高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池获奖ppt课件

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高中化学新教材特点分析及教学策略（一）化学基本概念和化学基本理论：全套教材的知识安排，注意各年级内及各年级间的联系，在保证知识结构的系统性和完整性的同时，对内容的安排采用了将各部分知识分散处理，相对集中的方法。（二）元素化合物知识：关于元素化合物知识，高一教材首先介绍了碱金属和卤素两个最典型的金属族和非金属族。（三）化工基础知识：高一介绍了硅酸盐工业和环境保护知识。高二主要介绍合成氨工业，删掉了硝酸工业、钢铁工业和铝的冶炼。重点突出了合成氨工业中合成氨条件的选择。  实验探究——电解CuCl2溶液实验操作实验现象实验分析电流表指针发生偏转电解质溶液导电，形成闭合回路b极上逐渐覆盖了一层红色物质析出金属铜，Cu2+ + 2e- === Cua极上产生刺激性气味的气体，使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝产生了氯气，2Cl- - 2e- === Cl2↑电解CuCl2溶液的总反应：CuCl2  Cu + Cl2↑【原理分析】1. CuCl2电离：CuCl2 === Cu2+ + 2Cl-         H2O电离：H2O H+ + OH-2. 溶液中存在的离子Cu2+、Cl-、H+、OH- 自由移动。通电后，在电场的作用下，离子作定向移动，即Cu2+、H+移向a极，Cl-、OH- 移向b极。3. a极反应式：Cu2+ + 2e- === Cu，b极反应：2Cl- - 2e- === Cl2↑杨sir化学，侵权必究总反应：CuCl2  Cu + Cl2↑或Cu2+ + 2Cl-  Cu + Cl2↑一、电解、电解池、放电1．电解：使电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而引起氧化还原反应的过程叫做电解。2．电解池：把电能转化为化学能的装置，叫做电解池，也叫电解槽。3. 放电：当离子到达电极时，失去/获得电子，发生氧化/还原反应的过程，称为放电。 二、电解池的基本规律构成条件①直流电源；②两个电极；③闭合回路；④电解质溶液或熔融电解质电极阳极与电源_______相连，发生_______反应阴极与电源_______相连，发生_______反应离子流向阴离子移向______；阳离子移向______电子流向电源____极流向电解池____极；电解池____极流向电源____极【答案】正极    氧化         负极   还原          阳极  阴极      负  阴     阳  正 三、阴、阳极的放电顺序1. 阳极放电顺序（1）若是活性电极做阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应；（2）若是 Pt、Au、C等惰性电极作阳极，则仅是溶液中的阴离子放电。即：活泼金属＞S2-＞I -＞Br -＞Cl -＞OH-＞等（含氧酸根离子）＞F-。杨sir化学，侵权必究2. 阴极放电顺序（1）阴极上放电的总是溶液(或熔融电解质)中的阳离子，与电极材料无关；（2）氧化性强的离子先放电，放电顺序如下：Ag+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+。3. 放电后的产物 阳极阴极反应物活泼金属S2-I-Br-Cl-OH-金属阳离子H+产物金属离子SI2Br2Cl2O2金属H2四、电极方程式的书写1. 写出溶液中存在的离子并比较放电顺序2. 根据氧化还原或题目信息，判断产物并写出电极反应 举个例子——用惰性电极电解氯化钾溶液杨sir化学，侵权必究五、常见电解类型的电解规律类型电解质反应式溶液pH复原方法电解水型H2SO4阴极：_________________________阳极：_________________________总反应：___________________________________NaOH______Na2SO4______电解电解质型CuCl2阴极：_________________________阳极：_________________________总反应：___________________________________放H2­生碱型NaCl阴极：_________________________阳极：_________________________总反应：___________________________________放O2­生酸型CuSO4阴极：_________________________阳极：_________________________总反应：___________________________________  思考与交流：上述各种电解类型中，阴极、阳极附近的pH如何变化？  