2021_2022学年新教材高中化学第4章化学反应与电能第2节第2课时电解原理的应用课件新人教版选择性必修1
文档属性
| 名称 | 2021_2022学年新教材高中化学第4章化学反应与电能第2节第2课时电解原理的应用课件新人教版选择性必修1 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-01-10 14:56:49 | ||
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文档简介
(共63张PPT)
第四章 化学反应与电能
第二节 电解池
第2课时 电解原理的应用
素养目标
1．以变化观念与平衡思想认识电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理，会写其电极反应式及化学方程式
2．学会电解的有关计算，特别是电子守恒法的应用
学法指导
1．复习钠、镁、铝等活泼金属的冶炼方法，初步认识电解原理在实际生产中的应用
2．以电子守恒观点掌握各类电极产物在生成时的量的关系，巩固电子守恒法在实际计算中的应用
知识导图
课前 · 新知导学
1．电解饱和食盐水
(1)装置。
电解原理的应用
(2)原理。
①电极反应：
阳极：发生氧化反应，电极反应式为________________________。
阴极：发生还原反应，电极反应式为___________________________。
②总反应式：
化学方程式：___________________________________________。
离子方程式：__________________________________________。
2Cl－－2e－═══Cl2↑
2H2O＋2e－═══H2↑＋2OH－
2．电镀
(1)定义。
电镀是一种利用________原理在某些金属表面镀上一薄层其他________或________的加工工艺。
电解
金属
合金
(2)电镀原理。
①实例(往铁件上镀铜)：
阴极材料：________，电极反应式：_________________________；
阳极材料：________，电极反应式：_________________________；
电解质溶液：_________________溶液。
②电镀的目的主要是增强金属的____________能力，增加表面硬度和美观。
Fe
Cu2＋＋2e－═══Cu
Cu
Cu－2e－═══Cu2＋
CuSO4(合理即可)
抗腐蚀
3．电解精炼铜
(1)粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。其电解池的构成是用________作阳极，用____________作阴极，用______________作电解质溶液。
(2)电极反应式：阳极为Cu－2e－═══Cu2＋、Zn－2e－═══Zn2＋、Fe－2e－═══Fe2＋等，阴极为Cu2＋＋2e－═══Cu。
粗铜
纯铜
CuSO4溶液
(3)电解精炼铜的原理是粗铜中比铜________的金属Zn、Fe等失去电子，产生的阳离子残留在溶液中，不比铜活泼的金属如________________等以金属单质的形式沉积在电解槽的底部，形成______________，粗铜中的铜在纯铜上析出。
活泼
Ag、Au
阳极泥
4．电冶金
(1)金属冶炼的本质。
使矿石中的金属离子______________变成金属单质的过程：Mn＋＋ne－═══M。
(2)电冶金。
电解是强有力的氧化还原手段，适用于制取一些__________单质，如冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属。
获得电子
活泼金属
(3)电解熔融的氯化钠。
阳极反应：__________________________；
阴极反应：________________________；
总反应：_________________________________。
2Cl－－2e－═══Cl2↑
2Na＋＋2e－═══2Na
(1)能否说电解饱和食盐水(惰性电极)时阴极产物只有氢气？
(2)电镀铜和电解精炼铜时所用的电解质溶液中都含有Cu2＋，通电一段时间后，电解质溶液中的c(Cu2＋)分别如何变化？
微思考
【答案】(1)不能，阴极产物是氢气和氢氧化钠。
(2)电镀铜时，c(Cu2＋)基本不变，而电解精炼铜时，c(Cu2＋)会减小。
正误判断。(对的打“√”，错的打“×”)
(1)电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极。 ( )
(2)电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极。 ( )
(3)电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极。 ( )
(4)在镀件上电镀锌，用锌作阳极。 ( )
(5)从粗铜精炼所得阳极泥中可回收Ag、Au、Fe等金属。( )
(6)铁器上镀铜所用电解质溶液为FeSO4溶液。 ( )
【答案】(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)×
课堂 · 素养初培
任务一 电解饱和食盐水、电镀、电冶金
素养探源 核心素养 考查途径
