電解原理及其應用

知識整倉；

一、電解池

。電解

使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程。

⑥電解池（或電解槽）

（1）定義

借助于電流引起氧化還原反應的裝置，也就是把電能轉化為化學能的裝置。

<2）陽極與陰極

陽極：與電源正極相連的電極叫陽極，發生氧化反應。

陰極：與電源負極相連的電極叫陰極，發生還原反應。

（3）電解池的構成條件

與直流電源相連的兩個電極：陽極和陰極；電解質溶液（或熔融電解質）；形成閉合回路。

（4）電解池的工作原理（以電解CuCL溶液為例）

e-沿導線傳遞e-沿導線傳途

，還原反應

幻

，匣陰

▲愀Cu2*+2e'=Cu

離

子

移

向

_

。電解池和原電池比較

電解池原電池

定義將電能轉變為化學能的裝置將化學能轉變為電能的裝置

CQCCul^lzn

裝置舉例

由玉-NaCl溶液二:二二生-稀H2s0,

形成條件①兩個電極與直流電源相連①活潑性不同的兩電極（連接）

②電解質溶液②電解質溶液

③形成閉合回路③形成閉合回路

④能自發進行氧化還原反應

陽極：與電源正極相連的極負極：較活潑金屬（電子流出的極）

電極名稱陰極：與電源負極相連的極正極：較不活潑金屬（或能導電的非

金屬）（電子流入的極）

陽極：溶液中的陰離了失電了，或電極負極:校活潑電極金屬或陰離了失電

金屬失電子，發生氧化反應子，發生氧化反應

電極反應

陰極：溶液中的陽離子得電子，發生還正極：溶液中的陽離子或氧氣得電

原反應子，發生還原反應

溶液中的離子陰離子移向陽極，陽離子移向陰極陰離子移向負極，陽離子移向正極

移向

電源負極星支陰極邈陽極負極導線,正極

電子流向

昱&電源正極

實質均發生氧化還原反應，兩電極得失電子數相等

聯系原電池可以作為電解池的甩源，二者共同形成閉合回路

。電解池陰、陽極的判斷

（1）由電源的正、負極判斷：與電源負極相連的是電解池的陰極：與電源正極相連的

是電解池的陽極。

（2）由電極現象確定：通常情況下，在電解池中某■?電極若不斷溶解或質量不斷減少，

則該電極發生氧化反應，為陽極；某?電極質量不斷增加或電極質量不變，則該電極發生還

原反應，為陰極。

（3）由反應類型判斷：失去電子發生氧化反應的是陽極：得到電子發生還原反應的是

陰極。

《8電解產物的判斷

（1）陽極產物的判斷

首先看電極，若是活性電極（一般是除Au、Pt外的金屬），則電極材料本身失電子，電

極被溶解形成陽離子進入溶液：若是惰性電極（如石墨、伯、金等），則根據溶液中陰離子放

電順序加以判斷。

陽極放電順序：

金屬（一般是除Au、Pt外）,S2>1>Br>CI>OH>含氧酸根在。

（2）陰極產物的判斷

直接根據溶液中陽離子放電順序加以判斷。陽離子放電順序：

Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+o

P畤劇I疆醵

（I）處理有關電解池兩極產物的問題，一定要先看電極是活性電極還是惰性電極。活

性電極在陽極放電，電極溶解生成相應的金屬離子，此時陰離子在陽極不放電。對于惰性電

極，則只需比較溶液中定向移動到兩極的陰陽離子的放電順序即可。

（2）根據陽離子放電順序判斷陰極產物時，要注意下列三點：

①陽離子放電順序表中前一個以H+）與其他離子的濃度相近，后一個c（H+）很小，來自水

的電離：

②Fe3+得電子能力大于CF+,但第一階段只能被還原到Fc2+；

③Pb?+、Sn2\Fc2\Zn?+控制一定條件（即電鍍）時也能在水溶液中放電：AP+、Mg2\

Na+、Ca2\K+只有在熔融狀態下放電。

二、電解原理的應用

1.電解飽和食鹽水——氯堿工業

（1）電極反應

陽極：2C「-2e-=Cl2T（反應類型：氧化反應）。

陰極：2H++2e--H2T（反應類型：還原反應）。

檢驗陽極產物的方法是：用濕潤的KI淀粉試紙靠近陽極附近，若試紙變藍，證明生成

了Cl2o電解時向食鹽水中加酚儆，陰極附近溶液變紅，說明該電極附近產生的物質為NaOH.

