第3节 电能转化为化学能——电解
第1课时 电解的原理
[核心素养发展目标] 1.从宏观和微观的角度理解电解池中电子的移动，阴、阳离子的移动，阴、阳两极上的反应及其变化，电流形成的过程和原理。2.建立对电解过程的系统分析认识的思维模型，会判断电解的产物，会书写电解的电极反应式和总反应式。
一、电解的原理
1．电解熔融氯化钠
(1)电解装置
(2)分析产生金属钠的过程
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 电极，Cl－移向 电极。
电极上发生的反应：
铁电极： ，发生 反应；
石墨电极： ，发生 反应。
(3)结论
熔融NaCl在 作用下发生了 ，分解生成了 。
2．电解和电解池
(1)电化学是以 和 之间的相互转化及转化过程中的有关规律为主要研究内容的科学。
(2)电解：将直流电通过 在两个电极上分别发生 反应和 反应的过程。
(3)电解池：将 转化为 的装置。
(4)电解池的构成条件
①直流电源，②两个电极，③电解质溶液或熔融电解质，④形成闭合回路。
3．电解原理
4．原电池与电解池的比较
工作原理 电极反应 装置构成条件
反应类型 能量转化
原电池 氧化还原反应 能→ 能 负极： 反应 电极反应物、电极材料、离子导体、电子导体
正极： 反应
电解池 能→ 能 阳极： 反应 电极反应物、电极材料、离子导体、电子导体、直流电源
阴极： 反应
(1)在电解池中与直流电源负极相连的电极是阴极( )
(2)电解质溶液的导电实验发生了化学变化( )
(3)原电池的负极和电解池的阳极均发生氧化反应( )
(4)电解池中电子的流向是电源负极→阴极→电解质溶液→阳极→电源正极( )
(5)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现( )
(6)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程( )
特别提醒 金属导电是物理变化；电解质溶液导电是化学变化，就是电解的过程。
1．如图为用惰性电极电解CuCl2溶液并验证其产物的实验装置，则下列说法不正确的是( )
A．电源a极为负极
B．KI-淀粉溶液会变蓝色
C．Cl－向电极Ⅱ区域移动
D．电极Ⅰ上发生的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋
2．某同学为了使反应HCl＋Ag―→AgCl＋H2↑能进行，设计了下列四个实验，如图所示，你认为可行的方案是( )
3．如图所示装置中属于电解池的是____________(填序号)。
二、电解规律
1．放电规律
(1)阳极为惰性电极(如碳棒、Pt、稀土金属材料等)时，离子的放电顺序：
①阳极：溶液中阴离子放电，常见阴离子的放电顺序：S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。
②阴极：溶液中阳离子放电，常见阳离子的放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>……。
(2)阳极为活性电极(如Fe、Cu、Ag等)时，电极本身先放电，电极反应式为M－ne－===Mn＋。
2．用惰性电极电解电解质溶液的规律
(1)电解水型
电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4
阳极反应式 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
阴极反应式 4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ 4H＋＋4e－===2H2↑
pH变化
复原加入物质
(2)电解电解质型
电解质 HCl CuCl2
阳极反应式
阴极反应式
pH变化 －
复原加入物质
(3)电解质和水都发生电解型
电解质 NaCl CuSO4
阳极反应式
阴极反应式
pH变化
复原加入物质
(一)电极产物的判断
1．下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是( )
A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2
B．NaOH、CuSO4、H2SO4
C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2
D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2
2．用惰性电极电解稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段时间阴极和阳极上析出的物质分别是( )
A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2
C．H2和O2 D．Cu和O2
(二)电解后电解质溶液的复原
3．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物质(方括号内物质)，不能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是( )
A．AgNO3溶液[AgOH(s)] B．K2SO4溶液[H2O(l)]
C．KCl溶液[HCl(g)] D．CuSO4溶液[CuCO3(s)]
4．用石墨电解含有溶质0.1 mol的CuSO4溶液，在阴、阳两极各收集到2.24 L气体(标准状况下)后停止电解，若要恢复原电解质，溶液中需要加入的物质和物质的量分别是________、________。
三、电解池电极反应式的书写
↓
↓
↓
↓
1．用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为1∶3的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能发生的反应有________(填序号)。
①2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑
②Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑
③2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－
④2H2O2H2↑＋O2↑
2．用惰性电极电解MgCl2溶液
阳极反应式：____________________________________________________________；
阴极反应式：____________________________________________________________；
总反应离子方程式：______________________________________________________。
3．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：____________________________________________________________；
总反应方程式：__________________________________________________________。
第1课时 电解的原理
一、
1．(2)①Na＋、Cl－ ②铁 石墨 2Na＋＋2e－===2Na 还原 2Cl－－2e－===Cl2↑ 氧化
(3)直流电 氧化还原反应 Na和Cl2
2．(1)电能 化学能
(2)熔融电解质或电解质溶液 氧化 还原
(3)电能 化学能
3．正极 氧化 负极 还原 阴 阳
4．化学 电 氧化 还原 电 化学 氧化 还原
正误判断
(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)√
应用体验
1．D 2.C
3．③⑥
二、
2．(1)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 4H＋＋4e－===2H2↑
减小 增大 不变 H2O
(2)2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H＋＋2e－===H2↑ Cu2＋＋2e－===Cu 增大 HCl CuCl2
(3)2Cl－－2e－===Cl2↑ 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 2H＋＋2e－===H2↑ 2Cu2＋＋4e－===2Cu 增大 减小 HCl CuO或CuCO3
应用体验
1．C 2.B 3.A
4．Cu(OH)2 0.1 mol(或CuO、H2O 0.1 mol、0.1 mol)
三、
思考交流
1．②③④
2．2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H2O＋2e－＋Mg2＋===H2↑＋Mg(OH)2↓ Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑
3．2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋
6H＋＋6e－===3H2↑
2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑(共76张PPT)
第1章 第3节
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第1课时
电解的原理
核心素养
发展目标
1.从宏观和微观的角度理解电解池中电子的移动，阴、阳离子的移动，阴、阳两极上的反应及其变化，电流形成的过程和原理。
2.建立对电解过程的系统分析认识的思维模型，会判断电解的产物，会书写电解的电极反应式和总反应式。
内容索引
一、电解的原理
二、电解规律
课时对点练
三、电解池电极反应式的书写
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一
电解的原理
1.电解熔融氯化钠
(1)电解装置
(2)分析产生金属钠的过程
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。
一
电解的原理
Na＋、Cl－
②通电后
离子移动方向：Na＋移向 电极，Cl－移向 电极。
电极上发生的反应：
铁电极： ，发生 反应；
石墨电极： ，发生 反应。
(3)结论
熔融NaCl在 作用下发生了 ，分解生成了 。
铁
石墨
2Na＋＋2e－===2Na
还原
2Cl－－2e－===Cl2↑
氧化
直流电
氧化还原反应
Na和Cl2
2.电解和电解池
(1)电化学是以 和 之间的相互转化及转化过程中的有关规律为主要研究内容的科学。
(2)电解：将直流电通过 在两个电极上分别发生
反应和 反应的过程。
(3)电解池：将 转化为 的装置。
(4)电解池的构成条件
①直流电源，②两个电极，③电解质溶液或熔融电解质，④形成闭合回路。
电能
化学能
熔融电解质或电解质溶液
氧化
还原
电能
化学能
3.电解原理
正极
氧化
负极
还原
阴
阳
4.原电池与电解池的比较
工作原理 电极反应 装置构成条件
反应类型 能量转化 原电池 氧化还原反应 能→ 能 负极： 反应 电极反应物、电极材料、离子导体、电子导体
正极： 反应 电解池 能→ 能 阳极： 反应 电极反应物、电极材料、离子导体、电子导体、直流电源
阴极： 反应 化学
电
氧化
还原
电
化学
氧化
还原
(1)在电解池中与直流电源负极相连的电极是阴极
(2)电解质溶液的导电实验发生了化学变化
(3)原电池的负极和电解池的阳极均发生氧化反应
(4)电解池中电子的流向是电源负极→阴极→电解质溶液→阳极→电源正极
(5)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现
(6)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程
×
√
√
√
√
√
特别提醒 金属导电是物理变化；电解质溶液导电是化学变化，就是电解的过程。
1.如图为用惰性电极电解CuCl2溶液并验证其产物的实验装置，则下列说法不正确的是
A.电源a极为负极
B.KI-淀粉溶液会变蓝色
C.Cl－向电极Ⅱ区域移动
D.电极Ⅰ上发生的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋
√
由题图知，电极Ⅱ处生成氯气为阳极，对应的b为电源正极；则a为电源负极，Ⅰ为阴极，电解CuCl2溶液，阴极铜离子放电生成Cu，阳极氯离子放电生成Cl2。
