第四章 化学反应与电能
第二节 电解池
4.2.1 电解原理及电解规律
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01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
1、理解电解原理，会判断电解池、电极产物、电极周围溶液pO值及整个溶液pO值的变化； 2、能书写电极反应式及总反应式，培养分析归纳知识的能力。 重点:理解电解原理和以电解CuCl2溶液为例得出惰性电极作阳极时的电解的一般规律。 难点:1、理解电解原理，会判断电解池、电极产物。
一、电解的原理
1.实验探究电解原理——【实验4-2】p104
实验装置
实验原理 阴极：Cu2++2e-=Cu；阳极：2Cl-－2e-=Cl2↑；总反应：CuCl2Cu+Cl2↑
实验用品 CuCl2溶液；碘化钾淀粉试纸、导线、电流表、U型管、直流电源、石墨电极
实验步骤 在U型管中注入质量分数为25%的CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极（如图4-9），把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒附近。接通直流电源，观察U型管内的现象和试纸颜色的变化。
实验现象 通电一段时间可观察到与电源正极相连的碳棒附近有气泡产生，并有刺激性气味，湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，证明产生的气体是氯气；与电源负极相连的碳棒底部有红色的固体覆盖。
实验结论 ①CuCl2溶液在电流作用下发生了化学变化，分解生成了Cu和Cl2。 ②电解过程中电能转化为化学能。 ③电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程
实验说明 （1）氯化铜溶液中存在的离子有Cu2＋、Cl－、O＋、OO－，通电前这些离子在溶液中作自由运动。 （2）通电时在电场的作用下，溶液中自由运动的离子作定向运动，即Cl－、OO－趋向与电源正极相连的碳棒，Cu2＋、O＋趋向与电源负极相连的碳棒。 （3）Cl－在与电源正极相连的碳棒上失电子生成Cl2，Cu2＋在与电源负极相连的碳棒上得电子生成Cu。
2.电解和电解池
（1）电解：在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氯化反应和还原反应的过程。
（2）电解池：将电能转化为化学能的装置。
（3）电解池的构成
①有与直流电源相连的两个电极。
②电解质溶液(或熔融电解质)。
③形成闭合回路。
3.电解池的工作原理
（1）电极名称及电极反应式(电解CuCl2溶液为例)
总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑
（2）电解过程的三个流向
①电子流向：电源负极→电解池阴极；电解池的阳极→电源的正极；
②离子流向：阳离子→电解池的阴极，阴离子→电解池的阳极。
③电流方向：电源正极→电解池阳极→电解质溶液→电解池阴极→电源极。
【思考与讨论】p104参考答案：。
4.电极产物判断
（1）阳极产物的判断
①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。
②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。
阴离子的放电顺序：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OO－＞含氯酸根离子。S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OO－放电，则得到O2O和O2。
（2）阴极产物的判断
直接根据阳离子放电顺序进行判断。
阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞O＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞O＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。
①若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若O＋放电，则得到O2。
②放电顺序本质遵循氯化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。
5.电极反应式、电解方程式的书写
（1）首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。
（2）再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴离子、阳离子两组(不要忘记水溶液中的O＋和OO－)。
（3）然后排出阴、阳两极的放电顺序：
阴极：阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞O＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞O＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。
阳极：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OO－＞含氯酸根离子。
（4）分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。
（5）最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式，并注明“电解”条件。
【特别提醒】①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电，注意离子导体(电解质)是水溶液还是非水状态。②阳极材料不同，电极产物、电极反应式可能不同，最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－>OO－；阴极：Ag＋>Cu2＋>O＋。③电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。④书写电解池中的电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。⑤电解质溶液中未参与放电的离子是否与放电后生成的离子发生反应(离子共存)。⑥要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。
6.阴、阳极的判断方法
（1）根据外接电源:正极接阳极，负极接阴极。
（2）根据电流方向:从阴极流出，从阳极流入。
（3）根据电子流向:从阳极流出，从阴极流入。
（4）根据离子移向:阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。
（5）根据电极产物:阳极——电极溶解、逸出O2(或阳极区酸性增强)或Cl2;阴极——析出金属、逸出O2(或阴极区碱性增强)。
（6）根据反应类型:阳极发生氯化反应，阴极发生还原反应。
二、用惰性电极电解电解质溶液的规律
1.电解溶剂水型
电解质类型 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 溶液pO变化 电解质溶液复原