科学探究与创新意识 科学态度与社会责任 主要考查电解饱和食盐水的原理及延伸应用(如制备消毒液等)、电镀和电解精炼中电极材料、电解质溶液的浓度变化等
[情境导入]
模拟电解原理在化工生产中的应用，实验装置如图所示，装置闭合电键K时，电流计G的指针将发生偏转。
(1)哪个装置是原电池？哪个装置是电解池？
【答案】甲 、乙构成原电池，丙是电解池。
(2)a、b、c、d电极名称分别是什么？
【答案】a是负极，b是正极，c是阳极，d是阴极。
(3)若模拟氯碱工业生产烧碱、氯气和氢气，如何选用电极材料和电解质溶液？
【答案】c 电极用Pt或石墨，d电极用铁丝(导体均可)，X溶液为饱和食盐水。
(4)若模拟电镀生产，在铁件上镀一层金属银，如何选用电极材料和电解质溶液？电极反应式如何书写？
【答案】c 电极用Ag，d电极用Fe，X溶液为AgNO3溶液；阳极：Ag－e－═══Ag＋，阴极：Ag＋＋e－═══Ag。
(5)若模拟电解精炼铜，如何选用电极材料和电解质溶液？
【答案】c 电极用粗铜，d电极用纯铜，X溶液为CuSO4溶液。
[深化理解]
电镀与电解精炼的比较
项目 电镀 电解精炼
形成 条件 ①镀层金属作阳极接直流电源正极，镀件作阴极接直流电源负极 ②电镀液必须是含有镀层金属离子的盐溶液 ③直流电源 ④形成闭合回路 ①不纯金属作阳极，纯金属作阴极
②含该金属离子的可溶性盐溶液作电解质溶液
③直流电源
④形成闭合回路
电极 反应 阳极：Zn－2e－═══Zn2＋ 阴极：Zn2＋＋2e－═══Zn 阳极：Cu(粗铜)－2e－═══Cu2＋(主要)
阴极：Cu2＋＋2e－═══Cu(精铜)
联系 电镀池和精炼池在本质上都是电解池
电镀时，镀层金属离子浓度远高于其他阳离子浓度，因此一定是电镀液中的镀层金属离子得到电子变为金属单质在阴极析出，而不是其他阳离子。例如在铁片上镀锌时，阴极反应式为Zn2＋＋2e－═══Zn，而不是2H＋＋2e－═══H2↑。
(2020·安徽师大附中高二检测)以KCl和ZnCl2的混合溶液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是 ( )
A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程
B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率
D．工业上电解饱和食盐水制取Na和Cl2
[典例精练]
【答案】C
【解析】未通电前题述装置不能构成原电池，A错误；锌的析出量与通过的电量成正比，B错误；电镀时电解反应速率只与电流大小有关，与温度无关，C正确；工业上通过电解熔融NaCl制取Na和Cl2，D错误。
以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是 ( )
A．溶液中Cu2＋浓度保持不变
B．粗铜接电源正极，发生还原反应
C．溶液中Cu2＋向阳极移动
D．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
【答案】D
任务二 电解的有关计算
素养探源 核心素养 考查途径
证据推理与模型认知 主要考查电极或电解质溶液质量的变化、反应中电子转移多少、溶液pH变化、反应中生成气体体积的计算等
[情境导入]
如图，甲烧杯中盛有100 mL 0.50 mol·L－1 AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100 mL 0.25 mol·L－1 CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9 g。
(1)发现A极比C极重，说明A极和C极上分别析出什么物质？说明电源E为正极还是负极？
【答案】A极比 C极重，说明A极上有Ag析出，说明电源E极是负极，则C极为阴极，C极上有铜析出。
(2)A极比C极重1.9 g，则A极上析出单质的质量为多少？ C极上析出单质的质量为多少？
(3)写出B极的电极反应式；计算B极析出气体的体积。 (标准状况)
[深化理解]
1．电化学的有关计算
(1)计算的原则。
①阳极还原剂失去的电子数＝阴极氧化剂得到的电子数。
②串联电路中通过各电极的电子总数相等。
③电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。
(2)计算的方法。
电子守恒法计算 用于串联电路，通过阴、阳两极的电量相等进行计算，其依据是电路中转移的电子数相等
总反应式计算 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算
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，建立计算所需要的关系式
2．解答与电解有关的计算题的基本步骤
(1)正确书写电极反应式(要特别注意阳极材料)。
(2)当溶液中有多种离子共存时，先要根据离子放电顺序确定离子放电的先后。
(3)根据得失电子守恒进行相关计算。
如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。
[典例精练]
试回答：
(1)电源中X极是________(填“正”或“负”)极。
(2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)＝______________。