2.某同学为了使反应HCl＋Ag―→AgCl＋H2↑能进行，设计了下列四个实验，如图所示，你认为可行的方案是
√
3.如图所示装置中属于电解池的是_______(填序号)。
③⑥
①②⑤无外接直流电源，不能构成电解池；
④无电解质溶液或熔融电解质；
⑦中乙醇属于非电解质，不能构成电解池；
⑧没有形成闭合回路，不能构成电解池。
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电解规律
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二
1.放电规律
(1)阳极为惰性电极(如碳棒、Pt、稀土金属材料等)时，离子的放电顺序：
①阳极：溶液中阴离子放电，常见阴离子的放电顺序：S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。
②阴极：溶液中阳离子放电，常见阳离子的放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>……。
(2)阳极为活性电极(如Fe、Cu、Ag等)时，电极本身先放电，电极反应式为M－ne－===Mn＋。
二
电解规律
2.用惰性电极电解电解质溶液的规律
(1)电解水型
电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4
阳极反应式 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ __________________________ 阴极反应式 __________________ 4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ 4H＋＋4e－===2H2↑
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
4H＋＋4e－===2H2↑
电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4
pH变化 _____ _____ _____
复原加入物质 _____ 减小
增大
不变
H2O
(2)电解电解质型
电解质 HCl CuCl2
阳极反应式 __________________ 阴极反应式 _________________ ________________
pH变化 _____ －
复原加入物质 _____ ______
2Cl－－2e－===Cl2↑
2H＋＋2e－===H2↑
Cu2＋＋2e－===Cu
增大
HCl
CuCl2
(3)电解质和水都发生电解型
电解质 NaCl CuSO4
阳极反应式 __________________ _________________________
阴极反应式 _________________ __________________
pH变化 _____ _____
复原加入物质 _____ _____________
2Cl－－2e－===Cl2↑
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
2H＋＋2e－===H2↑
2Cu2＋＋4e－===2Cu
增大
减小
HCl
CuO或CuCO3
(一)电极产物的判断
1.下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是
A.HCl、CuCl2、Ba(OH)2
B.NaOH、CuSO4、H2SO4
C.NaOH、H2SO4、Ba(OH)2
D.NaBr、H2SO4、Ba(OH)2
√
电解HCl、CuCl2溶液就是电解电解质本身，电解NaBr、CuSO4溶液时，电解质、水均被电解，分别属于放氢生碱型、放氧生酸型。
2.用惰性电极电解稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段时间阴极和阳极上析出的物质分别是
A.H2和Cl2 B.Cu和Cl2
C.H2和O2 D.Cu和O2
√
(二)电解后电解质溶液的复原
3.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物质(方括号内物质)，不能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是
A.AgNO3溶液[AgOH(s)]
B.K2SO4溶液[H2O(l)]
C.KCl溶液[HCl(g)]
D.CuSO4溶液[CuCO3(s)]
√
电解AgNO3溶液，Ag＋在阴极放电生成Ag，水电离出的OH－在阳极放电生成O2，结合元素守恒可知，应加入Ag2O使溶液恢复到原来的成分和浓度，A错误；
电解K2SO4溶液，水电离出的OH－在阳极放电生成O2，水电离出的H＋在阴极放电生成H2，实质为电解水，加入一定量的H2O(l)能使溶液恢复到原来的成分和浓度，B正确；
电解KCl溶液，水电离出的H＋在阴极放电生成H2，Cl－在阳极放电生成Cl2，结合元素守恒可知，加入一定量的HCl(g)能使溶液恢复到原来的成分和浓度，C正确；
电解CuSO4溶液，Cu2＋在阴极放电生成Cu，水电离出的OH－在阳极放电生成O2，结合元素守恒可知，应加入一定量的CuO使溶液恢复到原来的成分和浓度，由于CuCO3(s)与硫酸反应生成CuSO4、CO2和H2O，CO2从溶液中逸出，加入一定量的CuCO3(s)也可以使溶液恢复到原来的成分和浓度，D正确。
4.用石墨电解含有溶质0.1 mol的CuSO4溶液，在阴、阳两极各收集到2.24 L气体(标准状况下)后停止电解，若要恢复原电解质，溶液中需要加入的物质和物质的量分别是________、_________________________
________________。
Cu(OH)2
0.1 mol(或CuO、H2O
0.1 mol、0.1 mol)
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电解池电极反应式的书写
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三
三
电解池电极反应式的书写