（2）電解方程式

電解

化學方程式：2NaCl+2H，O=2NaOH+H#+CbT

電解

離子方程式：2cr+2H2O^=2OH-+H2T+CI2T

2.電解精煉銅

電鍍（Fe表而鍍Cu）電解精煉銅

電極材料鍍層金屬銅粗銅（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質）

Cu-2e-=Cu2+

陽極Zn-2e-=Zn2+

電極反應Cu-2e-^=Cir+

Fe-2e-=Fe2+

Ni-2e-=Ni2+

電極材料待鍍金屬鐵純銅

陰極

電極反應Cu7++2e~——Cu

電解質溶液含C/+的捻溶液

注：電解精煉銅時，粗銅中的Ag、Au等不反應，沉積在電解池底部形成陽極泥

3.電鍍

利用電解原理，在金屬表面上鍍上一層其它金屬或合金的過程叫電鍍。

①電極的連接:鍍層金屬或惰性電極做陽極，和外加電源的正極相連:鍍件金屬做陰極,

和外加電源的負極相連。如鐵上鍍銅，銅（或石墨）做陽極，鐵做陰極。

②電鍍液的選擇：選擇含有鍍層金屬離子的溶液做電鍍液，如鐵上鍍銅，選擇硫酸銅溶

液做電鍍液。

③電極反應：陽極：Cu^Cu2++2e~,陰極：Cu2++2e-^=Cu

④電鍍的特點：若鍍層金屬做陽極，電鍍過程中溶液中陽離子濃度不變；若用惰性電極

做陽極，電鍍過程中溶液中陽離子濃度減小。

舞蠲器曜

電鍍過程中，溶液中離子濃度不變：電解精煉銅時，由于租銅中含有Zn、Fe、Ni等活

潑金屬，反應過程中失去電子形成陽離子存在于溶液中，而陰極上C/+被還原，所以電解

精煉過程中，溶液中的陽離子濃度會發生變化。

4.電冶金

冶煉鈉、鈣、鎂、鋁等活潑金屬，必須用電解法。如電解爆融氯化鈉得到鈉時：

陽極：2C「一2釬----Cl2

電極反應2

陰極：2Na++2e-=~2Xa

總反應方程Kb'aCK熔融）里后2、a+Cl?）

注意：①電解熔融MgCL冶煉鎂，而不能電解熔融MgO冶煉鎂，因MgO的熔點很高：

②電解熔融AI。冶煉鋁，而不能電解A1CL冶煉鋁，因AICL是共價化合物，其

熔融態不導電。

心重點考向,

考向一電解規律的考查

典例引領

典例1用惰性電極電解下列各組中的三種電解質溶液，在電解的過程中，溶液的pH依次

為升高、不變、降低的是

A.AgNOaCuChCu(NO3)2

B.KC1Na2SO4CuSCh

C.CaCbKOHNaNQ、

D.HCIHNO3K2SO4

【解析】由電解規律可得

類型化學物質pH變化

放02生酸型CuSCh、AgNO?>CU(N0?)2降低

放H2生堿型KC1、CaCh升高

CuCh升高

電解電解質型

HCI升高

NaNO*Na2so4、K2so4不變

電解H?O型KOH升高

HNO3降低

【答案】B

變式拓展

1.圖中X為電源，Y為浸透飽和食鹽水和酚儆試液的濾紙，濾紙中央滴有一滴KMnO4溶液,

通電后Y中央的紫紅色斑向d端擴散。下列判斷正確的是

X

-----[—ab?-|—

