专题一 第二单元 第1课时
考查点一 关于原电池的叙述
1．下列关于原电池的叙述正确的是( )
A．构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属
B．原电池是将化学能转化为电能的装置
C．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原
D．原电池放电时，电流的方向是从负极到正极
【答案】B
【解析】构成原电池的正、负极可以用金属电极与非金属，如碳作电极；原电池中电子流出的一极发生氧化反应；电流的方向是从正极经外电路流向负极，与电子流动的方向是相反的。
2．下列装置中，属于原电池的是( )
A B C D
【答案】D
【解析】利用组成原电池的条件分析，A项两电极相同；B项酒精为非电解质；C项缺少盐桥；只有D项符合。
考查点二 原电池的工作原理
3．有关电化学知识的描述正确的是( )
A．CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能
B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是由KCl饱和溶液制得的琼脂
C．因为铁的活动性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，必是铁作负极，铜作正极
D．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可被设计成原电池
【答案】D
【解析】CaO＋H2O===Ca(OH)2不是氧化还原反应，不能设计成原电池，A项错；B项中会发生反应：KCl＋AgNO3===AgCl↓＋KNO3，生成的AgCl会使盐桥的导电性减弱，所以盐桥中不能使用KCl，可换成KNO3，B项错；由于铁遇到浓硝酸会发生钝化，而铜可与之发生反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，Cu失电子被氧化，作原电池的负极，所以C项错。
4．有关如下图所示原电池的叙述正确的是(盐桥中装有含琼脂的KCl饱和溶液)( )
A．反应中，盐桥中的K＋会移向CuSO4溶液
B．取出盐桥后，电流计依然发生偏转
C．铜片上有气泡逸出
D．反应前后铜片质量不改变
【答案】A
【解析】原电池中阳离子移向正极，A对；取出盐桥后构不成原电池，电流计指针不偏转，B错；Cu片为正极，有Cu析出，C、D错。
考查点三 原电池的应用
5．将等质量的A、B两份锌粉装入试管中，分别加入过量的稀硫酸，同时向装A的试管中加入少量CuSO4溶液。下图表示产生氢气的体积V与时间t的关系，其中正确的是( )
A B
C D
【答案】D
【解析】A中滴加CuSO4溶液：Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4，置换出的Cu附着在Zn上构成原电池，加快产生H2的速率。A中的Zn有少量与CuSO4反应，则与稀硫酸反应的Zn比B中小，产生的H2体积比B中小。
6．有X、Y、Z、W四种金属。已知X(OH)3的碱性大于Y(OH)3；X3＋可使Z氧化，W可与热水反应产生H2，X不能与热水反应，把X的金属片插入稀H2SO4中，让金属丝Z与X接触，X的溶解速率加快。则这四种金属活动性强弱的关系一定是( )
A．X>Y B．Z>Y
C．W>Z D．Z>X
【答案】C
【解析】X(OH)3的碱性大于Y(OH)3，没有提到主族元素最高价氧化物对应的水化物，所以不能确定X、Y活动性的大小，X3＋可使Z氧化不能确定X、Z的金属性大小，如：Mg＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Mg2＋，Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋；X与Z组成原电池时，X作负极，则X>Z；W可与热水反应产生H2而X不能，可判断W>X，另外X>Z，因此W>Z。
考查点四 原电池正、负极的判断
7．下图是锌、铜和稀硫酸形成的原电池，某实验兴趣小组同学做完实验后，在读书卡片上记录如下：
卡片：No.28 2015.6.4
实验记录：
①Zn为正极，Cu为负极
②H＋向负极移动
③电子流动方向：Zn→Cu
④Cu极上有H2产生
⑤若有1 mol电子流过导线，则产生的H2为0.5 mol
⑥正极上的电极反应：Zn－2e－===Zn2＋
卡片上的描述合理的是( )
A．①②③ B．③④⑤
C．①⑤⑥ D．②③④
【答案】B
【解析】构成原电池的正极是Cu，负极是Zn，故①错误；电子从负极Zn流出，流向正极Cu，H＋向正极移动，在Cu上得电子：2H＋＋2e－===H2↑，故②错误，③、④正确；原电池负极上发生的反应是Zn－2e－===Zn2＋，⑥错误；电池总反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，当有1 mol e－通过时，产生H2为0.5 mol，故⑤正确。
专题一 第二单元 第1课时
基础演练
1．下列叙述正确的是( )
①原电池是把化学能转化成电能的一种装置 ②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应 ③不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池的装置均可实现 ④碳棒不能用来作原电池的正极 ⑤反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋能以原电池的形式来实现
A．①⑤ B．①④⑤
C．②③④ D．②⑤
【答案】A
【解析】②原电池负极发生氧化反应；③不能实现；④碳棒可以作原电池的正极。
2．某原电池的总反应的离子方程式为：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，则该原电池的正确组成可以是下列的( )
A B
C D
【答案】A
【解析】由电池反应可知，该原电池的负极为锌，电解质溶液为含Cu2＋的溶液，结合原电池的构成条件，A项符合题意。
3．将甲、乙两种金属的性质相比较，已知①甲跟水反应比乙跟水反应剧烈；②甲单质能从乙的盐溶液中置换出乙单质；③甲的最高价氧化物对应水化物的碱性比乙的最高价氧化物对应水化物的碱性强；④与某金属反应时甲原子得电子数目比乙的多；⑤以甲、乙两金属为电极构成原电池，甲作负极。一定能说明甲的金属性比乙强的是( )
A．①②③ B．③⑤
C．①②③⑤ D．①②③④⑤
【答案】A
【解析】金属性即金属的还原性，金属的还原性越强，则金属在反应时越易失去电子。而④中的表述指的是甲原子的氧化性，则甲原子不属于金属原子，不符合要求。⑤中两种金属作电极，一般是较活泼的金属作负极，但也要具体问题具体分析，如Mg比Al活泼，但Mg、Al、NaOH溶液组成原电池时，Al作负极。
综合应用
4．A、B、C、D四种金属按下表中的装置图进行实验。
装置
现象
二价金属A不断溶解
C的质量增加
A上有气泡产生
根据实验现象回答下列问题：
(1)装置甲中负极的电极反应是
________________________________________________________________________。
(2)装置乙中正极的电极反应是
________________________________________________________________________。
(3)装置丙中溶液的pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是
