高中化學(xué) 4 電解原理 學(xué)案（人教版2019選擇性必修1）（原卷+解析）

第四章化學(xué)反應(yīng)與電能第2節(jié)電解池第1課時(shí)電解原理1.從宏觀和微觀的角度理解電解池中電子的移動(dòng)、陰陽離子的移動(dòng)、陰陽兩極上的反應(yīng)及其變化、電流形成的過程和原理。2.建立電解過程的思維模型，理解電解的規(guī)律，判斷電解的產(chǎn)物，書寫電解的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。一、電解原理1．實(shí)驗(yàn)探究：電解CuCl2溶液【實(shí)驗(yàn)4-2】在U形管中注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的CuCl2溶液，插入兩根石墨棒作電極(如圖4-9)。把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在與直流電源正極相連的石黑棒附近。接通直流電源，觀察U形管內(nèi)的現(xiàn)象和試紙顏色的變化。完成實(shí)驗(yàn)，并填寫下表。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論原因分析電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明電解質(zhì)溶液導(dǎo)電，形成_______自由運(yùn)動(dòng)離子發(fā)生定向移動(dòng)與負(fù)極相連的b極上逐漸覆蓋了一層______________陰極：Cu2＋＋2e－=Cu(_______)與正極相連的a極上有_______的氣體產(chǎn)生，能使?jié)駶櫟牡饣浀矸踎_____________陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑(_______)2．電解和電解池1．電解定義當(dāng)直流電通過_______或熔融的電解質(zhì)時(shí)，在兩個(gè)電極上分別發(fā)生_______和還原反應(yīng)的過程叫做電解。2．電解池3.電解池的工作原理電子由電源的負(fù)極出發(fā)，流向電解池的_______，陽離子在陰極上獲得電子發(fā)生_______；與此同時(shí)，陰離子在陽極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，失去的電子再從電池的陽極流向電源的_______，從而形成閉合回路。（1）電子和離子的移動(dòng)方向(惰性電極)（2）電子只能夠經(jīng)過導(dǎo)線和電極，不能夠通過溶液，可以理解為電子只走_(dá)______，不走_(dá)______。3．電解原理電解池陰極和陽極的判斷依據(jù)二、電解規(guī)律1．電解池電極反應(yīng)式的書寫(1)常見微粒的放電順序陰極：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>……陽極：活性電極＞S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根【易錯(cuò)點(diǎn)撥】①活性電極一般指Pt、Au以外的_______。②_______的離子方程式中，若參與電極反應(yīng)的H＋或OH－是由水電離出來的，用H2O作為反應(yīng)物。(2)電極反應(yīng)式的書寫方法以惰性電極碳棒電解CuSO4溶液為例①辨電極：陰極與電源負(fù)極相連，陽極與電源正極_______。②找離子：電解質(zhì)溶液中：Cu2＋、H＋、SOeq\o\al(2－,4)、OH－。③排順序：依據(jù)常見微粒_______，陰極：Cu2＋>H＋(水)，陽極：OH－(水)>SOeq\o\al(2－,4)。④電極式：陰極：Cu2＋＋2e－=Cu，陽極：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋。⑤總反應(yīng)：依據(jù)_______守恒，調(diào)整各電極計(jì)量數(shù)，然后相加，標(biāo)上_______2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋4H＋、2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4。2．電解后溶液的復(fù)原規(guī)律用惰性電極電解下列酸、堿、鹽溶液，請(qǐng)?zhí)顚懴卤恚?1)電解H2O型電解質(zhì)H2SO4NaOHNa2SO4陽極反應(yīng)式2H2O－4e－=O2↑＋4H＋4OH－－4e－=O2↑＋2H2O2H2O－4e－=O2↑＋4H＋陰極反應(yīng)式4H＋＋4e－=2H2↑2H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－pH變化_____________________復(fù)原加入物質(zhì)加入H2O(2)電解電解質(zhì)型電解質(zhì)HClCuCl2陽極反應(yīng)式2Cl－－2e－=Cl2↑陰極反應(yīng)式2H＋＋2e－=H2↑Cu2＋＋2e－=CupH變化_______復(fù)原加入物質(zhì)加入HCl加入_______(3)電解質(zhì)和水都發(fā)生電解型電解質(zhì)NaClCuSO4陽極反應(yīng)式2Cl－－2e－=Cl2↑2H2O－4e－=O2↑＋4H＋陰極反應(yīng)式2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－2Cu2＋＋4e－=2CupH變化______________復(fù)原加入物質(zhì)______________【歸納總結(jié)】用惰性電極電解電解質(zhì)溶液時(shí)，若要使電解后的溶液恢復(fù)到_______，加入的物質(zhì)應(yīng)由電解過程中從溶液中析出的物質(zhì)決定（以氣體或固體形式脫離_______的物質(zhì)）。應(yīng)遵循“析出什么加什么，析出多少加多少”的原則，一般加入陰極產(chǎn)物與_______的化合物。3.電解池中的守恒規(guī)律同一電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是相等的，利用電子守恒使各電極得失電子均相等，在各極反應(yīng)式中建立聯(lián)系?！纠?】（2022秋·浙江杭州·高二期中）若某電能與化學(xué)能的轉(zhuǎn)化裝置(電解池或原電池)中發(fā)生反應(yīng)的總反應(yīng)離子方程式是：Cu+2H+=Cu2++H2↑，則關(guān)于該裝置的說法正確的是A．該裝置可能是原電池，也可能是電解池B．該裝置只能是原電池，且電解質(zhì)溶液為硝酸C．該裝置只能是電解池，且金屬銅為該電解池的陽極D．該裝置只能是電解池，電解質(zhì)溶液不可能是硝酸【變式1-1】（2019秋·湖南長沙·高二長郡中學(xué)?？计谀┫铝袛⑹鲋?，正確的是（

）①電池是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置②電解池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置③金屬和石墨導(dǎo)電均為物理變化，電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化④不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過電解的原理有可能實(shí)現(xiàn)⑤電鍍過程相當(dāng)于金屬的“遷移”，是物理變化A．①②③④ B．③④ C．③④⑤ D．④【變式1-2】（2019秋·福建福州·高二福建師大附中?？计谥校┤鐖D為用惰性電極電解CuCl2溶液的實(shí)驗(yàn)裝置，則下列說法正確的是A．a(chǎn)電極為負(fù)極B．溶液中的Cu2＋向a極移動(dòng)C．電解一段時(shí)間后溶液的顏色會(huì)變淺D．電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為：2Cl--2e-=Cl2【變式1-3】（2023春·上海·高三上海市南洋模范中學(xué)校聯(lián)考階段練習(xí)）利用太陽能電池電解NH3得到高純H2的裝置如圖所示。下列說法正確的是A．a(chǎn)為陰極，b為陽極B．電解時(shí)OH-由b極區(qū)→a極區(qū)C．電解時(shí)b極區(qū)溶液中n(KOH)減小D．電解時(shí)，太陽能直接轉(zhuǎn)化成化學(xué)能【變式1-4】（2019·河北石家莊·高三辛集中學(xué)?？茧A段練習(xí)）下圖是CO2電催化還原為CH4的工作原理示意圖。下列說法不正確的是（