—

__KM^--Y

Cu].Pl

二二?三Z：

Z一二二二；，三二二二二-

CuSO,溶液

A.濾紙上c點附近會變紅色

B.Qi電極質量減小，Pt電極質量增大

C.Z中溶液的pH先減小，后增大

D.溶液中的SO3向Qi電極定向移動

用惰性電極電解電解質溶液的規律

電極反應電解質電解質溶

類電解

電解質特點實例電解方程式溶液的液復原的

型陰極陽極對象

變化方法

電含氧酸H2s04

4H-+4e-4OH--4e-

2Hq-

解可溶性強堿NaOH濃度增

水加水

水活潑金屬含大

2H2f+O2T

KNO32H2T2H2O+O2T

型氧酸鹽

電電解

2H+2e-2CI-2e-^=2HCI—

無氧酸HC1力UHCI

解

——H2TChTHzt+Ch?

電濃度減

電解質

解CuCL衛小

不活潑金屬CM++2e-2Cl--2e-^=

CuCh加CuCh

質無氧酸鹽

CuChtCu+ChT

型

放

2NaCl+2H2O

活潑金屬無電解質生成新

H22H-+2e-2CI-2e-^=電解

NaCI力UHCI

生氧酸鹽——HatChT和水電解質

2NaOH+H1+

喊2

型C12t

放

2CUSO4+2H1O

024OH--4e-

不活潑金屬ca+2e-電解質生成新

厘絲2Cu+

生加CuO

CuSO4

含氧酸鹽Cu和水電解質

酸

2H2O+O2T2H2SO4+O2T

型

考向二電解原理的“常規”應用

典例引領

典例1高鐵酸鹽在能源環保領域有廣泛用途。用銀(Ni)、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備

高鐵酸鈉(NazFeO』)的裝置如圖所示。下列說法正確的是

A.鐵是陽極，電極反應為Fe-2e—+2OFr===Fe(OH)2

B.電解一段時間后，鍥電極附近溶液的pH減小

C.若離子交換膜為陰離子交換膜，則電解結束后左側溶液中含有FeOf

D.每制得1molNazFeOd,理論上可以產生67.2L氣體

【解析】A.用銀(Ni)、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鈉(NazFeCh),鐵失電子

生成高鐵酸鈉，則鐵作陽極，銀作陰極，電極反應式為Fe+8OH-6e===FeO=+4H2O,

故A錯誤：B.銀電極上氫離子放電生成氫氣，氫離子濃度減小，所以溶液的pH增大，故

B錯誤；C.若離子交換膜為陰離子交換膜，則電解結束后由丁?濃度差左側溶液中會含有

FeOl,故C正確；D.溫度和壓強未知，所以無法計算生成氣體體積，故D錯誤。

【答案】C

變式拓展

2.如圖是工業電解飽和食鹽水的裝置示意圖，下列有關說法不正確的是

A.裝置中的離子交換膜屬于陽離子交換膜

B.裝置中①處的物質是氫氣，②處的物質是氯氣

C.除去雜質后的NaOH溶液從出口B處導出

D.轉移0.8mol電子時產生H28.96L(標準狀況卜)