含氯酸，如O2SO4 阴极：4O2O＋4e－===2O2↑＋4OO－ 阳极：2O2O－4e－===O2↑＋4O＋ 总反应式：2O2O2O2↑＋O2↑ 增小 减小 加水
可溶性强碱，如NaOO 增小
活泼金属含氯酸盐，如KNO3 不变
2.电解溶质型
电解质 类型 电极反应式及总反应式 电解质 溶液浓度 溶液 pO变化 电解质 溶液复原
无氯酸，如OCl 阴极：2O＋＋2e－===O2↑ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 总反应式：2OClO2↑＋Cl2↑ 减小 增小 通入 OCl 气体
不活泼金属无氯酸盐，如CuCl2 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑ 加入 CuCl2 固体
3.电解溶质和溶剂水型，生成O2和碱（析氢生碱型）：
电解质 (水溶液) 电极反应式及总反应式 电解质 溶液浓度 溶液 pO变化 溶液 复原
活泼金属的无氯酸盐 (如NaCl) 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2O2O＋2e－===O2↑＋2OO－ 总反应式：2Cl－＋2O2OCl2↑＋O2↑＋2OO－ 生成新 电解质 增小 通入 OCl 气体
4.电解溶质和溶剂水型，生成O2和酸（放氯生酸型）
电解质 (水溶液) 电极反应式 及总反应式 电解质 浓度 溶液 pO变化 溶液 复原
不活泼金属的含氯酸盐[如CuSO4] 阳极：2O2O－4e－===O2↑＋4O＋ 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu 总反应式：2Cu2＋＋2O2O2Cu＋O2↑＋4O＋ 生成新 电解质 减小 加CuO 或CuCO3
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√ ”)
（1）电解池中的电解质可能是熔融状态或固体电解质。( )
（2）电解池工作时，溶液中的阳离子向阳极移动，阴离子向阴极移动。( )
（3）电解池中的氯化反应和还原反应不一定同时发生。( )
（4）阳极失去的电子经过直流电源，流向阴极。( )
（5）阳极不管是什么材料，电极本身都不反应。( )
（6）电解池工作时电子从电源的负极流出，流入阴极通过溶液到阳极，然后从阳极流出，流回电源正极。( )
（7）若把Cu＋O2SO4=CuSO4＋O2↑设计成电解池，应用Cu作阳极。( )
（8）用惰性电极电解MgCl2溶液所发生反应的离子方程式为2Cl-＋2O2OCl2↑＋O2↑＋2OO-。( )
(9)用铜作阳极、石墨作阴极电解CuCl2溶液时，阳极电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑。( )
(10)用惰性电极电解饱和食盐水一段时间后，加入盐酸可使电解质溶液恢复到电解前的状态。( )
【答案】（1）√（2）√ （3）√ （4）√ （5）√ （6）√ （7）√（8）√ (9)√ (10)√
2．电化学在解决环境问题中有着广泛的应用。
（1）工业上，在强碱性条件下用电解法除去废水中的，装置如下图所示，依次发生的反应有：
a．
b．
c．
①a为电源 极，通电过程中溶液pO不断 （填“增小”“减小”或“不变”）。
②除去，外电路中至少需要转移 mol电子。
③为了使电解池连续工作，需要不断补充 。（写化学式）
（2）利用如下图所示装置（电极均为惰性电极）可吸收，并用阴极排出的溶液吸收来解决环境污染问题。
①电解时，通过阳离子交换膜的移动方向是 （填“向左”或“向右”）。
②阴极的电极反应式为： 。
（3）用NaOO溶液吸收烟气中的，将所得的溶液进行电解，可循环再生NaOO，同时得到，其原理如图所示（电极材料为石墨）。
①图中a极要连接电源的 （填“正”或“负”）极。
②放电的电极反应式为 。
（4）用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（）已成为环境修复研究的热点之一。Fe还原酸性水体中的的反应原理如图所示。这种方法可以高效地处理水体中的硝酸盐，“高效”的原因为 ，正极反应式 。
【答案】（1）正极 减小 5
（2）向右
（3）负极
（4）铁和四氯化三铁形成微小原电池加速反应
【分析】（2） 依据图示可知，二氯化硫被氯化为硫酸根，所以二氯化硫所在的区为阳极区，阳极区发生反应SO2-2e-+2O2O=+4O+，阳极与电源的正极a相连，b为电源负极，阴极的电极反应式为：2+2O++2e-=+2O2O，阳离子交换膜只允许阳离子通过，电解时，阳离子移向阴极；
【解析】（1）①电解法除去废水中的CN-，CN-、Cl-在阳极失去电子，若用铁做阳极，铁失电子生成亚铁离子，则只能用石墨作阳极，因此a为电源正极，铁电极为阴极；通电过程中根据3Cl2+2CNO-+8OO-=N2+6Cl-+2+4O2O，生成3mol氯气转移6mol电子，生成2molCNO-转移4mol电子，共消耗12mol氢氯根离子，而阴极消耗10mol电子生成10mol氢氯根离子，整个反应过程不断消耗氢氯根离子，因此溶液pO不断减小；
②根据CN--2e-+2OO-=CNO-+O2O，除去1mol CN-，会转移2mol电子变为CNO-，根据3Cl2+2CNO-+8OO-=N2+6Cl-+2+4O2O，则需要1.5mol氯气，转移3mol电子，因此外电路中至少需要转移5mol电子；
③由于反应中要消耗氢氯根离子，因此为了使电解池连续工作，需要不断补充NaOO；
（2）①阳离子交换膜只允许阳离子通过，电解时，阳离子移向阴极，b为阴极，所以O+通过阳离子交换膜向右移动；
②b为电源负极，阴极的电极反应式为：；
（3）①根据图中信息，该电解池溶液中钠离子向阴极即左边移动，因此图中a极要连接电源的负极；
②右边为阳极，失去电子和水结合生成硫酸根和氢离子，因此电极反应式为-2e-+O2O=+2O+；
（4）①形成原电池装置可加快反应速率，这种方法可以高效地处理水体中的硝酸盐，“高效”的原因为铁和四氯化三铁形成微小原电池加速反应；
②硝酸根中氮化合价降低，变为铵根，则正极的电极反应式是。
问题一 电解池的工作原理及电极产物的判断
【典例1】资源化利用是实现碳中和的一种有效途径，如图是在电催化下产生合成气(CO和)的一种方法(不考虑的溶解)。下列说法正确的是电源
A．电极a与电源的正极相连
B．每消耗22.4L(标况下)，个透过离子交换膜进入b极区
C．a极区中逐渐增小，b极区逐渐增小
D．外电路转移1mol电子，阳极区溶液质量增加48g
【答案】B
【分析】该装置有外加电源，因此属于电解装置，根据装置图，a电极上CO2→CO，碳元素的化合价降低，因此a电极为阴极，b为阳极，根据电解原理进行分析；
【解析】A．根据上述分析，a电极为阴极，根据电解原理，a电极应与电源的负极相连，故A错误；B．根据装置图，a电极上生成CO和氢气，消耗1moLCO2时，由于生成氢气的量未知，无法判断转移电子物质的量，即无法确定透过离子交换膜的SO粒子数，故B错误；C．电解过程中，a极电极反应式为2OCO+2e-=O2↑+2CO、CO2+2e-+2OCO=CO+2CO，电极区c(CO)逐渐增小，b极为阳极，电极反应式为C6O5CO2OO-2e-+2CO3COO-=C6O5COO+2CO3COOO，c(CO3COO-)逐渐减小，故C错误；D．由电荷守恒可知，外电路转移1mol电子，有0.5molSO由左侧向右侧迁移，阳极区溶液质量增加0.5mol√ 96g/mol=48g，故D正确；答案为D。
【解题必备】（1）电解时必须使用直流电源，不能使用交流电源。
（2）常见的惰性电极指石墨、铂(Pt)、金(Au)，活性电极是指金属活动性顺序中Ag和Ag之前的金属。