）A．該過程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程B．銅電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)C．一段時(shí)間后，①池中n(KHCO3)不變D．一段時(shí)間后，②池中溶液的pH一定下降【例2】在微生物作用下電解有機(jī)廢水（含CH3COOH），可獲得清潔能源H2．其原理如圖所示．下列有關(guān)說法不正確的是（）A．電源B極為負(fù)極B．通電后，若有0.1molH2生成，則轉(zhuǎn)移0.2mol電子C．通電后，H+通過質(zhì)子交換膜向右移動(dòng)，最終右側(cè)溶液PH減小D．與電源A極相連的惰性電極上發(fā)生的反應(yīng)為CH3COOH﹣8e﹣+2H2O═2CO2↑+8H+【變式2-1】如圖，用直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。在石墨電極a和b附近分別滴加幾滴酚酞溶液，通電后下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是（）A．逸出氣體體積，a極小于b極B．a(chǎn)極逸出無味氣體，b極逸出刺激性氣味氣體C．a(chǎn)極附近溶液呈紅色，b極附近溶液不顯色D．a(chǎn)極附近溶液不顯色，b極附近溶液呈紅色【變式2-2】用惰性電極電解下列溶液，一段時(shí)間后，再加入一定量的另一種物質(zhì)（方框號(hào)內(nèi)），溶液能與原溶液完全一樣的是（）A．NaOH[H2O] B．CuCl2[CuSO4]C．NaCl[NaCl] D．CuSO4[Cu（OH）2]【變式2-3】下列電解質(zhì)溶液用惰性電極進(jìn)行電解時(shí)，一段時(shí)間后，溶液的pH增大的是（）A．稀碳酸鈉溶液 B．硫酸鈉溶液C．稀硫酸 D．硫酸銅溶液一、單選題1．（2022秋·云南德宏·高二瑞麗市第一民族中學(xué)校考期末）下列關(guān)于電解池的敘述中，不正確的是A．與電源正極相連的是電解池的陰極 B．電解池是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置C．溶液中的陽離子移向陰極 D．在電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)2．（2023秋·天津南開·高二南開大學(xué)附屬中學(xué)?？计谀┫铝杏嘘P(guān)電解的說法錯(cuò)誤的是A．與電源正極相連的是陽極 B．與電源負(fù)極相連的是陰極C．在陰極上發(fā)生氧化反應(yīng) D．陰離子向陽極方向移動(dòng)3．（2022秋·河南南陽·高二校聯(lián)考期中）中國科學(xué)家最近開發(fā)了種從空氣中提取水制取H2的新技術(shù)，即利用太陽能風(fēng)能等綠色能源驅(qū)動(dòng)電解槽裝置吸收空氣中的水分并將獲得的水分解成H2和O2。下列說法正確的是A．該裝置工作時(shí)僅涉及兩種能量轉(zhuǎn)化B．陽極反應(yīng)式為2H2O+2e-=2OH-+H2↑C．該裝置獲得H2、O2的物質(zhì)的量之比為2：1D．該裝置工作時(shí)陽離子向陽極遷移4．（2023春·四川成都·高二校聯(lián)考期中）高電壓水系鋅－有機(jī)混合液流電池的裝置如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)，Cl-通過陰膜向正極區(qū)遷移B．放電時(shí)，負(fù)極區(qū)溶液的pH減小C．充電時(shí)，Zn與外接直流電源負(fù)極相連D．充電時(shí)，陽極電極反應(yīng)式為FQH2-2e-=FQ+2H+5．（2023春·四川成都·高二校聯(lián)考期中）在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計(jì)了一種新的工藝方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如圖所示。下列說法正確的是A．a(chǎn)為電源正極B．陽極反應(yīng)為Fe2++e-=Fe3+C．陰極區(qū)附近發(fā)生的反應(yīng)有4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2OD．若產(chǎn)生2.24LCl2，通過外電路中的電子數(shù)目為0.1NA6．（2023春·江蘇宿遷·高二統(tǒng)考期中）實(shí)驗(yàn)室以一定濃度的和混合溶液為電解液，讓同時(shí)在陰、陽兩極發(fā)生反應(yīng)來模擬隔膜電解法處理含的廢水，工作原理如圖所示。已知陰極區(qū)域主要反應(yīng)可表示為：、(為活潑H)。下列說法不正確的是

A．直流電源b為負(fù)極B．圖中離子交換膜是陽離子交換膜C．陽極區(qū)的反應(yīng)可表示為：D．電解過程中陰極區(qū)溶液的pH變小7．（2023春·四川成都·高二校聯(lián)考期中）現(xiàn)代膜技術(shù)可使某種離子具有單向通過能力，常用于電解池、原電池中。電解NaB(OH)4溶液可制備H3BO3，其工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．NaB(OH)4中B的化合價(jià)為+3價(jià)B．N室發(fā)生的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-C．去掉a膜，陽極區(qū)用稀硫酸作電解液，不影響H3BO3的純度D．a(chǎn)、c膜均為陽離子交換膜，b膜為陰離子交換膜8．（2023春·河南鄭州·高二鄭州市第九中學(xué)校聯(lián)考期中）以純堿溶液為原料，通過電解的方法可制備小蘇打，原理裝置圖如下：

上述裝置工作時(shí)，下列有關(guān)說法正確的是A．乙池電極接電池正極，氣體X為B．由乙池穿過交換膜進(jìn)入甲池C．甲池中只發(fā)生反應(yīng)：D．NaOH溶液Z的濃度比NaOH溶液Y的小9．（2023春·安徽·高二校聯(lián)考期中）某傳統(tǒng)鋅-空氣二次電池的放充電原理如下圖所示：下列敘述正確的是A．放電時(shí)，電子從Zn電極流出經(jīng)電解液向多孔銅電極移動(dòng)B．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式僅為C．充電時(shí)，Zn電極上“鈍化”的ZnO不容易得電子D．放電時(shí)，CO2做氧化劑被還原為K2CO310．（2023春·四川綿陽·高二四川省綿陽南山中學(xué)?？计谥校┛茖W(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn-CO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如下，電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時(shí)，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。