Q/離子交換膜的作用

陽離子交換膜(以電解NaCI溶液為例)，只允許陽離子(Na+)通過，而阻止陰離子(。-、

OH)和分子(CL)通過，這樣既能防止H?和CL混合爆炸，乂能避免Cb和NaOH溶液作用

生成NaQO影響燒堿質量，由此可推知，陰離子交換膜只允許陰離子通過，質子(H-)交換

膜只允許質子(H+)通過。

考向三電解原理的“創新”應用

典例引領

典例1國內某科技研究小組首次提出一種新型的Li?電池體系，該體系正極采用含有「、

Li+的水溶液，負極采用固態有機聚合物，電解質溶液采用LiNCh溶液，聚合物離子交

換膜作為隔膜將液態正極和固態負極分隔開(原理示意圖如圖)。下列有關判斷正確的是

圖甲圖乙

A.圖甲是原電池工作原理圖，圖乙是電池充電原理圖

B.放電時，正極液態電解質溶液的顏色加深

C.充電時，Li+從右向左通過聚合物離子交換膜

D.放電時，負極的電極反應式為+2〃Li+

【解析】本題考查電化學知識，意在考查考生對電化學知識的理解與應用能力。由“負極

采用固態有機聚合物”知，固態有機聚合物在負極失電子，電極反應式為

-2ne-T汾^喊+2〃Li+,故圖乙是原甩池工作原理圖，則圖甲是電池充電原理圖,

A錯誤，D正確：放電時，正極的電極反應式為I：+2e-3I-,I；被還原為無色的匕電解

質溶液顏色變淺，B錯誤：充電過程即為電解過程，陽離子從陽極移向陰極，故充電時，Li

從左向右通過聚合物離子交換膜，C錯誤。

【答案】D

變式拓展

3.現代工業生產中常用電解氮化亞鐵溶液的方法制得氮化鐵溶液吸收有毒的硫化氫氣體。

工藝原理如圖所示。下列說法中不正確的是

FeCh溶液

反

應

池

［廠,II溶液t電解池

"湖淀

A.左槽中發生的反應為2Cl--2e~=Chf

B.右槽中的反應式：2H++2e--H2T

C.H+從電解池左槽遷移到右槽

D.FeCh溶液可以循環利用

考向四根據電子守恒計算

典例引領

典例1500mLNaNCh和Cu(NO3)2的混合溶液中c(N03)=0.3molL用石墨作電極電解

此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到氣體1.12L(標準狀況下)，假定電解后溶液

體積仍為500mL,下列說法正確的是

A.原混合溶液中(?(Na,)=0.2molL-1

B.電解后溶液中c(H+)=0.2molL-1

C.上述電解過程中共轉移0.4mol電子

D.電解后溶液復原時需加入4gCuO

【解析】兩極均收集1.12L氣體(標準狀況

2++

陰極：Cu-F2e===Cu,2H+2e===H2?