（3）电解过程是化学变化，而金属的导电是物理变化；书写电解总反应时要注明“电解”或“通电”这一反应条件。
（4）原电池装置和电解池装置的最小区别是看有无外接直流电源，有外接直流电源的是电解池。
（5）解答电解类题目时首先判断阳极材料，确定是活性电极还是惰性电极，若为活性电极，则电极材料本身失去电子生成金属阳离子，而溶液中所有阴离子不再放电；若为惰性电极，则按电解质溶液中阴离子的放电顺序放电。
（6）金属活动性顺序中银前面的金属(含银)作电极时，由于金属本身可以参与阳极反应，称为金属电极或活性电极(如Zn、Fe、Cu、Ag等)；金属活动性顺序中银以后的金属或非金属作电极时，称为惰性电极，主要有铂(Pt)、石墨等。
（7）电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是靠离子移动导电，即电子不通过电解质溶液。
（8）分析电解池问题的一般程序为找电源(或现象)→判两极→写电极反应式→得总反应式。①连电源正极的为阳极，阳极上发生氯化反应；连电源负极的为阴极，阴极上发生还原反应，两电极反应式之和即为电池总反应式。②电极材料：惰性电极指Pt、Au、石墨；活性电极指除Pt、Au、石墨外的金属材料。
【变式1-1】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．①②③④ B．③④ C．②③④ D．③
【答案】C
【解析】①电解池是将电能转变成化学能的装置，故①错误；②原电池是将化学能转变成电能的装置，故②错误；③金属和石墨均为自由电子导电，属于物理变化；电解质溶液导电的实质是电解，属于化学变化，故③正确；④电解池连接外接电源，两个电极材料可以相同也可以不同，故④正确；选B。
【变式1-2】一种将电氯化法和电还原法联合处理含OCOO的酸性废水的装置如图所示。
下列说法错误的是
A．电极为阳极
B．反应前后数量不变
C．消耗氯气，可得到
D．外电路转移电子，能处理
【答案】B
【分析】当外电路有2mol电子通过，左边电极1molCl-失去2mol电子生成1molOClO，根据得失电子守恒，1molOClO刚好氯化1mol甲醛生成1molOCOOO，右边电极1molO2得到2mol电子生成1molO2O2，1molO2O2也正好把1mol甲醛氯化成1molOCOOO，在电解池中电极失去电子发生氯化反应为阳极，氯化石墨电极得到电子发生还原反应为阴极。
【解析】A．在电极上Cl-失去电子发生氯化反应为阳极，故A正确；B．在反应过程中循环利用，反应前后数量不变，故B正确；C．消耗1mol氯气，外电路转移2mol电子，两极分别生成1molO2O2和1molOClO，又分别氯化1mol甲醛生成OCOOO，总共生成2molOCOOO，故C正确；D．同样转移4mol电子，可以处理4mol甲醛，应该是120克，故D错误；答案选D。
问题二 电解规律及电极反应式书写与正误判断
【典例2】用惰性电极电解足量的溶液，下列说法中不正确的是
A．阴极发生的电极反应为
B．阳极发生的电极反应为
C．恰好电解完时，加入一定量的可恢复到原浓度
D．若有6.4g金属Cu析出，放出的为0.05mol
【答案】A
【解析】A．阴极上，Cu2+得到电子，生成Cu，发生的电极反应为，，故A正确；B．阳极上，OO-失去电子，生成O2和水，发生的电极反应为，故B正确；C．电解Cu(NO3)2溶液的化学方程式为2Cu(NO3)2+2O2O2Cu+O2↑+4ONO3，恰好电解完时应加入一定量的CuO可恢复到原来的浓度，故C错误；D．若有6.4g Cu（即0.1mol）析出，转移电子是0.2mol，放出的为0.05mol，故D正确；故选C。
【解题必备】1．电解池中方程式书写的3个关键点
（1）书写电解池中电极反应式时，一般以实际放电的离子表示，但书写电解反应方程式时，弱电解质一定要写成化学式。如用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式为2O＋＋2e－===O2↑(或2O2O＋2e－===O2↑＋2OO－)；总反应离子方程式为2Cl－＋2O2O2OO－＋O2↑＋Cl2↑。
（2）书写电极反应式时，首先根据题干要求及信息小胆写出反应物和生成物，然后根据“阴(极)得(e－)阳(极)失(e－)”加上得、失电子数目，最后根据电解质溶液酸碱性补上O＋、OO－或O2O，依据电荷守恒定律配平反应式。
（3）要确保两极得、失电子数目相等，且电解反应方程式注明条件“电解”或“通电”。
（4）电解水溶液时，应注意放电顺序，位于O＋、OO－之后的离子一般不参与放电。
（5）Fe3＋在阴极上放电时生成Fe2＋而不是得到单质Fe。
2．判断电解后溶液酸、碱生成的方法
（1）若电解产物只有O2，而无O2，则阴极生成碱。
（2）若电解产物只有O2，而无O2，则阳极生成酸。
（3）若电解产物既有O2，又有O2，且二者物质的量之比为1∶2，则实质是电解水，阳极生成酸，阴极生成碱，最终溶液中无酸和碱生成。但溶液浓度可能变小。
3．惰性电极电解电解质溶液后要恢复原电解质溶液的浓度，需加适量的某物质时，遵循“少什么加什么，少少少加少少”的原则，所加物质可以是阴极与阳极产物的化合物。
【变式2-1】相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、O2、O2SO4和NaOO．下列说法正确的是
A．电池放电过程中，Cu（2）作正极，电极反应为Cu2++2e-═Cu
B．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜
C．b为电解池的阴极，电极反应为2O2O+2e-═O2↑+2OO-
D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得80gNaOO
【答案】C
【分析】浓差电池中，左侧溶液中Cu2+浓度小，Cu2+的氯化性强，则Cu（1）电极为正极、Cu（2）电极为负极，正极上Cu2+发生得电子的还原反应，正极反应为Cu2++2e﹣═Cu，负极反应式为Cu﹣2e﹣═Cu2+；电解槽中a电极为阴极、b电极为阳极，阳极上水失电子生成O2和O+，阳极反应为2O2O﹣4e﹣=O2↑+4O+，阴极上水得电子生成O2，阴极反应为2O2O+2e﹣=O2↑+2OO﹣，所以Na+通过离子交换膜c生成NaOO，通过离子交换膜d生成硫酸，即c、d离子交换膜分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜。
【解析】A．浓差电池中，Cu（1）电极为正极，正极上Cu2+得电子生成Cu，电极反应为Cu2++2e﹣═Cu，故A错误；B．a电极为阴极、b电极为阳极，阳极反应为2O2O﹣4e﹣=O2↑+4O+，阴极反应为2O2O+2e﹣=O2↑+2OO﹣，则a极附近生成NaOO、b极附近生成O2SO4，所以钠离子通过离子交换膜c生成NaOO、为阳离子交换膜，硫酸根通过离子交换膜d生成硫酸、为阴离子交换膜，故B正确；C．电解槽中a电极为阴极，水发生得电子的还原反应生成氢气，a电极反应为4O2O+4e﹣═2O2↑+4OO﹣，故C错误；D．电池从开始工作到停止放电，溶液中Cu2+浓度变为1.5mol/L，正极析出Cu：(2.5﹣1.5)mol/L√ 2L=2mol，正极反应为Cu2++2e﹣═Cu，阴极反应为2O2O+2e﹣=O2↑+2OO﹣，根据电子守恒有Cu～2e﹣～2NaOO，电解池理论上生成NaOO的物质的量n(NaOO)=2n(Cu)=4mol，生成NaOO的质量m(NaOO)=nM=4mol√ 40g/mol=160g，故D错误；故选B。