(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后溶液中仍有Cl－，则电解后溶液的pH为____________。(Kw＝1.0×10－14)
【答案】(1)负 (2)0.025 mol·L－1 (3)13
有一电解装置如图所示。图中B装置中盛有1 L 2 mol·L－1 Na2SO4溶液，A装置中盛有1 L 2 mol·L－1 AgNO3溶液。通电后，湿润的淀粉－KI试纸的C端变蓝色，电解一段时间后，试完成下列问题。
(1)A中发生反应的化学方程式为____________________________ ______________。
(2)在B中观察到的现象是____________________________。
(3)室温下，从电解开始到时间为t时，A、B装置中共收集到气体0.168 L(标准状况)，若电解过程中无其他副反应发生，且溶液体积变化忽略不计，则在t时，A中溶液的pH为________。
辨析 · 易错易混
忽视阳极是活泼电极时，阳极本身失去电子参与反应导致错误
例1 以等质量的铂棒和铜棒作电极，电解硫酸铜溶液，通电一段时间后，其中一极增加质量为a g，此时两极的质量差为 ( )
①a g ②2a g ③ g ④无法判断
A．① B．①②
C．①②③ D．④
错解：A
错因分析：题中只是给出“以等质量的铂棒和铜棒作电极”，盲目认为Cu作阴极，Pt作阳极，本实验为电解硫酸铜溶液，Cu棒增重，而Pt棒的质量不变，因此二者的质量差为a g，导致错选。
满分策略：有两种可能：①如果电解池中，Cu作阴极，Pt作阳极，本实验为电解硫酸铜溶液，Cu棒增重，而Pt棒的质量不变，因此二者的质量差为a g。②如果电解池中，Cu作阳极，Cu是活性电极，Cu棒本身参与反应，即Cu－2e═══Cu2＋，因此Cu极减重，Pt作阴极，阴极受保护，阴极本身不参与反应，此时溶液中的Cu2＋被还原而使阴极增重，即Cu2＋＋2e═══Cu，综合两极情况后，可得出阴极增加质量的数值应等于阳极铜棒失重的数值，因此两极质量相差2a g。
正解：B
忽视溶液中离子放电顺序强弱导致错误
例2 有甲、乙两个串联的电解池均以铂作电极，甲池盛有AgNO3 溶液，乙池盛有一定量的某盐稀溶液，通电一段时间后，测得甲池电极质量增加2.16 g时，乙池电极上析出0.48 g金属，则乙池的溶质可能是
( )
A．CuSO4 B．NaNO3
C．Mg(NO3)2 D．Al(NO3)3
错解：C
满分策略：在水溶液中Na＋、Mg2＋、Al3＋放电能力比氢离子弱，因此乙池中电极反应应是Cu2＋＋2e－═══Cu和2H＋＋2e－═══H2↑，即在稀溶液中含有一定量的Cu2＋，H＋在Cu2＋放电后继续放电。
正解：A
小练 · 素养达成
1．欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是 ( )
A．Ag和AgCl溶液 B．Ag和AgNO3溶液
C．Fe和AgNO3溶液 D．Pt和Ag2SO4溶液
【答案】B
2．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是 ( )
A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴入淀粉－KI溶液， 溶液呈现蓝色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液， 溶液呈现无色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈现中性
【答案】B
3．下列关于铜电极的叙述中，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粗铜作阴极
C．在镀件上电镀铜时金属铜与外电源负极相连
D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
【答案】A
【答案】D
5．如图是电解饱和氯化钠溶液(含酚酞)的装置。
收集有毒气体的装置省略没有画出，两电极均是惰性电极。
(1)a电极的名称是__________。
(2)电解过程中观察到的现象是____________________________。
(3)鉴定N出口的气体最简单的方法是_________________________。
(4)电解总反应的离子方程式为____________________________。
(5)若将b电极换成铁电极，写出在电解过程中U形管底部出现的现象：____________________________。
6．下图为相互串联的甲、乙两个电解池，甲池利用电解原理在铁上镀银，试回答：
(1)A是________、________(填电极材料和电极名称)，电极反应式是______________；B是________、________(填电极材料和电极名称)，电极反应式是______________，应选用的电解质溶液是______________。
(2)乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始电解一段时间，铁极附近呈________色。
(3)若甲池阴极增重43.2 g，则乙池中阳极上放出的气体在标准状况下的体积是__________ mL。
若电解后乙池中剩余溶液仍为400 mL，则所得NaOH溶液的物质的量浓度为____________。
【答案】(1)铁 阴极 Ag＋＋e－═══Ag 银 阳极
