1.2.4 电解池的工作原理 学案 （含解析） 2024-2025学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 1.2.4 电解池的工作原理 学案 （含解析） 2024-2025学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | DOCX | ||
| 文件大小 | 525.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-12-29 19:30:25 | ||
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文档简介
第四课时 电解池的工作原理
学习目标 1.了解电解池的结构，理解电解池的工作原理，知道原电池与电解池的区别。2.理解电解的规律，学会判断电解的产物，学会书写电解的电极反应式和电解总反应式。
一、电解池工作原理
(一)知识梳理
1.电解熔融态氯化钠的原理分析
(1)电解熔融态氯化钠原理图
(2)电解过程
①通电前
熔融NaCl中存在的微粒有________、________，这些微粒做无规则(或自由)运动。
②通电后
离子移动方向：Na＋移向________极，Cl－移向________极。
电极上发生的反应：
阴极反应：______________，发生________反应；
阳极反应：______________，发生________反应。
(3)分析结论
熔融的NaCl在________作用下发生了________________，分解生成了________和____________________________________________________________________。
电解反应：_________________________________________________________。
2.电解和电解池
(1)电解
在直流电的作用下，在两电极上分别发生__________和________的过程。
(2)电解池
将________转化为________的装置。
(3)电解池的电极名称
阴极：与电源____________相连的电极，发生________反应；
阳极：与电源____________相连的电极，发生________反应。
(4)电解池的构成条件
①具有直流电源；
②两个电极(阴极、阳极)；
③电解质溶液或熔融电解质；
④形成闭合回路。
(二)互动探究
电解氯化铜溶液
(如下图)在U形管中注入CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极，把湿润的碘化钾 淀粉试纸放在与直流电源正极相连的电极附近，接通电源。
【问题讨论】
(1)观察到的实验现象有哪些？
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
(2)能获得哪些实验结论？
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
(3)分析实验原理并写出在两极上发生的电极反应。
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
【探究归纳】
1.电解池的工作原理
接通外界电源后，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，经过阴、阳离子的定向运动形成内电路，再从电解池的阳极释放流出，并沿导线流回电源的正极，如图所示。
2.电解池阴、阳极的判断
3.电解池电极产物的判断
4.酸、碱、盐溶液电解规律(惰性电极)
电解质 及类别 电极反应式 电解 物质 pH 变化 溶液复 原方法
电解水型 含氧酸如 H2SO4 阴极：①酸溶液2H＋＋2e－===H2↑，②盐、碱溶液2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 阳极：①酸、盐溶液2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，②碱溶液4OH－－4e－===O2↑＋2H2O H2O 减小 加入 H2O
强碱如 NaOH 增大
活泼金属 的含氧酸 盐如 Na2SO4 不变
电解电解质型 无氧酸 如HCl 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ HCl 增大 通入 HCl 气体
不活泼金 属的无氧 酸盐如 CuCl2 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu CuCl2 － 加入 CuCl2 固体
放H2生碱型 活泼金 属的无 氧酸盐 如NaCl 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ NaCl、 H2O 增大 通入 HCl 气体
放O2生酸型 不活泼金 属的含氧 酸盐如 CuSO4 阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu CuSO4、 H2O 减小 加入 CuO 或 CuCO3
1.下列关于电解池工作原理的说法错误的是( )
A.电解池是一种将电能转化成化学能的装置
B.电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应
C.电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应
D.与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应
2.用石墨电极电解CuCl2溶液(如图)。下列分析正确的是( )
A.a端是直流电源的负极
B.通电使CuCl2发生电离
C.阳极上发生的反应：Cu2＋＋2e－===Cu
D.通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体
3.用石墨作电极，电解碘化钾溶液(含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是( )