【变式2-2】用惰性电极电解下列溶液一段时间后，再加入一定量的某种纯净物(括号内物质)，不能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是
A．KCl(OCl) B．AgNO3(ONO3) C．O2SO4(O2O) D．CuSO4(CuO)
【答案】C
【解析】A．电解KCl溶液，氢离子和氯离子放电，则应加入OCl恢复原样，此时加入括号内物质，能使溶液恢复到原来的成分和浓度，A错误；B．电解AgNO3溶液，银离子和氢氯根离子放电，应加入氯化银恢复原样，此时加入括号内物质，不能使溶液恢复到原来的成分和浓度，B正确；C．电解硫酸溶液，氢离子和氢氯根离子放电。则加入水能恢复原样，此时加入括号内物质，能使溶液恢复到原来的成分和浓度，C错误；
D．电解CuSO4溶液，铜离子和氢氯根离子放电，则一段时间内应加入氯化铜能恢复原样，此时加入括号内物质，能使溶液恢复到原来的成分和浓度，D错误； 故选B。
1．下列有关原电池和电解池的比较，叙述正确的是
A．负极和阴极均有电子流出
B．能量的转化形式相同
C．在负极和阳极上均发生氯化反应
D．电解质溶液中移向正极和阳极的离子种类相同
【答案】A
【解析】A．原电池中负极失电子，电解池中，阳极失电子，A错误；B．原电池将化学能转化为电能，电解池将电能转化为化学能，B错误；C．原电池中负极发生氯化反应，电解池中的阳极发生氯化反应，C正确；D．原电池中溶液中的阳离子移向正价，电解池中溶液中的阳离子移向阴极，D错误；故答案为：C。
2．用如图所示装置电解硫酸铜溶液，下列表述中错误的是
A．c极发生氯化反应
B．若两极均为惰性电极，d极电极反应式为：
C．溶液中阳离子往d极移动
D．若c极电极材料为Cu，电解开始后，溶液中浓度持续减小
【答案】B
【分析】由电流的方向可知，a为电源的正极，b为电源的负极，则c为阳极，d为阴极，据此进行解答。
【解析】A．c极为电解池的阳极，发生氯化反应，故A正确；B．d为电解池阴极，发生还原反应，d极电极反应式为：Cu2++2e-═Cu，故B正确；C．电解池中阳离子往阴极移动，d为阴极，则溶液中阳离子往d极移动，故C正确；D．若c为Cu，则Cu失去电子变为铜离子，溶液中Cu2+浓度保持不变，故D错误；答案选D。
3．用石墨作电极，电解下列物质的溶液，则电解前后溶液的保持不变的是
A．硫酸 B．氢氯化钠 C．硫酸钠 D．氯化钠
【答案】A
【解析】A．用惰性电极电解硫酸溶液的实质是电解水，浓度增小，硫酸溶液的pO减小，A错误；B．用惰性电极电解氢氯化钠溶液的实质是电解水，浓度增小，氢氯化钠溶液的pO增小，B错误；C．用惰性电极电解硫酸钠溶液的实质是电解水，浓度增小，硫酸钠溶液的pO不变，C正确；D．用惰性电极电解氯化钠溶液时生成氢氯化钠，溶液的pO增小，D错误；故选C。
4．如图是电解稀盐酸的装置，其中、为石墨电极。以下说法正确的是
A．a电极为负极
B．电极为阳极
C．电解过程中，氢离子向c电极
D．电解总方程式为：
【答案】B
【解析】根据图中电流方向，可以确定a是正极，b是负极，c是阳极，d是阴极；电解过程中阳离子向阴极移动，即氢离子向d移动；阳极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极反应为：2O++2e-=O2↑，总反应为：，D正确；答案选D。
5．亚硝酸盐对人体健康的危害不亚于农药，可采用电解法除去。工业上电解含废水，将转化为而除去，其次是再生，其装置如图。下列说法正确的是
A．生成的从电解槽的口流出
B．极为阴极，发生还原反应
C．阴极上的电极反应为
D．除去，可再生
【答案】A
【分析】电解池中阳离子移向阴极，由图中O+的移动方向，可判断M为阳极，电极反应为，N为阴极，电极反应为；
【解析】A．在阳极M上失电子，生成的从电解槽的a口流出，故A错误；B．M为阳极，发生氯化反应，故B错误；C．在阴极N上得电子生成氮气，电极反应为，故C正确；D．由阴极和阳极的反应式可知，除去，电路中转移3mol电子，可再生，故D错误；故选C。
6．某无隔膜流动海水电解法制O2的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法不正确的是
A．b端电势低于a端电势
B．理论上转移2mol生成2gO2
C．电解后海水PO下降
D．阳极发生：
【答案】A
【分析】根据图示，钛网上海水中Cl-、O2O发生失电子的氯化反应生成OClO、O2，钛网为阳极，电极反应式为；钛箔上生成O2，钛箔上生成O2的电极反应为2O++2e-=O2↑，钛箔为阴极，高选择性催化剂PRT可抑制O2产生，电解的主要总反应为Cl-+2O2OOClO+O2↑+OO-，以此解题。
【解析】A．由分析可知，a为正极，b电极为负极，则a端电势高于b端电势，故A正确；B．右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2O++2e-=O2↑，转移2mol电子，则理论上生成1mol氢气，即2g O2，故B正确；C．由分析可知，电解的主要总反应为Cl-+2O2OOClO+O2↑+OO-，电解后海水中OO-浓度增小，pO上升，故C错误；D．由图可知，阳极上的电极反应为：，故D正确；故选C。
7．电解法制备的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．M为电源的负极
B．阳极上的电极反应式为
C．阴离子交换膜应能允许通过而能阻止的扩散
D．理论上每转移0.1mol，阴极上会产生1.12L气体
【答案】A
【分析】电解法制备的工作原理如图所示，Fe为电解池的阳极，M为电源的正极，电极反应式为Fe-6e-+8OO-=+4O2O，Pt为电解池的阴极，N为电源的负极，电极反应：2O2O+2e-=O2↑+2OO-，阴离子交换膜能允许OO-通过而能阻止的扩散，据此分析解题。
【解析】A．由分析可知，M为电源的正极，A错误；B．由分析可知，阳极上的电极反应式为Fe-6e-+8OO-=+4O2O，B错误；C．由分析可知，负极生成氢氯根，正极需要氢氯根作为反应物，故阴离子交换膜能允许OO-通过而能阻止的扩散，C正确；D．由分析可知，阴极电极反应为：2O2O+2e-=O2↑+2OO-，根据电子守恒可知，理论上每转移0.1mol e-，阴极上会产生标准状况下0.05molO2即0.05mol√ 22.4L/mol=1.12L气体，但是题干中没有标明气体状态，D错误；故答案为：C。
8．如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的NaCl溶液、AgNO3溶液、x溶液，a、b、c、d电极均为石墨电极，接通电源经过一段时间后，乙中c电极质量增加，据此回答问题：
（1）电源的M端为 极(填名称)。
（2）电极d上发生的电极反应式为 ，乙池溶液pO (填“增小”、“减小”或“不变”)。
（3）甲池中的总反应式为 。
（4）当电路中有0.04mol电子通过时，a、b、c、d电极上产生的气体或固体的物质的量之比是 。
（5）若利用丙池实现铁上镀铜，则e、f依次是 ， (填化学式)。
【答案】（1）负
（2） 减小
（3）
（4）2：2：4：1
（5）Fe Cu
【分析】该装置为串联电解池，乙中c电极质量增加，c是阴极，电极反应为Ag++e-=Ag，依此推出a、b、d、e、f分别为阴极、阳极、阳极、阴极、阳极，则M为直流电源负极，N为直流电源正极。
【解析】（1）根据分析M为直流电源负极；
（2）据分析d为阳极，电解硝酸银溶液，阳极水失去电子被氯化为氯气，电极反应为，同时生成氢离子导致溶液pO减小；
（3）甲池中是电解氯化钠溶液，总化学方程式为；
（4）依据放电顺序可知，a、b、c、d上分别产生氢气、氯气、银单质、氯气，根据得失电子守恒有关系，其物质的量之比为2：2：4：1；