Ag－e－═══Ag＋ 硝酸银溶液
(2)红 (3)4 480 1 mol·L－1
【解析】(3)甲池阴极增重43.2 g，阴极：
Ag＋ ＋ e－ ═══ Ag
1 mol 1 mol 108 g
0.4 mol 0.4 mol 43.2 g
第四章 化学反应与电能
第二节 电解池
第2课时 电解原理的应用
素养目标
1．以变化观念与平衡思想认识电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理，会写其电极反应式及化学方程式
2．学会电解的有关计算，特别是电子守恒法的应用
学法指导
1．复习钠、镁、铝等活泼金属的冶炼方法，初步认识电解原理在实际生产中的应用
2．以电子守恒观点掌握各类电极产物在生成时的量的关系，巩固电子守恒法在实际计算中的应用
知识导图
课前 · 新知导学
1．电解饱和食盐水
(1)装置。
电解原理的应用
(2)原理。
①电极反应：
阳极：发生氧化反应，电极反应式为________________________。
阴极：发生还原反应，电极反应式为___________________________。
②总反应式：
化学方程式：___________________________________________。
离子方程式：__________________________________________。
2Cl－－2e－═══Cl2↑
2H2O＋2e－═══H2↑＋2OH－
2．电镀
(1)定义。
电镀是一种利用________原理在某些金属表面镀上一薄层其他________或________的加工工艺。
电解
金属
合金
(2)电镀原理。
①实例(往铁件上镀铜)：
阴极材料：________，电极反应式：_________________________；
阳极材料：________，电极反应式：_________________________；
电解质溶液：_________________溶液。
②电镀的目的主要是增强金属的____________能力，增加表面硬度和美观。
Fe
Cu2＋＋2e－═══Cu
Cu
Cu－2e－═══Cu2＋
CuSO4(合理即可)
抗腐蚀
3．电解精炼铜
(1)粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。其电解池的构成是用________作阳极，用____________作阴极，用______________作电解质溶液。
(2)电极反应式：阳极为Cu－2e－═══Cu2＋、Zn－2e－═══Zn2＋、Fe－2e－═══Fe2＋等，阴极为Cu2＋＋2e－═══Cu。
粗铜
纯铜
CuSO4溶液
(3)电解精炼铜的原理是粗铜中比铜________的金属Zn、Fe等失去电子，产生的阳离子残留在溶液中，不比铜活泼的金属如________________等以金属单质的形式沉积在电解槽的底部，形成______________，粗铜中的铜在纯铜上析出。
活泼
Ag、Au
阳极泥
4．电冶金
(1)金属冶炼的本质。
使矿石中的金属离子______________变成金属单质的过程：Mn＋＋ne－═══M。
(2)电冶金。
电解是强有力的氧化还原手段，适用于制取一些__________单质，如冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属。
获得电子
活泼金属
(3)电解熔融的氯化钠。
阳极反应：__________________________；
阴极反应：________________________；
总反应：_________________________________。
2Cl－－2e－═══Cl2↑
2Na＋＋2e－═══2Na
(1)能否说电解饱和食盐水(惰性电极)时阴极产物只有氢气？
(2)电镀铜和电解精炼铜时所用的电解质溶液中都含有Cu2＋，通电一段时间后，电解质溶液中的c(Cu2＋)分别如何变化？
微思考
【答案】(1)不能，阴极产物是氢气和氢氧化钠。
(2)电镀铜时，c(Cu2＋)基本不变，而电解精炼铜时，c(Cu2＋)会减小。
正误判断。(对的打“√”，错的打“×”)
(1)电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极。 ( )
(2)电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极。 ( )
(3)电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极。 ( )
(4)在镀件上电镀锌，用锌作阳极。 ( )
(5)从粗铜精炼所得阳极泥中可回收Ag、Au、Fe等金属。( )
(6)铁器上镀铜所用电解质溶液为FeSO4溶液。 ( )
【答案】(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)×
课堂 · 素养初培
任务一 电解饱和食盐水、电镀、电冶金
素养探源 核心素养 考查途径
科学探究与创新意识 科学态度与社会责任 主要考查电解饱和食盐水的原理及延伸应用(如制备消毒液等)、电镀和电解精炼中电极材料、电解质溶液的浓度变化等
[情境导入]
模拟电解原理在化工生产中的应用，实验装置如图所示，装置闭合电键K时，电流计G的指针将发生偏转。
(1)哪个装置是原电池？哪个装置是电解池？