题型一：放电顺序与放电产物的判断杨sir化学，侵权必究【例1】电解CuCl2与NaCl的混合溶液(惰性电极)，阴极上和阳极上最先析出的物质为A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2 C．H2和O2 D．Cu和O2【答案】B【详解】电解时，溶液中Cu2＋、H＋、Na＋移向阴极，Cu2＋先放电得到Cu；Cl-、OH-移向阳极，Cl-先放电得到Cl2，阴极上和阳极上最先析出的物质分别为Cu和Cl2；故选：B。【变1】用惰性电极电解等物质的量Na2SO4、AgNO3、KCl的混合液，最先从阴极和阳极上析出的物质分别是A．H2和Cl2 B．Ag和Cl2 C．H2和O2 D．Ag和O2【答案】C【详解】用等物质的量的Na2SO4、AgNO3、KCl的混合液中，首先生成AgCl沉淀，实际电解Na2SO4和KNO3，相当于电解水，两极分别生成H2和O2，故选C。【变2】采用惰性电极从、、Cl-、Cu2+、Ba2+、Ag+、H+选出适当离子组成的电解质（非熔融态下），并电解，(1)若两极分别放出H2和O2，电解质可能为___。(2)若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质可能为___。(3)若两极分别放出气体，且体积比为1：1，电解质可能为___。杨sir化学，侵权必究(4)若既无O2也无H2放出，则电解质可能为___。【答案】Ba(NO3)2、H2SO4、HNO3    AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4    HCl、BaCl2    CuCl2    【分析】阴极上阳离子放电顺序为Ag+>Cu2+>H+>Ba+，阳极上阴离子放电顺序为Cl->OH->、，根据电极产物判断阴阳极放电的离子，从而确定溶液中的电解质。【详解】阴极上阳离子放电顺序为Ag+>Cu2+>H+>Ba2+，阳极上阴离子放电顺序为Cl−>OH−>含氧酸根，(1)当阴极放出H2，阳极放出O2时，则阴极H+放电，阳极OH−放电，则溶液中的阴离子为硫酸根或硝酸根，阳离子是H+或Ba2+，BaSO4为沉淀，所以电解质是Ba(NO3)2、H2SO4、HNO3；故答案为Ba(NO3)2、H2SO4、HNO3；(2)当阴极析出金属时，阴极为Cu2+或Ag+放电，阳极放出O2，阳极为OH−放电，则溶液中的阴离子为硫酸根或硝酸根，电解质是AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4，故答案为AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4；(3)若两极分别放出气体，且体积比为1：1，则阴极放出H2，阳极放出Cl2，阴极为H+放电，溶液中的阳离子为H+或Ba2+，阴离子为Cl−放电，溶液中的阴离子为Cl−，所以电解质为HCl、BaCl2；故答案为HCl、BaCl2；(4)电解过程中既无O2也无H2放出，则阴极上析出金属，阴极为Cu2+或Ag+放电，阳极上产生氯气，阴离子为Cl−放电，AgCl为沉淀，则电解质应为CuCl2；故答案为CuCl2。【点睛】电解池中阴阳极放电顺序的判断方法：(1)阴极：阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。金属活动性顺序表中越排在后面的，其离子的氧化性越强，越易得到电子(注意Fe3+在Cu2+后面)而放电，其放电顺序为：K+Ca2+Na+Al3+(水中）H+ Zn2+Fe2+Sn4+ Pb2+H+Cu2+Fe3+Ag+。(2)阳极：若为活性电极做阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应；若为惰性电极做阳极，则仅是溶液中的阴离子放电，其常见的放电顺序为：F- 含氧酸根离子OH-Cl-Br-I-S2-。如本题中溶液中的阳离子有H+和Na+，阴极上H+优先放电，得电子得到氢气，氢离子来自水，则同时生成氢氧化钠；溶液中的阴离子有Cl-和OH-，阳极上Cl-优先放电，失电子得到氯气。  