1、化学反应/化学反应及能量变化/第 10 学时第 1 页 共 6 页第 10 学时 考点 14：电解一、考点扫描电解池是与原电池能量转换方式相反的装置。但它发生的反应与原电池一样，也是氧化还原反应：一般地：阳极发生氧化反应，金属单质或阴离子在阳极被氧化为金属离子或非金属单质；阴极发生还原反应，阳离子被还原为金属单质或其它化合价较低的物质或微粒。电解过程中的守恒是电解计算的依据。阳极材料是金属，则金属被氧化，惰性材料作阳极，一般是阴离子被氧化。阴离子放电的顺序为：I -S2-Br-Cl-OH-NO3-等含氧酸根。阴极通常是阳离子被还原，其顺序与金属活动顺序表恰好相反。二、考点突破例 1（03 年上
2、海高考题）右图是电解 CuCl2 溶液的装置，其中c、d 为石墨电极。则下列有关的判断正确的是A. a 为负极、b 为正极 B. a 为阳极、b 为阴极C. 电解过程中，d 电极质量增加 D.电解过程中，氯离子浓度不变解析 电流方向是本题的解题关键。首先根据电流方向可以确定电源的正极是 a、负极是 b；第二步根据电源的正、负极判断出 c 为阳极、d 为阴极。第三步，阳极上发生的是氧化反应，Cl -被氧化为 Cl2，阴极上发生的是还原反应，Cu 2+被还原为Cu 单质而在阴极上析出并附着在阴极上。答案 C 。思维珍断 电路包括外电路和内电路，但它们是闭合的，则电流的方向是我们分析电极上发生的氧化
3、还原反应的重要依据。变式 1 把锌片和铁片放在盛有稀食盐水的酚酞溶液的表面皿中。如图所示，经过一段时间后，最后观察到变红的区域是A和 B和 C和 D和变式 2 将 K2MnO4 溶液酸化时，可制得KMnO4：3MnO 42-+4H+=2MnO4-+MnO2+2H2O，但最高产率只有 66.7%，所以制取 KMnO4常用电解法，即以铁、石墨作电极电解 K2MnO4 溶液，则下列有关叙述正确的是A铁作阳极，电极反应为： Fe2e -=Fe2+B铁作阳极，电极反应为：2H +2e-=H2C石墨作阳极，电极反应为：MnO 42e- =MnO4-D石墨作阴极，电极反应为： 4OH4e- =O2+2H 2
4、O变式 3 从 H+、Cu 2+、 Na+、SO 42-、Cl -5 种离子中两两恰当地组成电解质，按下列要求进行电解：（1）以碳棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则采用的电解质是 。（2）以碳棒为阳极，电解过程中电解质质量不变，水量减少，则采用的电解质是 。（3）以碳棒为阳极，铁棒作阴极，电解过程中电解质和水量都减少，则电解质是 。化学反应/化学反应及能量变化/第 10 学时第 2 页 共 6 页例 2 用惰性电极电解氯化铜溶液时，当电流为 I 安，通电时间为 t min 时，阴极增重 m 克，在阳极收集到（标准状况）为 VL。又知 1 个电子的电荷量为 Q 库，铜的摩尔质量为
5、M g/mol，则阿佛加德罗常数的计算式为A. 672It/Qv B. 30MIt/mQC. It/QV D. 32It/mQ解析 用惰性电极电解氯化铜溶液，阳极产生氯气，阴极析出铜。两极通过的电量相等，析出铜和产生氯气的物质的量相等。由析出铜得到电子的物质的量等于通过的电量得：(m/M)2N AQ=It60，解得：NA=30MIt/mQ由生成氯气失去电子的物质的量等于通过的电量得：(V/22.4) 2NAQ=It60，解得：NA=672It/Qv 。答案 AB 。思维珍断 电解过程中阳极与阴极处于同一电路中，转移电子总数相等，它们这些电子所带电量与电路中所带的电量相等，这是我们考虑本题的依据
6、。变式 1 将 1L 含有 0.4 mol CuSO4 和 0.2 mol NaCl 的混合溶液用惰性电极进行电解，一段时间后，在一个电极上得到 0.3 mol Cu，另一个电极放出气体的体积（标准状况）为A13.44L B4.48L C5.6L D6.72L变式 2电解 4.55%NaOH 溶液 100g，一段时间后溶液的浓度为 5%，则阳极产生气体在标准状况下的体积为A112L B56L C28L D168L变式 3 用铂电极电解 CuSO4 溶液，当 c（Cu 2+）降至原来的一半时停止通电，则加入下面物质能使溶液恢复成原来浓度的是A无水 CuSO4 BCuO CCu(OH) 2 DCu
