答案】D

变式拓展

3.现代工业生产中常用电解氮化亚铁溶液的方法制得氮化铁溶液吸收有毒的硫化氢气体。

工艺原理如图所示。下列说法中不正确的是

FeCh溶液

反

应

池

［厂,II溶液t电解池

"湖淀

A.左槽中发生的反应为2Cl--2e~=Chf

B.右槽中的反应式：2H++2e--H2T

C.H+从电解池左槽迁移到右槽

D.FeCh溶液可以循环利用

考向四根据电子守恒计算

典例引领

典例1500mLNaNCh和Cu(NO3)2的混合溶液中c(N03)=0.3molL用石墨作电极电解

此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到气体1.12L(标准状况下)，假定电解后溶液

体积仍为500mL,下列说法正确的是

A.原混合溶液中(?(Na,)=0.2molL-1

B.电解后溶液中c(H+)=0.2molL-1

C.上述电解过程中共转移0.4mol电子

D.电解后溶液复原时需加入4gCuO

【解析】两极均收集1.12L气体(标准状况

2++

阴极：Cu-F2e===Cu,2H+2e===H2?

下)---4阳极：4OH-_4e===O2f+2H20-----►转移电子为0.2mol=〃(Cu”)=

0.05mol,QH+)=0.1mol电?守怛j(Na+)=0.05mol。复原时需力口CuO：0.05x80g=4g和

H2O：0.05X18g=0.9g或加CU(OH)24.9g。

【答案】B

变式拓展

4.电解法处珅含氮氧化物废气,可回收硝酸,具有较高的环境效益和经济效益.实监室模

拟电解法吸收NO*的装置如图所示(图中电极均为石墨电极)。

(1)若用NCh气体进行模拟电解法吸收实验。

①写出电解时NCh发生反应的电极反应式:。

②若在标准状况下有2.24LNCh被吸收，通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的

H+为____mole

(2)某小组在右室装有10LO.2mo卜LT硝酸溶液，用含NO和NO?(不考虑NO?转化为

N2O4)的废气进行模拟电解法吸收实验。

①实验前，配制10LO.2moi硝酸溶液需量取mL、密度为l/gnL、

质量分数为63%的浓硝酸。

②电解过程中，有部分NO转化为HNCh。实验结束时，测得右室溶液中含3moiHNO3、

0.1molHNO2,同时左室收集到标准状况下28LH2。计算原气体中NO和NCh的体

积比（假设尾气不含氮氧化物，写出计算过程）。

%电化学定量计算的三种方法

（I）根据电子守恒

用于串联电路中电解池阴阳两极产物、原电池正负两极产物、通过的电量等类型的计算,

其依据是电路中转移的电子数相等。

（2）根据总反应式

先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。

（3）根据关系式

根据得失电子守恒关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。

考向五电化学组合装置的问题

典例引领

典例1如图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，将电源接通后，向（乙）中

滴入酚酿溶液，在F极附近显红色，则以下说法正确的是

A.电源B极是正极

B.（甲）、（乙）装置的C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量比为1：2：2：2

C.欲用（丙）装置给铜镀银，H应该是Ag,电镀液是AgN03溶液