【答案】甲 、乙构成原电池，丙是电解池。
(2)a、b、c、d电极名称分别是什么？
【答案】a是负极，b是正极，c是阳极，d是阴极。
(3)若模拟氯碱工业生产烧碱、氯气和氢气，如何选用电极材料和电解质溶液？
【答案】c 电极用Pt或石墨，d电极用铁丝(导体均可)，X溶液为饱和食盐水。
(4)若模拟电镀生产，在铁件上镀一层金属银，如何选用电极材料和电解质溶液？电极反应式如何书写？
【答案】c 电极用Ag，d电极用Fe，X溶液为AgNO3溶液；阳极：Ag－e－═══Ag＋，阴极：Ag＋＋e－═══Ag。
(5)若模拟电解精炼铜，如何选用电极材料和电解质溶液？
【答案】c 电极用粗铜，d电极用纯铜，X溶液为CuSO4溶液。
[深化理解]
电镀与电解精炼的比较
项目 电镀 电解精炼
形成 条件 ①镀层金属作阳极接直流电源正极，镀件作阴极接直流电源负极 ②电镀液必须是含有镀层金属离子的盐溶液 ③直流电源 ④形成闭合回路 ①不纯金属作阳极，纯金属作阴极
②含该金属离子的可溶性盐溶液作电解质溶液
③直流电源
④形成闭合回路
电极 反应 阳极：Zn－2e－═══Zn2＋ 阴极：Zn2＋＋2e－═══Zn 阳极：Cu(粗铜)－2e－═══Cu2＋(主要)
阴极：Cu2＋＋2e－═══Cu(精铜)
联系 电镀池和精炼池在本质上都是电解池
电镀时，镀层金属离子浓度远高于其他阳离子浓度，因此一定是电镀液中的镀层金属离子得到电子变为金属单质在阴极析出，而不是其他阳离子。例如在铁片上镀锌时，阴极反应式为Zn2＋＋2e－═══Zn，而不是2H＋＋2e－═══H2↑。
(2020·安徽师大附中高二检测)以KCl和ZnCl2的混合溶液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是 ( )
A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程
B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率
D．工业上电解饱和食盐水制取Na和Cl2
[典例精练]
【答案】C
【解析】未通电前题述装置不能构成原电池，A错误；锌的析出量与通过的电量成正比，B错误；电镀时电解反应速率只与电流大小有关，与温度无关，C正确；工业上通过电解熔融NaCl制取Na和Cl2，D错误。
以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是 ( )
A．溶液中Cu2＋浓度保持不变
B．粗铜接电源正极，发生还原反应
C．溶液中Cu2＋向阳极移动
D．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
【答案】D
任务二 电解的有关计算
素养探源 核心素养 考查途径
证据推理与模型认知 主要考查电极或电解质溶液质量的变化、反应中电子转移多少、溶液pH变化、反应中生成气体体积的计算等
[情境导入]
如图，甲烧杯中盛有100 mL 0.50 mol·L－1 AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100 mL 0.25 mol·L－1 CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9 g。
(1)发现A极比C极重，说明A极和C极上分别析出什么物质？说明电源E为正极还是负极？
【答案】A极比 C极重，说明A极上有Ag析出，说明电源E极是负极，则C极为阴极，C极上有铜析出。
(2)A极比C极重1.9 g，则A极上析出单质的质量为多少？ C极上析出单质的质量为多少？
(3)写出B极的电极反应式；计算B极析出气体的体积。 (标准状况)
[深化理解]
1．电化学的有关计算
(1)计算的原则。
①阳极还原剂失去的电子数＝阴极氧化剂得到的电子数。
②串联电路中通过各电极的电子总数相等。
③电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。
(2)计算的方法。
电子守恒法计算 用于串联电路，通过阴、阳两极的电量相等进行计算，其依据是电路中转移的电子数相等
总反应式计算 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算
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，建立计算所需要的关系式
2．解答与电解有关的计算题的基本步骤
(1)正确书写电极反应式(要特别注意阳极材料)。
(2)当溶液中有多种离子共存时，先要根据离子放电顺序确定离子放电的先后。
(3)根据得失电子守恒进行相关计算。
如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。
[典例精练]
试回答：
(1)电源中X极是________(填“正”或“负”)极。
(2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)＝______________。
(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后溶液中仍有Cl－，则电解后溶液的pH为____________。(Kw＝1.0×10－14)
【答案】(1)负 (2)0.025 mol·L－1 (3)13