________________________________________________________________________。
【答案】(1)A－2e－===A2＋ (2)Cu2＋＋2e－===Cu
(3)变大 (4)D>A>B>C
【解析】甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活动性A>B；乙中C极质量增加，即析出Cu，则B为负极，活动性B>C；丙中A上有气体即H2产生，则A为正极，活动性D>A，随着H＋的消耗，溶液pH逐渐变大。
课件32张PPT。第二单元 化学能与电能的转化
第1课时 原电池的工作原理1．电流是怎样形成的？
【答案】电子的定向移动形成电流。
2．什么是氧化还原反应？
【答案】有电子得失或共用电子对偏移的化学反应叫氧化还原反应，表现为化合价的变化。1．以铜锌原电池为例，熟练掌握原电池的工作原理。
2．能正确判断原电池的正负极。
3．熟练书写原电池的电极、电池反应方程式。1.装置
如右图所示是________装置，是借助________反应将______转化为______的装置。Zn是____，Cu是____，外电路电子由____通过导线流向____。
请分别写出电极反应式和总反应方程式：
负极反应式：________________；
正极反应式：________________；
总反应方程式：____________________。笃学一 原电池原电池氧化还原化学能电能负极正极ZnCu
2．工作原理
原电池原理是把____________________分开进行，还原剂在____极上失去电子发生_____反应，电子通过导线流向____极，氧化剂在____极上得到电子发生_____反应。氧化反应和还原反应负氧化正正还原1.设计原电池时，用____________的物质作为负极，负极向外电路提供电子；用___________的物质作为正极，正极从外电路得到电子。
2．在原电池的内部，两极浸在____________中，并通过__________的定向运动而形成内电路。
3．放电时，负极上的电子通过导线流向______，再通过溶液中离子形成的________构成回路。笃学二 原电池的设计还原性较强氧化性较强电解质溶液阴、阳离子正极内电路
【慎思1】 盐桥内盛放的是什么物质？其作用是什么？
【答案】盐桥内通常装有含有琼脂的KCl饱和溶液。离子在盐桥中能定向移动，通过盐桥将两个隔离的电解质溶液连接起来，可使电流持续传导。使用盐桥将两个半电池完全隔开，使副反应减至最小程度，可以获得单纯的电极反应，便于分析放电过程，有利于最大程度地将化学能转化为电能。【慎思2】 原电池形成的条件是什么？
【答案】(1)两个活泼性不同的电极，其中一个相对来说较活泼，另一个相对来说较不活泼，二者直接或间接地连在一起，插入电解质溶液中。
(2)电解质溶液。
(3)形成闭合回路。
(4)能自发地发生放出能量的氧化还原反应。
【慎思3】 在原电池内部，电解质溶液中的阴、阳离子是如何移动的？
【答案】阴离子移向负极，阳离子移向正极。 原电池正、负极的判断方法【例1】将Mg条、Al条平行插入一定浓度的NaOH溶液中，用导线、电流计连接成原电池，此电池工作时，下列叙述正确的是( )原电池的电极类型不仅跟电极材料有关，还与电解质溶液的性质有关。例如：镁—铝电极在稀硫酸中构成原电池，镁为负极，铝为正极，但若以氢氧化钠溶液为电解质溶液，则铝为负极，镁为正极。【体验1】在下图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是( )
【答案】C
【解析】本题通过电极变化来确定电极，N棒变细，即N极上发生氧化反应，N棒金属较活泼，排除A、D；由M棒变粗，可知B不正确。1．加快氧化还原反应的速率
例如：在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的速率加快。
2．比较金属活动性的强弱
例如：有两种金属a和b，用导线连接后插入到稀H2SO4中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。根据电极现象判断出a是负极，b是正极，由原电池原理可知，金属活动性a＞b。原电池原理的应用(2)确定电极材料
若发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负极；若为气体(如H2)或溶液中的还原性离子，可用惰性电极(如Pt、碳棒)作负极。
发生还原反应的电极材料必须比负极材料活泼性差。
本例中可用铜棒作负极，用铂丝或碳棒作正极。(3)确定电解质溶液
一般选用反应物中的电解质溶液即可，如本例中可用FeCl3溶液作电解质溶液。
(4)构成闭合回路。
4．寻求和制造干电池和蓄电池等化学能源
5．用于金属的防护(2)该反应还可设计成能量转化效率更高的原电池装置，如下图所示：
请回答下列问题：
①电极X的材料是____，Y的材料是____，电解质溶液Z是________。
②盐桥的作用是__________________________。
③外电路中的电子是从________电极流向________电极。解析 本题考查原电池的原理和设计，解题时应明确设计思路，理解带盐桥的原电池的组成原理。
根据已知的氧化还原反应设计原电池的思路是：首先将已知的反应拆成两个半反应(即氧化反应和还原反应)：Cu－2e－===Cu2＋，2Ag＋＋2e－===2Ag；然后结合原电池的电极反应特点，分析可知，该电池的负极应该用Cu作材料，正极要保证Ag＋得到负极失去的电子，电解质溶液只能用含Ag＋的电解质溶液，如AgNO3溶液。而正极材料的活泼性比Cu弱。在带盐桥的原电池组成半电池时，注意电极材料与溶液中的离子一般要相对应，如Cu2＋/Cu或Ag＋/Ag。答案 (1)实验装置图如右图
Pt(合理即可) 2Ag＋＋2e－===2Ag
Cu Cu－2e－===Cu2＋
(2)①Cu Ag AgNO3溶液
②将两个隔离的电解质溶液连接起来，可使电流持续传导
③Cu Ag(1)例析原电池的设计过程：
(2)设计原电池时，若氧化还原方程式中无明确的电解质溶液，可用水作电解质，但为了增强其导电性，通常加入强碱或一般的强酸，如燃料电池，水中一般要加入KOH或H2SO4；若给出的是离子方程式，则电解质溶液是含氧化性离子的酸或可溶性盐，此时电解质可能不唯一。【答案】C
【解析】本题考查原电池的组成，活泼金属为负极，且能与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。【案例】 某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：
方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为_____________________。实验探究三 原电池原理的应用——判断金属活泼性方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。
正极反应式：__________________________________；
负极反应式：__________________________________。
方案Ⅲ：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同)：____________________________________________，用离子方程式表示其反应原理：___________________________。【答案】Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
如下图所示
2H＋＋2e－===H2↑
Fe－2e－===Fe2＋