下)---4陽極：4OH-_4e===O2f+2H20-----?轉移電子為0.2mol=〃(Cu”)=

0.05mol,QH+)=0.1mol電?守怛j(Na+)=0.05mol。復原時需力口CuO：0.05x80g=4g和

H2O：0.05X18g=0.9g或加CU(OH)24.9g。

【答案】B

變式拓展

4.電解法處珅含氮氧化物廢氣,可回收硝酸,具有較高的環境效益和經濟效益.實監室模

擬電解法吸收NO*的裝置如圖所示(圖中電極均為石墨電極)。

(1)若用NCh氣體進行模擬電解法吸收實驗。

①寫出電解時NCh發生反應的電極反應式:。

②若在標準狀況下有2.24LNCh被吸收，通過陽離子交換膜(只允許陽離子通過)的

H+為____mole

(2)某小組在右室裝有10LO.2mo卜LT硝酸溶液，用含NO和NO?(不考慮NO?轉化為

N2O4)的廢氣進行模擬電解法吸收實驗。

①實驗前，配制10LO.2moi硝酸溶液需量取mL、密度為l/gnL、

質量分數為63%的濃硝酸。

②電解過程中，有部分NO轉化為HNCh。實驗結束時，測得右室溶液中含3moiHNO3、

0.1molHNO2,同時左室收集到標準狀況下28LH2。計算原氣體中NO和NCh的體

積比（假設尾氣不含氮氧化物，寫出計算過程）。

%電化學定量計算的三種方法

（I）根據電子守恒

用于串聯電路中電解池陰陽兩極產物、原電池正負兩極產物、通過的電量等類型的計算,

其依據是電路中轉移的電子數相等。

（2）根據總反應式

先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據總反應式列出比例式計算。

（3）根據關系式

根據得失電子守恒關系建立起已知量與未知量之間的橋梁，構建計算所需的關系式。

考向五電化學組合裝置的問題

典例引領

典例1如圖所示的裝置，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極，將電源接通后，向（乙）中

滴入酚釀溶液，在F極附近顯紅色，則以下說法正確的是

A.電源B極是正極

B.（甲）、（乙）裝置的C、D、E、F電極均有單質生成，其物質的量比為1：2：2：2

C.欲用（丙）裝置給銅鍍銀，H應該是Ag,電鍍液是AgN03溶液

D.裝置（丁）中X極附近紅褐色變深，說明氫氧化鐵膠粒帶負電荷

【解析】根據圖知，該裝置是電解池，將電源接通后，向（乙）中滴入酚酷溶液，在F極

附近顯紅色，說明F極附近有大量氫氧根離子，由此得出F極上氫離子放電生成氫氣，所

以F極是陰極，則電源B極是負極，A極是正極，A錯誤；甲裝置中C電極上氫氧根離子

放電生成氧氣，D電極上銅離子放電生成銅單質，E電極上氯離子放電生成氯氣，F電極上

氫離子放電生成氫氣，所以（甲）、（乙）裝置的C、D、E、F電極均有單質生成：生成Imol

氧氣需要4mol電子，生成Imol銅時需要2mol電子，生成Imol氯氣時需要2mol電子,

生成Imol氫氣時需要2niol電子，所以轉移相同物質的量的電子時生成單質的物質的量之

比為I：2：2：2,B正確；若用（丙）裝置給銅鍍銀，G應該是Ag,H是銅，電鍍液是AgNO3

溶液，C錯誤；丁裝置中Y電極是陰極，如果Y極附近紅褐色變深，說明氫氧化鐵膠粒帶

正電荷，D錯誤。

【答案】B

變式拓展

5.某同學組裝了如圖所示的電化學裝置，則下列說法正確的是

A.圖中甲池為原電池裝置，Cu電極發生還原反應

B.實驗過程中，甲池左側燒杯中的濃度不變

C.若甲池中Ag電極質量增加5.4g時，乙池某電極析出1.6g金屬，則乙池中的某鹽

溶液可能是足量AgNCh溶液

D.若用鋼制U形物代皆溫橋”，工作一段時間后取出U形物稱量，質量不變

q串聯裝置圖比較

圖甲中無外接電源，兩者必有一個裝置是原電池（相當于發電裝置），為電解池裝置提供

電能，其中兩個電極活動性差異大者為原電池裝置，即左圖為原電池裝置，右圖為電解池裝

置。圖乙中有外接電源，兩燒杯均作電解池，且串聯電解，通過的電流相等。

.亨點沖關充

I.某溶液中含有CM+、FC2\AP\C「、NOV且濃度均大于0.1mol/L,用石墨作電極

進行電解時，肯定得不到的產物是

A.ChB.AlC.CuD.H2

2.科研人員設計一種電化學反應器，以Na2sCh溶液為電解質，負載納米MnO2的導電微孔

鈦膜和不銹鋼為電極材料“這種電催化膜反應器可用于正丙阱合成丙酸，奘置示意圖如

圖。以下敘述錯誤的是

A.微孔鈦膜作陰極

B.使用NazSO』溶液是為了在電解開始時增強溶液導電性

C.丙醇轉化為丙酸的電極反應式為：CH3cH2cH2OH+H2O—4e-===CH3cH2coOH+4H

D.反應器工作時料槽中正丙醇分子向電催化膜移動

3.利用控制〃(H6)：n(FeC13)=l:2反應得到的產物再用電解法制氫,其工作原理如圖所

示。下列有關的說法錯誤的是

陽離廣交換膜

H-.一

惰

性

反電

應極

池b

解

電池

A.惰性電極a發生氧化反應

B.Fe(OH)3膠體中滴加溶液X,先有沉淀后沉淀溶解

C.溶液Y加熱蒸發灼燒最終得到Fe2O3

D.電解池總反應的離子方程式為2Fe2++2hT屋里=2Fe3++H2T

4.電滲析法是一種利用離子交換膜進行海水淡化的方法，其原理如圖所示。已知海水中含

Na\C「、Ca2\Mg2\SO1等離子，電極為情性電極。下列敘述中正確的是

A淡水B

A.B膜是陰離子交換膜

B.通電后，海水中陽離子往a電極處運動

C.通電后，a電極的電極反應式為4OFT—4c-===O2T+2H2。

D.通電后，b電極區周圍會出現少量白色沉淀

5.MnO?常用于電池工業，現電解含MnSCh的某工業廢液來制備Mn和MnCh,裝置如圖,

下列說法不正確的是

離子交換膜

pH=7.5

--c(Mn:

0.73mol,L*1

的MnSO,溶液的MnSO,溶液

A.電極b發生氧化反應

B.電極a、b均可用石墨作電極，且通電一段時間后，左、右兩邊溶液的pH均減小

C.通電時，溶液中的過離子交換膜向右移動

2+

D.電極b的電極反應式為：Mn-2e+2H2O~:Mn(h+4H+

6.世界某著名學術刊物近期介紹了一種新型中溫全瓷鐵?空氣電池，如圖所示。下列說法正

確的是

A.放電時，a極發生氧化反應

B.充電時，負極室發生反應：Fe4-AH2O(g)-^JFeOt+AH2

C.充電時，a極發生反應：4OH-4c-^~2H2O+O2T

2

D.放電時，b極發生反應：H2+O-2e-H20

7.500mLKNO?和CU(NO3)2的混合溶液中，c(NO,)=6.0mol/L。用石墨作電極電解此溶液，

當通電一段時間后，兩極都收集到22.4L氣體(標準狀況)。假設電解后溶液的體積仍為

500mL。下列說法正確的是

A.原混合溶液中K+的濃度為1mol/L

B.上述電解過程中共轉移4moi電子

C.電解得到的Cu的物質的量為0.5mol

D.電解后溶液中H'的濃度為2mol/L

8.如圖所示，甲池的總反應式為2cH-QH+3O2+4KOH===2K2co3+6H2O。下列說法正確

的是

A.甲池通入CH30H的電極反應式為CH3OH+6e-+2H2O===COF+8H-

B.反應一段時間后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固體，能使CuSCh溶液恢復到原

濃度

C.甲池中消耗224mL(標準狀況)Ch,此時丙池中理論上產生1.16g固體

D.若將乙池電解質溶液換成AgNCh溶液，則可以實現在石墨棒上鍍銀

9.知識的梳理和感悟是有效學習的方法之一。某學習小組招有關“電解飽和食鹽水”的相關

內容進行梳理，形成如下問題（顯示的電極均為石墨）。

飽

和

食

鹽

水

（I）圖1中，電解一段時間后，氣球b中的氣體是（填化學式），U形管

（填“左”或“右”）邊的溶液變紅。

（2）利用圖2制作一種環保型消毒液發生器，電解可制備94”消毒液的有效成分，則c

為電源的

極；該發生器中反應的總離子方程式為。

（3）氯堿工業是高耗能產業，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節（電）能

30%以上。該工藝的相關物質運輸與轉化關系如圖3所示1其中的電極未標出，所用的

離子膜都只允許陽高于通過）。

A（電解池）B（燃料電池）

圖3

①燃料電池B中的電極反應式分別為

負極，正極0

②分析圖3可知，氫氧化鈉的質量分數為“％、〃％、c%,由大到小的順序為。

10.（1）利用二氧化碳制備乙烯，用惰性電極電解強酸性二氧化碳水溶液可得到乙烯，其原

理如圖所示。

①b電極上的電極反應式為

②該裝置中使用的是.（填“陰”或“陽”）離子交換膜。

（2）某研究小組用NaOH溶液吸收尾氣中的二氧化硫，將得到的Na2s03溶液進行電解,

其中陰陽膜組合電解裝置如圖所示，電極材料為石墨。

①a表示.離子交換膜（填“陰”或“陽A?E分別代表生產中的原料或產品。其

中C為硫酸，則A表示,②陽極的電極反應式為

（3）如圖所示，利用電解法產生的Cb也可氧化除去水中的氨氮，實驗室用石墨電極電

解一定濃度的（NH』）2s。4與NaCl混合溶液來模擬。電解時，b為電源極，陽極

的電極反應式為、

（4）NOr可“變廢為寶”,由NO電解可制備NH4NO3,其工作原理如圖所示（M、N為多