判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活性电极
↓
分析电解质溶液或熔融电解质的组成，找全离子并分为阴、阳离子两组
↓
确定阴极、阳极上的放电物质及放电顺序
↓
分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要遵循原子守恒和电荷守恒)
↓
最后写出总反应方程式
1.用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为1∶3的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能发生的反应有________(填序号)。
②③④
2.用惰性电极电解MgCl2溶液
阳极反应式：__________________；
阴极反应式：____________________________________；
总反应离子方程式：___________________________________________
_____。
2Cl－－2e－===Cl2↑
2H2O＋2e－＋Mg2＋===H2↑＋Mg(OH)2↓
H2↑
3.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：__________________；
总反应方程式：____________________________。
2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋
6H＋＋6e－===3H2↑
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课时对点练
对点训练
题组一 电解及其装置(电解池)
1.(2023·宁夏吴忠中学期中)下列关于电解池的说法错误的是
A.电解池是一种将电能转化成化学能的装置
B.非自发的氧化还原反应可通过电解实现
C.电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应
D.电解池放电时，电极本身不会参加电极反应
√
电解池中阳极若为活泼金属，在反应中失去电子而被氧化，D错误。
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对点训练
2.某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中，下列有关分析完全正确的是
选项 A B C D
a电极 阳极 阴极 阳极 阴极
d电极 正极 正极 负极 负极
Q离子 阳离子 阳离子 阴离子 阴离子
√
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对点训练
根据题图知，该装置有外接电源，属于电解池，根据电子流向知，c是负极，d是正极，a是阴极，b是阳极，电解时，电解质溶液中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则Q离子是阳离子，P离子是阴离子，故B正确。
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对点训练
3.如图所示，铁片、铜片和CuSO4溶液可以构成原电池或电解池，下列说法正确的是
A.构成原电池时，Cu极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
B.构成电解池时，Cu极质量可能减少也可能增加
C.构成电解池时，Fe极质量一定减少
D.构成的原电池或电解池在工作时的反应原理一定不同
√
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对点训练
用导线将两极直接相连构成原电池，此时发生的反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe作负极，发生的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，Cu作正极，发生的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，A项错误；
若连接直流电源构成电解池，有两种情况：(1)铁与电源负极相连作阴极，阴极发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu，铜与电源正极相连作阳极，阳极发生氧化反应：Cu－2e－===Cu2＋；
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对点训练
(2)铜与电源负极相连作阴极，阴极发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu，铁与电源正极相连作阳极，阳极发生氧化反应：Fe－2e－===Fe2＋，此时的电解总反应为Fe＋Cu2＋
Fe2＋＋Cu，反应的原理和构成原电池时一样，B项
正确，C、D项错误。
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4.如图为直流电源电解稀Na2SO4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。下列实验现象正确的是
A.电极a附近呈红色，电极b附近呈蓝色
B.电极a附近呈蓝色，电极b附近呈红色
C.逸出气体的体积，电极a的小于电极b的
D.一电极逸出无味气体，另一电极逸出具有
刺激性气味的气体
√
对点训练
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对点训练
电极a为阴极，H2O电离出的H＋放电，c(OH－)增大，电极附近溶液变蓝色；电极b为阳极，H2O电离出的OH－放电，c(H＋)增大，电极附近溶液变红色，A项不正确、B项正确；
电极a产生H2，电极b产生O2，H2的体积是O2体积的2倍，故C、D项不正确。
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对点训练
5.将一直流电源的正、负极(电极材料均为Pt)，用玻璃片分别压在一张用食盐水、碘化钾淀粉溶液和紫色石蕊溶液浸透的滤纸上，经过一段时间后，两极附近滤纸的颜色分别是