把铁片插入CuSO4溶液中，一段时间后，观察铁片表面是否生成红色物质 Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋
【解析】比较或验证金属活动性方案有很多，可以利用金属与酸反应的难易来判断或验证；也可以利用原电池原理，负极是较活泼的金属；也可以利用金属单质间的置换反应来完成。专题一 第二单元 第2课时
考查点一 电池的工作原理
1．下列说法不正确的是( )
A．在锌锰干电池中，锌电极是负极
B．手机上用的锂离子电池属于二次电池
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．铅蓄电池在放电过程中，负极质量减少，正极质量增加
【答案】D
【解析】Zn失去电子生成Zn2＋，故作为负极，A项正确；锂离子电池可以充电再次使用，属于二次电池，B项正确；电池的实质即是化学能转化成电能，C项正确；铅蓄电池在放电过程中，负极反应为Pb－2e－＋SO===PbSO4，其质量增加。
2．根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是( )
A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===2Ag＋(aq)＋Cd(s)
B．Co2＋(aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd2＋(aq)
C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2＋(aq)
D．2Ag＋(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2＋(aq)
【答案】A
【解析】由原电池的正、负极材料可知，金属活动性有Cd>Co>Ag，则A中原理错误。
考查点二 电池的分类
3．下列说法错误的是( )
A．碱性锌锰电池是二次电池
B．铅蓄电池是二次电池
C．二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生
D．燃料电池的活性物质没有储存在电池内部
【答案】A
【解析】碱性锌锰电池是一次性电池，铅蓄电池是二次性电池。
考查点三 电池的正极、负极及电解质溶液的相关判断
4．已知空气—锌电池的电极反应为
锌片：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O
石墨：O2＋H2O＋2e－===2OH－
据此判断锌片是( )
A．负极，并被氧化 B．负极，并被还原
C．正极，并被氧化 D．正极，并被还原
【答案】A
【解析】负极发生失电子的氧化反应。
5．TiO2在光照射下可使水分解：2H2O2H2↑＋O2↑，该过程类似植物的光合作用。下图是光照射下TiO2分解水的装置示意图。下列叙述正确的是( )
A．该装置可以将光能转化为电能，同时也能将其转化为化学能
B．TiO2电极上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
D．该装置工作时，TiO2电极附近溶液的pH变大
【答案】A
【解析】该装置光分解水是将光能转化为化学能，发生氧化还原反应生成氢气和氧气，电子的转移经过R，又将化学能转化为电能；铂电极上生成氢气的反应为2H＋＋2e－===H2↑；TiO2电极上生成氧气的反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，所以TiO2电极附近溶液的pH减小；电子由TiO2电极经R流向铂电极，电流流动方向相反。
6．热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如下图所示，其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为 PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。
下列有关说法正确的是( )
A．正极反应式：Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2
B．放电过程中，Li＋向负极移动
C．每转移0.1 mol电子，理论上生成20.7 g Pb
D．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转
【答案】D
【解析】正极发生得电子的还原反应，A错误；放电过程为原电池，阳离子向正极移动，B错误；每转移0.1 mol 电子，生成0.05 mol Pb，为10.35 g，C错误；依据题意“热激活”表明该电池应在加热的条件下工作，故常温下指针不偏转，D正确。
7．铜锌原电池(如下图)工作时，下列叙述正确的是( )
A．正极反应为Zn－2e－===Zn2＋
B．电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
C．在外电路中，电子从正极流向负极
D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
【答案】B
【解析】本题考查原电池。电池的正极得电子，A选项错误；结合该电池的装置图，可知该过程中涉及的氧化还原反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，B选项正确；外电路中，电子从负极流向正极，C选项错误；在烧杯中由Zn失去电子形成Zn2＋，使得该烧杯中带正电荷的离子增加，为维持电中性，K＋应该通过盐桥流向CuSO4所在的右烧杯，D选项错误。
8．Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质溶液是LiAlCl4—SOCl2。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2。请回答下列问题：
(1)电池的负极材料为__________，发生的电极反应式为__________________________。
(2)电池正极发生的电极反应式为______________________________________。
(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是____________________，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是________________________________________________________________________。
【答案】(1)锂 Li－e－===Li＋
(2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑
(3)出现白雾，有刺激性气味的气体生成 SOCl2＋H2O===2HCl↑＋SO2↑
(4)锂是活泼金属，易与H2O、O2反应；SOCl2也可与水反应
【解析】(1)、(2)电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应。(3)由NaOH与SOCl2反应的产物为Na2SO3、NaCl可知，SOCl2与水反应生成SO2和HCl。(4)由于电池材料易与水、O2反应。
9．科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径，美国已计划将甲醇燃料电池用于军事。一种甲醇燃料电池采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向另一个电极通入空气。
回答下列问题：