题型二：电极方程式的书写杨sir化学，侵权必究【例3】用情性电极电解下列溶液（1）电解KNO3溶液阳极反应___________（2）电解CuCl2溶液阴极反应___________（3）电解氢氧化钠溶液的总反应___________（4）电解CuSO4与NaCl混合溶液开始时阳极反应___________，阴极反应___________【答案】（1）4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+（2）Cu2++2e-=Cu（3）2H2OO2↑+2H2↑（4）    2Cl--2e-=Cl2↑    Cu2++2e-=Cu    【解析】（1）惰性电极电解硝酸银溶液时，阳极为水电离出的氢氧根放电生成氧气，电极方程式为4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+；（2）惰性电极电解CuCl2溶液时，阴极铜离子放电生成铜单质，电极方程式为Cu2++2e-=Cu；（3）惰性电极电解NaOH溶液时，阳极氢氧根放电生成氢气，阴极水电离出的氢离子放电生成氢气，实质上是电解水，总反应为2H2OO2↑+2H2↑；（4）惰性电极电解CuSO4与NaCl混合溶液开始时阳极氯离子放电生成氯气：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极为铜离子放电生成铜单质：Cu2++2e-=Cu。  题型三：电解池中的计算杨sir化学，侵权必究【例4】如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05 mol·L−1的CuCl2溶液，B池中加入0.1 mol·L−1的AgNO3溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是A．2∶2∶4∶1 B．1∶1∶2∶1C．2∶1∶1∶1 D．2∶1∶2∶1【答案】A【详解】a为阴极，铜离子得到电子生成铜，电极反应为Cu2++2e-=Cu；b为阳极，氯离子失去电子生成氯气，电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑；c为阴极，银离子得到电子生成银，电极反应为Ag++e-=Ag；d为阳极，氢氧根离子失去电子生成氧气，电极反应为4OH- -4e-=O2↑+2H2O；根据电子守恒，四种物质的物质的量关系为2:2:4:1。故选A。【点睛】掌握串联电路中电流相同，所以通过电子物质的量相等。  题型四：电解池的基本原理杨sir化学，侵权必究【例6】在如图所示的装置中，若通直流电5min时，铜电极质量增加2.16g。请回答下列问题：(1)Y电极为直流电源的___________极。(2)B中阳极的电极反应式为___________。(3)C中pH变化：___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(4)A中反应的方程式为___________。若A中KCl溶液的体积是200mL，电解后，溶液的pH为___________(设电解前后溶液体积不变)。【答案】正极    2H2O-4e-=O2↑+4H+    不变    2KCl+2H2OCl2↑+H2↑+2KOH    13    【分析】用通直流电5min时，铜电极质量增加2.16g，则Cu电极为阴极，因此X为电源的负极，Y电极为直流电源的正极。A为用惰性电极电解氯化钾溶液，生成氯气、氢气和氢氧化钾；B为用惰性电极电解硫酸铜溶液，生成铜Cu、O2和H2SO4；C中的Ag电极为阳极，银本身放电，据此分析解答。【详解】(1)铜电极的质量增加，发生的反应为Ag++e-═Ag，则Cu电极为阴极，Ag为阳极，因此Y为直流电源的正极，X为直流电源的负极，故答案为：正；(2)B中的阳极上OH-放电，电极反应式为4OH--4e-═2H2O+O2↑(或2H2O-4e-=O2↑+4H+)，故答案为：4OH--4e-═2H2O+O2↑(或2H2O-4e-=O2↑+4H+)；(3) C中的Ag电极为阳极，银本身放电，故电极反应为：Ag-e-═Ag+，C中阴极反应为Ag++e-═Ag，因此溶液pH不变，故答案为：不变；(4)A为电解KCl溶液，生成KOH、Cl2和H2，电解的方程式为2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-(或2KCl+2H2OCl2↑+H2↑+2KOH)；通电5 min时，铜电极的反应式为Ag++e-═Ag，n(Ag)==0.02mol，电路中通过0.02 mol电子。A中放出0.01 mol H2，溶液中生成0.02 mol KOH，c(OH-)==0.1 mol•L-1，则c(H+)=10-13 mol•L-1，因此pH=-lg c(H+)=13，故答案为：2KCl+2H2OCl2↑+H2↑+2KOH(或2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-)；13。