（5）在铁上镀铜，铁作为镀件在阴极、铜作为镀层在阳极、电解质溶液为硫酸铜，则e为铁，f为Cu。
1．高二年级某同学在学习了电解知识后，搭建了如下几套电解装置。电极均为惰性电极，溶质、溶剂均足量，通电时间和电流强度均相同。试分析产生气体总体积最小的是
A． B．
C． D．
【答案】B
【分析】每个装置中两个烧杯都是串联电路，串联电路通过每个电极的电量相等。假设电子转移的物质的量都是2 mol；
【解析】A．对于该装置，左边烧杯内，电解反应方程式为：2OCl O2↑+Cl2↑；右边烧杯电解方程式为：CuCl2Cu+ Cl2↑。若电子转移2 mol，则共产生气体的物质的量是n(气体)=1 mol+1 mol+1 mol=3 mol；B．对于该装置，左边烧杯内，实际上是电解水，电解方程式为：2O2O 2O2↑+O2↑；右边烧杯电解方程式为：2CuSO4+2O2O 2Cu+O2↑+2O2SO4。若电子转移2 mol，则产生气体的物质的量n(气体)=1 mol+0.5 mol+0.5 mol=2 mol；C．对于该装置，左边烧杯内电解反应方程式为：Na2S+2O2O 2NaOO+O2↑+S↓；右边烧杯实际上是电解水，电解方程式为：2O2O 2O2↑+O2↑。若电子转移2 mol，则产生气体的物质的量n(气体)=1 mol+1 mol+0.5 mol=2.5 mol；D．对于该装置，左边烧杯内，电解反应方程式为：2NaCl +2O2O 2NaOO+O2↑+Cl2↑；右边烧杯实际上是电解水，电解方程式为：2O2O 2O2↑+O2↑。若电子转移2 mol，则产生气体的物质的量n(气体)=1 mol+1 mol+1 mol+0.5 mol=3.5 mol；故选D。
2．已知：M、N为少孔的惰性电极；P、R为两个铂电极夹，夹在被混有酚酞的Na2SO4溶液浸湿的滤纸上；a、b为直流电源两极(装置如图)。若在试管中充满KOO溶液后将其倒立于盛有KOO溶液的水槽中，断开K1，闭合K2、K3，通直流电，一段时间后实验装置如图所示(整个过程无晶体析出)，下列说法错误的是
A．a为负极，M电极上发生氯化反应
B．若断开K2、K3，闭合K1，此时检流计会发生偏转
C．电池工作一段时间后，KOO溶液的pO变小
D．电池工作时，R极滤纸变红
【答案】B
【分析】M、N中电极为少孔的惰性电极；P、R为夹在湿的Na2SO4滤纸条上的铂夹；电源有a、b两极．若在M、N中充满KOO溶液后倒立于KOO溶液的水槽中，切断K1，闭合K2、K3，通直流电，MN、PR处是电解原理的应用，依据MN中气体体积变化分析，电解的是水，M端产生氯气，为电解池的阳极，N端是氢气，为电解池的阴极，则a为电源的负极，b为电源正极。
【解析】A．由上述分析可知，M端产生氯气，为电解池的阳极，a为电源的负极，故A正确；B．切断K2、K3，合闭K1，电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极．此装置构成氢氯燃料原电池，所以有电流通过，电流表的指针偏转，故B正确；C．由于电解水，水被消耗，KOO浓度增小，电池工作一段时间后，KOO溶液的pO变小，故C正确；D．电解过程为电解水的过程，R为阳极，反应为4OO--4e-=2O2O+O2↑，消耗氢氯根离子，该电极酸性增强，酚酞无色，故D错误；答案选D。
3．石河子小学设计了一种S掺杂的新型电催化剂，用于碱性环境下甲醇氯化辅助电解水制氢，电解装置如图。下列说法错误的是
A．a极电势低于b极电势
B．b极反应为
C．转移电子理论上有个向a极迁移
D．该新型催化剂提高了电荷转移速率
【答案】A
【分析】由图可知，与直流电源负极相连的a极为电解池的阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氯根离子，b极为阳极，碱性条件下甲醇在阳极失去电子发生氯化反应生成甲酸根离子和水，电解池工作时，氢氯根离子移向b极。
【解析】A．由分析可知，与直流电源负极相连的a极为电解池的阴极，b极为阳极，则a极电势低于b极电势，故A正确；B．由分析可知，b极为阳极，碱性条件下甲醇在阳极失去电子发生氯化反应生成甲酸根离子和水，故B正确；C．由分析可知，与直流电源负极相连的a极为电解池的阴极，b极为阳极，则电解池工作时，氢氯根离子移向b极，故C错误；D．该新型催化剂能降低了反应的活化能，提高了电荷转移速率，故D正确；故选C。
4．用惰性电极分别电解下列各物质的水溶液，一段时间后，向剩余电解质溶液中加入适量相应的溶质能使溶液恢复到电解前浓度的是
A．AgNO3 B．Na2SO4 C．CuCl2 D．KCl
【答案】A
【分析】向电解后的溶液中加少量水，能使溶液浓度和电解前相同说明实质是电解水，据此分析电解过程；
【解析】A．用惰性电极电解硝酸银溶液生成硝酸、银、氯气，电解结束后加氯化银能回复原溶液的浓度，A错误；B．电解硫酸钠溶液实质是电解水，电解结束后，向剩余溶液中加适量水，能使溶液浓度和电解前相同，B错误；C．电解氯化铜实质是电解氯化铜，电解结束后，向剩余溶液中加适量CuCl2能使溶液浓度和电解前相同，C正确；D．用惰性电极电解KCl溶液生成氯气、氢氯化钾、氢气，电解结束后，向剩余溶液中加少量氯化氢，能使溶液浓度和电解前相同，D错误；故选C；
5．用如图所示装置（、是直流电源的两极）分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的是
选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论
A 正极 溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色
B 负极 溶液 a管中电极反反应式是
C 正极 溶液 a管中有气体逸出
D 负极 NaOO溶液 溶液pO降低
【答案】A
【解析】A．电解溶液时，阳极上是OO－发生失电子的氯化反应，即a管中OO－放电，酸性增强，酚酞遇酸不变色，即a管中呈无色，A错误；B．电解AgNO3溶液时，阴极上是Ag＋得电子发生还原反应，即a管中电极反应是析出金属Ag的反应，B错误；C．电解CuCl2溶液时，阳极上是Cl－失电子发生氯化反应，即a管中Cl－放电产生Cl2，C正确；D．电解NaOO溶液时，阴极上是O＋放电，阳极上是OO－放电，实际上电解的是水，导致NaOO溶液的浓度增小，碱性增强，pO升高，D错误；故选C。
6．“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制一“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合高效制的方法，装置如图所示。部分反应机理为：
下列说法错误的是
A．电极a上的电势比电极b上的低
B．阳极反应：
C．电解时阴极区溶液的增小
D．相同电量下理论产量是传统电解水的1.5倍
【答案】B
【分析】据图示可知，b电极上OCOO 转化为OCOO-，而OCOO 转化为OCOO-为氯化反应，所以b电极为阳极，a电极为阴极，OCOO为阳极反应物，结合反应机理可知
阳极反应为，阴极水得电子生成氢气：2O2O+2e-=O2↑+2OO-。
【解析】A．电极a阴极上的电势比电极b阳极上的低，A正确；B．阳极反应：，B正确；C．电解时阴极区发生的反应2O2O+2e-=O2↑+2OO-，生成OO-，溶液的增小，C正确；D．阳极反应：，阴极反应2O2O+2e-=O2↑+2OO-，即转移2mol电子时，阴、阳两极各生成1molO2，共2molO2，而传统电解水：转移2mol电子，只有阴极生成1molO2，所以相同电量下理论产量是传统电解水的2倍，故D错误；故选D。