下列說法錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e-＋4OH-=B．放電時(shí)，1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為1NAC．充電時(shí)，電池總反應(yīng)為2=2Zn＋O2↑＋4OH-＋2H2OD．充電時(shí)，正極溶液中OH-濃度降低11．（2022·高二單元測(cè)試）下列敘述正確的是①電解池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置②原電池是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置③金屬和石墨導(dǎo)電均為物理變化，電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化④電解池兩個(gè)電極材料可以相同A．①②③④ B．③④ C．②③④ D．③12．（2023春·湖北·高二校聯(lián)考期中）科學(xué)家研制的新型氯流儲(chǔ)能電池(如圖)，電極a是//鈦電極，下列說法不正確的是A．圖中N型半導(dǎo)體為正極，P型半導(dǎo)體為負(fù)極B．充電時(shí)電極a上發(fā)生的反應(yīng)是：C．充電過程中，NaCl溶液的濃度不斷減小D．放電時(shí)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子則有1mol透過多孔活性炭電極向電極a移動(dòng)二、填空題13．（2023春·江蘇鎮(zhèn)江·高二江蘇省鎮(zhèn)江第一中學(xué)?？计谥校┖琋元素的部分物質(zhì)對(duì)環(huán)境有影響，如含NO、NO2的廢氣會(huì)引起空氣污染，含NO、NO、NH的廢水會(huì)引起水體富營養(yǎng)化，都需要經(jīng)過處理后才能排放。(1)氫氣催化還原含NO煙氣原理如下：主反應(yīng)：2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)副反應(yīng)：2NO(g)+H2(g)N2O(g)+H2O(g)某溫度下H2的體積分?jǐn)?shù)對(duì)H2還原NO反應(yīng)的影響如圖1所示。當(dāng)H2的體積分?jǐn)?shù)大于600×10-6時(shí)，N2的體積分?jǐn)?shù)呈下降趨勢(shì)，原因是______。(2)工業(yè)上用電解法治理亞硝酸鹽對(duì)水體的污染，模擬工藝如圖2所示，寫出電解時(shí)鐵電極的電極反應(yīng)式______。隨后，鐵電極附近有無色氣體產(chǎn)生，寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式______。(3)工業(yè)上以鈦基氧化物涂層材料為陽極，碳納米管修飾的石墨為陰極，電解硝酸鈉和硫酸鈉混合溶液，可使NO轉(zhuǎn)變?yōu)镹H，后續(xù)再將NH反應(yīng)除去。已知：電極(電催化劑)所處的環(huán)境對(duì)其催化活性起重要作用。①若在酸性介質(zhì)中電解混合溶液，將NO轉(zhuǎn)變?yōu)镹H的電極反應(yīng)式為______。其他條件不變，只改變混合溶液的pH，NO去除率如圖3所示，pH越小，NO去除率上升可能原因是______。②其他條件不變，只向混合溶液中投入一定量NaCl，后續(xù)去除NH的效果明顯提高，溶液中氮元素含量顯著降低。可能原因是______。14．（2023春·四川成都·高二校聯(lián)考期中）按照要求回答下列問題：(1)通過電解廢舊鋰電池中的LiMn2O4可獲得難溶性的Li2CO3和MnO2，電解示意圖如圖(其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過，電解過程中溶液的體積變化忽略不計(jì))。①電極B發(fā)生的電極反應(yīng)式為______。②電解一段時(shí)間后溶液中Mn2+濃度______(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進(jìn)行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時(shí)得到H2SO4，其原理如圖所示(電極材料均為石墨)。①圖中A口產(chǎn)生的氣體為______，B口流出的物質(zhì)是______。②b電極表面發(fā)生的電極反應(yīng)式為______。(3)Co是磁性合金的重要材料，也是維生素的重要組成元素。工業(yè)上可用如圖裝置制取單質(zhì)Co并獲得副產(chǎn)品鹽酸(A、B均為離子交換膜)。①A為______(填“陽”或“陰”)離子交換膜。②該電解池的總反應(yīng)離子方程式為______。③若產(chǎn)品室中陰極質(zhì)量增加11.8g，則產(chǎn)品室增加的HCl的物質(zhì)的量為______。15．（2023秋·廣東湛江·高二統(tǒng)考期末）某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)如圖所示裝置來研究電化學(xué)知識(shí)。其中A、B為石墨電極?；卮鹣铝袉栴}：(1)閉合開關(guān)K，甲裝置是______(填“原電池”或“電解池”)，并寫出甲裝置總反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式______，一段時(shí)間后，甲裝置電解質(zhì)溶液pH______(填“增大”或“減小”)。(2)當(dāng)乙有0.4mol電子通過電路時(shí)，發(fā)現(xiàn)B極增重6.4g，則B極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為______，______。要使電解液恢復(fù)為原狀態(tài)需加入物質(zhì)______(填化學(xué)式)(3)丙裝置為氯堿工業(yè)，則W的物質(zhì)為______，則電極材料為Fe電極的是______(填“C”或“D”)。16．（2023秋·海南·高二統(tǒng)考期末）我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了流式電解槽，直接將送至電極表面，電還原制備有機(jī)物甲烷、乙烯、甲酸、乙酸、乙醇等，裝置如圖所示。回答下列問題：(1)X極是_______極(填“陽”或“陰”)，發(fā)生_______(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。(2)電解槽工作時(shí)，氫離子由_______極區(qū)向_______極區(qū)遷移(填“X”或“Y”)。(3)若M為，則Y極的電極反應(yīng)式為_______。(4)若M為，則Y極的電極反應(yīng)式為_______。(5)若Y極上生成1mol，則理論上得到_______mol電子。17．（2023春·云南大理·高二大理白族自治州民族中學(xué)?？计谥校┖侠砝脧U舊鉛蓄電池可緩解鉛資源短缺，同時(shí)減少污染。Ⅰ．一種從廢舊鉛蓄電池的鉛膏中回收高純鉛的流程如圖(部分產(chǎn)物已略去)。

已知：①鉛化合物的溶度積(20℃)：，②PbSiF6和H2SiF6均為能溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)。(1)過程ⅰ中，物質(zhì)a表現(xiàn)___________(填“氧化”或“還原”)性。(2)過程ⅱ需要加入(NH4)2CO3溶液，從化學(xué)平衡的角度解釋其作用原理_________；PbSO4飽和溶液中c(Pb2+)=___________mol/L。(3)過程ⅲ發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________。Ⅱ．工業(yè)上用PbSiF6和H2SiF6混合溶液作電解液，用電解法實(shí)現(xiàn)粗鉛(主要雜質(zhì)為Cu、Ag、Fe、Zn)提純，裝置示意圖如圖。

(4)回答下列問題：①陰極材料為___________(“粗鉛”或“純鉛”)。②電解時(shí)產(chǎn)生的陽極泥的主要成分___________(元素符號(hào))。