【点睛】明确Cu电极的质量增加是解答本题的突破口。本题的易错点为(4)，要注意溶液pH的计算方法的理解和应用。【变7】在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案(原理如图)，下列说法不正确的是A．电源a端为负极B．Fe3+对总反应起催化作用C．阳极发生的电极反应式为2HCl-2e-=2H++Cl2D．电路中转移1mol电子，需要消耗11.2LO2(标准状况)【答案】D【详解】A．根据图示，a端，发生还原反应，所以a端为电源负极，故A正确； B．根据图示，、，a端总反应为，所以Fe3+对总反应起催化作用，故B正确；C．根据图示，阳极发生的电极反应式为2HCl-2e-=2H++Cl2，故C正确；D．阴极反应为，电路中转移1mol电子，根据电子守恒，需要消耗5.6LO2(标准状况)，故D错误；选D。 题型五：电解池的分段电解杨sir化学，侵权必究【例9】用石墨电极电解50mLCuSO4的溶液，两极上均收集到4.48L气体(标准状况)，则原混合液中Cu2＋物质的量浓度为A．1mol·L－1 B．2 mol·L－1 C．3mol·L－1 D．4 mol·L－1【答案】D【详解】电解50mLCuSO4的溶液，阳极发生的反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极上发生的电极反应为：Cu2++2e-=Cu，2H++2e-→H2↑，两极均收集到4.48L（标准状况）气体，即均生成0.2mol的气体，阳极生成0.2mol氧气说明转移了0.8mol电子，而阴极上生成的0.2molH2只得到了0.4mol电子，所以剩余0.4mol电子由铜离子获得，则溶液中有0.2mol铜离子，据c= 得到铜离子的浓度为：=4mol/L。答案选D。【变9-3】如图所示的装置，通电一段时间后，测得甲池中某电极质量增加2.16g，乙池中某电极 上析出6.4g某金属，下列说法正确的是A．甲池是b极上析出金属银，乙池是c极上析出某金属B．甲池是a极上析出金属银，乙池是d极上析出某金属C．某盐溶液可能是CuSO4溶液D．某盐溶液可能是Mg(NO3)2溶液杨sir化学，侵权必究【答案】C【分析】甲池中a极与电源负极相连为阴极，电极上银离子得电子析出银单质，b电极为阳极，水电离出的氢氧根放电产生氧气，同时产生氢离子；乙池中c为阴极，d为阳极，乙池电极析出6.4g金属，金属应在c极析出，说明乙池中含有氧化性比氢离子强的金属阳离子。【详解】A．甲池a极上析出金属银，乙池c极上析出某金属，故A错误；B．甲池a极上析出金属银，乙池c极上析出某金属，故B错误；C．乙池电极析出6.4g金属，说明乙池中含有氧化性比氢离子强的金属阳离子，Cu2+氧化性强于氢离子，会先于氢离子放电，则某盐溶液可能是CuSO4溶液，故C正确；D．Mg2+氧化性较弱，电解时在溶液中不能得电子析出金属，所以某盐溶液不能是Mg(NO3)2溶液，故D错误；故答案为C。 题型六：电解质溶液的复原杨sir化学，侵权必究【变10-2】用惰性电极电解硫酸铜溶液，整个过程转移电子的物质的量与产生气体总体积的关系如图所示(气体体积均在相同状况下测定)。欲使溶液恢复到起始状态，向溶液中加入(　　)A．0.1 mol CuO B．0.1 mol CuCO3C．0.075 mol Cu(OH)2 D．0.05 mol Cu2(OH)2CO3【答案】D【分析】电解CuSO4溶液时，开始发生反应：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4，一段时间后，气体体积增大，说明发生反应：2H2O 2H2↑+O2↑。结合图象数据分析解答。【详解】电解CuSO4溶液时，开始发生反应：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4，一段时间后，转移相同电子时得到气体体积增大，说明发生反应：2H2O 2H2↑+O2↑。由图可知，第一阶段析出Cu为=0.1mol，放出的氧气为0.05mol，则需要加入0.1molCuO，第二阶段消耗的水为=0.05mol，因此恢复为电解前的浓度需要加入0.1molCuO和0.05molH2O。由于CuCO3反应生成二氧化碳，0.1 mol CuCO3相当于加入0.1 mol CuO，不能恢复为电解前的浓度；Cu(OH)2可以改写为CuO·H2O，0.075 mol Cu(OH)2相当于加入0.075 mol CuO和0.075 molH2O，也不能恢复为电解前的浓度；Cu2(OH)2CO3可以改写为2CuO·H2O·CO2，0.05 mol Cu2(OH)2CO3等效为加入0.1molCuO、0.05molH2O，溶液可恢复为电解前的浓度，故选D。  题型七：原电池与电解池串联杨sir化学，侵权必究【变11-1】已知某锂离子电池的总反应为LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2，锂硫电池的总反应为2Li+SLi2S有关上述两种电池说法正确的是