(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式是_______________________________。
(2)此电池正极发生的电极反应式是_______________________________________，负极发生的电极反应式是______________________________________________________。
(3)电解液中的H＋向________极移动；向外电路释放电子的电极是________。
(4)比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先是燃料电池能量转化效率高，其次是____________________________________________。
【答案】(1)2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
(2)3O2＋12H＋＋12e－===6H2O
2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2＋12H＋
(3)正 负极
(4)对环境无污染
【解析】甲醇燃料电池实质就是利用CH3OH燃料在氧气中反应来提供电能。CH3OH作负极，发生氧化反应，电极反应为2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2＋12H＋；氧气在正极的电极反应为3O2＋12H＋＋12e－===6H2O，两反应相加得总反应式。在电池中，负极释放电子传到正极上，故H＋向正极移动。甲醇与O2的反应产物为CO2和H2O，对环境无污染。
10．通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：
(1)Pt电极上发生的是________(填“氧化”或“还原”)反应。
(2)写出NiO电极的电极反应式：________________________________________。
【答案】(1)还原 (2)NO＋O2－－2e－===NO2
【解析】(1)由工作原理示意图，可知O2在Pt电极发生还原反应生成O2－；(2)在O2－参加反应下，NO在NiO电极发生氧化反应生成NO2。
专题一 第二单元 第2课时
基础演练
1．下列说法错误的是( )
A．依据原电池的原理设计出了化学电源
B．原电池是化学电源的雏形
C．判断一种电池的优劣主要是看其负极的活泼性
D．氧化还原反应所释放的化学能是化学电源的能量来源
【答案】C
【解析】判断一种电池的优劣主要是看这种电池的比能量或比功率的大小，以及可储存时间的长短。
2．锌锰干电池在放电时，总反应方程式可以表示为Zn(s)＋2MnO2＋2NH===Zn2＋＋Mn2O3(s)＋2NH3＋H2O，在此电池放电时正极(碳棒)上发生反应的物质是( )
A．Zn B．碳
C．MnO2和NH D．Zn2＋和NH3
【答案】C
【解析】Zn在负极上被氧化，剩余的物质将在正极上反应得到Mn2O3、NH3和H2O。
3．以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如右图所示。关于该电池的叙述正确的是( )
质子交换膜
A．该电池能够在高温下工作
B．电池的负极反应为C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋
C．放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移
D．在电池反应中，每消耗1 mol 氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体 L
【答案】B
【解析】该燃料电池的原理为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，根据总反应方程式可书写出电极反应方程式。负极为C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋，正极为6O2＋24e－＋24H＋===12H2O，从电极反应方程式易知，H＋应从负极区移向正极区，从总反应方程式可知，每生成1 mol CO2消耗1 mol O2。
综合应用
4．氯铝电池是一种新型的燃料电池，电解质溶液是KOH溶液，试回答下列问题：
(1)通入氯气的电极是________极(填“正”或“负”)，电极反应式为________________________________________________________________________。
(2)加入铝的电极是________极(填“正”或“负”)，电极反应式为________________________________________________________________________。
(3)电子从____极流向____极(填“Al”或“Cl2”)。
【答案】(1)正 3Cl2＋6e－===6Cl－
(2)负 2Al－6e－＋8OH－===2AlO＋4H2O
(3)Al Cl2
【解析】根据Cl2和Al的反应方程式：3Cl2＋2Al===2AlCl3可知，铝易失电子被氧化，为负极，但电解液为KOH溶液，故负极反应为2Al－6e－＋8OH－===2AlO＋4H2O；Cl2易得电子被还原，为正极，电极反应为3Cl2＋6e－===6Cl－。在外电路中电子从负极(铝极)流出沿导线流向正极(Cl2极)。
课件37张PPT。第2课时 化学电源1．构成原电池应满足什么条件？
【答案】(1)电解质溶液；(2)两个活泼性不同的电极，并且两个电极直接或间接地连在一起，并插入电解质溶液中；(3)能自发地发生氧化还原反应；(4)形成闭合回路。
2．举例说明常用的电池有哪些？
【答案】干电池，如锌锰电池；蓄电池，如汽车用的铅蓄电池、手机用的镍氢电池和锂电池；另外还有应用于航天和军事领域的燃料电池等。1．了解化学电源的种类及其工作原理，知道化学电源在生产、生活和国防中的实际应用。
2．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用。
3．掌握一次电池、二次电池、燃料电池的反应原理，会书写电极反应式。1.化学电源
又称电池，是将________转变成______的装置。笃学 化学电源化学能电能一次二次燃料
3．化学电池的优点
(1)化学电池的____________较高，供能稳定可靠。
(2)可以制成各种____________、不同____________的电池及电池组。
(3)使用方便，易于维护。能量转换效率形状和大小容量和电压4．判断电池优劣的主要标准
(1)比能量：参与电极反应的单位质量或单位体积的电极材料________的大小，单位(W·h)·kg－1或 (W·h)·L－1。
(2)比功率：参与电极反应的单位质量或单位体积材料________的大小，单位W·kg－1或W·L－1。
(3)电池的____________的长短。放出电能输出功率可储存时间5．废旧电池的处理
________利用废旧电池，不仅可以减少对我们生存环境的________，而且也是对________的节约。
6．新型二次电池
小型化、高比能量、工作寿命长、不需要特殊维护的二次电池。如：镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、锂电池和锂离子电池等。回收破坏资源
【慎思1】 可充电电池的反应是可逆反应吗？
【答案】可充电电池有充电和放电两个过程，放电时的负极反应和充电时的阴极反应，放电时的正极反应和充电时的阳极反应在形式上互逆，因此总反应在形式上也是互逆的，但因为互逆的反应是在不同条件下进行的，所以并不属于可逆反应。
