1、电解池及其工作原理 电解规律及电极产物的判断 1.如图装置分别通电一段时间后，溶液的质量增加的是()【解析】选D。A项实质是电解水，2H2O2H2+O2，溶液质量减少；B项电解CuCl2，CuCl2Cu+Cl2，溶液质量减少；C项阳极是活性电极Cu，电极反应式为Cu-2e-Cu2+，阴极反应式为Cu2+2e-Cu，溶液质量无变化；D项阳极是活性电极Ag，电极反应式为2Ag-2e-2Ag+，阴极反应式为Cu2+2e-Cu，总反应式为2Ag+Cu(NO3)22AgNO3+Cu，溶液质量增大。2.(双选)如图是一个石墨作电极，电解稀的Na2SO4溶液的装置，通电后在石墨电极A和B附近分别滴加一滴石蕊
2、溶液。下列有关叙述正确的是()A.逸出气体的体积，A电极的大于B电极的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【解析】选A、D。A、B电极反应式分别为4H2O+4e-2H2+4OH-、2H2O-4e-O2+4H+，相同温度和压强下，A电极生成气体体积大于B电极，A正确；阳极上生成O2，阴极上生成H2，O2和H2都是无色无味气体，B错误；由电极反应式知，A电极附近溶液呈碱性，B电极附近溶液呈酸性，则A电极附近溶液呈蓝色，B电极附近溶液呈红色，C错误；惰性电极电解稀的Na2SO4溶
3、液，实际是电解水，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性，D正确。【归纳提升】构建思维模型突破电解池原理分析电解池问题的一般程序为找电源(或现象)判两极写电极反应式得总反应式。连电源正极的为阳极，阳极上发生氧化反应；连电源负极的为阴极，阴极上发生还原反应，两电极反应式之和即为电池总反应式。电极材料：惰性电极指Pt、Au、石墨；活性电极指除Pt、Au、石墨外的金属材料。 电极反应式的书写与判断3.按要求书写电极反应式和总反应式。(1)用惰性电极电解AgNO3溶液阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应离子方程式：_。(2)用惰性电极电解MgCl2溶液阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反
4、应离子方程式：_。(3)用Fe作电极电解NaCl溶液阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应离子方程式：_。(4)用Al作电极电解NaOH溶液阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应离子方程式：_。(5)用Cu作电极电解HCl溶液阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应离子方程式：_。(6)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应离子方程式：_。答案：(1)2H2O-4e-O2+4H+4Ag+4e-4Ag4Ag+2H2O4Ag+O2+4H+(2)2Cl-2e-Cl22H2O+2e-+Mg2+H2+Mg(OH)2Mg2+2Cl-+2H2OMg(OH)2
5、+Cl2+H2(3)Fe-2e-Fe2+2H2O+2e-H2+2OH-Fe+2H2OFe(OH)2+H2(4)2Al-6e-+8OH-2Al+4H2O6H2O+6e-3H2+6OH-2Al+2H2O+2OH-2Al+3H2(5)Cu-2e-Cu2+2H+2e-H2Cu+2H+Cu2+H2(6)2Al-6e-+3H2OAl2O3+6H+6H+6e-3H22Al+3H2OAl2O3+3H24.在微电子工作中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3，其电解原理如图所示。a电极为电解池的_(填“阴”或“阳”)极，写出该电极的电极反应式：_；电解过程中还会生成少量氧化
6、性极强的气体单质，该气体的分子式是_。【解析】由题图可知，H+在b电极上得到电子生成氢气，故b为阴极，则a为阳极，阳极上N失去电子生成NF3，电极反应方程式为N+3F-6e-NF3+4H+，依据电解原理可知，F-也可能失去电子生成氟单质，故该气体单质为氟气。答案：阳N+3F-6e-NF3+4H+F25.电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢气的装置示意图如图：电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴阳两极均为惰性电极。(1)A极为_，电极反应式为_。(2)B极为_，电极反应式为_。【解析】H2产生是因为H2O电离的H+在阴极上得电子，即6H2O+6e-3H2+6OH-，所以B极为阴极，A极为阳极，电极反
7、应式为CO(NH2)2-6e-+8OH-N2+C+6H2O，阳极反应式容易错写成4OH-4e-2H2O+O2。答案：(1)阳极 CO(NH2)2+8OH-6e-N2+C+6H2O(2)阴极6H2O+6e-3H2+6OH-6.(2019江苏高考节选)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。(1)写出阴极CO2还原为HCOO-的电极反应式：_。(2)电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是_。【解析】(1)CO2中的C为+4价，HCOO-中的C为+2价，1 mol CO2转化为HCOO-时，得2 mol e-；(2)KHCO3溶液中阳极为水电
8、离出的OH-放电，留下H+，会与HC 反应，由电荷平衡，K+会移向阴极区。答案：(1)CO2 + H+2e-HCOO- 或CO2+HC+2e-HCOO- + C(2)阳极产生O2，pH减小，HC 的浓度降低；K+部分迁移至阴极区7.(2019全国卷节选)环戊二烯可用于制备二茂铁(Fe(C5H5)2，结构简式为)，后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。该电解池的阳极为_，总反应为_。电解制备需要在无水条件下进行，原因为_。【解析】由原理图可知，Fe电极的铁生成Fe2+，发生氧化反应，F
9、e电极为电解池的阳极；由图可知有H2生成，电解池的总反应为Fe+2+H2。中间物Na能与水反应，且水会电解生成OH-，与Fe2+反应生成Fe(OH)2，故电解制备需要在无水条件下进行。答案：Fe电极Fe+2+H2(Fe+2C5H6Fe(C5H5)2+H2)水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成OH-，进一步与Fe2+反应生成Fe(OH)2【归纳提升】1.做到“三看”，正确书写电极反应式(1)一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定被电解(注：Fe生成Fe2+)。(2)二看介质，介质是否参与电极反应。(3)三看电解质状态，若是熔融状态，就是金属的冶炼。2.规避“三个”失分点(1)书写电解池中电极反应式时，一般以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。(2)要确保两极电子转移数目相同，且应注明条件“电解”。(3)电解水溶液时，应注意放电顺序中H+、OH-之后的离子一般不参与放电。