第四章化學(xué)反應(yīng)與電能第2節(jié)電解池第1課時(shí)電解原理1.從宏觀和微觀的角度理解電解池中電子的移動(dòng)、陰陽離子的移動(dòng)、陰陽兩極上的反應(yīng)及其變化、電流形成的過程和原理。2.建立電解過程的思維模型，理解電解的規(guī)律，判斷電解的產(chǎn)物，書寫電解的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。一、電解原理1．實(shí)驗(yàn)探究：電解CuCl2溶液【實(shí)驗(yàn)4-2】在U形管中注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的CuCl2溶液，插入兩根石墨棒作電極(如圖4-9)。把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在與直流電源正極相連的石黑棒附近。接通直流電源，觀察U形管內(nèi)的現(xiàn)象和試紙顏色的變化。完成實(shí)驗(yàn)，并填寫下表。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論原因分析電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明電解質(zhì)溶液導(dǎo)電，形成閉合回路自由運(yùn)動(dòng)離子發(fā)生定向移動(dòng)與負(fù)極相連的b極上逐漸覆蓋了一層紅色物質(zhì)析出金屬銅陰極：Cu2＋＋2e－=Cu(還原反應(yīng))與正極相連的a極上有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{(lán)產(chǎn)生了氯氣陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反應(yīng))2．電解和電解池1．電解定義當(dāng)直流電通過電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)時(shí)，在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程叫做電解。2．電解池3.電解池的工作原理電子由電源的負(fù)極出發(fā)，流向電解池的陰極，陽離子在陰極上獲得電子發(fā)生還原反應(yīng)；與此同時(shí)，陰離子在陽極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，失去的電子再從電池的陽極流向電源的正極，從而形成閉合回路。（1）電子和離子的移動(dòng)方向(惰性電極)（2）電子只能夠經(jīng)過導(dǎo)線和電極，不能夠通過溶液，可以理解為電子只走“旱路”，不走“水路”。3．電解原理電解池陰極和陽極的判斷依據(jù)二、電解規(guī)律1．電解池電極反應(yīng)式的書寫(1)常見微粒的放電順序陰極：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>……陽極：活性電極＞S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根【易錯(cuò)點(diǎn)撥】①活性電極一般指Pt、Au以外的金屬電極。②電解的離子方程式中，若參與電極反應(yīng)的H＋或OH－是由水電離出來的，用H2O作為反應(yīng)物。(2)電極反應(yīng)式的書寫方法以惰性電極碳棒電解CuSO4溶液為例①辨電極：陰極與電源負(fù)極相連，陽極與電源正極相連。②找離子：電解質(zhì)溶液中：Cu2＋、H＋、SOeq\o\al(2－,4)、OH－。③排順序：依據(jù)常見微粒放電順序，陰極：Cu2＋>H＋(水)，陽極：OH－(水)>SOeq\o\al(2－,4)。④電極式：陰極：Cu2＋＋2e－=Cu，陽極：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋。⑤總反應(yīng)：依據(jù)得失電子守恒，調(diào)整各電極計(jì)量數(shù)，然后相加，標(biāo)上反應(yīng)條件2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋4H＋、2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4。2．電解后溶液的復(fù)原規(guī)律用惰性電極電解下列酸、堿、鹽溶液，請(qǐng)?zhí)顚懴卤恚?1)電解H2O型電解質(zhì)H2SO4NaOHNa2SO4陽極反應(yīng)式2H2O－4e－=O2↑＋4H＋4OH－－4e－=O2↑＋2H2O2H2O－4e－=O2↑＋4H＋陰極反應(yīng)式4H＋＋4e－=2H2↑2H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－pH變化減小增大不變復(fù)原加入物質(zhì)加入H2O(2)電解電解質(zhì)型電解質(zhì)HClCuCl2陽極反應(yīng)式2Cl－－2e－=Cl2↑陰極反應(yīng)式2H＋＋2e－=H2↑Cu2＋＋2e－=CupH變化增大復(fù)原加入物質(zhì)加入HCl加入CuCl2(3)電解質(zhì)和水都發(fā)生電解型電解質(zhì)NaClCuSO4陽極反應(yīng)式2Cl－－2e－=Cl2↑2H2O－4e－=O2↑＋4H＋陰極反應(yīng)式2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－2Cu2＋＋4e－=2CupH變化增大減小復(fù)原加入物質(zhì)加入HCl加入CuO或CuCO3【歸納總結(jié)】用惰性電極電解電解質(zhì)溶液時(shí)，若要使電解后的溶液恢復(fù)到原狀態(tài)，加入的物質(zhì)應(yīng)由電解過程中從溶液中析出的物質(zhì)決定（以氣體或固體形式脫離電解質(zhì)溶液的物質(zhì)）。應(yīng)遵循“析出什么加什么，析出多少加多少”的原則，一般加入陰極產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物的化合物。3.電解池中的守恒規(guī)律同一電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是相等的，利用電子守恒使各電極得失電子均相等，在各極反應(yīng)式中建立聯(lián)系?！纠?】（2022秋·浙江杭州·高二期中）若某電能與化學(xué)能的轉(zhuǎn)化裝置(電解池或原電池)中發(fā)生反應(yīng)的總反應(yīng)離子方程式是：Cu+2H+=Cu2++H2↑，則關(guān)于該裝置的說法正確的是A．該裝置可能是原電池，也可能是電解池B．該裝置只能是原電池，且電解質(zhì)溶液為硝酸C．該裝置只能是電解池，且金屬銅為該電解池的陽極D．該裝置只能是電解池，電解質(zhì)溶液不可能是硝酸【答案】C【詳解】由于銅和鹽酸、硫酸不反應(yīng)，說明Cu+2H+=Cu2++H2↑是非自發(fā)反應(yīng)，則不能為原電池，只能為電解池，銅作電解池的陽極，鹽酸或稀硫酸作電解液，不能用硝酸，硝酸作電解液時(shí)反應(yīng)生成氮的氧化物，故C符合題意。綜上所述，答案為C。【變式1-1】（2019秋·湖南長沙·高二長郡中學(xué)?？计谀┫铝袛⑹鲋?，正確的是（

）①電池是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置②電解池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置③金屬和石墨導(dǎo)電均為物理變化，電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化④不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過電解的原理有可能實(shí)現(xiàn)⑤電鍍過程相當(dāng)于金屬的“遷移”，是物理變化A．①②③④ B．③④ C．③④⑤ D．④【答案】B【詳解】①電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置，錯(cuò)誤；②電解池是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置，錯(cuò)誤；③金屬和石墨導(dǎo)電均為物理變化，電解質(zhì)溶液導(dǎo)電過程是電解過程，是化學(xué)變化，正確；④不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過電解的原理有可能實(shí)現(xiàn)，形成電解池，正確；⑤電鍍過程中鍍層金屬在陽極失電子，是化學(xué)變化，錯(cuò)誤；因此正確的為③④；答案選B?！咀兪?-2】（2019秋·福建福州·高二福建師大附中?？计谥校┤鐖D為用惰性電極電解CuCl2溶液的實(shí)驗(yàn)裝置，則下列說法正確的是A．a(chǎn)電極為負(fù)極B．溶液中的Cu2＋向a極移動(dòng)C．電解一段時(shí)間后溶液的顏色會(huì)變淺D．電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為：2Cl--2e-=Cl2【答案】C【詳解】A.a電極與電源的正極相連，它是電解池的陽極，A錯(cuò)誤；B.溶液中的Cu2＋向陰極b極移動(dòng)，B錯(cuò)誤；C.溶液的顏色主要取決于溶液中Cu2+的濃度，電解一段時(shí)間后，溶液中的Cu2+在陰極因不斷放電而使其濃度不斷減小，所以溶液的顏色不斷變淺，C正確；D.電極b為陰極，發(fā)生的電極反應(yīng)為：Cu2++2e-=Cu，D錯(cuò)誤；故選C?！