高考化学一轮复习专题十二电化学考点二电解原理及应用教学案

高考化学一轮复习专题十二电化学考点二电解原理及应用教学案

考点二 电解原理及应用 1 电解 使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。 2 电解池(或电解槽) (1)定义 借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转化为化学能的装置。 (2)构成条件 ①有与电源相连的两个电极。 ②两个电极插入电解质溶液(或熔融电解质)中。 ③形成闭合回路。 (3)工作原理 以惰性电极电解 CuCl2 溶液为例： 3 电解原理的应用 (1)氯碱工业 阳极(石墨)：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应) 阴极(铁或石墨)：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应) 总反应：2NaCl＋2H2O===== 电解 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ (2)电镀和电解精炼铜 电镀 电解精炼铜 概念 电镀是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 运用电解的方法将粗铜提炼 为纯铜 主要目的 使金属增强抗腐蚀能力、增大表 面硬度等 将粗铜提炼为纯铜 示意图 (3)冶炼金属 ①电解熔融 NaCl 制取金属钠 NaCl 在高温下熔融，并发生电离：NaCl===Na＋＋Cl－； 通直流电后，阴极：2Na＋＋2e－===2Na，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，总反应：2NaCl(熔 融)===== 电解 2Na＋Cl2↑ ②电解熔融 MgCl2 制取金属镁 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 总反应：MgCl2(熔融)===== 电解 Mg＋Cl2↑ ③电解熔融 Al2O3 制取金属铝 阴极：4Al3＋＋12e－===4Al 阳极：6O2－－12e－===3O2↑ 总反应：2Al2O3(熔融)===== 电解 4Al＋3O2↑ 学霸巧学卡 电解原理应用时注意事项 (1)阳离子交换膜(以电解 NaCl 溶液为例)，只允许阳离子(Na＋)通过，而阻止阴离子(Cl －、OH－)和分子(Cl2)通过，这样既能防止 H2 和 Cl2 混合爆炸，又能避免 Cl2 和 NaOH 溶液作用 生成 NaClO 影响烧碱质量。 (2)电解或电镀时，电极质量减少的电极必为金属电极——阳极；电极质量增加的电极 必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上。 (3)电解精炼铜，粗铜中含有的 Zn、Fe、Ni 等活泼金属失去电子，变成金属阳离子进入 溶液，其活泼性小于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电解过程中电解质溶液中的 Cu2＋浓度会 逐渐减小。 (4)电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目跟阴极镀层金属离子得到电子的数目相等， 因此电镀液的浓度保持不变。 1.思维辨析 (1)用惰性电极电解饱和食盐水，实验停止后要想使溶液复原需加入适量盐酸。( ) (2)电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的 Cl2 进入阳极室。 ( ) (3)工业上可以通过电解熔融的 AlCl3 制备 Al。( ) (4)工业上可以通过电解 MgCl2 溶液制备 Mg。( ) (5)电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小。( ) (6)Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑可以设计成电解池，但不能设计成原电池。( ) (7)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。( ) 答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√ (7)× 2．利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是( ) A．氯碱工业中，X 电极上反应式是 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ B．电解精炼铜时，Z 溶液中的 Cu2＋浓度不变 C．在铁片上镀铜时，Y 是纯铜 D．制取金属镁时，Z 是熔融的氯化镁 答案 D 解析 A 项，X 为阳极，由于还原性 Cl－>OH－，电极反应为 2Cl－－2e－===Cl2↑，错误； B 项，电解精炼铜时，Cu2＋减小，错误；C 项，电镀铜时，纯铜作阳极，故 C 错。 [考法综述] 高考对本考点的考查主要围绕电解池的工作原理的分析，要求考生 准确判断阴阳极的基础上，熟记离子的放电顺序，会判断或书写电极反应式，学会根据守恒 (元素守恒、电子守恒)进行相关计算。 命题法 1 电解总方程式或电极反应式的书写或判断 典例 1 以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下： 下列说法不正确的是( ) A．在阴极室，发生的电极反应为 2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ B．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区 H＋浓度增大，使平衡2CrO2－ 4 ＋2H＋ Cr2O2－ 7 ＋H2O 向右移动 C．该制备过程总反应的化学方程式为 4K2CrO4＋4H2O===== 通电 2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑ D．测定阳极液中 K 和 Cr 的含量，若 K 与 Cr 的物质的量之比(nK/nCr)为 d，则此时铬酸 钾的转化率为 1－d 2 [解析] 观察实验装置，阴极反应为 4H2O＋4e－===4OH－＋2H2↑，阳极反应为 2H2O－4e－ ===4H＋＋O2↑，阳极室 OH－放电，导致 H＋浓度增大，使平衡 2CrO2－ 4 ＋2H＋ Cr2O2－ 7 ＋H2O 右 移，从而在阳极区得到 K2Cr2O7，故 A、B、C 正确；D 项，设最初阳极室中的 K2CrO4 为 1 mol， 通电后转化的 K2CrO4 为 x mol，依题意有 2(1－x)＋x 2 ×2＝d×1，x＝2－d，K2CrO4 的转化率 为2－d 1 ×100%，故 D 项错误。 [答案] D 【解题法】 电解方程式书写的步骤和注意事项 (1)方法步骤 ①首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。 ②再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(勿忘水溶液中的 H＋和 OH－)。 ③然后排出阴、阳两极的放电顺序。 阴极：阳离子放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K ＋[水溶液中 Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋不放电，另外，阴极不管是什么材料，电极本身不反 应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电]。 