选项 A B C D
阳极 蓝 白 红 蓝
阴极 白 蓝 蓝 蓝
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对点训练
阳极上I－优先放电生成I2，使淀粉溶液变蓝，阴极上H2O电离出的H＋放电产生OH－，使附近溶液呈碱性，显蓝色，D正确。
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对点训练
6.中国科学家最近开发了一种从空气中提取水制取H2的新技术，即利用太阳能、风能等绿色能源驱动电解池装置吸收空气中的水分并将获得的水分解成H2和O2。下列说法正确的是
A.该装置工作时仅涉及两种能量转化
B.阳极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
C.该装置获得H2、O2的物质的量之比为2∶1
D.该装置工作时阳离子向阳极迁移
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对点训练
该装置工作时涉及风能转化为电能、太阳能转化为电能以及电能再转化为化学能的能量转化，故A错误；
阳极水电离出的OH－失去电子转化为氧气，电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，故B错误；
电解池工作时阳离子向阴极迁移，故D错误。
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对点训练
题组二 电解规律
7.用石墨作电极，电解1 mol·L－1下列物质的溶液，则电解前后溶液的pH保持不变的是
A.硫酸 B.氢氧化钠 C.硫酸钠 D.氯化钠
√
用惰性电极电解硫酸、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液的实质是电解水，浓度增大，硫酸溶液的pH减小，氢氧化钠溶液的pH增大，硫酸钠溶液的pH不变；电解氯化钠溶液时生成氢氧化钠，溶液的pH增大。
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对点训练
8.甲、乙两同学，均用惰性电极电解相同浓度的硫酸铜溶液，各通电一段时间后，甲、乙分别向所得的溶液中加入0.1 mol CuO和0.1 mol Cu(OH)2，都恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则甲、乙在电解过程中转移的电子的物质的量之比为
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶3 D.1∶4
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对点训练
加入0.1 mol CuO后恢复到电解前的浓度，可知发生反应
2 mol 4 mol
0.1 mol 0.2 mol
故转移电子的总物质的量为0.2 mol；
Cu(OH)2从组成上可看成CuO·H2O，加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度，即电解了0.1 mol硫酸铜，并电解了0.1 mol H2O，由电解的总反应式可知，
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对点训练
2 mol 4 mol
0.1 mol 0.2 mol
2 mol 4 mol
0.1 mol 0.2 mol
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对点训练
所以电解过程中共转移电子的物质的量为0.2 mol＋0.2 mol＝0.4 mol，则甲、乙在电解过程中转移的电子的物质的量之比为0.2 mol∶0.4 mol＝1∶2，B正确。
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9.现用铂电极电解1 L浓度均为0.1 mol·L－1的HCl、CuSO4的混合溶液，装置如图所示，下列说法正确的是
A.电解开始时阴极有H2放出
B.电解开始时阳极上发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu
C.整个电解过程中， 不参与电极反应
D.当电路中通过电子的量超过0.1 mol时，此时阴极放电的离子发生了变化
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对点训练
因为Cu2＋得电子能力强于H＋，所以电解开始时阴极有Cu析出，A错误；
电解时阳极失电子，B错误；
当电路中通过电子的量超过0.2 mol时，Cu2＋在阴极放电完成，此时阴极放电的离子为H＋，D错误。
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10.已知：M、N为多孔的惰性电极；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KOH溶液后将其倒立于盛有KOH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)，下列说法正确的是
对点训练
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A.M电极上发生还原反应
B.M、N电极上产生的气体质量之比为1∶2
C.电池工作一段时间后，KOH溶液的pH变大
D.电池工作时，R极滤纸变红
对点训练
√
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对点训练
M电极为阳极，发生氧化反应，故A错误；
电极M产生氧气，电极N产生氢气，且物质的量之比为1∶2，故M、N电极上产生的气体质量之比为(1×32)∶(2×2)＝8∶1，故B错误；
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对点训练
电解KOH溶液，实际为电解水，则KOH溶液的浓度增大，溶液pH变大，故C正确；
电极R为阳极，电极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，则电池工作时，R极处溶液酸性增强，滤纸不变色，故D错误。