咀兪?-3】（2023春·上?！じ呷虾Ｊ心涎竽７吨袑W(xué)校聯(lián)考階段練習(xí)）利用太陽能電池電解NH3得到高純H2的裝置如圖所示。下列說法正確的是A．a(chǎn)為陰極，b為陽極B．電解時(shí)OH-由b極區(qū)→a極區(qū)C．電解時(shí)b極區(qū)溶液中n(KOH)減小D．電解時(shí)，太陽能直接轉(zhuǎn)化成化學(xué)能【答案】B【分析】從圖中可以看出，a極：NH3→N2，則a極NH3失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，a極為陽極，b極H2O得電子生成H2等，b極為陰極。a極：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，b極：6H2O+6e-=6OH-+3H2↑?！驹斀狻緼．由分析可知，a為陽極，b為陰極，A不正確；B．電解時(shí)，a為陽極，b為陰極，OH-由b極區(qū)→a極區(qū)，B正確；C．電解時(shí)，b極區(qū)溶液中發(fā)生反應(yīng)6H2O+6e-=6OH-+3H2↑，OH-通過陰離子交換膜移向陽極，所以n(KOH)不變，C不正確；D．電解時(shí)，通過太陽能電極板，將太陽能直接轉(zhuǎn)化成電能，D不正確；故選B?！咀兪?-4】（2019·河北石家莊·高三辛集中學(xué)?？茧A段練習(xí)）下圖是CO2電催化還原為CH4的工作原理示意圖。下列說法不正確的是（

）A．該過程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程B．銅電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)C．一段時(shí)間后，①池中n(KHCO3)不變D．一段時(shí)間后，②池中溶液的pH一定下降【答案】C【詳解】A、裝置中有外電源，屬于電解裝置，該過程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，故A正確；B、Cu電極上二氧化碳得電子生成甲烷，則銅電極的電極反應(yīng)式為CO2+8H＋+8e－=CH4+2H2O，銅電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，故B正確；C、在電解池的陰極上發(fā)生二氧化碳得電子的還原反應(yīng)，即CO2+8H＋+8e－═CH4+2H2O，一段時(shí)間后，氫離子減小，氫氧根濃度增大，氫氧根會(huì)和①池中的碳酸氫鉀反應(yīng)，所以n（KHCO3）會(huì)減小，故C錯(cuò)誤；D、在電解池的陽極上，是陰離子氫氧根離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，所以氫氧根離子的濃度減小，則pH一定下降，故D正確。故選：C?！纠?】在微生物作用下電解有機(jī)廢水（含CH3COOH），可獲得清潔能源H2．其原理如圖所示．下列有關(guān)說法不正確的是（）A．電源B極為負(fù)極B．通電后，若有0.1molH2生成，則轉(zhuǎn)移0.2mol電子C．通電后，H+通過質(zhì)子交換膜向右移動(dòng)，最終右側(cè)溶液PH減小D．與電源A極相連的惰性電極上發(fā)生的反應(yīng)為CH3COOH﹣8e﹣+2H2O═2CO2↑+8H+【答案】C【解析】A．由圖中信息，連接B的電極上生成H2，說明該電極上H＋得電子，為電解池陰極，所以電極B極為負(fù)極，故A正確；B．右側(cè)電極反應(yīng)式為2H++2e﹣=H2↑，若有0.1molH2生成，則轉(zhuǎn)移0.2mol電子，故B正確；C．通電后，左側(cè)生成H+通過質(zhì)子交換膜向右移動(dòng)，在右側(cè)放電生成H2，所以H＋濃度不變，溶液的pH不變，故C錯(cuò)誤；D．與電源A極相連的惰性電極為陽極，陽極上乙酸失電子生成CO2和H+，電極反應(yīng)式為CH3COOH﹣8e﹣+H2O=2CO2↑+8H+，故D正確；【變式2-1】如圖，用直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。在石墨電極a和b附近分別滴加幾滴酚酞溶液，通電后下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是（）A．逸出氣體體積，a極小于b極B．a(chǎn)極逸出無味氣體，b極逸出刺激性氣味氣體C．a(chǎn)極附近溶液呈紅色，b極附近溶液不顯色D．a(chǎn)極附近溶液不顯色，b極附近溶液呈紅色【答案】C【解析】根據(jù)電解規(guī)律，以石墨為電極電解稀硫酸溶液時(shí)，溶液中的陽離子向陰極移動(dòng)，陰離子向陽極移動(dòng)，所以a電極反應(yīng)式為2H2O+2e﹣═H2↑+2OH﹣，溶液呈堿性；b電極反應(yīng)式為2H2O﹣4e﹣═4H++O2↑，A．a(chǎn)電極生成氫氣、b電極上生成氧氣，得到氣體體積：a極＞b極，故A錯(cuò)誤；B．a(chǎn)、b電極上生成的氣體都是無色無味的，故B錯(cuò)誤；C．a(chǎn)極附近溶液呈堿性、b極附近溶液呈酸性，酚酞遇堿變紅色，則a極附近呈紅色、b極附近溶液不顯色，故C正確、D錯(cuò)誤；【變式2-2】用惰性電極電解下列溶液，一段時(shí)間后，再加入一定量的另一種物質(zhì)（方框號(hào)內(nèi)），溶液能與原溶液完全一樣的是（）A．NaOH[H2O] B．CuCl2[CuSO4]C．NaCl[NaCl] D．CuSO4[Cu（OH）2]【答案】A【解析】A．電解NaOH溶液時(shí)，陽極產(chǎn)生氧氣，陰極產(chǎn)生氯氣，所以應(yīng)加水讓電解質(zhì)溶液復(fù)原，故A正確；B．電解CuCl2溶液時(shí)，陽極Cl－放電生成Cl2，陰極Cu2＋得到電子生成Cu，所以應(yīng)加CuCl2讓電解質(zhì)溶液復(fù)原，故B錯(cuò)誤；C．電解NaCl溶液時(shí)，陽極Cl－放電生成Cl2，陰極H＋得到電子生成H2，所以通入HCl氣體讓電解質(zhì)溶液復(fù)原，故C錯(cuò)誤；D．電解硫酸銅時(shí)，陽極產(chǎn)生O2，陰極產(chǎn)生Cu，所以應(yīng)加CuO讓電解質(zhì)溶液復(fù)原，加入Cu(OH)2會(huì)多加入水，故D錯(cuò)誤；【變式2-3】下列電解質(zhì)溶液用惰性電極進(jìn)行電解時(shí)，一段時(shí)間后，溶液的pH增大的是（）A．稀碳酸鈉溶液 B．硫酸鈉溶液C．稀硫酸 D．硫酸銅溶液【答案】A【解析】A、電解碳酸鈉溶液時(shí)，實(shí)際上電解的是水，但溶液中的[CO32－]增大，水解生成的[OH－]增大，[H＋]減小，所以溶液的pH值增大，故A正確；B、電解硫酸鈉溶液時(shí)，實(shí)際上是電解水，所以溶液中[OH－]、[H＋]相對(duì)不變，只是硫酸鈉的濃度增大，故pH值不變，故B錯(cuò)誤；C、電解硫酸溶液時(shí)，實(shí)際上電解的是水，溶液中[H＋]增大，pH值減小，故C錯(cuò)誤；D、電解硫酸銅溶液時(shí)，陰極上析出銅，陽極上得到氧氣，所以溶液中[OH－]減小，[H＋]增大，溶液的pH值減小，故D錯(cuò)誤；一、單選題1．（2022秋·云南德宏·高二瑞麗市第一民族中學(xué)?？计谀┫铝嘘P(guān)于電解池的敘述中，不正確的是A．與電源正極相連的是電解池的陰極 B．電解池是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置C．溶液中的陽離子移向陰極 D．在電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)【答案】A【詳解】A．與外接直流電源正極相連的是電解池的陽極，A錯(cuò)誤；B．電解池將外接直流電的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，該裝置是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，B正確；C．電解池中溶液中的陽離子向得電子的一極移動(dòng)，電解池中與外接直流電源負(fù)極相連的是陰極，陰極得電子，即溶液中的陽離子移向陰極，C正確；D．電解池的陽極失去電子流入外接直流電源的正極，在電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，D正確；故選A。2．（2023秋·天津南開·高二南開大學(xué)附屬中學(xué)?？