7、SO 45H2O三、考点拓展例 3 生产高纯度氢氧化钠的离子交换膜电解槽，采用阳离子交换膜把阴极室和阳极室隔开，阳离子交换膜“只允许”阳离子通过，原料食盐水加入阳极区，未反应完的食盐水从阳极区取出经精制后送回阳极室；从外部加水到阴极室口调节生成的烧碱液浓度并取出，与普通隔膜法相比，离子交换膜电解槽有如下特点：（1）得到高纯度的固体烧碱。（2）得到高浓度的烧碱液，大大降低了用于蒸发浓缩的能耗。（3）要求高浓度的原料中所含的 Ca2+、Mg 2+等金属离子的总量控制在 0.1g 以下。请根据电解食盐水的有关原理及上述两种膜（交换膜和隔膜）的性能，简单说明交换膜电解槽具有上述特点的原因。解析（1）隔
8、膜法电解得到的固体烧碱其主要杂质为 Cl 、和 ClO3 ，在离子交换膜法中，由于 NaCl 是从阳极区加入，其中 Cl 不易通过离子交换膜进入阴极区，所以所得烧碱中含 Cl 少。 ClO3 是 Cl2 与 OH 反应生成的，在离子交换膜法中，在阴极区产生的OH 很难透过离子交换膜与 Cl2 反应，所以 NaClO3 少，而隔膜法则较难避免上述反应。（2）在离子膜法中，从阴极室取出烧碱液浓度随电解进行而增大，隔膜法中阴极液是NaOH 和 NaCl 混合液，过度电解会使副反应加剧，因此电解到含 10%的 NaOH(此时含NaCl 15%)取出蒸发浓缩，不像离子膜法可得高浓度 NaOH 溶液，蒸发
9、浓缩能耗低。（3）与 Na+一样，Ca 2+、Mg 2+都是阳离子，可以通过离子膜到达阴极，并与 OH 形成难溶化合物，堵塞离子交换膜，从而影响膜作用的发挥。答案见解析。思维珍断 将离子膜的离子行为结合电解食盐水一起分析，要从整体上考虑问题。变式 1由于 Fe（OH） 2 极易被氧化，所以实验室很难用铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的 Fe(OH)2 沉淀。若用图中所示的实验，则可制得纯净的 Fe(OH)2 沉淀。两极材料分别为石墨和铁。（1）a 极材料为 ,电极反应式 化学反应/化学反应及能量变化/第 10 学时第 3 页 共 6 页。（2）电解液 C 可以是（填序号） 。A. 纯水 B.Na
10、Cl 溶液 C. NaOH 溶液 D.CuCl2 溶液（3）液体 d 为苯，其作用是 ，在加入苯之前，对 C 应作的简单处理是 。（4）为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是 。A.改用稀硫酸做电解液 B.适当增大电源电压C.适当减少两电极间距离 D.适当降低电解液的温度变式 2 在常温下，用惰性电极电解饱和 Na2CO3 溶液，下列说法中不正确的是A溶液的 pH 不变 B溶液中 Na2CO3 的物质的量不变CNa 2CO3 溶液的浓度不变 DNa 2CO3 水解程度不变变式 3 在 A、B、C3 个烧杯中分别盛有同体积、同物质的量浓度的 NaNO3、HCl 和KCl 溶液，用石墨作电极
11、，将它们串联进行电解，一段时间后，电解液 pH 增大的烧杯是 。pH 不变的烧杯是 。A 、C 两杯阳极电极反应的式分别是： ， 。如果把 A、B、C 杯中电极都换成铁和石墨，并用导线连接（不与电源相连） ，则各杯中铁片受腐蚀情况 。考点 15：电镀一、考点扫描电镀是电解原理在生产中的运用，它有自己的特点：（1）镀材作阳极、镀件作阴极；（2）电镀液必须含有待镀金属的离子；（3）电镀的总反应式为：M = M。二、考点突破例 4 用电解原理使含杂质的粗铜（Cu、Ag、Zn）得到纯铜。操作要使粗铜溶解即： 作阳极， 作阴极。为了避免浪费电能，电解液还可以选择含 （硝酸铜、氯化铜）的电解液。解析 根据