A．锂离子电池放电时，Li+向负极迁移B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应C．两种电池的负极材料相同D．图中表示用锂离子电池给锂硫电池充电【答案】B【详解】A．根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，在原电池中阳离子向负电荷较多的正极移动，则锂离子电池放电时，Li+向正极迁移，A错误；B．锂硫电池充电时，锂电极与外接电源的负极相连，锂电极上Li+得电子发生还原反应产生Li单质，B正确；C．图中表示锂硫电池给锂离子电池充电，右边电极材料是Li和S，锂负极，硫为正极。左边电极材料是C和LiCoO2，两种电池的负极材料不相同，C错误；D．图中表示锂硫电池给锂离子电池充电，D错误；故合理选项是B。 【题1】用惰性电极电解稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段时间阴极和阳极上析出的物质分别是A．H2和Cl2 B．H2和O2 C．Cu和Cl2 D．Cu和O2【答案】C【详解】稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，阳离子的放电顺序：Cu2+＞H+＞Na+，阴离子的放电顺序：Cl-＞OH-＞酸根离子，因此用惰性电极电解稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，阳极Cl-先失电子生成Cl2，阴极Cu2+先得电子生成Cu，即最初一段时间阴极和阳极上析出的物质分别是Cu和Cl2，C满足题意；答案选C。【题2】如图所示电解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c、d均为铂电极，在电解过程中b电极有气体逸出，d电极质量增大。符合上述实验结果的一项是
 XYAAgNO3Na2CO3BCu(NO3)2Pb(NO3)2CFeSO4Al2(SO4)3DMgSO4CuSO4A．A B．B C．C D．D杨sir化学，侵权必究【答案】D【分析】首先，根据电源正负极可知a、c为阳极，b、d为阴极，然后再根据惰性电极电解时离子的放电顺序，阳离子放电顺序：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阴离子的放电顺序 是惰性电极时：S2->I->Br->Cl->OH-> > (含氧酸根离子)是活性电极时：电极本身溶解放电，即可判断。【详解】A．X溶液为AgNO3时，b极为阴极，根据放电顺序可知，是Ag+放电生成固体银，不产生气体，A错误；B．X溶液为Cu(NO3)2时，b极为阴极，根据放电顺序可知，是Cu2+放电生成固体铜，不产生气体，B错误；C．Y溶液为Al2(SO4)3时，d极为阴极，根据放电顺序可知，H+放电产生氢气，电极质量不增加，C错误；D．X溶液为MgSO4时，b极为阴极，根据放电顺序可知，H+放电产生氢气，Y溶液为CuSO4时，d极为阴极，根据放电顺序可知，是Cu2+放电生成固体铜，电极质量增加，D正确；【点睛】电解时阴阳离子的放电顺序的准确记忆是解决这种题目的关键。【题3】用惰性电极电解下列各组中的三种溶液，电解过程中，溶液中pH依次为减小、不变、增大的是A．HCl、HNO3、K2SO4 B．AgNO3、CuCl2、 Cu(NO3)2C．CaCl2、 KOH、NaNO3 D．CuSO4、Na2SO4、KCl【答案】D【详解】A．电解HCl生成氯气和氢气，电解本身，电解HNO3时生成氢气和氧气，即电解水型的，电解K2SO4时，时生成氢气和氧气，即电解水型的，溶液的pH依次为升高，降低，不变，故A错误；