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11.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。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
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综合强化
12.如图甲为将Pt电极置于含有Cu2＋和Ag＋均为0.05 mol·L－1的电解液中(阴离子为 )，乙是甲装置电解过程中转移电子数与阴极的质量变化的关系图。下列说法错误的是
A.过程Ⅰ中阴极上有金属银析出
B.过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中溶液的pH均
降低
C.过程Ⅱ中阳极上有氧气放出
D.过程Ⅱ析出的固体质量是过程Ⅰ的2倍
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综合强化
将Pt电极置于含有Cu2＋和Ag＋均为0.05 mol·L－1的电解液中(阴离子为
)，在阴极上先发生反应：Ag＋
＋e－===Ag，银离子放电完全，设溶液体积是1 L，可以认为产生0.05 mol银，质量是5.4 g，然后是铜离子放电：Cu2＋＋2e－===Cu，铜离子放电完全，产生0.05 mol Cu，质量为3.2 g，过程Ⅰ，在阴极上有金属银析出，A正确；
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综合强化
开始阶段，在阴极上是金属阳离子放电，阳极上是H2O电离出的OH－放电，到了后期，相当于电解水，3个过程中溶液的pH均降低，B正确；
电解过程中，阳极上始终是H2O电离出的OH－失电子，发生氧化反应，产生氧气，C正确；
由上述分析可知，过程Ⅱ析出的固体质量不是过程Ⅰ的2倍，D错误。
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综合强化
13.某课外小组同学为探究氨氮废水的处理方法，以0.005 mol·L－1(NH4)2SO4溶液模拟氨氮废水，设计了以下实验：
实验步骤 实验现象
(1)利用如图装置进行电解 一段时间后，检测阳极附近溶液中氨氮浓度并未显著变化
(2)在氨氮废水中加入NaCl溶液，进行电解 阳极产生使湿润有色布条褪色的气体，一段时间后，氨氮检测浓度明显降低
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综合强化
下列有关叙述正确的是
A.实验(1)由于氨氮浓度未显著变化，装置未发生电解反应
B.实验(2)中的氨氮浓度降低是由于生成的氯气氧化了
C.氨氮浓度降低时溶液酸性减弱
D.湿润有色布条褪色是由于Cl2的漂白性
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实验(1)虽然氨氮浓度未显著变化，但有电解质溶液，电解了水，A错误；
实验(2)阳极产生使有色布条褪色的气体，为氯气，同时测得氨氮浓度降低，说明氯气和 发生了反应，B正确；
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湿润有色布条褪色是由于Cl2与水反应生成的HClO具有漂白性，氯气并没有漂白性，D错误。
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综合强化
14.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_____。
(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。
正极
阳极
2Cl－－2e－===Cl2↑
氧化
阴极
2H＋＋2e－===H2↑
还原
(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。电解总反应式为_____________________。
阴
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综合强化
15.某小组同学利用如图装置对电解氯化铜溶液的实验进行了研究。
装置 现象
电解一段时间后，阳极石墨表面产生气体，阴极石墨上附着红色物质，溶液由蓝色变为绿色
(1)甲认为电解过程中阳极产生的____是溶液变绿的原因，写出产生该物质的电极反应式：__________________。
Cl2
2Cl－－2e－===Cl2↑
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电解过程中阳极发生氧化反应，溶液中的氯离子放电生成氯气：2Cl－－2e－===Cl2↑。
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(2)乙改用如图装置，在相同条件下电解CuCl2溶液，对溶液变色现象继续探究。
装置 现象
电解相同时间后，阳极石墨表面产生气泡，溶液仍为蓝色；阴极石墨上附着红色物质，溶液由蓝色变为绿色
乙通过对现象分析证实了甲的观点不是溶液变绿的主要原因，乙否定甲的依据是______________________。
阳极附近溶液仍为蓝色
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(3)乙继续查阅资料：
ⅰ.电解CuCl2溶液时可能产生[CuCl2]－，[CuCl2]－掺杂
Cu2＋后呈黄色。
ⅱ.稀释含[CuCl2]－的溶液生成CuCl白色沉淀。
据此乙认为：电解过程中，产生的[CuCl2]－掺杂Cu2＋后呈黄色，与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。
乙继续进行如下实验：
a.取电解后绿色溶液2 mL，加20 mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。
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b.另取少量氯化铜晶体和铜粉，向其中加2 mL浓盐酸，