12、电解原理，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。要使粗铜溶解的实质就是将其氧化，所以阳极材料是粗铜；粗铜被氧化后以铜离子的形式存在于溶液中，使溶液中的铜离子浓度更大，更容易从阴极上被还原而析出。粗铜中的 Ag 和 Zn 也会在阳极上被氧化，但由于生成的 Ag+和 Zn2+的浓度毕竟很小，所以很难在阴极上析出来。当溶液中有氯化铜时，氯离子将会在阳极上失去电子被氧化成氯气，而浪费电能 。答案 粗铜，精铜。 硝酸铜 。思维珍断 放电顺序是指离子浓度相等或相差不大的情况下的顺序，如果浓度差别太大，则必须予以注意。变式 1下列关于铜电极的叙述不 正确的是A.铜锌原电池中铜是正极 B.用电解法精炼粗铜时铜作
13、阳极C.在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极 D.电解稀硫酸制 H2、O 2 时铜作阳极答案：D变式 2 下列关于电解法精炼粗铜的叙述中不正确的是A.粗铜作阳极B.电解时，阳极发生氧化反应，而阴极发生的反应为： Cu2+ +2e- = CuC.粗铜中所含 Ni、Fe、Zn 等金属杂质，电解以后以单质的形式沉积槽底，形成阳极泥D.电解铜的纯度可达 99.95%99.98%三、考点检测选择题（每小题只有 1 个选项符合题意）1.（03 年江苏高考题）用惰性电极实现电解，下列说法正确的是：化学反应/化学反应及能量变化/第 10 学时第 4 页 共 6 页A.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液 pH
14、值不变；B.电解稀氢氧化钠溶液，要消耗 OH ，故溶液 pH 值减少；C.电解硫酸钠溶液，在阴极和阳极上析出产物的物质的量之比为1：2；D.电解氯化铜溶液，在阴极和阳极上析出的产物的物质的量之比为1：1。2.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使 Cl2 被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是A. a 为正极，b 为负极；NaClO 和 NaClB. a 为负极， b 为正极；NaClO 和 NaClC. a 为阳极， b 为阴极；HClO 和 NaClD. a 为阴极，b 为阳极；
15、HClO 和 NaCl3.以石墨棒作电极，电解氯化铜溶液，若电解时转移的电子数是 3.011023，则此时在阴极上析出铜的质量是A. 8g B.16g C.32g D.64g4. 用石墨为电极电解下列物质的水溶液，在阴极、阳极产生气体的体积比为 1：1（同温同压）的是ACuCl 2 溶液 BCu（NO 3） 2 溶液CKCl 溶液 DNa 2SO4 溶液5.右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的是6.X、Y、Z、M代表四种金属元素.金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时,X溶解,Z极上有氢气放出 ;若电解Y 2+和Z 2+离子共存的溶
16、液时,Y先析出；又知M 2+离子的氧化性强于Y 2+离子。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为A. XZYM B. XYZM C. MZXY D. XZMY7.将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为A.1:2:3 B.3:2:1 C.6:3:1 D.6:3:28.用惰性电极电解 M（NO 3）x 的水溶液，当阴极上增重 ag 时，在阳极上同时产生 bL氧气（标准状况）：从而可知 M 的原子量为A.22.4ax/b B.11.2ax/b C.5.6ax/b D.2.5ax/b9. 将质量分数为 0.052 (5.2%)的