计谀┫铝杏嘘P(guān)電解的說法錯(cuò)誤的是A．與電源正極相連的是陽極 B．與電源負(fù)極相連的是陰極C．在陰極上發(fā)生氧化反應(yīng) D．陰離子向陽極方向移動(dòng)【答案】C【詳解】A．與電源正極相連的是電解池的陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；B．與電源負(fù)極相連的是電解池的陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，故B正確；C．與電源負(fù)極相連的是電解池的陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D．電解池中，電解質(zhì)溶液中陰離子向陽極移動(dòng)，故D正確；故選C。3．（2022秋·河南南陽·高二校聯(lián)考期中）中國科學(xué)家最近開發(fā)了種從空氣中提取水制取H2的新技術(shù)，即利用太陽能風(fēng)能等綠色能源驅(qū)動(dòng)電解槽裝置吸收空氣中的水分并將獲得的水分解成H2和O2。下列說法正確的是A．該裝置工作時(shí)僅涉及兩種能量轉(zhuǎn)化B．陽極反應(yīng)式為2H2O+2e-=2OH-+H2↑C．該裝置獲得H2、O2的物質(zhì)的量之比為2：1D．該裝置工作時(shí)陽離子向陽極遷移【答案】C【詳解】A．該裝置工作時(shí)僅涉風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能、太陽能轉(zhuǎn)化為電能以及電能再轉(zhuǎn)化為化學(xué)能三種能量轉(zhuǎn)化，故A錯(cuò)誤；B．陽極水失去電子轉(zhuǎn)化為氧氣，電極方程式為：2H2O-4e-=4H++O2↑，故B錯(cuò)誤；C．該裝置分解水的總方程式為：2H2O=O2↑+2H2↑，獲得H2、O2的物質(zhì)的量之比為2：1，故C正確；D．電解池工作時(shí)陽離子向陰極遷移，故D錯(cuò)誤；故選C。4．（2023春·四川成都·高二校聯(lián)考期中）高電壓水系鋅－有機(jī)混合液流電池的裝置如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)，Cl-通過陰膜向正極區(qū)遷移B．放電時(shí)，負(fù)極區(qū)溶液的pH減小C．充電時(shí)，Zn與外接直流電源負(fù)極相連D．充電時(shí)，陽極電極反應(yīng)式為FQH2-2e-=FQ+2H+【答案】A【詳解】A．原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，故放電時(shí)，Cl-不會(huì)向正極區(qū)遷移，A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)，負(fù)極區(qū)鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，，溶液氫氧根離子濃度減小，pH減小，B正確；C．充電時(shí)，Zn做陰極，與外接直流電源負(fù)極相連，C正確；D．充電時(shí)，陽極的FQH2失去電子反應(yīng)氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為FQH2-2e-=FQ+2H+，D正確；故選A。5．（2023春·四川成都·高二校聯(lián)考期中）在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計(jì)了一種新的工藝方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如圖所示。下列說法正確的是A．a(chǎn)為電源正極B．陽極反應(yīng)為Fe2++e-=Fe3+C．陰極區(qū)附近發(fā)生的反應(yīng)有4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2OD．若產(chǎn)生2.24LCl2，通過外電路中的電子數(shù)目為0.1NA【答案】C【詳解】A．由圖可知，左側(cè)鐵離子發(fā)生還原反應(yīng)生成亞鐵離子，為陰極，則a為負(fù)極，A錯(cuò)誤；B．右側(cè)電極為陽極，氯失去電子生成氯氣，，B錯(cuò)誤；C．陰極區(qū)附近亞鐵離子被氧氣氧化為鐵離子，發(fā)生的反應(yīng)有4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，C正確；D．沒有標(biāo)況，不能計(jì)算反應(yīng)的氯氣的物質(zhì)的量，D錯(cuò)誤；故選C。6．（2023春·江蘇宿遷·高二統(tǒng)考期中）實(shí)驗(yàn)室以一定濃度的和混合溶液為電解液，讓同時(shí)在陰、陽兩極發(fā)生反應(yīng)來模擬隔膜電解法處理含的廢水，工作原理如圖所示。已知陰極區(qū)域主要反應(yīng)可表示為：、(為活潑H)。下列說法不正確的是

A．直流電源b為負(fù)極B．圖中離子交換膜是陽離子交換膜C．陽極區(qū)的反應(yīng)可表示為：D．電解過程中陰極區(qū)溶液的pH變小【答案】D【詳解】A．電解池中陽離子移向陰極，直流電源a為正極，b為負(fù)極，故A正確；B．圖中離子交換膜能讓鈉離子通過，是陽離子交換膜，故B正確；C．陽極還原劑失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陽極區(qū)的反應(yīng)可表示為：CH3CHO+H2O?2e?=CH3COOH+2H+，故C正確；D．電解過程中陰極區(qū)發(fā)生H2O+e?=+OH?，產(chǎn)生氫氧根離子，溶液的pH值變大，故D錯(cuò)誤；故選D。7．（2023春·四川成都·高二校聯(lián)考期中）現(xiàn)代膜技術(shù)可使某種離子具有單向通過能力，常用于電解池、原電池中。電解NaB(OH)4溶液可制備H3BO3，其工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．NaB(OH)4中B的化合價(jià)為+3價(jià)B．N室發(fā)生的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-C．去掉a膜，陽極區(qū)用稀硫酸作電解液，不影響H3BO3的純度D．a(chǎn)、c膜均為陽離子交換膜，b膜為陰離子交換膜【答案】C【詳解】A．設(shè)B化合價(jià)為x，根據(jù)化合價(jià)為o計(jì)算+1+x+(-2+1)×4=0，得x=+3，A項(xiàng)正確；B．N與電源的負(fù)極相連為電解池的陰極，該極為H+發(fā)生還原反應(yīng)：2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B項(xiàng)正確；C．若撤去a膜，經(jīng)b膜進(jìn)入稀硫酸中而形成H3BO3，得到H3BO3混有H2SO4，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．裝置中得到H3BO3，需要經(jīng)b膜進(jìn)入產(chǎn)品室而H+經(jīng)a膜進(jìn)入產(chǎn)品室，所以a、b分別為陽離子和陰離子交換膜。原料室中的Na+需要經(jīng)c膜進(jìn)入N室形成NaOH，所以c膜為陽極膜，D項(xiàng)正確；故選C。8．（2023春·河南鄭州·高二鄭州市第九中學(xué)校聯(lián)考期中）以純堿溶液為原料，通過電解的方法可制備小蘇打，原理裝置圖如下：