D.装置（丁）中X极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带负电荷

【解析】根据图知，该装置是电解池，将电源接通后，向（乙）中滴入酚酷溶液，在F极

附近显红色，说明F极附近有大量氢氧根离子，由此得出F极上氢离子放电生成氢气，所

以F极是阴极，则电源B极是负极，A极是正极，A错误；甲装置中C电极上氢氧根离子

放电生成氧气，D电极上铜离子放电生成铜单质，E电极上氯离子放电生成氯气，F电极上

氢离子放电生成氢气，所以（甲）、（乙）装置的C、D、E、F电极均有单质生成：生成Imol

氧气需要4mol电子，生成Imol铜时需要2mol电子，生成Imol氯气时需要2mol电子,

生成Imol氢气时需要2niol电子，所以转移相同物质的量的电子时生成单质的物质的量之

比为I：2：2：2,B正确；若用（丙）装置给铜镀银，G应该是Ag,H是铜，电镀液是AgNO3

溶液，C错误；丁装置中Y电极是阴极，如果Y极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带

正电荷，D错误。

【答案】B

变式拓展

5.某同学组装了如图所示的电化学装置，则下列说法正确的是

A.图中甲池为原电池装置，Cu电极发生还原反应

B.实验过程中，甲池左侧烧杯中的浓度不变

C.若甲池中Ag电极质量增加5.4g时，乙池某电极析出1.6g金属，则乙池中的某盐

溶液可能是足量AgNCh溶液

D.若用钢制U形物代皆温桥”，工作一段时间后取出U形物称量，质量不变

q串联装置图比较

图甲中无外接电源，两者必有一个装置是原电池（相当于发电装置），为电解池装置提供

电能，其中两个电极活动性差异大者为原电池装置，即左图为原电池装置，右图为电解池装

置。图乙中有外接电源，两烧杯均作电解池，且串联电解，通过的电流相等。

.亨点冲关充

I.某溶液中含有CM+、FC2\AP\C「、NOV且浓度均大于0.1mol/L,用石墨作电极

进行电解时，肯定得不到的产物是

A.ChB.AlC.CuD.H2

2.科研人员设计一种电化学反应器，以Na2sCh溶液为电解质，负载纳米MnO2的导电微孔

钛膜和不锈钢为电极材料“这种电催化膜反应器可用于正丙阱合成丙酸，奘置示意图如

图。以下叙述错误的是

A.微孔钛膜作阴极

B.使用NazSO』溶液是为了在电解开始时增强溶液导电性

C.丙醇转化为丙酸的电极反应式为：CH3cH2cH2OH+H2O—4e-===CH3cH2coOH+4H

D.反应器工作时料槽中正丙醇分子向电催化膜移动

3.利用控制〃(H6)：n(FeC13)=l:2反应得到的产物再用电解法制氢,其工作原理如图所

示。下列有关的说法错误的是

阳离广交换膜

H-.一

惰

性

反电

应极

池b

解

电池

A.惰性电极a发生氧化反应

B.Fe(OH)3胶体中滴加溶液X,先有沉淀后沉淀溶解

C.溶液Y加热蒸发灼烧最终得到Fe2O3

D.电解池总反应的离子方程式为2Fe2++2hT屋里=2Fe3++H2T

4.电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法，其原理如图所示。已知海水中含

Na\C「、Ca2\Mg2\SO1等离子，电极为情性电极。下列叙述中正确的是

A淡水B

A.B膜是阴离子交换膜

B.通电后，海水中阳离子往a电极处运动

C.通电后，a电极的电极反应式为4OFT—4c-===O2T+2H2。

D.通电后，b电极区周围会出现少量白色沉淀

5.MnO?常用于电池工业，现电解含MnSCh的某工业废液来制备Mn和MnCh,装置如图,

下列说法不正确的是

离子交换膜

pH=7.5

--c(Mn:

0.73mol,L*1

的MnSO,溶液的MnSO,溶液

A.电极b发生氧化反应

B.电极a、b均可用石墨作电极，且通电一段时间后，左、右两边溶液的pH均减小

C.通电时，溶液中的过离子交换膜向右移动

2+

D.电极b的电极反应式为：Mn-2e+2H2O~:Mn(h+4H+

6.世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁•空气电池，如图所示。下列说法正

确的是

A.放电时，a极发生氧化反应

B.充电时，负极室发生反应：Fe4-AH2O(g)-^JFeOt+AH2

C.充电时，a极发生反应：4OH-4c-^~2H2O+O2T

2

D.放电时，b极发生反应：H2+O-2e-H20

7.500mLKNO?和CU(NO3)2的混合溶液中，c(NO,)=6.0mol/L。用石墨作电极电解此溶液，

当通电一段时间后，两极都收集到22.4L气体(标准状况)。假设电解后溶液的体积仍为

500mL。下列说法正确的是

A.原混合溶液中K+的浓度为1mol/L

B.上述电解过程中共转移4moi电子

C.电解得到的Cu的物质的量为0.5mol

D.电解后溶液中H'的浓度为2mol/L

8.如图所示，甲池的总反应式为2cH-QH+3O2+4KOH===2K2co3+6H2O。下列说法正确

的是

A.甲池通入CH30H的电极反应式为CH3OH+6e-+2H2O===COF+8H-

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

浓度

C.甲池中消耗224mL(标准状况)Ch,此时丙池中理论上产生1.16g固体

D.若将乙池电解质溶液换成AgNCh溶液，则可以实现在石墨棒上镀银

9.知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一。某学习小组招有关“电解饱和食盐水”的相关

内容进行梳理，形成如下问题（显示的电极均为石墨）。

饱

和

食

盐

水

（I）图1中，电解一段时间后，气球b中的气体是（填化学式），U形管

（填“左”或“右”）边的溶液变红。

（2）利用图2制作一种环保型消毒液发生器，电解可制备94”消毒液的有效成分，则c

为电源的

极；该发生器中反应的总离子方程式为。

（3）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能

30%以上。该工艺的相关物质运输与转化关系如图3所示1其中的电极未标出，所用的

离子膜都只允许阳高于通过）。

A（电解池）B（燃料电池）

图3

①燃料电池B中的电极反应式分别为

负极，正极0

②分析图3可知，氢氧化钠的质量分数为“％、〃％、c%,由大到小的顺序为。

10.（1）利用二氧化碳制备乙烯，用惰性电极电解强酸性二氧化碳水溶液可得到乙烯，其原

理如图所示。

①b电极上的电极反应式为

②该装置中使用的是.（填“阴”或“阳”）离子交换膜。

（2）某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫，将得到的Na2s03溶液进行电解,

其中阴阳膜组合电解装置如图所示，电极材料为石墨。

①a表示.离子交换膜（填“阴”或“阳A〜E分别代表生产中的原料或产品。其

中C为硫酸，则A表示,②阳极的电极反应式为

（3）如图所示，利用电解法产生的Cb也可氧化除去水中的氨氮，实验室用石墨电极电

解一定浓度的（NH』）2s。4与NaCl混合溶液来模拟。电解时，b为电源极，阳极

的电极反应式为、

（4）NOr可“变废为宝”,由NO电解可制备NH4NO3,其工作原理如图所示（M、N为多

孔电极）。为使电解产物全部转化为NH4NO3,需向电解产物中补充适量N%。电解时M

和电源极（填"正''或"负”）相连，书写N极发生的电极反应式

直通局考

1.12018新课标I］最近我国科学家设计了一种CO2+H2s协同转化装置，实现对天然气中

CO2和H2s的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹

的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：

光伏电池

水EDTA-Fc?

@

石黑

鼎

饰

天然气。麻子一天然气

（CHoCO等）交换股（CH4,CO2,H2S等）

®EDTA-Fe2+-e=EDTA-Fe3+

3++2+

@2EDTA-Fe+H2S=2H+S+2EDTA-Fe

该装置工作时，下列叙述错误的是

+

A.阴极的电极反应：CO2+2H+2e=CO+H2O

B.协同转化总反应：CO2+H2S=CO+H2O+S

C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低

D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性

2.［2017新课标II］用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶

液一般为，混合溶液。下列叙述错误的是

H;SO4-H2cq

A.待加工铝质工件为阳极

B.可选用不锈钢网作为阴极

C.阴极的电极反应式为；Al"+3e-===A1

D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动

3.［2017海南］一种电化学制备NH,的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H+。下列

叙述错误的是

A.Pd电极b为阴极

+

B.阴极的反应式为：N2+6H+6e-：^=2NH3

C.H+由阳极向阴极迁移

D.陶瓷可以隔离N?和比

4.[2016•北京]用石墨电极完成下列电解实验。下列对实验现象的解释或推测不合理的是

实验一实验二

1~~||||-1

装置牖承瓢17金气牛L稀硫酸

气化钠溶液润湿的pH试纸桐珠

a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色：两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡

现象

c处无明显变化产生；……

A.a、d处：2H2O+2e-^=H2f+2OH-

B.b处：2Cr—2e-=CbT

C.c处发生了反应：Fe-2e-^Fe2+

D.根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜

5.[2016.新课标I]三室式电渗析法处理含Na2sO,废水的原理如图所示，采用惰性电极,ab、

cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Nk和SO：可通过离子交换膜,

而两端隔室中离子被阻挡入能进入中间隔室。

浓Na2sO’溶液

下列叙述正确的是

A.通电后中间隔室的SO：离子向正极迁移，正极区溶液pH增大

B.该法在处理含Na2sCh废水时可以得到NaOH和H2sO」产品

C.负极反应为2H2O-4e-=O2+4H+,负极区溶液pH降低

D.当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的Ch生成

弃参考答案.