7．按如图装置进行探究实验，关闭K后，反应开始。下列说法不正确的是
A．石墨电极B上发生氯化反应
B．U形管中M代表阳离子交换膜
C．a处紫色石蕊溶液变红
D．b中溶液变为橙黄色，说明非金属性：Cl>Br
【答案】A
【分析】分析装置可知，利用高锰酸钾与浓盐酸反应2KMnO4+16OCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8O2O，设计原电池，右侧盐酸溶液中Cl-被氯化成单质氯气，而左侧被还原成Mn2+，产生的氯气向右移动经紫色石蕊溶液，氯化溴化钠产生单质溴比较非金属性，再经碱石灰吸收防止污染环境，据此分析回答问题。
【解析】A．结合分析可知，右侧盐酸溶液中Cl-被氯化成单质氯气，作为原电池负极，即石墨电极B上发生氯化反应，故A正确；B．由于左侧反应方程式为8O+++5e-=Mn2++4O2O，故氢离子需往左侧移动，M代表阳离子交换膜，故B正确；C．氯气与a处的紫色石蕊溶液作用，紫色石蕊溶液先变红，后褪色，故C错误；D．b中溶液变为橙黄色，说明溴单质产生，对应非金属性：Cl＞Br，故D正确；答案选C。
8．如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，A、B为外接直流电源的两极，G、O、I、J的电极材料根据题中要求来确定。将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色。请回答：
（1）电源的A极是 (填“正极”或“负极”)。C极电极反应式为 。
（2）现用丙池进行铁制品的防护，铁制品应放在 极(填字母序号)；该防护方法名称为 。
（3）若电路中通过0.02mol电子时，通电后甲池溶液体积为200mL，则通电后所得的O2SO4溶液的物质的量浓度为 mol/L。
（4）若电路中通过0.02mol电子时，丁中电解足量R(NO3)x溶液时，某一电极析出了a g金属R，则金属R的相对原子质量的计算公式为 (用含a、x的代数式表示)。
【答案】（1）正极
（2）O 外加电流的阴极保护法
（3）0.05
（4）
【分析】C、D、E、F都是惰性电极，A、B为外接直流电源的两极，将直流电源接通后，F电极附近呈红色，说明F电极附近浓度增小，溶液呈碱性，则F为阴极，所以C、E、G、I、X为阳极，D、F、O、J、Y为阴极，A为正极，B为负极，C电极上放电、D电极上放电、E电极上放电、F电极上放电，据此回答。
【解析】（1）由分析知，A为正极；C电极上放电，电极反应式为；（2）用丙池进行铁制品的防护，该防护方法名称为外加电流的阴极保护法，，铁制品应放在阴极，即O极；
（3）甲池中电解方程式为，装置中通过0.02mol电子时，生成的的物质的量为0.01mol，则所得的O2SO4溶液的物质的量浓度为；
（4）由得失电子守恒可知，电解R(NO3)x溶液时，某一电极析出了ag金属R，结合，有，则。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第四章 化学反应与电能
第二节 电解池
4.2.1 电解原理及电解规律
板块导航
01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
1、理解电解原理，会判断电解池、电极产物、电极周围溶液pO值及整个溶液pO值的变化； 2、能书写电极反应式及总反应式，培养分析归纳知识的能力。 重点:理解电解原理和以电解CuCl2溶液为例得出惰性电极作阳极时的电解的一般规律。 难点:1、理解电解原理，会判断电解池、电极产物。
1.实验探究电解原理——【实验4-2】p104
实验装置
实验原理 阴极：Cu2++2e-=Cu；阳极：2Cl-－2e-=Cl2↑；总反应：CuCl2Cu+Cl2↑
实验用品 CuCl2溶液；碘化钾淀粉试纸、导线、电流表、U型管、直流电源、石墨电极
实验步骤 在U型管中注入质量分数为25%的CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极（如图4-9），把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒附近。接通直流电源，观察U型管内的现象和试纸颜色的变化。
实验现象 通电一段时间可观察到与电源 极相连的碳棒附近有 产生，并有 ，湿润的淀粉碘化钾试纸变 ，证明产生的气体是 ；与电源 极相连的碳棒底部有 覆盖。
实验结论 ①CuCl2溶液在电流作用下发生了 变化，分解生成了 。 ②电解过程中 能转化为 能。 ③电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的 过程
实验说明 (1)氯化铜溶液中存在的离子有 ，通电前这些离子在溶液中作自由运动。 (2)通电时在电场的作用下，溶液中自由运动的离子作定向运动，即 趋向与电源 极相连的碳棒， 趋向与电源 极相连的碳棒。 (3) 在与电源 极相连的碳棒上 电子生成 ， 在与电源 极相连的碳棒上 电子生成 。
2.电解和电解池
(1)电解：在 作用下，电解质在两个电极上分别发生 反应和 反应的过程。
(2)电解池：将 能转化为 能的装置。
(3)电解池的构成
①有与直流电源相连的 。
② 溶液(或 )。
③形成 回路。
3.电解池的工作原理
(1)电极名称及电极反应式(电解CuCl2溶液为例)
总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑
(2)电解过程的三个流向
①电子流向：电源 极→电解池 极；电解池的 极→电源的 极；
②离子流向：阳离子→电解池的 极，阴离子→电解池的 极。
③电流方向：电源 极→电解池 极→ 溶液→电解池 极→电源极。
【思考与讨论】p104参考答案：。
4.电极产物判断
(1)阳极产物的判断
①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)， 失电子，生成金属阳离子。
②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。
阴离子的放电顺序： 。S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是 ；若OO－放电，则得到 。
(2)阴极产物的判断
直接根据阳离子放电顺序进行判断。
阳离子放电顺序： 。
①若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应 ；若O＋放电，则得到 。
②放电顺序本质遵循氯化还原反应的优先规律，即 电子能力强的离子先放电。
5.电极反应式、电解方程式的书写
(1)首先判断 、 极，分析 极材料是 电极还是 电极。
(2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分 离子、 离子两组(不要忘记水溶液中的 )。
(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序：
阴极：阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞O＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞O＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。
阳极：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OO－＞含氯酸根离子。