上述裝置工作時(shí)，下列有關(guān)說法正確的是A．乙池電極接電池正極，氣體X為B．由乙池穿過交換膜進(jìn)入甲池C．甲池中只發(fā)生反應(yīng)：D．NaOH溶液Z的濃度比NaOH溶液Y的小【答案】D【分析】甲池中產(chǎn)生O2，甲池為陽極區(qū)，甲池中的電極為陽極；則乙池為陰極區(qū)，乙池中的電極為陰極，據(jù)此作答。【詳解】A．乙池中的電極為陰極，接電源的負(fù)極，電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，氣體X為H2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．Na+由甲池穿過交換膜進(jìn)入乙池，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．甲池中水電離產(chǎn)生的OH-放電產(chǎn)生O2，促進(jìn)水的電離（H2O?H++OH-），使水的電離平衡正向移動(dòng)，產(chǎn)生的H+與結(jié)合成，甲池中還發(fā)生反應(yīng)H++=，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．乙池中的電極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Na+由甲池穿過交換膜進(jìn)入乙池，電解過程中乙池中NaOH的量增多，故NaOH溶液Z的濃度比NaOH溶液Y的小，D項(xiàng)正確；答案選D。9．（2023春·安徽·高二校聯(lián)考期中）某傳統(tǒng)鋅-空氣二次電池的放充電原理如下圖所示：下列敘述正確的是A．放電時(shí)，電子從Zn電極流出經(jīng)電解液向多孔銅電極移動(dòng)B．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式僅為C．充電時(shí)，Zn電極上“鈍化”的ZnO不容易得電子D．放電時(shí)，CO2做氧化劑被還原為K2CO3【答案】C【分析】Zn的金屬活動(dòng)性比Cu強(qiáng)，且Cu與電解質(zhì)不反應(yīng)，所以Zn作負(fù)極，Cu作正極?！驹斀狻緼．電子只能沿導(dǎo)線流出，不能經(jīng)過電解質(zhì)溶液，所以放電時(shí)，電子從Zn電極流出，經(jīng)外電路向多孔銅電極移動(dòng)，A錯(cuò)誤；B．由圖可判斷，放電時(shí)，負(fù)極Zn失電子產(chǎn)物與電解質(zhì)反應(yīng)生成[Zn(OH)4]2-，則反應(yīng)式還有，B錯(cuò)誤；C．由圖可判斷，充電時(shí)，Zn電極上“鈍化”的ZnO不能轉(zhuǎn)化為[Zn(OH)4]2-，也就不能轉(zhuǎn)化為Zn，所以ZnO不容易得電子，C正確；D．放電時(shí)，CO2轉(zhuǎn)化為K2CO3，CO2的化合價(jià)沒有變化，D錯(cuò)誤；故選C。10．（2023春·四川綿陽·高二四川省綿陽南山中學(xué)?？计谥校┛茖W(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn-CO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如下，電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時(shí)，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。

下列說法錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e-＋4OH-=B．放電時(shí)，1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為1NAC．充電時(shí)，電池總反應(yīng)為2=2Zn＋O2↑＋4OH-＋2H2OD．充電時(shí)，正極溶液中OH-濃度降低【答案】B【分析】由題可知，放電時(shí)，CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，即CO2發(fā)生還原反應(yīng)，故放電時(shí)右側(cè)電極為正極，左側(cè)電極為負(fù)極，Zn發(fā)生氧化反應(yīng)生成；充電時(shí)，右側(cè)為陽極，H2O發(fā)生氧化反應(yīng)生成O2，左側(cè)為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)生成Zn，以此分析解答；【詳解】A．放電時(shí)，負(fù)極上Zn發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：，故A正確；B．放電時(shí)，CO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，C元素化合價(jià)降低2，則1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH時(shí)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2mol，故B錯(cuò)誤；C．充電時(shí)，陽極上H2O轉(zhuǎn)化為O2，負(fù)極上轉(zhuǎn)化為Zn，電池總反應(yīng)為：，故C正確；D．充電時(shí)，正極即為陽極，電極反應(yīng)式為：，溶液中H+濃度增大，溶液中c(H+)?c(OH-)=KW，溫度不變時(shí)，KW不變，因此溶液中OH-濃度降低，故D正確；故答案為：B。11．（2022·高二單元測(cè)試）下列敘述正確的是①電解池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置②原電池是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置③金屬和石墨導(dǎo)電均為物理變化，電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化④電解池兩個(gè)電極材料可以相同A．①②③④ B．③④ C．②③④ D．③【答案】B【詳解】①電解池是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置，故①錯(cuò)誤；②原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置，故②錯(cuò)誤；③金屬和石墨均為自由電子導(dǎo)電，屬于物理變化；電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是電解，屬于化學(xué)變化，故③正確；④電解池連接外接電源，兩個(gè)電極材料可以相同也可以不同，故④正確；選B。12．（2023春·湖北·高二校聯(lián)考期中）科學(xué)家研制的新型氯流儲(chǔ)能電池(如圖)，電極a是//鈦電極，下列說法不正確的是A．圖中N型半導(dǎo)體為正極，P型半導(dǎo)體為負(fù)極B．充電時(shí)電極a上發(fā)生的反應(yīng)是：C．充電過程中，NaCl溶液的濃度不斷減小D．放電時(shí)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子則有1mol透過多孔活性炭電極向電極a移動(dòng)【答案】B【分析】由題中信息可知放電時(shí)Cl2得電子，多孔活性炭電極b是原電池正極，電極a中失電子生成，電極a是負(fù)極，充電時(shí)b為電解池陽極，N型半導(dǎo)體為太陽能電池的正極，P型半導(dǎo)體為太陽能電池的負(fù)極?！驹斀狻緼．根據(jù)儲(chǔ)能電池電極反應(yīng)物判斷，放電時(shí)電極b是正極，電極a是負(fù)極，故N型半導(dǎo)體為正極，P型半導(dǎo)體為負(fù)極，A項(xiàng)正確；B．充電時(shí)，電極a是陰極，陰極上發(fā)生得電子的反應(yīng)，B項(xiàng)不正確；C．充電時(shí)，電極b上失電子生成，下降，NaCl溶液的濃度不斷減小，C項(xiàng)正確；D．放電時(shí)，電極b上得電子生成，根據(jù)電荷守恒，電路中轉(zhuǎn)移1mol電子則有1mol透過多孔活性炭電極向電極a移動(dòng)，D項(xiàng)正確；故答案選B。二、填空題13．（2023春·江蘇鎮(zhèn)江·高二江蘇省鎮(zhèn)江第一中學(xué)校考期中）含N元素的部分物質(zhì)對(duì)環(huán)境有影響，如含NO、NO2的廢氣會(huì)引起空氣污染，含NO、NO、NH的廢水會(huì)引起水體富營養(yǎng)化，都需要經(jīng)過處理后才能排放。(1)氫氣催化還原含NO煙氣原理如下：主反應(yīng)：2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)副反應(yīng)：2NO(g)+H2(g)N2O(g)+H2O(g)某溫度下H2的體積分?jǐn)?shù)對(duì)H2還原NO反應(yīng)的影響如圖1所示。當(dāng)H2的體積分?jǐn)?shù)大于600×10-6時(shí)，N2的體積分?jǐn)?shù)呈下降趨勢(shì)，原因是______。