易错专题14 电解池的工作原理及应用（原卷版）-2024-2025学年高二化学易错题典例精讲与习题精练（人教版2019选择性必修1）.docx

易错专题14电解池的工作原理及应用

聚焦易错点：

?易错点一电解池的工作原理

?易错点二电解池的应用

典例精讲

易错点一电解池的工作原理

【易错典例】

例1（2024·福建·厦门英才学校高二期中）某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述正确的是

A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出

B．a和b用导线连接时，铁片上发生的反应为：Cu2++2e-=Cu

C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色直接变成黄色

D．a连接直流电流正极，b连接直流电流负极，电压足够大时，Cu2+向铜电极移动

【解题必备】

1.电解原理：

(1)电解：电解是使电流通过电解质溶液或熔融电解质而在两个电极上引起氧化还原反应的过程。

①电解时所用的电流必须是直流电，而不是交流电。

②熔融态电解质可被电解，电解质溶液也可被电解。

③电解的过程实质是一个氧化还原反应发生的过程，这一过程在通常情况下是不能进行的。

(2)电解池：电解池是将电能转化为化学能的装置。

(3)电解池的电极名称：阴极——与电源负极相连的电极，发生还原反应；阳极——与电源正极相连的电极，发生氧化反应。

(4)电解池的构成条件：具有与直流电源相连接的两个电极(阴极、阳极)，插入电解质溶液或熔融电解质中，形成闭合回路。

2.电解规律

(1)阴极：与电极材料无关，无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子放电顺序：Ag＋Cu2＋H＋Pb2＋Fe2＋Zn2＋……

(2)阳极：活性金属电极，金属电极失电子被溶解，生成对应金属阳离子。惰性电极(Pt、Au、C)溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，其放电顺序：金属阳极S2－I－Cl－OH－含氧酸根。

（3）电极反应式的书写步骤：

①看电极：主要看阳极是何类型的电极，若为活性电极，电极本身被氧化；若为惰性电极，溶液或融化状态的电解质中的阴离子被氧化。阴极一般不参与反应。

②看离子：搞清溶液或融化状态的电解质中有哪些阳离子、阴离子，首先排出放电顺序，然后书写电极反应式。

③书写时一定不要忘了水的电离，水溶液中始终有H＋和OH－，放电顺序中H＋和OH－之后的离子一般不参与电极反应。

④两个电极反应式所带的电荷必相等。

⑤书写时可依据总的反应式和某一电极反应式来写另一电极反应式。用总的反应式减去某一电极反应式就等于另一电极反应式。

（4）电解的几种类型：电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐，实质上是电解水，电解水型；电解不活泼金属无氧酸盐，实际上是电解电解质本身，分解电解质型；电解不活泼金属的含氧酸盐，放氧生酸型；电解活泼金属（K/Ca/Na）的无氧酸盐，放氢生碱型。

【变式突破】

1．（2023·贵州·清华中学高二阶段练习）用下图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是()

A.用石墨作阳极，铁作阴极

B.阳极的电极反应式为Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O

C.阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

D.除去CN－的反应：2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O

易错点二电解池的应用

【易错典例】

例2（2023·福建·上杭县才溪中学高二阶段练习）双隔膜电解池的结构示意图如图所示,利用该装置可以电解硫酸钠溶液以制取硫酸和氢氧化钠,并得到氢气和氧气。对该装置及其原理判断正确的是()

A.a气体为氢气,b气体为氧气

B.A溶液为氢氧化钠,B溶液为硫酸

C.c隔膜为阳离子交换膜,d隔膜为阴离子交换膜

【解题必备】电解池的应用

1.氯碱工业的电解原理（电解食盐水）：

(1)通电前，氯化钠溶液中含有的离子：Na＋、Cl－、H＋、OH－。通电时，Na＋、H＋移向阴极，H＋放电，Cl－、OH－移向阳极，Cl－放电。电极反应式为：

阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)

阴极：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)，因H＋放电，导致水的电离平衡H2OH＋＋OH－向右移动，致使生成NaOH。

(2)电解的总反应式：

化学方程式：2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH

离子方程式：2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－

2．电镀：

(1)电镀：应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。电镀的特点是阳极本身参与电极反应，电镀过程中相关离子的浓度、溶液pH等保持不变。

(2电镀池的构成：一般都是用含有镀层金属离子的电解质溶液作电镀液；把镀层金属浸入电镀液中与直流电源的正极相连，作为阳极；待镀金属制品与直流电源的负极相连，作阴极。

（3）电极反应式：待镀铁件表面镀上一层红色的铜，铜片不断溶解。硫酸铜