【慎思2】 铅蓄电池充电时，如何与外电源相接？
【答案】铅蓄电池充电时，电池的负极变为阴极，发生还原反应，生成Pb，与电源负极相连；电池的正极变为阳极，发生氧化反应，生成PbO2，与电源正极相连。正极接正极，负极接负极。常见的化学电源
【例1】下列有关电池的叙述正确的是( )
A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细
B．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化
C．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
D．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能解析
答案 B原电池的基本类型：
(1)负极参与反应的原电池：活泼金属作电极构成原电池，被腐蚀的金属作负极；(2)两电极都参加反应的电极：可充电电池是两个电极都参与反应的原电池；(3)两个电极都不参加反应的原电池：燃料电池用惰性电极作两极，分别向两极上通入参与氧化还原反应的气体，从而形成原电池。【体验1】铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解质为硫酸。工作(放电)时该电池的总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。
试根据上述情况判断：
(1)蓄电池的负极材料是__________。
(2)工作时，正极反应为_______________________。
(3)工作时，电解质溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)工作时，电解质溶液中阴离子移向______极。
(5)电流方向从______极流向______极。化学电源电极反应式的书写
4．可充电电池电极反应式的书写
(1)原电池的负极发生氧化反应，充电时为阴极，发生还原反应，故放电时的负极反应式与充电时的阴极反应式相反。
(2)原电池的正极发生还原反应，充电时为阳极，发生氧化反应，故放电时的正极反应式与充电时的阳极反应式相反。【例2】飞船上使用的氢氧燃料电池的两个电极均由多孔性碳制成。通入的气体由空隙中逸出，并在电极表面放电，总反应式为2H2＋O2===2H2O。
(1)以KOH溶液为电解质构成燃料电池，则负极通入________，电极反应式为_________________________，正极通入________，电极反应式为_____________________。
(2)如把KOH溶液改为稀H2SO4作电解质，则电极反应式负极为_____________________，正极为________________。(3)如把KOH溶液改为NaCl溶液作电解质，则电极反应式负极为_______________，正极为____________________。
(4)(1)和(2)的电解液不同，反应进行后其溶液的pH变化依次为________，________。
解析 根据原电池的反应原理，氢氧燃料电池总反应式为2H2＋O2===2H2O，因负极被氧化，正极被还原，即H2被氧化，通入H2的电极为负极；O2被还原，即通入O2的电极为正极。在碱性溶液中H2失去电子生成的H＋要与OH－反应，在酸性溶液中O2得电子生成O2－要与H＋反应，中性和碱性溶液中O2－要与H2O反应。原电池电极反应均是氧化还原反应，因此电极反应式的书写要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒的原则，两电极反应式相加得电池总反应式。【体验2】我国科学家发明的一种可控锂水电池的工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是( )A．电池工作时，锂离子向正极移动
B．有机电解质可用水溶液代替
C．电池总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
D．该装置不仅可提供电能，还可得到清洁的氢气
【答案】B
【解析】A.电池工作时，阳离子锂离子向正极移动，正确；B.负极材料锂与水反应，不可用水溶液代替有机电解质，错误；C.电池总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，正确；D.由电池反应知，该装置不仅可提供电能，还可得到清洁的氢气，正确。【案例】 探究准备：新鲜水果若干(苹果、柠檬或橘子等)，锌片、铜片若干，灯泡、导线、砂纸。
探究过程：(1)用砂纸将锌片和铜片磨光，然后平行地插入水果中，用导线连接锌片和铜片。
(2)用舌头同时轻触锌片和铜片，舌头稍有发麻和刺痛的感觉，这证明你的制作是成功的。实验探究四 “水果电池”的制作与应用(3)锌片和铜片分别作电池的两极，用导线与小灯泡串联，小灯泡会不会发光呢？可能会让你失望，小灯泡没亮！可能是因为一个水果电池的电压不够的原因，多串联几个看看。
如上图，当“水果电池”增加到一定数目，灯泡就亮了。
探究结论：水果与锌片、铜片也能构成原电池，其原因是________________。
【答案】锌片作负极、铜片作正极形成了原电池，水果的果汁是电解质溶液专题一 第二单元 第3课时
考查点一 电解原理
1．能用电解原理说明的问题是( )
①电解是把电能转变成化学能 ②电解是化学能转变成电能 ③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化 ④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现 ⑤任何溶液被电解时，必将导致氧化还原反应的发生
A．②③④ B．②③⑤
C．①③④ D．①③④⑤
【答案】D
【解析】从能量角度看，电解是把电能转变成化学能的过程，故①对，②错；电解质溶液的导电过程，必将伴随着两个电极上氧化还原反应的发生，同时生成新的物质，故③、⑤对；某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理供给电能也可能实现，故④对。所以D选项符合题意。
考查点二 电解原理的应用
2．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
【答案】C
【解析】由电流方向可知，a为正极，b为负极，c为阳极，d为阴极。利用电解原理可推得答案。
3．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是( )
A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变
B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小
C．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
D．电解氯化铜溶液，阴极和阳极产物的物质的量之比为 1∶1
【答案】D
【解析】电解释H2SO4，实质上是电解水，硫酸的物质的量不变，但溶液体积减小，浓度增大，故溶液pH减小；电解稀NaOH溶液，阳极消耗OH－，阴极消耗H＋，实质也是电解水，NaOH溶液浓度增大，故溶液的pH增大；电解Na2SO4溶液时，在阳极发生反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，在阴极发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，由于两电极通过电量相等，故放出H2与O2的物质的量之比为2∶1；电解CuCl2溶液时，阴极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，两极通过电量相等时，Cu和Cl2的物质的量之比为1∶1。