(2)工業(yè)上用電解法治理亞硝酸鹽對(duì)水體的污染，模擬工藝如圖2所示，寫出電解時(shí)鐵電極的電極反應(yīng)式______。隨后，鐵電極附近有無色氣體產(chǎn)生，寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式______。(3)工業(yè)上以鈦基氧化物涂層材料為陽極，碳納米管修飾的石墨為陰極，電解硝酸鈉和硫酸鈉混合溶液，可使NO轉(zhuǎn)變?yōu)镹H，后續(xù)再將NH反應(yīng)除去。已知：電極(電催化劑)所處的環(huán)境對(duì)其催化活性起重要作用。①若在酸性介質(zhì)中電解混合溶液，將NO轉(zhuǎn)變?yōu)镹H的電極反應(yīng)式為______。其他條件不變，只改變混合溶液的pH，NO去除率如圖3所示，pH越小，NO去除率上升可能原因是______。②其他條件不變，只向混合溶液中投入一定量NaCl，后續(xù)去除NH的效果明顯提高，溶液中氮元素含量顯著降低?？赡茉蚴莀_____?！敬鸢浮?1)氫氣和生成的氮?dú)夥磻?yīng)生成氨氣(或者N2O被H2還原為NH3)(2)Fe-2e-=Fe2+2NO+8H++6Fe2+=N2↑+6Fe3++4H2O(或2HNO2+6H++6Fe2+=N2↑+6Fe3++4H2O)(3)NO+10H++8e-=NH+3H2O隨著pH的降低，催化劑的催化活性明顯上升水中的氯離子在陽極上被氧化成氯氣，氯氣具有較強(qiáng)氧化性，與銨根離子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成N2，從而使銨根離子從水溶液中得到去除【詳解】（1）由圖可知，當(dāng)氫氣體積分?jǐn)?shù)較大時(shí)氮?dú)夂拷档停睔夂可筛?，故?dāng)H2的體積分?jǐn)?shù)大于600×10-6時(shí)，N2的體積分?jǐn)?shù)呈下降趨勢(shì)，原因是氫氣和生成的氮?dú)夥磻?yīng)生成氨氣(或者N2O被H2還原為NH3)；（2）由陽離子的遷移方向，可確定鐵電極為陽極，電解時(shí)鐵電極發(fā)生的電極反應(yīng)式：Fe-2e-=Fe2+。隨后，鐵電極附近有無色氣體產(chǎn)生，表明生成了N2，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為2+6Fe2++8H+=N2↑+6Fe3++4H2O。答案為：Fe-2e-=Fe2+；2NO+8H++6Fe2+=N2↑+6Fe3++4H2O(或2HNO2+6H++6Fe2+=N2↑+6Fe3++4H2O)；（3）①電解時(shí)，硝酸根離子在陰極得到電子生成銨根離子，電極方程式為：NO+10H++8e-=NH+3H2O；電極(電催化劑)所處的環(huán)境對(duì)其催化活性起到重要作用，隨著pH的降低，催化劑的催化活性明顯升高，去除率下降，故答案為：NO+10H++8e-=NH+3H2O；隨著pH的降低，催化劑的催化活性明顯上升；②電解液中投加了一定量NaCl，水中的氯離子在陽極上被氧化為氯氣，與銨根離子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成N2，從而使銨根離子從水溶液中去除，溶液中氮元素含量顯著降低，故答案為：水中的氯離子在陽極上被氧化成氯氣，氯氣具有較強(qiáng)氧化性，與銨根離子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成N2，從而使銨根離子從水溶液中得到去除。14．（2023春·四川成都·高二校聯(lián)考期中）按照要求回答下列問題：(1)通過電解廢舊鋰電池中的LiMn2O4可獲得難溶性的Li2CO3和MnO2，電解示意圖如圖(其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過，電解過程中溶液的體積變化忽略不計(jì))。①電極B發(fā)生的電極反應(yīng)式為______。②電解一段時(shí)間后溶液中Mn2+濃度______(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進(jìn)行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時(shí)得到H2SO4，其原理如圖所示(電極材料均為石墨)。①圖中A口產(chǎn)生的氣體為______，B口流出的物質(zhì)是______。②b電極表面發(fā)生的電極反應(yīng)式為______。(3)Co是磁性合金的重要材料，也是維生素的重要組成元素。工業(yè)上可用如圖裝置制取單質(zhì)Co并獲得副產(chǎn)品鹽酸(A、B均為離子交換膜)。①A為______(填“陽”或“陰”)離子交換膜。②該電解池的總反應(yīng)離子方程式為______。③若產(chǎn)品室中陰極質(zhì)量增加11.8g，則產(chǎn)品室增加的HCl的物質(zhì)的量為______?！敬鸢浮?1)增大(2)氫氣氫氧化鈉(3)陽0.4mol【詳解】（1）①由圖可知，電極B上Mn2+失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化錳，發(fā)生的電極反應(yīng)式為；②由圖可知，電解總反應(yīng)為，電解一段時(shí)間后溶液中Mn2+濃度增大；（2）①電解池中陽離子向陰極移動(dòng)，由圖可知，a為陰極，水放電生成氫氣和氫氧根離子，圖中A口產(chǎn)生的氣體為氫氣，B口流出的物質(zhì)是氫氧化鈉；②b電極為陽極，亞硫酸根離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸根離子，表面發(fā)生的電極反應(yīng)式為；（3）①工業(yè)上可用如圖裝置制取單質(zhì)Co并獲得副產(chǎn)品鹽酸，Co2+在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成Co單質(zhì)，陽極水放電生成氧氣和氫離子，陽極室中氫離子通過A膜、陰極室中氯離子通過B膜向產(chǎn)品室遷移得到HCl，故A為陽離子交換膜；②由①分析可知，該電解池的總反應(yīng)離子方程式為；③若產(chǎn)品室中陰極質(zhì)量增加11.8g，則生成0.2molCo，根據(jù)電子守恒可知，，產(chǎn)品室增加的HCl的物質(zhì)的量為0.4mol。15．（2023秋·廣東湛江·高二統(tǒng)考期末）某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)如圖所示裝置來研究電化學(xué)知識(shí)。其中A、B為石墨電極?；卮鹣铝袉栴}：(1)閉合開關(guān)K，甲裝置是______(填“原電池”或“電解池”)，并寫出甲裝置總反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式______，一段時(shí)間后，甲裝置電解質(zhì)溶液pH______(填“增大”或“減小”)。(2)當(dāng)乙有0.4mol電子通過電路時(shí)，發(fā)現(xiàn)B極增重6.4g，則B極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為______，______。要使電解液恢復(fù)為原狀態(tài)需加入物質(zhì)______(填化學(xué)式)(3)丙裝置為氯堿工業(yè)，則W的物質(zhì)為______，則電極材料為Fe電極的是______(填“C”或“D”)。【答案】(1)原電池減小(2)Cu2++2e-=Cu2H2O+2e-=2OH-+H2↑Cu(OH)2(或和H2O)(3)飽和食鹽水D【分析】閉合開關(guān)后，甲裝置中，左側(cè)Pt電極加入燃料甲醇，右側(cè)Pt電極通入助燃劑O2，所以甲裝置為原電池，乙、丙裝置為電解池，且A、C為陽極，B、D為陰極?！驹斀狻浚?）根據(jù)裝置圖甲中明顯的燃料物質(zhì)甲醇和O2在兩極的信息，可知甲為原電池；甲醇燃燒生成的二氧化碳在堿性環(huán)境中轉(zhuǎn)化為碳酸鹽，總反應(yīng)為；根據(jù)總反應(yīng)方程式可知，一段時(shí)間后體系內(nèi)OH-被消耗，c(OH-)降低，pH減?。淮鸢笧椋涸姵?；；減小。（2）當(dāng)乙中有0.4mol電子通過時(shí)，理論上陰極生成0.2molCu，但實(shí)際上溶液中只有0.1molCu2+，Cu2+不足，則陰極生成的銅為0.1mol，陰極上接著由水中的H+放電生成