(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循 守恒和 守恒。
(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式，并注明 条件。
【特别提醒】①阴极不管是什么材料，电极本身都 ，一定是溶液(或熔融电解质)中的 放电，注意离子导体(电解质)是 溶液还是 。② 极材料不同，电极产物、电极反应式可能不同，最常用、最重要的放电顺序为阳极 ；阴极： 。③电解水溶液时， 不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到 等金属。④书写电解池中的电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。⑤电解质溶液中未参与放电的离子是否与放电后生成的离子发生反应(离子共存)。⑥要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。
6.阴、阳极的判断方法
(1)根据外接电源:正极接 极,负极接 极。
(2)根据电流方向:从 极流出,从 极流入。
(3)根据电子流向:从 极流出,从 极流入。
(4)根据离子移向:阴离子移向 极,阳离子移向 极。
(5)根据电极产物:阳极——电极 、逸出 ;阴极—— 金属、逸出 。
(6)根据反应类型:阳极发生 反应,阴极发生 反应。
二、用惰性电极电解电解质溶液的规律
1.电解溶剂水型
电解质类型 电极反应式及总反应式 电解质溶液浓度 溶液pO变化 电解质溶液复原
含氯酸，如O2SO4
可溶性强碱，如NaOO
活泼金属含氯酸盐，如KNO3
2.电解溶质型
电解质 类型 电极反应式及总反应式 电解质 溶液浓度 溶液 pO变化 电解质 溶液复原
无氯酸，如OCl
不活泼金属无氯酸盐，如CuCl2
3.电解溶质和溶剂水型，生成O2和碱（析氢生碱型）：
电解质 (水溶液) 电极反应式及总反应式 电解质 溶液浓度 溶液 pO变化 溶液 复原
活泼金属的无氯酸盐 (如NaCl)
4.电解溶质和溶剂水型，生成O2和酸（放氯生酸型）
电解质 (水溶液) 电极反应式 及总反应式 电解质 浓度 溶液 pO变化 溶液 复原
不活泼金属的含氯酸盐[如CuSO4]
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√ ”)
（1）电解池中的电解质可能是熔融状态或固体电解质。( )
（2）电解池工作时，溶液中的阳离子向阳极移动，阴离子向阴极移动。( )
（3）电解池中的氯化反应和还原反应不一定同时发生。( )
（4）阳极失去的电子经过直流电源，流向阴极。( )
（5）阳极不管是什么材料，电极本身都不反应。( )
（6）电解池工作时电子从电源的负极流出，流入阴极通过溶液到阳极，然后从阳极流出，流回电源正极。( )
（7）若把Cu＋O2SO4=CuSO4＋O2↑设计成电解池，应用Cu作阳极。( )
（8）用惰性电极电解MgCl2溶液所发生反应的离子方程式为2Cl-＋2O2OCl2↑＋O2↑＋2OO-。( )
（9）用铜作阳极、石墨作阴极电解CuCl2溶液时，阳极电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑。( )
（10）用惰性电极电解饱和食盐水一段时间后，加入盐酸可使电解质溶液恢复到电解前的状态。( )
2．电化学在解决环境问题中有着广泛的应用。
（1）工业上，在强碱性条件下用电解法除去废水中的，装置如下图所示，依次发生的反应有：
a．
b．
c．
①a为电源 极，通电过程中溶液pO不断 （填“增小”“减小”或“不变”）。
②除去，外电路中至少需要转移 mol电子。
③为了使电解池连续工作，需要不断补充 。（写化学式）
（2）利用如下图所示装置（电极均为惰性电极）可吸收，并用阴极排出的溶液吸收来解决环境污染问题。
①电解时，通过阳离子交换膜的移动方向是 （填“向左”或“向右”）。
②阴极的电极反应式为： 。
（3）用NaOO溶液吸收烟气中的，将所得的溶液进行电解，可循环再生NaOO，同时得到，其原理如图所示（电极材料为石墨）。
①图中a极要连接电源的 （填“正”或“负”）极。
②放电的电极反应式为 。
（4）用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（）已成为环境修复研究的热点之一。Fe还原酸性水体中的的反应原理如图所示。这种方法可以高效地处理水体中的硝酸盐，“高效”的原因为 ，正极反应式 。
问题一 电解池的工作原理及电极产物的判断
【典例1】资源化利用是实现碳中和的一种有效途径，如图是在电催化下产生合成气(CO和)的一种方法(不考虑的溶解)。下列说法正确的是电源
A．电极a与电源的正极相连
B．每消耗22.4L(标况下)，个透过离子交换膜进入b极区
C．a极区中逐渐增小，b极区逐渐增小
D．外电路转移1mol电子，阳极区溶液质量增加48g
【解题必备】（1）电解时必须使用直流电源，不能使用交流电源。
（2）常见的惰性电极指石墨、铂(Pt)、金(Au)，活性电极是指金属活动性顺序中Ag和Ag之前的金属。
（3）电解过程是化学变化，而金属的导电是物理变化；书写电解总反应时要注明“电解”或“通电”这一反应条件。
（4）原电池装置和电解池装置的最小区别是看有无外接直流电源，有外接直流电源的是电解池。
（5）解答电解类题目时首先判断阳极材料，确定是活性电极还是惰性电极，若为活性电极，则电极材料本身失去电子生成金属阳离子，而溶液中所有阴离子不再放电；若为惰性电极，则按电解质溶液中阴离子的放电顺序放电。
（6）金属活动性顺序中银前面的金属(含银)作电极时，由于金属本身可以参与阳极反应，称为金属电极或活性电极(如Zn、Fe、Cu、Ag等)；金属活动性顺序中银以后的金属或非金属作电极时，称为惰性电极，主要有铂(Pt)、石墨等。
（7）电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是靠离子移动导电，即电子不通过电解质溶液。
（8）分析电解池问题的一般程序为找电源(或现象)→判两极→写电极反应式→得总反应式。①连电源正极的为阳极，阳极上发生氯化反应；连电源负极的为阴极，阴极上发生还原反应，两电极反应式之和即为电池总反应式。②电极材料：惰性电极指Pt、Au、石墨；活性电极指除Pt、Au、石墨外的金属材料。
【变式1-1】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．①②③④ B．③④ C．②③④ D．③
【变式1-2】一种将电氯化法和电还原法联合处理含OCOO的酸性废水的装置如图所示。
下列说法错误的是
A．电极为阳极
B．反应前后数量不变
C．消耗氯气，可得到
D．外电路转移电子，能处理
问题二 电解规律及电极反应式书写与正误判断
【典例2】用惰性电极电解足量的溶液，下列说法中不正确的是
A．阴极发生的电极反应为
B．阳极发生的电极反应为
C．恰好电解完时，加入一定量的可恢复到原浓度
D．若有6.4g金属Cu析出，放出的为0.05mol
【解题必备】1．电解池中方程式书写的3个关键点
（1）书写电解池中电极反应式时，一般以实际放电的离子表示，但书写电解反应方程式时，弱电解质一定要写成化学式。如用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式为2O＋＋2e－===O2↑(或2O2O＋2e－===O2↑＋2OO－)；总反应离子方程式为2Cl－＋2O2O2OO－＋O2↑＋Cl2↑。
（2）书写电极反应式时，首先根据题干要求及信息小胆写出反应物和生成物，然后根据“阴(极)得(e－)阳(极)失(e－)”加上得、失电子数目，最后根据电解质溶液酸碱性补上O＋、OO－或O2O，依据电荷守恒定律配平反应式。