4．市场上经常见到的标记为Li—ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：
Li＋2Li0.35NiO22Li0.85NiO2
下列说法中，不正确的是( )
A．放电时，负极的电极反应式：Li－e－===Li＋
B．充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应
C．该电池不能用水溶液作为电解质
D．放电过程中Li＋向负极移动
【答案】D
【解析】Li从零价升至＋1价，失去电子，作为负极，A项正确；反应逆向进行时，反应物只有一种，故化合价既有升，又有降，所以既发生氧化反应又发生还原反应，B项正确；由于Li可以与水反应，故应为非水材料，C项正确；原电池中阳离子应向正极移动，故D项错误。
5．某小组设计电解饱和食盐水的装置如右图，通电后两极均有气泡产生，下列叙述正确的是( )
A．铜电极附近观察到黄绿色气体
B．石墨电极附近溶液呈红色
C．溶液中的Na＋向石墨电极移动
D．铜电极上发生还原反应
【答案】D
【解析】电解饱和食盐水装置通电两极均有气泡产生，可知铜电极作阴极，石墨电极作阳极(电解食盐水装置的两电极均不发生反应)，故铜电极上H＋得到电子，有氢气放出，铜电极附近溶液呈碱性，石墨电极上有氯气放出，故A、B项均错误，D项正确；溶液中的Na＋向铜电极移动，故C项错误。
6．按图甲装置进行实验，若图乙中横坐标x表示通过电极的电子的物质的量。则下列叙述正确的是( )
A．F表示反应生成Cu的物质的量
B．E表示反应实际消耗H2O的物质的量
C．E表示反应生成O2的物质的量
D．F表示反应生成H2SO4的物质的量
【答案】B
【解析】电解实质为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，则每通过4 mol e－，生成2 mol Cu,1 mol O2，消耗2 mol H2O，生成2 mol H2SO4。
7．从NO、SO、H＋、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。
(1)两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是________________(至少答一种，下同)。
(2)若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式可能是________________。
(3)两极分别放出气体，且体积比为1∶1，电解质的化学式可能是________________。
【答案】(1)HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2
(2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4
(3)HCl、BaCl2
【解析】题中提供的离子其实还包括OH－，这些离子放电的顺序如下：
阳极：Cl－＞OH－＞(NO、SO)，
阴极：Ag＋＞Cu2＋＞H＋＞Ba2＋。
(1)两极分别放出H2和O2，即H＋和OH－放电，实质是电解H2O，水中的溶质应起导电作用而又不改变H＋和OH－放电的顺序，它可以是HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2中的任意一种，但不是BaSO4。
(2)阴极析出金属，即Ag＋或Cu2＋放电；阳极放出O2，即OH－放电，水中的溶质可以是AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4中的任意一种，但不是Ag2SO4(微溶)。
(3)两极都生成气体，且气体体积比为1∶1，则放电的离子应是Cl－和H＋，水中的溶质可以是HCl、BaCl2中的任意一种。
考查点三 电解原理的有关计算
8．已知外电路中，电子由b极流向锌。有关下图所示的装置分析不合理的是( )
A．该装置中Cu极为正极
B．当铜极的质量变化为32 g时，a极上消耗的O2在标准状况下的体积为5.6 L
C．b极反应的电极反应式为H2－2e－＋2OH－===
2H2O
D．一段时间后锌片一极质量增加
【答案】BC
【解析】左池为燃料电池，右池为电解池；电子由b极流向锌，说明b是原电池的负极，电极反应式：H2－2e－＋2OH－===2H2O，锌为电解池阴极，电极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu，故一段时间后锌片质量增加；根据电路中转移电子数相等：O2～2Cu～4e－，当阳极铜溶解32 g 时，负极消耗0.25 mol氧气，在标准状况下的体积为5.6 L。
9．如下图所示的装置中，若通入直流电5 min时，铜电极质量增加2.16 g，试回答：
(1)电源电极X的名称为________。
(2)pH变化：A________，B________，C________。(填“增大”“减小”或“不变”)
(3)通电5 min后，B中共收集224 mL气体(标准状况)，溶液体积为200 mL，则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为__________(设电解前后溶液体积无变化)。
(4)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后，溶液中OH－的物质的量浓度为____________(设电解前后溶液体积无变化)。
【答案】(1)负极 (2)增大 减小 不变
(3)0.025 mol·L－1 (4)0.1 mol·L－1
【解析】(1)C装置的铜电极质量增加，说明铜极上有金属析出，即溶液中的Ag＋被还原生成银单质，故铜极为阴极，由此可确定X极为负极。(2)A装置是电解KCl溶液，阴极析出氢气，阳极析出氯气，溶液中OH－浓度增大；B装置中阴极上先析出铜，当Cu2＋消耗完后将析出氢气，而阳极上析出氧气，溶液中H＋浓度增大；C装置中阴极析出银单质，阳极上的银失去电子变成Ag＋，理论上AgNO3溶液的物质的量浓度不变。(3)B装置两极上电子转移的数目与C装置中转移的电子数目相同，C装置中转移的电子为＝0.02 mol。经判断，B装置中阴极：Cu2＋＋2e－===Cu,2H＋＋2e－===H2↑，阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，根据题意可得：2n(H2)＋2n(Cu)＝4n(O2)＝0.02 mol，n(H2)＋n(O2)＝，解得n(Cu)＝0.005 mol，CuSO4溶液物质的量浓度为＝0.025 mol·L－1。(4)A装置的反应为2KCl＋2H2O2KOH＋H2↑＋Cl2↑，即反应中电子转移的物质的量与生成的OH－的物质的量相等，为 0.02 mol，c(OH－)＝＝0.1 mol·L－1。
专题一 第二单元 第3课时
基础演练
1．下列关于电解池的叙述中，正确的是( )
A．电解池中的闭合回路仅是由电子的定向移动形成的
B．金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阳极，从电解池的阴极流向电源的正极
C．在电解质溶液中，阴离子向阴极移动，阳离子向阳极移动
D．相同时间内，阳离子在阴极上得到电子与阴离子在阳极上失去电子的总数相等
【答案】D
【解析】闭合回路中，导线导电是由电子的定向移动形成的，而溶液中是由阴、阳离子定向移动形成的；与电源负极相连的一极是阴极，与正极相连的是阳极，电子从电源负极流出流向电解池的阴极。