B．电解AgNO3会生成硝酸、银和氧气，溶液的pH降低；氯化铜溶液呈酸性，电解CuCl2会生成铜和氯气，电解后浓度减小，铜离子水解程度减弱，溶液的pH增大；电解Cu（NO3）2时会生成铜、硝酸和氧气，溶液的pH降低，故B错误；C．电解CaCl2时生成氢氧化钙、氯气和氢气，电解KOH时生成氢气和氧气，即电解水型的，电解NaNO3时，生成氢气和氧气，即电解水型的，溶液的pH依次为升高，升高，不变，故C错误；D．电解CuSO4时，生成铜和氧气以及硫酸，电解Na2SO4生成氢气和氧气，即电解水型的，电解KCl时会生成氢气、氯气单质和氢氧化钾，溶液中c（H+）依次为升高，不变，降低，pH依次为减小、不变、增大，故D正确；故选：D。【题5】在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作电极进行电解，两极上均收集到2.24 L气体(标准状况下)，则原混合液中Cu2＋的物质的量浓度为A．0.1 mol·L-1 B．0.2 mol·L-1 C．1 mol·L-1 D．2 mol·L-1【答案】C【详解】电解0.1LH2SO4和CuSO4的混合溶液，阳极发生的反应为：4OH-→2H2O+O2↑+4e-，阴极上发生的电极反应为：Cu2++2e-→Cu，2H++2e-→H2↑，两极均收集到2.24L(标况)气体，即均生成0.1mol的气体，阳极生成0.1mol氧气说明转移了0.4mol电子，而阴极上生成的0.1molH2只得到了0.2mol电子，所以剩余0.2mol电子由铜离子获得，且溶液中有0.1mol铜离子，据c=得到铜离子的浓度为：=1mol/L，故选C。【题7】如图所示，A、B、C三个装置的烧杯中分别盛有足量的CuCl2溶液。(1)A、B、C三个装置中属于电解池的是__。(2)A池中Zn是__极，Cu极的电极反应式为__。(3)B池中Pt棒上的电极反应为__。B池中的总反应化学方程式为__。(4)C池中Cu极电极反应式为__。【答案】BC    负    Cu2++2e-=Cu    2Cl--2e-=Cl2↑    CuCl2Cu+Cl2↑    Cu-2e-=Cu2+    【详解】(1)A中有自发的氧化还原反应：Zn+CuCl2=ZnCl2+Cu，所以为原电池，B、C均有外接电源，为电解池；(2)A池中总反应为Zn+CuCl2=ZnCl2+Cu，所以Zn电极失电子发生氧化反应为负极；Cu电极上铜离子得电子生成Cu，电极反应式为Cu2++2e-=Cu；(3)B中Pt电极与电源的正极相连为阳极，溶液中氯离子在阳极失电子被氧化，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑；
B中C电极为阴极，铜离子得电子被还原生成铜单质，所以总反应为CuCl2Cu+Cl2↑；(4)C中铜电极与电源正极相连为阳极，铜失电子被氧化成铜离子，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+。【题9】回答下列问题（1）请你将反应设计成原电池，并回答下列问题：①该电池的正极材料可以是___________，也可选用___________等代替。②画出你所设计的双液原电池的装置图，并标注出电极材料和电解质溶液。___________③写出电极反应式：负极___________，正极___________。④该电池负极材料质量减重3.2g，则电路中通过的电子的数目为___________。（2）从、、Na+、Cu2+、Ag+、Cl-等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。(注意：请填写满足条件的所有电解质的化学式)①若两极分别放出H2和O2时，电解质可能为___________(填化学式，下同)。杨sir化学，侵权必究②若阴极析出金属，阳极放出气体，电解质可能为___________。③若两极分别放出气体，且气体体积比为1∶1时，电解质只能为___________。【答案】（1）    Ag    石墨(C)或Pt                或    （2）    、    、、、    NaCl    【分析】（1）①由可知，Cu失电子发生氧化反应作负极、不如Cu活泼的金属或导电的非金属作正极，FeCl3溶液为电解质溶液，则该电池的正极材料可以是Ag，也可选用石墨(C)或Pt；答案为Ag；石墨(C)或Pt。②由可知，Cu作负极，C棒作正极，电解质溶液为FeCl3溶液和CuSO4溶液，用盐桥相连接成闭合回路，双液原电池的装置图为；答案为
。③由可知，该原电池中，负极的电极反应式为，正极的电极反应式为；答案为；。④该电池负极材料质量减重3.2g，则反应的Cu的物质的量为n(Cu)==0.05mol，由负极的电极反应式为可知，电路中通过的电子的数目为0.05×2×NA＝0.1NA或0.05×2×6.02×1023＝6.02×1022；答案为0.1NA或6.02×1022。（2）阴极上阳离子放电顺序为Ag+＞Cu2+＞H+＞Na+，阳极上阴离子放电顺序为Cl-＞OH-＞、①若两极分别放出H2和O2时，溶液中的电解质不放电，溶液中阳离子为Na+，阴离子为、，所以电解质是或中的任意一种；答案为、。②当阴极析出金属，则金属离子为Cu2+或Ag+，阳极放出气体时，阴离子为Cl-、或，所以电解质是或或或中的任意一种；答案为、、、。③当阴极放出H2，则阴极为水中H+放电，溶液中的阳离子为Na+，阳极放出Cl2，阴离子为Cl-放电，满足气体体积比为1:1，所以电解质为NaCl；答案为NaCl。  【练1】用惰性电极电解CuSO4和NaCl 的混合溶液，开始时阴极和阳极上分别 析出的物质是 A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2 C．H2和O2 D．Cu和O2【答案】B【详解】根据电解原理，阳离子放电顺序是Cu2＋>H＋>Na＋，阴离子放电顺序是Cl－>OH－>SO