A.阴极附近溶液呈红色
B.阴极逸出气体
C.阳极附近溶液呈蓝色
D.溶液的pH减小
4.如图为直流电源电解稀Na2SO4溶液的装置。通电一段时间后，在石墨电极a和b附近分别滴加一滴酚酞溶液。则下列有关说法中正确的是( )
A.a电极产生H2
B.两极产生的气体均有刺激性气味
C.通电一段时间后，稀Na2SO4溶液酸性增强
D.a电极附近呈无色，b电极附近呈红色
【题后归纳】
1.电解质溶液的恢复问题
(1)首先确定电极产物，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则。
(2)一般加入阴极产物或阳极产物。如用惰性电极电解CuSO4溶液，要恢复电解质溶液，可向电解后溶液中加入CuO，也可以加入CuCO3。但不能加入Cu(OH)2，因Cu(OH)2能与生成的H2SO4反应使水的量增加。
(3)加入物质的物质的量需根据电路中的电子守恒进行计算。
2.电解池中的守恒规律
(1)基本原理
根据电子转移守恒，同一电路中各电极转移的电子数相等。
(2)解题方法
①书写出各极的电极反应式(多种物质放电，按照放电顺序书写各个电极反应式)。
②同一电路中转移的电子数是相等的，利用电子守恒使各电极得失电子数均相等，在各极反应式中建立联系。
二、电解池中电极反应式的书写
1.电极反应式的书写步骤
2.电极反应式书写的关键
(1)书写电解池中电极反应式时，强电解质以实际放电的离子表示，弱电解质写成化学式。
(2)电极反应式的书写首先根据题干要求及信息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H＋、OH－或H2O，依据电荷守恒配平。
(3)酸性溶液中不能出现OH－，碱性溶液中不能出现H＋。
(4)要确保两极得失电子数目相等，且总反应注明条件“电解”。
(1)若铁作阳极，铁失电子生成Fe2＋而不是Fe3＋。
(2)Fe3＋在阴极上放电时生成Fe2＋而不是单质铁。
(3)书写电极反应式要结合具体要求分析产物。如用铝作阳极制取氧化铝，则阳极产物是Al2O3而不是Al3＋。
1.下面列出了用惰性电极电解不同物质的电极反应式，其中错误的是( )
A.电解饱和食盐水 阴极：Na＋＋e－===Na
B.电解CuSO4溶液 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu
C.电解熔融NaCl 阴极：Na＋＋e－===Na
D.电解NaOH溶液 阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
2.如图所示是电解稀盐酸的装置，其中c、d为石墨电极。试回答下列问题：
(1)a电极为__________，b电极为_____________________________________。
(2)c电极为________，电极反应式为_____________________________________
_____________________________________________________________________，
发生了________反应。
d电极为________，电极反应式为________________________________________
_____________________________________________________________________，
发生了________反应。
(3)电解过程中，氢离子向________(填“阴”或“阳”，下同)极移动，氯离子向________极移动。电解反应方程式为：_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
3.按要求书写电极反应式和电解反应。
(1)用惰性电极电解AgNO3溶液
阳极反应式：___________________________________________________________；
阴极反应式：_____________________________________________________________________；
电解反应离子方程式：__________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)用惰性电极电解MgCl2溶液
阳极反应式：___________________________________________________________；
阴极反应式：_____________________________________________________；
电解反应离子方程式：________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)用Fe作电极电解NaCl溶液
阳极反应式：_________________________________________________________；
阴极反应式：________________________________________________________；
电解反应化学方程式：__________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜
阳极反应式：__________________________________________________________；
阴极反应式：_________________________________________________________；
电解反应离子方程式：__________________________________________________
_____________________________________________________________________。
1.如下图所示装置中，属于电解池的是( )
2.(2024·龙岩连城一中高二月考)用铂作为电极电解某种溶液，通电一段时间，溶液的酸性增强，并且在阳极得到0.1 mol气体，阴极得到0.2 mol气体(两种气体均在相同条件下测定)。由此可知溶液可能是( )