2．在下图装置中，通电后可观察到Cu极溶解，则下列说法中，不正确的是( )
A．直流电源中，A是正极
B．两池内CuSO4溶液浓度均不改变
C．两铁极上最初析出物质相同
D．P池内溶液的质量逐渐减小
【答案】B
【解析】由题意知，铜电极溶解，发生氧化反应，即铜为阳极，A为正极，B为负极，Pt为阳极，铁均为阴极，则P电解池中的电解反应方程式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，有O2和Cu析出，电解质溶液质量逐渐减小。Q电解池中，阳极：Cu－2e－===Cu2＋，阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，电解质溶液质量和组分不变。综上分析，推知B项不正确。
3．用石墨作电极电解下列溶液：①稀H2SO4、②K2SO4溶液、③CuCl2溶液、④CuSO4溶液、⑤KOH溶液。
(1)阴极、阳极都有气体产生，且体积比(相同条件下)为2∶1的是____________(填序号，下同)，其阳极的电极反应式都是__________________________________，阴极的电极反应式都是__________________，总反应的化学方程式都是_________________________。
(2)阴极、阳极都有气体产生，其中溶液酸性增强的是________，碱性增强的是________。
(3)一个电极析出金属，一个电极逸出气体，且溶液酸性增强的是________，其总反应的化学方程式是_______________________________________________________。
【答案】(1)①②⑤ 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
4H＋＋4e－===2H2↑ 2H2O2H2↑＋O2↑
(2)① ⑤ (3)④
2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑
综合应用
4．按下图所示装置进行实验，并回答下列问题：
(1)判断装置的名称：A池为________，B池为______。
(2)锌极为____极，电极反应式为__________________________________________；
铜极为____极，电极反应式为_____________________________________________；
石墨棒C1为______极，电极反应式为______________________________；
石墨棒C2附近发生的实验现象为__________________________________________。
(3)当C2极析出224 mL气体(标准状况)时，锌的质量________(填“增加”或“减少”)______g，CuSO4溶液的质量________(填“增加”或“减少”)________g。
【答案】(1)原电池 电解池
(2)负 Zn－2e－===Zn2＋ 正 Cu2＋＋2e－===Cu 阳 2Cl－－2e－===Cl2↑ 有无色气体产生，附近溶液出现红色
(3)减少 0.65 增加 0.01
【解析】A池中Zn、Cu放入CuSO4溶液中构成原电池，B池中两个电极均为石墨电极，在以A为电源的情况下构成电解池，即A为原电池，B为电解池。A池中Zn为负极，Cu为正极，B池中C1为阳极，C2为阴极，阴极区析出H2，周围OH－富集，酚酞变红，且n(H2)＝＝0.01 mol，故电路中转移电子的物质的量为0.01 mol×2＝0.02 mol，根据得失电子守恒，锌极有0.01 mol Zn溶解，即Zn极质量减少0.01 mol×65 g·mol－1＝0.65 g，铜极上有0.01 mol Cu析出，即CuSO4溶液增加了0.01 mol×(65 g·mol－1－64 g·mol－1)＝0.01 g。
课件46张PPT。第3课时 电解池的工作原理及应用1．电解水的化学方程式如何书写？1．理解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。
2．了解电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜以及电冶金等电解原理的应用。
3．掌握电解原理的有关计算。1.电解
在直流电的作用下，在两电极上分别发生_____________的过程。
2．实验笃学一 电解原理氧化还原反应红色的铜刺激性气味气体蓝电解
3．电解池
把______能转变为______能的装置，叫电解池。
在电解池中，与电源负极相连的电极是_____，在阴极上发生______反应；与电源______相连的电极是阳极，在阳极上发生______反应。电化学阴极还原正极氧化笃学二 电解原理的应用2．电镀及金属精炼
(1)概念：应用电解原理在某些金属或非金属材料表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。
(2)主要目的是使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。
(3)电镀时，________________作阴极，________作阳极，用含有____________的溶液作电解质溶液。
(4)应用：电解精炼铜时，用_______作阴极，_________作阳极，__________作电解液。待镀的金属制品镀层金属镀层金属离子纯铜板粗铜板CuSO4溶液3．电冶金
由于电解是最强有力的氧化还原手段，所以电解法是冶炼像钠、钙、镁、铝这些活泼金属的重要方法。如电解熔融NaCl制备金属钠，电极反应：阴极：2Na＋＋2e－===2Na，阳极：_______________，总反应：_______________________。【慎思1】 电解质溶液导电与金属导电过程一样吗？
【答案】不一样，金属导电是因为金属中存在自由电子，是自由电子的定向移动形成电流，是物理过程，而电解质溶液是靠溶液中的自由离子定向移动形成电流，并在两极发生氧化还原反应。【慎思2】 思考并讨论，如何确定电解池的阴、阳极？
【答案】(1)通过与直流电源的连接：
阳极——连接电源正极；阴极——连接电源负极。
(2)通过发生的反应：
阳极——发生氧化反应；阴极——发生还原反应。
(3)通过电子流向及反应中电子得失：
阳极——电子流出，反应中失电子；
阴极——电子流入，反应中得电子。【慎思3】 根据所列出条件，选出组装一电解池的物质(用短线连接)。
①电源 a．干电池
b．照明线路中插座
c．乙醇
②电解液 d．KCl溶液
e．硅酸
③电极 f．石英
g．石墨
【答案】①电源——a.干电池
②电解液——d.KCl溶液
③电极——g.石墨
【慎思4】 电解饱和食盐水时阴极区溶液为什么呈碱性？
【答案】电解饱和食盐水过程中，因离子放电顺序为H＋＞Na＋，所以H＋在阴极上得电子而生成H2，破坏了水的电离平衡，促进了水的电离；使阴极区溶液中c(OH－)＞c(H＋)，所以阴极区溶液呈碱性。【慎思5】 电镀和电解精炼过程中电解质溶液的变化有何不同？
【答案】(1)电镀时，以镀层金属作阳极时，阳极消耗的金属离子与阴极析出的金属阳离子完全相等，因此电镀液的浓度不变。
(2)电解精炼铜时，以粗铜为材料作阳极属于活性电极，粗铜有杂质(锌、铁、镍、银、金等)，当铜不断溶解时，位于金属活动性顺序铜之前的金属如Zn、Fe、Ni等，也会失去电子，如Zn－2e－===Zn2＋。但它们的阳离子氧化性比铜弱，并不在阴极析出，而只是留在电解液里。故Cu2＋的浓度减小。1．电解产物的判断
(1)阳极产物的判断
①首先看电极材料，若为活性电极(除Au、Pt、石墨以外的金属材料)，则电极材料失电子，电极溶解生成相应的金属阳离子。
