电能转化为化学能——电解
考纲要求 1.理解电解池的构成、工作原理及应用。2.能书写电极反应和总方程式。
考点一 电解的原理
1．电解和电解池
(1)电解：在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 (2)电解池：电能转化为化学能的装置。 (3)电解池的构成
①有与电源相连的两个电极。 ②电解质溶液(或熔融电解质)。 ③形成闭合回路。 2．电解池的工作原理
(1)电极名称及电极反应式(电解CuCl2溶液为例)
通电
总反应式：CuCl2=====Cu＋Cl2↑ (2)电子和离子的移动方向
①电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流出后流向电源的正极。 ②离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。 3．阴阳两极上放电顺序
(1)阴极：(与电极材料无关)。氧化性强的先放电，放电顺序：
(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。 若是惰性电极作阳极，放电顺序为
注意 ①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。②最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl>OH；阴极：Ag>Cu>H。③电解水溶液时，
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2＋
＋
K～Al不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。 4．用惰性电极电解电解质溶液的规律
类型 含氧酸 强碱 电解水型 活泼金属的含氧酸盐 无氧酸(氢电解电解质型 氟酸除外) 不活泼金属的无氧酸盐 KNO3 实例 H2SO4 NaOH 电极反应特点或反应式 溶液中的H和OH分别在阴阳两极放电： 阴极：________ 阳极：________ HCl 电解质电离的阴阳离子分别在两极放电： CuCl2 阳极：________ 阴极水电离的H放氢生碱型 活泼金属的无氧酸盐 ＋－＋＋3＋
电解产物 溶液pH变化 溶液复原 H2 O2 H2 Cl2 Cu Cl2 NaCl 放电，阳极电阴极：___ 阳极：___ 解质电离的阴离子放电 阳极水电离的 放氧生酸性 不活泼金属的含氧酸盐 OH放电，阴极AgNO3 电解质的阳离子放电 阴极：________ －Ag 阳极：__ 答案 4H＋4e===2H2↑ 4OH－4e===2H2O＋O2↑ 减小 增大 不变 水 2Cl－2e===Cl2↑ 增大 HCl CuCl2 H2(或H2、NaOH) Cl2 增大 HCl Ag＋e===Ag O2 减小 Ag2O
(1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程(√) (2)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现(√) (3)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极(×) (4)电解稀硫酸制H2、O2时，可用不活泼的铜做阳极(×)
(5)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色(×) (6)电解盐酸、硫酸等溶液，H放电，溶液的pH均增大(×)
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1．根据金属活动性顺序表，Cu和稀H2SO4不反应，怎样根据电化学的原理实现Cu和稀H2SO4反应产生H2?
答案 Cu做阳极，C做阴极，稀H2SO4做电解质溶液，通入直流电就可以实现该反应。电解反
－2＋＋－＋通电2＋
应式为阳极：Cu－2e===Cu，阴极：2H＋2e===H2↑。总反应式：Cu＋2H=====Cu＋H2↑。
2．若用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，需加入98 g Cu(OH)2固体，才能使电解质溶液复原，则这段时间，整个电路中转移的电子数为多少？ 答案 4NA
解析 方法一：98 g Cu(OH)2的物质的量为1 mol，相当于电解了1 mol的CuSO4后，又电解了1 mol的水，所以转移的电子数为2NA＋2NA＝4NA。
方法二：可以认为整个电路中转移的电子数与Cu(OH)2的O失电子数相等，共4NA。
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题组一 电解规律及电极产物的判断
1．用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为升高、不变、降低的是( ) A．AgNO3 CuCl2 Cu(NO3)2 B．KCl Na2SO4 CuSO4 C．CaCl2 KOH NaNO3 D．HCl HNO3 K2SO4 答案 B
解析 由电解电解质溶液的四种类型可知：
类型 放O2生酸型 放H2生碱型 电解电解质型 化学物质 CuSO4、AgNO3、Cu(NO3)2 KCl、CaCl2 CuCl2 HCl NaNO3、Na2SO4、K2SO4 电解H2O型 KOH HNO3
2.(2019·天津高三调研)以石墨为电极，电解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列说法错误的是( )
pH变化 降低 升高 升高 不变 升高 降低 A．阴极附近溶液呈红色 C．阳极附近溶液呈蓝色 答案 D
B．阴极逸出气体 D．溶液的pH变小
通电
解析 以石墨为电极，电解KI溶液，发生的反应为2KI＋2H2O=====2KOH＋H2↑＋I2(类似于电解饱和食盐水)，阴极产物是H2和KOH，阳极产物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以阳极附近的溶液会变蓝(淀粉遇碘变蓝)，阴极附近的溶液会变红(溶液呈碱性)，A、B、C正确；由于电解产物有KOH生成，所以溶液的pH逐渐增大，D错误。
3.用石墨做电极，电解稀Na2SO4溶液的装置如图所示，通电后在石墨电极A和B附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列有关叙述正确的是( )
A．逸出气体的体积：A电极＜B电极
B．一电极逸出无味气体，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．电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 答案 D
解析 SO4、OH移向B电极，在B电极OH放电，产生O2，B电极附近c(H)＞c(OH)，石蕊溶液变红，Na、H移向A电极，在A电极H放电产生H2，A电极附近c(OH)＞c(H)，石蕊溶液变蓝，C项错误、D项正确；A电极产生的气体体积大于B电极，A项错误；两种气体均为无色无味的气体，B项错误。
题组二 电子守恒在电化学计算中的应用
4．(2018·宜昌调研)以铅蓄电池为电源，石墨为电极电解CuSO4溶液，装置如下图。若一段时间后Y电极上有6.4 g 红色物质析出，停止电解。下列说法正确的是( )
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A．a为铅蓄电池的负极 B．电解过程中SO4向右侧移动 C．电解结束时，左侧溶液质量增重8 g
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