，所以开始时阴极反应式Cu2＋＋2e－=Cu，阳极反应式：2Cl－－2e－=Cl2↑，故选项B正确。【练2】在某电解质溶液里，用M和N作电极，通电一段时间后，发现M极质量减小，N极质量增大，符合这一情况的是（    ）A．电解质溶液是稀硫酸 B．金属M是阳极，金属N是阴极C．M和N都是石墨电极 D．M是阴极，N是阳极【答案】B【详解】A．电解稀硫酸溶液，阳极发生氧化反应，质量会减少，即M极质量减小；阴极发生还原反应放出氢气，N极质量不变，故A不符合题意；B．由题意可知，M电极溶解，则发生氧化反应，为阳极；N电极质量增加，溶液中的金属阳离子得电子在N电极上析出，发生还原反应，N为阴极，故B符合题意；C．如果M和N均是石墨电极，M极质量不会减小，故C不符合题意；D．由题意可知，M电极溶解，则发生氧化反应，为阳极；N电极质量增加，溶液中的金属阳离子得电子在N电极上析出，发生还原反应，N为阴极，故D不符合题意；答案选B。【练3】用石墨电极电解稀硫酸的过程中，溶液pH的变化情况为A．逐渐减小 B．逐渐增大 C．不改变 D．先减小，后增大【答案】A【详解】用石墨电极电解稀硫酸，阳极为氢氧根离子失电子发生氧化反应，阴极为氢离子得电子发生还原反应，其实质为电解水，所以电解过程中，硫酸硫酸浓度越来越大，则溶液pH的变化情况为逐渐减小，故选：A。【练4】用惰性电极电解饱和食盐水，下列说法正确的是A．电解过程中， Cl－向阳极方向移动，发生还原反应B．电解一段时间后，阴极附近溶液pH增大C．电解池中的总反应为：2H++2Cl－＝H2↑+Cl2↑D．欲使电解池中的溶液恢复到电解前状态，应加入适量浓盐酸【答案】B【解析】试题分析：A．电解过程中， Cl－向阳极方向移动，发生氧化反应，A错误；B．电解一段时间后，阴极氢离子放电，产生氢氧根，阴极附近溶液pH增大，B正确；C．电解池中的总反应为：2H2O+2Cl－H2↑+Cl2↑+2OH－，C错误；D．欲使电解池中的溶液恢复到电解前状态，应通入适量氯化氢气体，D错误，答案选B。考点：考查电解饱和食盐水的有关判断【练5】用石墨作电极完全电解含1 mol溶质X的溶液后，向溶液中加入一定量的物质Y能使电解液恢复到起始状态是选项X溶液物质Y
ACuCl21 mol Cu(OH)2BKOH1 mol KOHCNa2SO41 mol H2SO4DAgNO30.5 mol Ag2OA．A B．B C．C D．D杨sir化学，侵权必究【答案】D【解析】A．电解氯化铜，在两极上分别产生金属铜和氯气，电解质复原加入氯化铜即可，故A错误；B．电解氢氧化钾的实质是电解水，所以电解质复原加入水即可，故B错误；C．电解硫酸钠的实质是电解水，所以电解质复原加入水即可，故C错误；D．电解硝酸银两极上产生的是金属银和氧气，所以电解质复原加氧化银即可，电解含1mol溶质硝酸银的溶液，会析出金属银1mol，根据银元素守恒，所以加入0.5mol Ag2O后即可复原，故D正确；故选D。点睛：理解电解池的工作原理以及电解质复原的方法是解题关键，根据电解原确定电解后析出的金属或是放出的气体，根据：出什么加什么，出多少加多少的原理确定电解质复原加入的物质以及量的多少。【练6】如图所示，A、B、C三个装置的烧杯中分别盛有足量的CuCl2溶液。(1)A、B、C三个装置中属于电解池的是_______。(2)A池中Zn是_______极，Cu极的电极反应式为_______。(3)B池中的总反应化学方程式为_______，若将B池的溶液换成饱和的食盐水，当电路中通过1mol电子时两极共产生的气体体积为_______(标准状况)。杨sir化学，侵权必究(4)C池中Cu极电极反应式为_______。(5)某化学学习小组在学完原电池后，以Zn+Fe2+=Zn2++Fe为电池总反应设计电池，该电池的正极反应式为_______。【答案】BC    负    Cu2++2e-=Cu    CuCl2Cu+Cl2↑    22.4L    Cu-2e-=Cu2+    Fe2++2e-=Fe    【详解】(1)A没有外接电源，属于原电池，BC装置都有外接电源，所以是把电能转化为化学能的装置，属于电解池，故答案为：BC；(2)铜、锌、氯化铜原电池中，锌作负极，负极上锌失电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn−2e−＝Zn2＋，铜离子在正极得电子生成Cu单质，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，故答案为：负；Cu2++2e-=Cu；
