高中化学练习题 电解原理 (2) 附答案解析.doc

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电解原理

【学习目标】

1、了解电解池的工作原理；

2、初步掌握一般电解反应产物的判断方法。

【要点梳理】

要点一、电解原理

1．定义：使电流通过电解质溶液（或熔融的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫电解。

2．装置特点：电能转化为化学能。

3．形成条件：（1）与电源两个电极相连；（2）电解质溶液（或熔融的电解质）；（3）形成闭合回路。

4．阴阳极的判断及反应原理（以电解熔融NaCl、CuCl2溶液为例）

【高清课堂：电解原理#电解反应类型】

要点二、电解反应类型

1．只有电解质参加的反应（电解CuCl2溶液）

阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑（氧化反应）阴极：Cu2++2e－＝Cu（还原反应）

总反应：CuCl2Cu+Cl2↑

2．只有水参加的反应（电解稀硫酸）

阳极：4OH--4e－=2H2O+O2?阴极：2H++2e－=H2?

总反应：2H2O2H2?+O2?

3．水和电解质均参加的反应（电解饱和食盐水）

阳极：2Cl--2e－=Cl2阴极：2H++2e－=H2

总反应：2NaCl+2H2OH2-+Cl2-+2NaOH

4．电极参加的反应

阳极反应：Cu-2e－=Cu2+阴极反应：2H+-2e－=H2

总反应：Cu+2H+Cu2++H2?

要点三、电解时电极反应式的书写

1．看电极。

主要是看阳极是何类型的电极，若为活性电极，电极本身被氧化发生氧化反应。阴极一般不参与电极反应。

2．看离子。

搞清电解质溶液中存在哪些阴离子、阳离子，根据放电顺序书写电极反应式。

3．水溶液中始终有H+和OH－，放电顺序中H+、OH－之后的离子一般不参与电极反应。

例如：电解CuSO4（aq）的电极反应分析：

如图所示：（1）看电极。石墨作阳极，Fe作阴极，所以两电极都不反应。

（2）看离子。

阳离子放电顺序：Cu2+＞H+，故Cu2++2e－＝Cu

阴离子放电顺序：OH－＞SO42－，故4OH－－4e－＝2H2O+O2↑

总方程式为：

2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+或2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4

要点诠释：书写电极反应式的步骤一般分为四步：

（1）列物质、标得失；

（2）选离子、配电荷；

（3）配个数、巧用水；

（4）两式加、验总式。

【典型例题】

类型一、电化学中电极及电极反应的判断

例1（2015浙江高考）在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O—CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是（）

A．X是电源的负极

B．阴极的反应式是：H2O＋2eˉ＝H2＋O2ˉCO2＋2eˉ＝CO＋O2ˉ

C．总反应可表示为：H2O＋CO2H2＋CO＋O2

D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1︰1

【思路点拨】仔细观察图中进入和出去的气体便可判断阴阳极，同时电极反应式也可迎刃而解。

【答案】D

【解析】A、从图示可看出，与X相连的电极发生H2O→H2、CO2→CO的转化，均得电子，应为电解池的阴极，则X为电源的负极，A正确；B、阴极H2O→H2、CO2→CO均得电子发生还原反应，电极反应式分别为：H2O＋2eˉ＝H2＋O2ˉ、CO2＋2eˉ＝CO＋O2ˉ，B正确；C、从图示可知，阳极生成H2和CO的同时，阴极有O2生成，所以总反应可表示为：H2O＋CO2H2＋CO＋O2，C正确；D、从总反应方程式可知，阴极生成2mol气体（H2、CO各1mol）、阳极生成1mol气体（氧气），所以阴、阳两极生成的气体物质的量之比2∶1，D不正确。故选D。

【总结升华】

举一反三：

【变式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附近分别滴加石蕊溶液，下列实验现象正确的是()?

A．逸出气体的体积：a电极的小于b电极的

B．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】Na2SO4＝2Na＋＋SO42－，H2OH＋＋OH－，SO42－和OH－移向b电极，Na＋和H＋移向a电极，在b电极上：4OH－-4e－?＝2H2O＋O2↑，在a电极上：4H＋＋4e－?＝2H2↑，所以a电极产生的气体体积大于b电极；两种气体均为无色无味的气体；由于a电极上H＋放电，所以a电极附近的c(OH－)＞c(H＋)，滴加石蕊试液a