孔電極）。為使電解產物全部轉化為NH4NO3,需向電解產物中補充適量N%。電解時M

和電源極（填"正''或"負”）相連，書寫N極發生的電極反應式

直通局考

1.12018新課標I］最近我國科學家設計了一種CO2+H2s協同轉化裝置，實現對天然氣中

CO2和H2s的高效去除。示意圖如圖所示，其中電極分別為ZnO@石墨烯（石墨烯包裹

的ZnO）和石墨烯，石墨烯電極區發生反應為：

光伏電池

水EDTA-Fc?

@

石黑

鼎

飾

天然氣。麻子一天然氣

（CHoCO等）交換股（CH4,CO2,H2S等）

?EDTA-Fe2+-e=EDTA-Fe3+

3++2+

@2EDTA-Fe+H2S=2H+S+2EDTA-Fe

該裝置工作時，下列敘述錯誤的是

+

A.陰極的電極反應：CO2+2H+2e=CO+H2O

B.協同轉化總反應：CO2+H2S=CO+H2O+S

C.石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的低

D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需為酸性

2.［2017新課標II］用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質溶

液一般為，混合溶液。下列敘述錯誤的是

H;SO4-H2cq

A.待加工鋁質工件為陽極

B.可選用不銹鋼網作為陰極

C.陰極的電極反應式為；Al"+3e-===A1

D.硫酸根離子在電解過程中向陽極移動

3.［2017海南］一種電化學制備NH,的裝置如圖所示，圖中陶瓷在高溫時可以傳輸H+。下列

敘述錯誤的是

A.Pd電極b為陰極

+

B.陰極的反應式為：N2+6H+6e-：^=2NH3

C.H+由陽極向陰極遷移

D.陶瓷可以隔離N?和比

4.[2016?北京]用石墨電極完成下列電解實驗。下列對實驗現象的解釋或推測不合理的是

實驗一實驗二

1~~||||-1

裝置牖承瓢17金氣牛L稀硫酸

氣化鈉溶液潤濕的pH試紙桐珠

a、d處試紙變藍；b處變紅，局部褪色：兩個石墨電極附近有氣泡產生；n處有氣泡

現象

c處無明顯變化產生；……

A.a、d處：2H2O+2e-^=H2f+2OH-

B.b處：2Cr—2e-=CbT

C.c處發生了反應：Fe-2e-^Fe2+

D.根據實驗一的原理，實驗二中m處能析出銅

5.[2016.新課標I]三室式電滲析法處理含Na2sO,廢水的原理如圖所示，采用惰性電極,ab、

cd均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的Nk和SO：可通過離子交換膜,

而兩端隔室中離子被阻擋入能進入中間隔室。

濃Na2sO’溶液

下列敘述正確的是

A.通電后中間隔室的SO：離子向正極遷移，正極區溶液pH增大

B.該法在處理含Na2sCh廢水時可以得到NaOH和H2sO」產品

C.負極反應為2H2O-4e-=O2+4H+,負極區溶液pH降低

D.當電路中通過1mol電子的電量時，會有0.5mol的Ch生成

棄參考答案.

變式拓展

---

1.【答案】A

【解析】紫紅色斑即MnO1向d端擴散，根據陰離子向陽極移動的原理，可知d端為F日

極，即b為正極，a為負極，c為陰極，NaCl溶液中H*放電，產生OH，c點附近會變

_

紅色，A正確；電解硫酸銅溶液時，Pl為陽極，溶液中的OFT放電,：4OH--4e===O2T

通電.