(3)该装置是电解池，且阳极是惰性电极，C连接电源负极，所以是阴极，阴极上铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为：Cu2＋＋2e−＝Cu，铂连接电源正极，所以铂在阳极，阳极上氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：2Cl−−2e−＝Cl2↑，所以其电池反应式为：CuCl2Cu+Cl2↑，若将B池的溶液换成饱和的食盐水，则电解的总反应为：，由反应可知转移2mol电子时生成1mol氢气和1mol氯气，则通过1mol电子时两极共产生的气体的物质的量为1mol，标况下的体积为22.4L，故答案为：CuCl2Cu+Cl2↑；22.4L；(4)该装置是电解池，铜是阳极，阳极上铜失电子发生氧化反应，电极反应式为：Cu−2e−＝Cu2＋，故答案为：Cu−2e−＝Cu2＋；(5)以Zn+Fe2+=Zn2++Fe为电池总反应设计电池，Zn失电子作负极，Fe2+得电子在正极发生反应，电极反应为：Fe2++2e-=Fe，故答案为：Fe2++2e-=Fe；【练7】某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时。观察到电流表的指针发生了偏转。请回答下列问题：（1）甲池为___________(填“原电池”、“电解池”或“电镀池”)，通入电极的电极反应式为___________。（2）乙池中A(石墨)电极的名称为___________(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)。总反应的离子方程式为___________。（3）当乙池中B极质量增加21.6g时，甲池中理论上消耗的体积为___________mL(标准状况下)，丙池中___________极析出___________g铜。杨sir化学，侵权必究（4）若丙池中电极不变，将其溶液换成溶液，电键闭合一段时向后。甲中溶液的pH将___________(填“增大”“减小”或“不变”)；丙中溶液的pH将___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。【答案】
（1）    原电池        （2）    阳极        （3）    1120    D    6.4    （4）    减小    不变    【分析】由图可知，甲池为燃料电池，通入甲醇的的Pt电极为负极，碱性条件下，甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，通入氧气的Pt电极为正极，碱性条件下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子；乙池为电解池，A电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气，B电极为阴极，银离子在阴极得到电子发生还原反应生成银；丙池为电解池，C电极为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，D电极为阴极，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜。（1）由分析可知，甲池为原电池；通入甲醇的的Pt电极为负极，碱性条件下，甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为；（2）乙池为电解池，A电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气，B电极为阴极，银离子在阴极得到电子发生还原反应生成银，总反应的离子方程式为；（3）21.6g银的物质的量为，由得失电子数目守恒可知，甲池中理论上消耗氧气的体积为0.2mol××22.4L/mol×1000=1120mL，丙池中D极析出铜的质量为0.2mol××64g/mol=6.4g；（4）若丙池中电极不变，将其溶液换成溶液，电键闭合一段时间后，甲池中的总反应为2CH3OH+3O2+4OH-=2CO+6H2O，反应中消耗氢氧根离子，溶液的pH将减小；丙池中电解溶液的方程式为，丙中溶液的pH不变。