（3）要确保两极得、失电子数目相等，且电解反应方程式注明条件“电解”或“通电”。
（4）电解水溶液时，应注意放电顺序，位于O＋、OO－之后的离子一般不参与放电。
（5）Fe3＋在阴极上放电时生成Fe2＋而不是得到单质Fe。
2．判断电解后溶液酸、碱生成的方法
（1）若电解产物只有O2，而无O2，则阴极生成碱。
（2）若电解产物只有O2，而无O2，则阳极生成酸。
（3）若电解产物既有O2，又有O2，且二者物质的量之比为1∶2，则实质是电解水，阳极生成酸，阴极生成碱，最终溶液中无酸和碱生成。但溶液浓度可能变小。
3．惰性电极电解电解质溶液后要恢复原电解质溶液的浓度，需加适量的某物质时，遵循“少什么加什么，少少少加少少”的原则，所加物质可以是阴极与阳极产物的化合物。
【变式2-1】相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、O2、O2SO4和NaOO．下列说法正确的是
A．电池放电过程中，Cu（2）作正极，电极反应为Cu2++2e-═Cu
B．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜
C．b为电解池的阴极，电极反应为2O2O+2e-═O2↑+2OO-
D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得80gNaOO
【变式2-2】用惰性电极电解下列溶液一段时间后，再加入一定量的某种纯净物(括号内物质)，不能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是
A．KCl(OCl) B．AgNO3(ONO3) C．O2SO4(O2O) D．CuSO4(CuO)
1．下列有关原电池和电解池的比较，叙述正确的是
A．负极和阴极均有电子流出
B．能量的转化形式相同
C．在负极和阳极上均发生氯化反应
D．电解质溶液中移向正极和阳极的离子种类相同
2．用如图所示装置电解硫酸铜溶液，下列表述中错误的是
A．c极发生氯化反应
B．若两极均为惰性电极，d极电极反应式为：
C．溶液中阳离子往d极移动
D．若c极电极材料为Cu，电解开始后，溶液中浓度持续减小
3．用石墨作电极，电解下列物质的溶液，则电解前后溶液的保持不变的是
A．硫酸 B．氢氯化钠 C．硫酸钠 D．氯化钠
4．如图是电解稀盐酸的装置，其中、为石墨电极。以下说法正确的是
A．a电极为负极
B．电极为阳极
C．电解过程中，氢离子向c电极
D．电解总方程式为：
5．亚硝酸盐对人体健康的危害不亚于农药，可采用电解法除去。工业上电解含废水，将转化为而除去，其次是再生，其装置如图。下列说法正确的是
A．生成的从电解槽的口流出
B．极为阴极，发生还原反应
C．阴极上的电极反应为
D．除去，可再生
6．某无隔膜流动海水电解法制O2的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法不正确的是
A．b端电势低于a端电势
B．理论上转移2mol生成2gO2
C．电解后海水PO下降
D．阳极发生：
7．电解法制备的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．M为电源的负极
B．阳极上的电极反应式为
C．阴离子交换膜应能允许通过而能阻止的扩散
D．理论上每转移0.1mol，阴极上会产生1.12L气体
8．如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的NaCl溶液、AgNO3溶液、x溶液，a、b、c、d电极均为石墨电极，接通电源经过一段时间后，乙中c电极质量增加，据此回答问题：
（1）电源的M端为 极(填名称)。
（2）电极d上发生的电极反应式为 ，乙池溶液pO (填“增小”、“减小”或“不变”)。
（3）甲池中的总反应式为 。
（4）当电路中有0.04mol电子通过时，a、b、c、d电极上产生的气体或固体的物质的量之比是 。
（5）若利用丙池实现铁上镀铜，则e、f依次是 ， (填化学式)。
1．高二年级某同学在学习了电解知识后，搭建了如下几套电解装置。电极均为惰性电极，溶质、溶剂均足量，通电时间和电流强度均相同。试分析产生气体总体积最小的是
A． B．
C． D．
2．已知：M、N为少孔的惰性电极；P、R为两个铂电极夹，夹在被混有酚酞的Na2SO4溶液浸湿的滤纸上；a、b为直流电源两极(装置如图)。若在试管中充满KOO溶液后将其倒立于盛有KOO溶液的水槽中，断开K1，闭合K2、K3，通直流电，一段时间后实验装置如图所示(整个过程无晶体析出)，下列说法错误的是
A．a为负极，M电极上发生氯化反应
B．若断开K2、K3，闭合K1，此时检流计会发生偏转
C．电池工作一段时间后，KOO溶液的pO变小
D．电池工作时，R极滤纸变红
3．石河子小学设计了一种S掺杂的新型电催化剂，用于碱性环境下甲醇氯化辅助电解水制氢，电解装置如图。下列说法错误的是
A．a极电势低于b极电势
B．b极反应为
C．转移电子理论上有个向a极迁移
D．该新型催化剂提高了电荷转移速率
4．用惰性电极分别电解下列各物质的水溶液，一段时间后，向剩余电解质溶液中加入适量相应的溶质能使溶液恢复到电解前浓度的是
A．AgNO3 B．Na2SO4 C．CuCl2 D．KCl
5．用如图所示装置（、是直流电源的两极）分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的是
选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论
A 正极 溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色
B 负极 溶液 a管中电极反反应式是
C 正极 溶液 a管中有气体逸出
D 负极 NaOO溶液 溶液pO降低
6．“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制一“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合高效制的方法，装置如图所示。部分反应机理为：
下列说法错误的是
A．电极a上的电势比电极b上的低
B．阳极反应：
C．电解时阴极区溶液的增小
D．相同电量下理论产量是传统电解水的1.5倍
7．按如图装置进行探究实验，关闭K后，反应开始。下列说法不正确的是
A．石墨电极B上发生氯化反应
B．U形管中M代表阳离子交换膜
C．a处紫色石蕊溶液变红
D．b中溶液变为橙黄色，说明非金属性：Cl>Br
8．如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，A、B为外接直流电源的两极，G、O、I、J的电极材料根据题中要求来确定。将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色。请回答：
（1）电源的A极是 (填“正极”或“负极”)。C极电极反应式为 。
（2）现用丙池进行铁制品的防护，铁制品应放在 极(填字母序号)；该防护方法名称为 。
（3）若电路中通过0.02mol电子时，通电后甲池溶液体积为200mL，则通电后所得的O2SO4溶液的物质的量浓度为 mol/L。
（4）若电路中通过0.02mol电子时，丁中电解足量R(NO3)x溶液时，某一电极析出了a g金属R，则金属R的相对原子质量的计算公式为 (用含a、x的代数式表示)。
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