有一电解装置如图所示。图中B装置中盛有1 L 2 mol·L－1 Na2SO4溶液，A装置中盛有1 L 2 mol·L－1 AgNO3溶液。通电后，湿润的淀粉－KI试纸的C端变蓝色，电解一段时间后，试完成下列问题。
(1)A中发生反应的化学方程式为____________________________ ______________。
(2)在B中观察到的现象是____________________________。
(3)室温下，从电解开始到时间为t时，A、B装置中共收集到气体0.168 L(标准状况)，若电解过程中无其他副反应发生，且溶液体积变化忽略不计，则在t时，A中溶液的pH为________。
辨析 · 易错易混
忽视阳极是活泼电极时，阳极本身失去电子参与反应导致错误
例1 以等质量的铂棒和铜棒作电极，电解硫酸铜溶液，通电一段时间后，其中一极增加质量为a g，此时两极的质量差为 ( )
①a g ②2a g ③ g ④无法判断
A．① B．①②
C．①②③ D．④
错解：A
错因分析：题中只是给出“以等质量的铂棒和铜棒作电极”，盲目认为Cu作阴极，Pt作阳极，本实验为电解硫酸铜溶液，Cu棒增重，而Pt棒的质量不变，因此二者的质量差为a g，导致错选。
满分策略：有两种可能：①如果电解池中，Cu作阴极，Pt作阳极，本实验为电解硫酸铜溶液，Cu棒增重，而Pt棒的质量不变，因此二者的质量差为a g。②如果电解池中，Cu作阳极，Cu是活性电极，Cu棒本身参与反应，即Cu－2e═══Cu2＋，因此Cu极减重，Pt作阴极，阴极受保护，阴极本身不参与反应，此时溶液中的Cu2＋被还原而使阴极增重，即Cu2＋＋2e═══Cu，综合两极情况后，可得出阴极增加质量的数值应等于阳极铜棒失重的数值，因此两极质量相差2a g。
正解：B
忽视溶液中离子放电顺序强弱导致错误
例2 有甲、乙两个串联的电解池均以铂作电极，甲池盛有AgNO3 溶液，乙池盛有一定量的某盐稀溶液，通电一段时间后，测得甲池电极质量增加2.16 g时，乙池电极上析出0.48 g金属，则乙池的溶质可能是
( )
A．CuSO4 B．NaNO3
C．Mg(NO3)2 D．Al(NO3)3
错解：C
满分策略：在水溶液中Na＋、Mg2＋、Al3＋放电能力比氢离子弱，因此乙池中电极反应应是Cu2＋＋2e－═══Cu和2H＋＋2e－═══H2↑，即在稀溶液中含有一定量的Cu2＋，H＋在Cu2＋放电后继续放电。
正解：A
小练 · 素养达成
1．欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是 ( )
A．Ag和AgCl溶液 B．Ag和AgNO3溶液
C．Fe和AgNO3溶液 D．Pt和Ag2SO4溶液
【答案】B
2．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是 ( )
A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴入淀粉－KI溶液， 溶液呈现蓝色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液， 溶液呈现无色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈现中性
【答案】B
3．下列关于铜电极的叙述中，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粗铜作阴极
C．在镀件上电镀铜时金属铜与外电源负极相连
D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
【答案】A
【答案】D
5．如图是电解饱和氯化钠溶液(含酚酞)的装置。
收集有毒气体的装置省略没有画出，两电极均是惰性电极。
(1)a电极的名称是__________。
(2)电解过程中观察到的现象是____________________________。
(3)鉴定N出口的气体最简单的方法是_________________________。
(4)电解总反应的离子方程式为____________________________。
(5)若将b电极换成铁电极，写出在电解过程中U形管底部出现的现象：____________________________。
6．下图为相互串联的甲、乙两个电解池，甲池利用电解原理在铁上镀银，试回答：
(1)A是________、________(填电极材料和电极名称)，电极反应式是______________；B是________、________(填电极材料和电极名称)，电极反应式是______________，应选用的电解质溶液是______________。
(2)乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始电解一段时间，铁极附近呈________色。
(3)若甲池阴极增重43.2 g，则乙池中阳极上放出的气体在标准状况下的体积是__________ mL。
若电解后乙池中剩余溶液仍为400 mL，则所得NaOH溶液的物质的量浓度为____________。
【答案】(1)铁 阴极 Ag＋＋e－═══Ag 银 阳极
Ag－e－═══Ag＋ 硝酸银溶液
(2)红 (3)4 480 1 mol·L－1
【解析】(3)甲池阴极增重43.2 g，阴极：
Ag＋ ＋ e－ ═══ Ag
1 mol 1 mol 108 g
0.4 mol 0.4 mol 43.2 g