A.稀盐酸 B.稀硫酸
C.CuSO4溶液 D.KNO3溶液
3.用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为3∶1的硫酸铜和氯化钠的混合溶液，不可能发生的反应有( )
A.2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑
B.Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑
C.2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑
D.2H2O2H2↑＋O2↑
4.下列有关用惰性电极电解AgNO3溶液一段时间后的说法，正确的是( )
A.电解过程中阳极的质量不断增加
B.电解过程中溶液的pH不断升高
C.此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况
D.电解后两极产生的气体体积比为2∶1
5.为了加深对电解规律的理解，某同学做了以下探究，要求从H＋、Cu2＋、Na＋、SO、Cl－5种离子中两两恰当的组成电解质，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________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是_____________________________________________________________________。
(2)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量不变，水量减少，则采用的电解质是________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是_____________________________________________________________________。
(3)以碳棒为阳极，铁棒为阴极，电解过程中电解质和水量都减少，则电解质是________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是_____________________________________________________________________。
第四课时 电解池的工作原理
(一)1.(2)①Na＋ Cl－ ②阴 阳 2Na＋＋2e－===2Na 还原 2Cl－－2e－===Cl2↑ 氧化 (3)直流电 氧化还原反应 Na Cl2 2NaCl2Na＋Cl2↑
2.(1)氧化反应 还原反应 (2)电能 化学能 (3)负极 还原 正极 氧化
(一)
问题讨论
(1)阴极石墨棒上逐渐覆盖了一层红色的铜，在阳极石墨棒上有刺激性气味气体产生，且使湿润的碘化钾 淀粉试纸变成蓝色。
(2)电解CuCl2溶液，生成了铜和氯气。
(3)通电时，在电场的作用下，溶液中的离子做定向移动，Cu2＋、H＋向阴极移动，Cl－、OH－向阳极移动。在阴极，Cu2＋优于H＋在电极上发生反应，在阳极，Cl－优于OH－在电极上发生反应。
对点训练
1.D [如果阳极是活泼电极，电极本身失去电子，发生氧化反应。]
2.A [A项，铜离子移向阴极，则a为负极，正确；B项，CuCl2发生电离是在水分子的作用下完成的，并非通电才能发生，错误；C项，反应Cu2＋＋2e－===Cu应在阴极上发生，阳极上发生的反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，错误；D项，通电一段时间后阳极附近观察到黄绿色气体，错误。]
3.D [用石墨作电极，电解碘化钾溶液类似于电解氯化钠溶液。阳极反应式为2I－－2e－===I2，阳极附近溶液变蓝色；阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极有氢气逸出，附近溶液氢氧根浓度逐渐增大呈碱性，溶液变红色。]
4.A [a为阴极，电解时a电极上得电子发生还原反应生成氢气同时生成氢氧根离子，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，所以有氢气生成，A正确；阴极生成氢气、阳极生成氧气，所以生成的气体都是无色无味的，B错误；阴极上生成氢气、阳极生成氧气，所以实质上是电解水，硫酸钠的物质的量不变，溶液体积减小，则硫酸钠物质的量浓度增大，溶液仍然呈中性，C错误；a电极附近生成氢氧根离子导致溶液呈碱性，b电极附近生成氢离子导致溶液呈酸性，所以a电极附近溶液变红色，b电极附近溶液呈无色，D错误。]
二、
对点训练
1.A [饱和食盐溶液中离子有Na＋、H＋及Cl－、OH－四种，得电子能力H＋>Na＋，阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故A错误；电解CuSO4溶液，阴极上是铜离子得电子发生还原反应，即Cu2＋＋2e－===Cu，故B正确；电解熔融NaCl，阴极上是钠离子得电子发生还原反应，即Na＋＋e－===Na，故C正确；电解NaOH溶液，阳极上是氢氧根离子失电子发生氧化反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，故D正确。]
2.(1)正极 负极 (2)阳极 2Cl－－2e－===Cl2↑ 氧化 阴极
2H＋＋2e－===H2↑ 还原 (3)阴 阳 2HClH2↑＋Cl2↑
3.(1)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ Ag＋＋e－===Ag
4Ag＋＋2H2O4Ag＋O2↑＋4H＋
(2)2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H2O＋2e－＋Mg2＋===H2↑＋Mg(OH)2↓
Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑
(3)Fe－2e－===Fe2＋[或Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2↓] 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ Fe＋2H2OFe(OH)2↓＋H2↑
(4)2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋ 2H＋＋2e－===H2↑
2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑
课堂达标训练
1.C [根据电解池的构成条件进行判断：装置A、B、D中无直流电源，装置D中不能形成闭合回路，A、B、D不属于电解池。]
2.B [电解稀盐酸溶液，两极上分别为Cl－和H＋放电，两极气体体积之比是1∶1，A不符合题意；电解稀硫酸，两极上分别为OH－和H＋放电，消耗水，H＋浓度增大，溶液的pH变小，B符合题意；电解CuSO4溶液，阴极析出铜，如时间较少，没有气体放出，C不符合题意；电解硝酸钾溶液，两极上分别为OH－和H＋放电，消耗水，溶液呈中性，pH不变，D不符合题意。]
3.C [设混合溶液的体积为4 L，混合前物质的量浓度均为1 mol·L－1，溶液中硫酸铜和氯化钠的物质的量分别为3 mol 和1 mol，根据转移电子守恒，第一阶段：阳极上氯离子放电，阴极上铜离子放电，电解的方程式是Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑，氯离子完全反应时，剩余铜离子2.5 mol；第二阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，电解方程式是2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑；第三阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，电解的方程式是2H2O2H2↑＋O2↑。]
4.C [用惰性电极电解AgNO3溶液，总的电解反应式为4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3，阴极上析出Ag，阳极上放出O2，A、D错误；由于生成HNO3，溶液的pH降低，B错误；要使溶液恢复到电解前的状况要加入的物质应是Ag2O固体，C正确。]
5.(1)HCl、CuCl2 HCl、CuCl2
(2)Na2SO4、H2SO4 H2O
(3)CuSO4、NaCl CuO(或CuCO3)、HCl
解析 (1)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则阳离子只能为H＋、Cu2＋，阴离子只能是Cl－，其电解质是HCl、CuCl2。(2)实质上是电解水，H＋、OH－分别在两极上放电，因此，其电解质是Na2SO4、H2SO4。(3)电解质是CuSO4，2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑，若恢复到原状态，可加入CuO，也可加入CuCO3；电解质是NaCl，2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，要恢复到原状态可通入HCl气体。
学习目标 1.了解电解池的结构，理解电解池的工作原理，知道原电池与电解池的区别。2.理解电解的规律，学会判断电解的产物，学会书写电解的电极反应式和电解总反应式。
一、电解池工作原理
(一)知识梳理
1.电解熔融态氯化钠的原理分析
(1)电解熔融态氯化钠原理图
(2)电解过程
①通电前
熔融NaCl中存在的微粒有________、________，这些微粒做无规则(或自由)运动。
②通电后
离子移动方向：Na＋移向________极，Cl－移向________极。
电极上发生的反应：
阴极反应：______________，发生________反应；
阳极反应：______________，发生________反应。
(3)分析结论
熔融的NaCl在________作用下发生了________________，分解生成了________和____________________________________________________________________。
电解反应：_________________________________________________________。
2.电解和电解池
(1)电解
在直流电的作用下，在两电极上分别发生__________和________的过程。
(2)电解池
将________转化为________的装置。
(3)电解池的电极名称
阴极：与电源____________相连的电极，发生________反应；
阳极：与电源____________相连的电极，发生________反应。
(4)电解池的构成条件
①具有直流电源；
②两个电极(阴极、阳极)；
③电解质溶液或熔融电解质；
④形成闭合回路。
(二)互动探究
电解氯化铜溶液
(如下图)在U形管中注入CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极，把湿润的碘化钾 淀粉试纸放在与直流电源正极相连的电极附近，接通电源。
【问题讨论】
(1)观察到的实验现象有哪些？
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
(2)能获得哪些实验结论？
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
(3)分析实验原理并写出在两极上发生的电极反应。
_____________________________________________________________________
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【探究归纳】
1.电解池的工作原理