②若为惰性电极(Au、Pt、石墨)，而依据溶液中阴离子的失电子能力加以判断。电解原理2．电极反应式书写
书写电极反应式，判断是关键，“四步法”可帮你确定电极反应式的书写。
第一步：判断阴、阳极。
第二步：判断阴、阳离子的移动，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。
第三步：判断离子(或电极材料)的放电顺序。在第二步中将离子按阴、阳离子分开判断，谁强谁先放电。
第四步：根据得失电子守恒，判断并书写电极反应式。(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加，据此回答问题：
①电源的N端为________极；
②电极b上发生的电极反应为____________________；
③列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积：________________________________；
④电极c的质量变化是________g；⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化？简述其原因：
甲溶液_________________________________________；
乙溶液_________________________________________；
丙溶液_________________________________________。
(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行？为什么？_______________________________________。解析 (1)①乙中c电极质量增加，则c处发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu，即c为阴极，由此可推出b为阳极，a为阴极，M为负极，N为正极。丙中电解K2SO4溶液，相当于电解水，设电解的水的质量为x，由电解前后溶质质量相等有：100 g×10.00%＝(100 g－x)×10.47%，得x≈4.5 g，故为0.25 mol，整个反应中转移0.5 mol电子，而整个电路是串联的，故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的。②甲中相当于电解H2O，阳极b处为阴离子OH－放电，即4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。判断电解后溶液pH的变化，其方法如下：
(1)若电解产物只有H2而无O2，则pH变大；
(2)若电解产物只有O2而无H2，原溶液呈酸性，则pH变小；
(3)若电解产物既有O2又有H2，原溶液呈酸性，则pH变小，原溶液呈碱性，则pH变大，原溶液呈中性，则pH不变。【体验1】右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴紫色石蕊溶液。下列实验现象中，正确的是( )
A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的
B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色【答案】D
【解析】用惰性电极电解Na2SO4水溶液时，阴、阳两极发生的电极反应分别为：
阴极(a)：4H＋＋4e－===2H2↑
阳极(b)：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
由于H＋和OH－都来自H2O的电离，因此在阴极有OH－生成，在阳极有H＋生成，故遇到紫色石蕊溶液，a极显碱性呈蓝色，而b极附近显酸性呈红色。1．惰性电极电解电解质溶液规律电解规律及其应用2.电化学计算的基本方法
电化学的计算方法可归纳为下列三种：
(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路，其依据是电路中转移的电子总数相等。
(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式计算。
(3)根据关系式计算：依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。3．电解饱和食盐水、电解精炼铜和电镀铜的比较【例2】电解原理在化学工业中有广泛的应用。右图表示一个电解池，装有电解液a。X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：
①电解池中X极上的电极反应为____________，在X极附近观察到的现象是__________________________________。
②Y电极上的电极反应为____________，检验该电极反应产物的方法是 ______________________________。
(2)如果用电解法精炼铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：
①X电极的材料是______，电极反应为_____________。
②Y电极的材料是______，电极反应为_____________。
(说明：杂质发生的电极反应不必写出)以惰性电极电解电解质水溶液，分析电解反应的一般方法步骤：
(1)分析电解质水溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组；
(2)对阴、阳离子排出放电顺序，写出两极上的电极反应式；
(3)合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。【体验2】关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是( )
A．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色
C．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
【答案】B【案例】 某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数值，其实验方案的要点为：
①用直流电电解氯化铜溶液，反应仪器如下图。
②在电流为I A，通电时间为t s后，精确测得某电极上析出的铜的质量为m g。实验探究五 利用电解原理进行定量测定的实验设计请回答：
(1)这些仪器的正确连接顺序为(用图中标注仪器接线柱的英文字母表示，下同)：
E接________，C接________，______接F。实验线路中的电流方向为________―→________―→________―→ ________―→________―→________。
(2)写出B电极上发生反应的离子方程式______________________________________，G试管中淀粉KI溶液变化的现象为______________，相应的离子方程式是____________________________________________。(3)为精确测定电极上析出铜的质量，所必需的实验步骤的先后顺序是________(填序号)。
①称量电解前电极质量 ②刮下电解后电极上的铜并清洗 ③用蒸馏水清洗电解后电极 ④低温烘干电极后称量 ⑤低温烘干刮下的铜并称量 ⑥再次低温烘干刮下的铜并称量 ⑦再次低温烘干后称量至恒重
(4)已知电子的电量为1.6×10－19库仑。试列出阿伏加德罗常数计算表达式：NA＝_______________________。