加热获得含[CuCl2]－的黄色溶液。
c.冷却后向上述溶液……
d.取c中2 mL溶液，加20 mL水稀释，静置5分钟后溶液
中产生白色沉淀。
①a的目的是____________________________________________________。
证明在上述实验条件下，电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]－
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根据信息，取电解后绿色溶液2 mL，加20 mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀，说明电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]－，故a的目的是证明在上述实验条件下，电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]－。
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综合强化
②写出b中生成[CuCl2]－的离子方程式：____________
___________________。
③补充c中必要的操作及现象：____________________
_____________________________________。
Cu2＋＋4Cl－
加入CuCl2蓝色溶液，
直至溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同
c的步骤就是证明电解时阴极附近生成[CuCl2]－是导致溶液变绿的原因，因此操作及现象为加入CuCl2蓝色溶液，直至溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同。
乙据此得出结论：电解时阴极附近生成[CuCl2]－是导致溶液变绿的原因。
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15作业8 电解的原理
(分值：100分)
(选择题1～13题，每小题6分，共78分)
题组一 电解及其装置(电解池)
1．(2023·宁夏吴忠中学期中)下列关于电解池的说法错误的是( )
A．电解池是一种将电能转化成化学能的装置
B．非自发的氧化还原反应可通过电解实现
C．电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应
D．电解池放电时，电极本身不会参加电极反应
2．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中，下列有关分析完全正确的是( )
选项 A B C D
a电极 阳极 阴极 阳极 阴极
d电极 正极 正极 负极 负极
Q离子 阳离子 阳离子 阴离子 阴离子
3.如图所示，铁片、铜片和CuSO4溶液可以构成原电池或电解池，下列说法正确的是( )
A．构成原电池时，Cu极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
B．构成电解池时，Cu极质量可能减少也可能增加
C．构成电解池时，Fe极质量一定减少
D．构成的原电池或电解池在工作时的反应原理一定不同
4.如图为直流电源电解稀Na2SO4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。下列实验现象正确的是( )
A．电极a附近呈红色，电极b附近呈蓝色
B．电极a附近呈蓝色，电极b附近呈红色
C．逸出气体的体积，电极a的小于电极b的
D．一电极逸出无味气体，另一电极逸出具有刺激性气味的气体
5．将一直流电源的正、负极(电极材料均为Pt)，用玻璃片分别压在一张用食盐水、碘化钾淀粉溶液和紫色石蕊溶液浸透的滤纸上，经过一段时间后，两极附近滤纸的颜色分别是( )
选项 A B C D
阳极 蓝 白 红 蓝
阴极 白 蓝 蓝 蓝
6．中国科学家最近开发了一种从空气中提取水制取H2的新技术，即利用太阳能、风能等绿色能源驱动电解池装置吸收空气中的水分并将获得的水分解成H2和O2。下列说法正确的是( )
A．该装置工作时仅涉及两种能量转化
B．阳极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
C．该装置获得H2、O2的物质的量之比为2∶1
D．该装置工作时阳离子向阳极迁移
题组二 电解规律
7．用石墨作电极，电解1 mol·L－1下列物质的溶液，则电解前后溶液的pH保持不变的是( )
A．硫酸 B．氢氧化钠
C．硫酸钠 D．氯化钠
8．甲、乙两同学，均用惰性电极电解相同浓度的硫酸铜溶液，各通电一段时间后，甲、乙分别向所得的溶液中加入0.1 mol CuO和0.1 mol Cu(OH)2，都恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则甲、乙在电解过程中转移的电子的物质的量之比为( )
A．1∶1 B．1∶2
C．1∶3 D．1∶4
9.现用铂电极电解1 L浓度均为0.1 mol·L－1的HCl、CuSO4的混合溶液，装置如图所示，下列说法正确的是( )
A．电解开始时阴极有H2放出
B．电解开始时阳极上发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu
C．整个电解过程中，SO不参与电极反应
D．当电路中通过电子的量超过0.1 mol时，此时阴极放电的离子发生了变化
10．已知：M、N为多孔的惰性电极；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KOH溶液后将其倒立于盛有KOH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)，下列说法正确的是( )
A．M电极上发生还原反应
B．M、N电极上产生的气体质量之比为1∶2
C．电池工作一段时间后，KOH溶液的pH变大
D．电池工作时，R极滤纸变红