接通外界电源后，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，经过阴、阳离子的定向运动形成内电路，再从电解池的阳极释放流出，并沿导线流回电源的正极，如图所示。
2.电解池阴、阳极的判断
3.电解池电极产物的判断
4.酸、碱、盐溶液电解规律(惰性电极)
电解质 及类别 电极反应式 电解 物质 pH 变化 溶液复 原方法
电解水型 含氧酸如 H2SO4 阴极：①酸溶液2H＋＋2e－===H2↑，②盐、碱溶液2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 阳极：①酸、盐溶液2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，②碱溶液4OH－－4e－===O2↑＋2H2O H2O 减小 加入 H2O
强碱如 NaOH 增大
活泼金属 的含氧酸 盐如 Na2SO4 不变
电解电解质型 无氧酸 如HCl 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ HCl 增大 通入 HCl 气体
不活泼金 属的无氧 酸盐如 CuCl2 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu CuCl2 － 加入 CuCl2 固体
放H2生碱型 活泼金 属的无 氧酸盐 如NaCl 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ NaCl、 H2O 增大 通入 HCl 气体
放O2生酸型 不活泼金 属的含氧 酸盐如 CuSO4 阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu CuSO4、 H2O 减小 加入 CuO 或 CuCO3
1.下列关于电解池工作原理的说法错误的是( )
A.电解池是一种将电能转化成化学能的装置
B.电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应
C.电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应
D.与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应
2.用石墨电极电解CuCl2溶液(如图)。下列分析正确的是( )
A.a端是直流电源的负极
B.通电使CuCl2发生电离
C.阳极上发生的反应：Cu2＋＋2e－===Cu
D.通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体
3.用石墨作电极，电解碘化钾溶液(含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是( )
A.阴极附近溶液呈红色
B.阴极逸出气体
C.阳极附近溶液呈蓝色
D.溶液的pH减小
4.如图为直流电源电解稀Na2SO4溶液的装置。通电一段时间后，在石墨电极a和b附近分别滴加一滴酚酞溶液。则下列有关说法中正确的是( )
A.a电极产生H2
B.两极产生的气体均有刺激性气味
C.通电一段时间后，稀Na2SO4溶液酸性增强
D.a电极附近呈无色，b电极附近呈红色
【题后归纳】
1.电解质溶液的恢复问题
(1)首先确定电极产物，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则。
(2)一般加入阴极产物或阳极产物。如用惰性电极电解CuSO4溶液，要恢复电解质溶液，可向电解后溶液中加入CuO，也可以加入CuCO3。但不能加入Cu(OH)2，因Cu(OH)2能与生成的H2SO4反应使水的量增加。
(3)加入物质的物质的量需根据电路中的电子守恒进行计算。
2.电解池中的守恒规律
(1)基本原理
根据电子转移守恒，同一电路中各电极转移的电子数相等。
(2)解题方法
①书写出各极的电极反应式(多种物质放电，按照放电顺序书写各个电极反应式)。
②同一电路中转移的电子数是相等的，利用电子守恒使各电极得失电子数均相等，在各极反应式中建立联系。
二、电解池中电极反应式的书写
1.电极反应式的书写步骤
2.电极反应式书写的关键
(1)书写电解池中电极反应式时，强电解质以实际放电的离子表示，弱电解质写成化学式。
(2)电极反应式的书写首先根据题干要求及信息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H＋、OH－或H2O，依据电荷守恒配平。
(3)酸性溶液中不能出现OH－，碱性溶液中不能出现H＋。
(4)要确保两极得失电子数目相等，且总反应注明条件“电解”。
(1)若铁作阳极，铁失电子生成Fe2＋而不是Fe3＋。
(2)Fe3＋在阴极上放电时生成Fe2＋而不是单质铁。
(3)书写电极反应式要结合具体要求分析产物。如用铝作阳极制取氧化铝，则阳极产物是Al2O3而不是Al3＋。
1.下面列出了用惰性电极电解不同物质的电极反应式，其中错误的是( )
A.电解饱和食盐水 阴极：Na＋＋e－===Na
B.电解CuSO4溶液 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu
C.电解熔融NaCl 阴极：Na＋＋e－===Na
D.电解NaOH溶液 阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
2.如图所示是电解稀盐酸的装置，其中c、d为石墨电极。试回答下列问题：
(1)a电极为__________，b电极为_____________________________________。
(2)c电极为________，电极反应式为_____________________________________
_____________________________________________________________________，
发生了________反应。
d电极为________，电极反应式为________________________________________