+2H9,Cu為陰極，溶液中的CM''得電子，生成銅，總反應式為2CUSO4+2H2O=====

2C11+O2T+2H2so4,Pl也極附近生成H+,則SO1向Pl電極移動，B、D不正確；隨著

電解的進行，Z中溶液變為硫酸溶液，繼續電解則為電,解水，硫酸濃度增大，pH減小，

C不正確。

2.【答案】B

【解析】由裝置中Na+遷移方向知，b為陰極、a為陽極，裝置中的離子交換膜為陽離子

交換膜，A正確；a是陽極，發生2C「-2e-=^=CL3b是陰極，發生2H，+2e-：^=H2T，

所以①是CI2、②是H2,B不正確：②處H。放電后生成OH,Na+通過離子交換膜從左

室進入右室，所以除去雜質后的NaOH溶液從B口導出，C正確；生成1molH2轉移2mol

e,轉移0.8mol時生成0.4molPh,標準狀況下為8.96LrD正確。

3.【答案】A

【解析】根據裝置圖可知Fc2+在電解池的左槽中被氧化生成Fc〃，則左槽是電解池的陽

極，右槽是電解池的陰極。陽極（左槽）的電極反應式為Fe2-e~-Fe3+,A不正確；陰極

（右槽）的位極反應式為2H』2e~一=H2T，B正確；業解池中陽離子H，從業解池陽極（左槽）

遷移到陰極（右槽），C正確；反應池中的反應為2FeCh+H2S^=2FeCl2+2HCl+Sl，故FeCh

溶液可以循環利用，D正確。

4.【答案】(I)①N02-e+FhO-NO；+2H+②0.1

⑵①143

②根據原子守恒：〃(NO)+MNC>2)=3moi-0.2moLL-xlOL+0.1mol=1.1mol

28L

根據電子守恒：0.1molxl+[H(NO)-0.1mol]x3+n(NO2)xl=——-----yx2

2z.4L-mol

解得〃(NO)=0.8mol,n(NO2)=0.3mol

V(NO):V(NO2)=?(NO):/r：NO2)=0.8mol:0.3mol=8：3。

【解析】(1)①從圖中知，NO、氣體在電解時會轉化成HNCh,則NO?中N由+4價升

高至+5價，失去1個e,FlH+平衡電荷可寫出電極反應式。②由電極反應式知，0.1mol

?402生成0.1>1101NO1和0.2mo】H+,由電荷守恒可知，需要向左室流入0.1molH+后才

能維持右室中溶液為電中性。

(2)①〃I(HNO3)=10LX0.2molLTx63gmol'=126g,則一濃硝酸)=//_

=143mL。②由N原子守恒，最終生成的HNO.3和HNCh中的總N原子數等于NO和NO2

中所含N原子數與右室中原HNO3中N原子數總和，即

n(HNO3)+n(HNO2)=/i(NO)+/i(NO2)+10Lx0.2molLFI)：電解過程中左、右兩室中得失

電子是守恒的，左側為H+得電子生成H?,右側為NO?失電子生成HNO3,部分NO失電

子生成HN02,部分NO失業子生成HNOs,列式為二一

22.4

molx2=lxw(NO2)+lxw(HNO2)+[/i(NO)-/i(HNO2)]x3(II),聯立(I)、(H)可求出NO和NCh

的物質的量，相同狀態下，NO?和NO的物質的量比即為其體積比。

5.【答案】D

【解析】圖中甲池為原電池裝置，Cu電極為負極發生氧化反應，故A錯誤；實驗過程中，

鹽橋中的NO；向左邊移動，所以左側燒杯中NO；的濃度變大，故B錯誤：若甲池中Ag

5.4g

電極質量增加5.4g時，即生成銀5.4g,物質的量為CQ---7=0.05mol,所以整個電路

1Uog/nioi

轉移電子0.05mol,如果硝酸4艮足量應生成5.4g根，故C借誤：用銅制U形物代替“鹽

橋”，右邊洞的質量減少，而左邊銅的質量增加，由于整個電路轉移電子數相等，所以減

少的質量與增加的質量相等，U形物的質量不變，故D正確。