变式拓展

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1.【答案】A

【解析】紫红色斑即MnO1向d端扩散，根据阴离子向阳极移动的原理，可知d端为F日

极，即b为正极，a为负极，c为阴极，NaCl溶液中H*放电，产生OH，c点附近会变

_

红色，A正确；电解硫酸铜溶液时，Pl为阳极，溶液中的OFT放电,：4OH--4e===O2T

通电.

+2H9,Cu为阴极，溶液中的CM''得电子，生成铜，总反应式为2CUSO4+2H2O=====

2C11+O2T+2H2so4,Pl也极附近生成H+,则SO1向Pl电极移动，B、D不正确；随着

电解的进行，Z中溶液变为硫酸溶液，继续电解则为电,解水，硫酸浓度增大，pH减小，

C不正确。

2.【答案】B

【解析】由装置中Na+迁移方向知，b为阴极、a为阳极，装置中的离子交换膜为阳离子

交换膜，A正确；a是阳极，发生2C「-2e-=^=CL3b是阴极，发生2H，+2e-：^=H2T，

所以①是CI2、②是H2,B不正确：②处H。放电后生成OH,Na+通过离子交换膜从左

室进入右室，所以除去杂质后的NaOH溶液从B口导出，C正确；生成1molH2转移2mol

e,转移0.8mol时生成0.4molPh,标准状况下为8.96LrD正确。

3.【答案】A

【解析】根据装置图可知Fc2+在电解池的左槽中被氧化生成Fc〃，则左槽是电解池的阳

极，右槽是电解池的阴极。阳极（左槽）的电极反应式为Fe2-e~-Fe3+,A不正确；阴极

（右槽）的位极反应式为2H』2e~一=H2T，B正确；业解池中阳离子H，从业解池阳极（左槽）

迁移到阴极（右槽），C正确；反应池中的反应为2FeCh+H2S^=2FeCl2+2HCl+Sl，故FeCh

溶液可以循环利用，D正确。

4.【答案】(I)①N02-e+FhO-NO；+2H+②0.1

⑵①143

②根据原子守恒：〃(NO)+MNC>2)=3moi-0.2moLL-xlOL+0.1mol=1.1mol

28L

根据电子守恒：0.1molxl+[H(NO)-0.1mol]x3+n(NO2)xl=——-----yx2

2z.4L-mol

解得〃(NO)=0.8mol,n(NO2)=0.3mol

V(NO):V(NO2)=«(NO):/r：NO2)=0.8mol:0.3mol=8：3。

【解析】(1)①从图中知，NO、气体在电解时会转化成HNCh,则NO?中N由+4价升

高至+5价，失去1个e,FlH+平衡电荷可写出电极反应式。②由电极反应式知，0.1mol

?402生成0.1>1101NO1和0.2mo】H+,由电荷守恒可知，需要向左室流入0.1molH+后才

能维持右室中溶液为电中性。

(2)①〃I(HNO3)=10LX0.2molLTx63gmol'=126g,则一浓硝酸)=//_

=143mL。②由N原子守恒，最终生成的HNO.3和HNCh中的总N原子数等于NO和NO2

中所含N原子数与右室中原HNO3中N原子数总和，即

n(HNO3)+n(HNO2)=/i(NO)+/i(NO2)+10Lx0.2molLFI)：电解过程中左、右两室中得失

电子是守恒的，左侧为H+得电子生成H?,右侧为NO?失电子生成HNO3,部分NO失电

子生成HN02,部分NO失业子生成HNOs,列式为二一

22.4

molx2=lxw(NO2)+lxw(HNO2)+[/i(NO)-/i(HNO2)]x3(II),联立(I)、(H)可求出NO和NCh

的物质的量，相同状态下，NO?和NO的物质的量比即为其体积比。

5.【答案】D

【解析】图中甲池为原电池装置，Cu电极为负极发生氧化反应，故A错误；实验过程中，

盐桥中的NO；向左边移动，所以左侧烧杯中NO；的浓度变大，故B错误：若甲池中Ag

5.4g

电极质量增加5.4g时，即生成银5.4g,物质的量为CQ---7=0.05mol,所以整个电路

1Uog/nioi

转移电子0.05mol,如果硝酸4艮足量应生成5.4g根，故C借误：用铜制U形物代替“盐

桥”，右边洞的质量减少，而左边铜的质量增加，由于整个电路转移电子数相等，所以减

少的质量与增加的质量相等，U形物的质量不变，故D正确。