17、 NaOH 溶液 1 升（密度为 1.06 克/ 毫升）用铂电极电解，当溶液中的 NaOH 的质量分数改变了 0.010(1.0%)时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是NaOH 的质量分数 阳极析出物的质量（克） 阴极析出物的质量（克）A 0.062(6.2%) 19 152B 0.062(6.2%) 152 19C 0.042(4.2%) 1.2 9.4D 0.042(4.2%) 9.4 1.210.用两支惰性电极插入 500mLAgNO3 溶液中，通电电解。当电解液的 pH 从 6.0 变为化学反应/化学反应及能量变化/第 10 学时第 5 页 共 6 页3.0 时（设电解时阴极没有氢气
18、放出，且电解液在电解前后体积变化可忽略） ，电极上析出银的质量大约是A. 27mg B. 54mg C. 108mg D. 216mg选择题（每小题有 12 个选项符合题意）11.下列说法正确的是 A.电解 NaOH 溶液时，溶液浓度将减小，pH 增大B.电解 H2SO4 溶液时，溶液浓度将增大，pH 减小C.电解 Na2SO4 溶液时，溶液浓度将增大，pH 不变D.电解 NaCl 溶液时，溶液浓度将减小， pH 不变 12.用石墨作阳极，铁作阴极，电解饱和食盐水，下列情况不可能出现的是A.两个电极上均有气体产生B.只有一个电极上有无色气体产生C.溶液中析出白色沉淀并立即变成灰绿色D.阴极溶液
19、 pH 大于阳极溶液 pH13.下列物质容易导电的是A.熔融的氯化钠 B.硝酸钾溶液C.硫酸铜晶体 D.无水乙醇14.用铂电极（惰性）电极电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是 H2 和 O2的是A.稀 NaOH 溶液 B. HCl 溶液 C.酸性 MgSO4 D.酸性 AgNO315. 用铂作电极电解一定浓度的下列物质的水溶液。电解结束后，向剩余电解液中加适量水，能使溶液和电解前相同的是AAgNO 3 BH 2SO4 CNaOH DNaCl16.如图 A 为直流电源，B 为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C 为电镀槽，接通电路后，发现 B 上的 c 点显红色，请填空：（1）电源 A
20、 上的 a 为_极。（2）滤纸 B 上发生的总化学方程式为：_。（3）欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通 K 点，使 c、d 两点短路，则电极 e 上发生的反应为：_，电极 f 上发生的反应为：_，槽中盛放的镀液可以是_或_(只要求填两种电解质溶液 )。17. 下表表示几种电解质溶解后在电解时所发生的变化，试从H+、Ba 2+、Na +、Ag +、Cl 、 NO3 、OH 等离子中选出恰当的离子组成电解质（每一种离子可以重复组合不同的物质，也可以不参加组合，但当有多种组合符合题意时，必须全部选出）填入下表。电极 溶液组成阴极 阳极 电解质 水 pH 电解质的化学式石墨 石墨 减少 不变 增大 石墨
21、 石墨 不变 减少 不变 铁 石墨 减少 减少 减少 铁 石墨 减少 减少 增大 18.对图中两极加以必要的联接并填空：（1）在 A 图中，使铜片上冒 H2 气泡。请加以必要的联接，则联接后的装置叫 。电极反应式：锌板： ；铜板： 。（2）在 B 图中，使 a 极析出铜，则 b 极析出 。加以必abcdeABCK化学反应/化学反应及能量变化/第 10 学时第 6 页 共 6 页要的联接后，该装置叫 。电极反应式， a 极： ，b 极： 。经过一段时间后，停止反应并搅拌均溶液，溶液的 pH 值 （填“升高” 、 “降低” 、“不变” ） 。学习建议同学们在书写电极反应式的时候一定要把它纳入氧化还原的规律指导下来进行。电子守恒是电解计算的依据，在一个电解中的两极、若干个电池串联在一起等都不例外。离子的放电顺序是解题的前提，阳离子可结合金属活动顺序表来记，而阴离子只能先靠同学们熟记。学习珍断。