_____________________________________________________________________，
发生了________反应。
(3)电解过程中，氢离子向________(填“阴”或“阳”，下同)极移动，氯离子向________极移动。电解反应方程式为：_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
3.按要求书写电极反应式和电解反应。
(1)用惰性电极电解AgNO3溶液
阳极反应式：___________________________________________________________；
阴极反应式：_____________________________________________________________________；
电解反应离子方程式：__________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)用惰性电极电解MgCl2溶液
阳极反应式：___________________________________________________________；
阴极反应式：_____________________________________________________；
电解反应离子方程式：________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)用Fe作电极电解NaCl溶液
阳极反应式：_________________________________________________________；
阴极反应式：________________________________________________________；
电解反应化学方程式：__________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜
阳极反应式：__________________________________________________________；
阴极反应式：_________________________________________________________；
电解反应离子方程式：__________________________________________________
_____________________________________________________________________。
1.如下图所示装置中，属于电解池的是( )
2.(2024·龙岩连城一中高二月考)用铂作为电极电解某种溶液，通电一段时间，溶液的酸性增强，并且在阳极得到0.1 mol气体，阴极得到0.2 mol气体(两种气体均在相同条件下测定)。由此可知溶液可能是( )
A.稀盐酸 B.稀硫酸
C.CuSO4溶液 D.KNO3溶液
3.用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为3∶1的硫酸铜和氯化钠的混合溶液，不可能发生的反应有( )
A.2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑
B.Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑
C.2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑
D.2H2O2H2↑＋O2↑
4.下列有关用惰性电极电解AgNO3溶液一段时间后的说法，正确的是( )
A.电解过程中阳极的质量不断增加
B.电解过程中溶液的pH不断升高
C.此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况
D.电解后两极产生的气体体积比为2∶1
5.为了加深对电解规律的理解，某同学做了以下探究，要求从H＋、Cu2＋、Na＋、SO、Cl－5种离子中两两恰当的组成电解质，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________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是_____________________________________________________________________。
(2)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量不变，水量减少，则采用的电解质是________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是_____________________________________________________________________。
(3)以碳棒为阳极，铁棒为阴极，电解过程中电解质和水量都减少，则电解质是________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是_____________________________________________________________________。
第四课时 电解池的工作原理
(一)1.(2)①Na＋ Cl－ ②阴 阳 2Na＋＋2e－===2Na 还原 2Cl－－2e－===Cl2↑ 氧化 (3)直流电 氧化还原反应 Na Cl2 2NaCl2Na＋Cl2↑
2.(1)氧化反应 还原反应 (2)电能 化学能 (3)负极 还原 正极 氧化
(一)
问题讨论
(1)阴极石墨棒上逐渐覆盖了一层红色的铜，在阳极石墨棒上有刺激性气味气体产生，且使湿润的碘化钾 淀粉试纸变成蓝色。
(2)电解CuCl2溶液，生成了铜和氯气。
(3)通电时，在电场的作用下，溶液中的离子做定向移动，Cu2＋、H＋向阴极移动，Cl－、OH－向阳极移动。在阴极，Cu2＋优于H＋在电极上发生反应，在阳极，Cl－优于OH－在电极上发生反应。
对点训练