11．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。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
12．如图甲为将Pt电极置于含有Cu2＋和Ag＋均为0.05 mol·L－1的电解液中(阴离子为NO)，乙是甲装置电解过程中转移电子数与阴极的质量变化的关系图。下列说法错误的是( )
A．过程Ⅰ中阴极上有金属银析出
B．过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中溶液的pH均降低
C．过程Ⅱ中阳极上有氧气放出
D．过程Ⅱ析出的固体质量是过程Ⅰ的2倍
13．某课外小组同学为探究氨氮废水的处理方法，以0.005 mol·L－1(NH4)2SO4溶液模拟氨氮废水，设计了以下实验：
实验步骤 实验现象
(1)利用如图装置进行电解 一段时间后，检测阳极附近溶液中氨氮浓度并未显著变化
(2)在氨氮废水中加入NaCl溶液，进行电解 阳极产生使湿润有色布条褪色的气体，一段时间后，氨氮检测浓度明显降低
下列有关叙述正确的是( )
A．实验(1)由于氨氮浓度未显著变化，装置未发生电解反应
B．实验(2)中的氨氮浓度降低是由于生成的氯气氧化了NH
C．氨氮浓度降低时溶液酸性减弱
D．湿润有色布条褪色是由于Cl2的漂白性
14．(10分，每空1分)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________。
(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。电解总反应式为_______________________________。
15．(12分)某小组同学利用如图装置对电解氯化铜溶液的实验进行了研究。
装置 现象
电解一段时间后，阳极石墨表面产生气体，阴极石墨上附着红色物质，溶液由蓝色变为绿色
(1)甲认为电解过程中阳极产生的______________是溶液变绿的原因，写出产生该物质的电极反应式：__________________________________________________________________。
(2)乙改用如图装置，在相同条件下电解CuCl2溶液，对溶液变色现象继续探究。
装置 现象
电解相同时间后，阳极石墨表面产生气泡，溶液仍为蓝色；阴极石墨上附着红色物质，溶液由蓝色变为绿色
乙通过对现象分析证实了甲的观点不是溶液变绿的主要原因，乙否定甲的依据是________________________________________________________________________。
(3)乙继续查阅资料：
ⅰ.电解CuCl2溶液时可能产生[CuCl2]－，[CuCl2]－掺杂Cu2＋后呈黄色。
ⅱ.稀释含[CuCl2]－的溶液生成CuCl白色沉淀。
据此乙认为：电解过程中，产生的[CuCl2]－掺杂Cu2＋后呈黄色，与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。
乙继续进行如下实验：
a．取电解后绿色溶液2 mL，加20 mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。
b．另取少量氯化铜晶体和铜粉，向其中加2 mL浓盐酸，加热获得含[CuCl2]－的黄色溶液。
c．冷却后向上述溶液……
d．取c中2 mL溶液，加20 mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。
①a的目的是_____________________________________________________________。
②写出b中生成[CuCl2]－的离子方程式：_____________________________________。
③补充c中必要的操作及现象：____________________________________________。
乙据此得出结论：电解时阴极附近生成[CuCl2]－是导致溶液变绿的原因。
作业8 电解的原理
1．D 2.B 3.B 4.B 5.D 6.C 7.C 8.B 9.C 10.C
11．B 12.D
13．B [实验(1)虽然氨氮浓度未显著变化，但有电解质溶液，电解了水，A错误；实验(2)阳极产生使有色布条褪色的气体，为氯气，同时测得氨氮浓度降低，说明氯气和NH发生了反应，B正确；电解生成氯气的同时阴极H＋放电，而氯气与NH反应生成H＋：2NH＋3Cl2===N2＋6Cl－＋8H＋，消耗3 mol氯气，生成8 mol H＋，而生成3 mol氯气的同时有3 mol氢气生成，即同时消耗了6 mol H＋，最终还能剩余2 mol H＋，溶液酸性增强，C错误；湿润有色布条褪色是由于Cl2与水反应生成的HClO具有漂白性，氯气并没有漂白性，D错误。]
14．(1)正极 (2)阳极 2Cl－－2e－===Cl2↑ 氧化 阴极 2H＋＋2e－===H2↑ 还原
(3)阴 阳 2HClH2↑＋Cl2↑
15．(1)Cl2 2Cl－－2e－===Cl2↑
(2)阳极附近溶液仍为蓝色
(3)①证明在上述实验条件下，电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]－ ②Cu2＋＋4Cl－＋Cu2[CuCl2]－ ③加入CuCl2蓝色溶液，直至溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同
解析 (1)电解过程中阳极发生氧化反应，溶液中的氯离子放电生成氯气：2Cl－－2e－===Cl2↑。(3)①根据信息，取电解后绿色溶液2 mL，加20 mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀，说明电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]－，故a的目的是证明在上述实验条件下，电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]－。③c的步骤就是证明电解时阴极附近生成[CuCl2]－是导致溶液变绿的原因，因此操作及现象为加入CuCl2蓝色溶液，直至溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同。