1.D [如果阳极是活泼电极，电极本身失去电子，发生氧化反应。]
2.A [A项，铜离子移向阴极，则a为负极，正确；B项，CuCl2发生电离是在水分子的作用下完成的，并非通电才能发生，错误；C项，反应Cu2＋＋2e－===Cu应在阴极上发生，阳极上发生的反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，错误；D项，通电一段时间后阳极附近观察到黄绿色气体，错误。]
3.D [用石墨作电极，电解碘化钾溶液类似于电解氯化钠溶液。阳极反应式为2I－－2e－===I2，阳极附近溶液变蓝色；阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极有氢气逸出，附近溶液氢氧根浓度逐渐增大呈碱性，溶液变红色。]
4.A [a为阴极，电解时a电极上得电子发生还原反应生成氢气同时生成氢氧根离子，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，所以有氢气生成，A正确；阴极生成氢气、阳极生成氧气，所以生成的气体都是无色无味的，B错误；阴极上生成氢气、阳极生成氧气，所以实质上是电解水，硫酸钠的物质的量不变，溶液体积减小，则硫酸钠物质的量浓度增大，溶液仍然呈中性，C错误；a电极附近生成氢氧根离子导致溶液呈碱性，b电极附近生成氢离子导致溶液呈酸性，所以a电极附近溶液变红色，b电极附近溶液呈无色，D错误。]
二、
对点训练
1.A [饱和食盐溶液中离子有Na＋、H＋及Cl－、OH－四种，得电子能力H＋>Na＋，阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故A错误；电解CuSO4溶液，阴极上是铜离子得电子发生还原反应，即Cu2＋＋2e－===Cu，故B正确；电解熔融NaCl，阴极上是钠离子得电子发生还原反应，即Na＋＋e－===Na，故C正确；电解NaOH溶液，阳极上是氢氧根离子失电子发生氧化反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，故D正确。]
2.(1)正极 负极 (2)阳极 2Cl－－2e－===Cl2↑ 氧化 阴极
2H＋＋2e－===H2↑ 还原 (3)阴 阳 2HClH2↑＋Cl2↑
3.(1)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ Ag＋＋e－===Ag
4Ag＋＋2H2O4Ag＋O2↑＋4H＋
(2)2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H2O＋2e－＋Mg2＋===H2↑＋Mg(OH)2↓
Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑
(3)Fe－2e－===Fe2＋[或Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2↓] 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ Fe＋2H2OFe(OH)2↓＋H2↑
(4)2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋ 2H＋＋2e－===H2↑
2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑
课堂达标训练
1.C [根据电解池的构成条件进行判断：装置A、B、D中无直流电源，装置D中不能形成闭合回路，A、B、D不属于电解池。]
2.B [电解稀盐酸溶液，两极上分别为Cl－和H＋放电，两极气体体积之比是1∶1，A不符合题意；电解稀硫酸，两极上分别为OH－和H＋放电，消耗水，H＋浓度增大，溶液的pH变小，B符合题意；电解CuSO4溶液，阴极析出铜，如时间较少，没有气体放出，C不符合题意；电解硝酸钾溶液，两极上分别为OH－和H＋放电，消耗水，溶液呈中性，pH不变，D不符合题意。]
3.C [设混合溶液的体积为4 L，混合前物质的量浓度均为1 mol·L－1，溶液中硫酸铜和氯化钠的物质的量分别为3 mol 和1 mol，根据转移电子守恒，第一阶段：阳极上氯离子放电，阴极上铜离子放电，电解的方程式是Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑，氯离子完全反应时，剩余铜离子2.5 mol；第二阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，电解方程式是2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑；第三阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，电解的方程式是2H2O2H2↑＋O2↑。]
4.C [用惰性电极电解AgNO3溶液，总的电解反应式为4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3，阴极上析出Ag，阳极上放出O2，A、D错误；由于生成HNO3，溶液的pH降低，B错误；要使溶液恢复到电解前的状况要加入的物质应是Ag2O固体，C正确。]
5.(1)HCl、CuCl2 HCl、CuCl2
(2)Na2SO4、H2SO4 H2O
(3)CuSO4、NaCl CuO(或CuCO3)、HCl
解析 (1)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则阳离子只能为H＋、Cu2＋，阴离子只能是Cl－，其电解质是HCl、CuCl2。(2)实质上是电解水，H＋、OH－分别在两极上放电，因此，其电解质是Na2SO4、H2SO4。(3)电解质是CuSO4，2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑，若恢复到原状态，可加入CuO，也可加入CuCO3；电解质是NaCl，2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，要恢复到原状态可通入HCl气体。