阳极：活泼电极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子(水溶液中含氧酸根离子不放电)。 ④分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。 ⑤最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。 (2)注意问题 ①书写电解池中电极反应式时，要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，且注明条件“电解”。 ③注意题目信息中提示的离子的放电，如电解法制取 KMnO4 等。 命题法 2 电解原理和规律的运用 典例 2 电解产物的判断 下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是( ) A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2 B．NaOH、CuSO4、H2SO4 C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2 D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2 [解析] 电解质溶液电解时只生成氧气和氢气，相当于是电解水。根据电解时离子的放 电顺序，当电解强酸、强碱、活泼金属含氧酸盐的溶液时均相当于电解水。 [答案] C 典例 3 电解质的复原 用惰性电极电解 100 mL CuSO4 溶液一段时间后，可以通过添加 0.1 mol Cu(OH)2 将溶液 的量与浓度完全复原，则电解时电路中通过的电子为( ) A．0.1 mol B．0.2 mol C．0.4 mol D．0.8 mol [解析] 根据题意知，通过添加 0.1 mol Cu(OH)2 将溶液的量与浓度完全复原，可知电 解时 Cu2＋放电完全，且电解了一部分水。由 0.1 mol Cu(OH)2 可知，电解时阴极产生了 0.1 mol Cu 和 0.1 mol H2，结合电极反应式知，通过的电子为 0.4 mol。 [答案] C 典例 4 溶液 pH 值的变化 以石墨为电极，电解 KI 溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是( ) A．阴极附近溶液呈红色 B．阴极逸出气体 C．阳极附近溶液呈蓝色 D．溶液的 pH 变小 [解析] 以石墨为电极，电解 KI 溶液的方程式是 2KI＋2H2O===== 通电 I2＋H2↑＋2KOH。由于 其中含有少量酚酞和淀粉，所以在阳极附近碘单质遇淀粉，溶液变为蓝色；在阴极由于产生 氢气，溶液显碱性，遇酚酞，溶液变为红色。因为产生了碱，溶液碱性增强，所以溶液的 pH 变大。因此选项是 D。 [答案] D 【解题法】 电解规律归纳总结 (1)电解水型 (2)电解电解质型 (3)放 H2 生碱型 (4)放 O2 生酸型 命题法 3 电化学有关计算 典例 5 如图所示，通电 5 min 后，电极 5 的质量增加 2.16 g，请回答下列问题： (1)a 为电源的________(填“正”或“负”)极，C 池是________池。A 池阳极的电极反 应为________，C 池阴极的电极反应为________。 (2)如果 B 池中共收集到 224 mL 气体(标准状况)且溶液体积为 200 mL(设电解过程中溶 液体积不变)，则通电前溶液中 Cu2＋的物质的量浓度为________。 (3)如果 A 池溶液是 200 mL 足量的食盐水(电解过程溶液体积不变)，则通电后，溶液的 pH 为________。 [解析] 根据已知条件通电 5 min 后，电极 5 的质量增加 2.16 g，说明电极 5 作阴极， 银离子放电，电极反应为 Ag＋＋e－===Ag，转移电子的物质的量为 0.02 mol，同时可知电极 6 作阳极，与电源的正极相连。同时可得 a 是负极，b 是正极，电极 1、3、5 作阴极，电极 2、4、6 作阳极。由此可得(1)中答案。 (2)B 池中电解总反应为 2CuSO4＋2H2O===== 电解 2Cu＋O2↑＋2H2SO4，若转移 0.02 mol 电子时 只收集到 O2(只电解溶质)，则根据关系式 2CuSO4～O2～4e－可得 n(O2)＝0.005 mol，体积为 112 mL(标准状况)<224 mL，说明溶质 CuSO4 已耗完，然后电解水。设整个过程消耗 CuSO4 x mol，H2O y mol，则有 2x＋2y＝0.02，1 2 x＋3 2 y＝0.01，解得 x＝y＝0.005 mol，则 c(CuSO4) ＝0.025 mol·L－1。 (3)由于 A 池中电解液足量，A 池中只发生反应 2NaCl＋2H2O===== 电解 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑， 根据关系式 NaOH～e－，生成的 n(NaOH)＝0.02 mol，则 c(NaOH)＝0.02 mol 0.2 L ＝0.1 mol·L－1， 即溶液的 pH＝13。 [答案] (1)负 电解 2Cl － －2e － ===Cl2↑ Ag ＋ ＋e － ===Ag (2)0.025 mol·L － 1 (3)13 【解题法】 电化学有关计算的类型和方法技巧 (1)计算类型 原电池和电解池的计算主要包括以下几个方面： ①根据直流电源提供的电量求产物的量(析出固体的质量、产生气体的体积等)； ②溶液 pH 的计算； ③相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算； ④产物的量与电荷量关系的计算。 (2)解题方法 ①根据得失电子守恒法计算 用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路 中转移的电子数相等。 ②根据总反应式计算 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。 ③根据关系式计算 借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。串联电 路中各电极得失电子数相等，即电路中通过的电量(电子总数)相等。 如以通过 4 mol e－为桥梁可构建如下关系式： 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快 速解答常见的电化学计算问题。 特别提醒：在电化学计算中，还常利用 Q＝I·t 和 Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19 C 来计 算电路中通过的电量。 命题法 4 原电池和电解池组合装置分析 典例 6 某兴趣小组的同学用下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，观察到电流计的指针发生了偏转。 请回答下列问题： (1)甲池为________(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入 CH3OH 电极的电极 反应为________。 (2)乙池中 A(石墨)电极的名称为________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳 极”)，总反应式为________。 (3)当乙池中 B 极质量增加 5.40 g 时，甲池中理论上消耗 O2 的体积为________mL(标准 状况)，丙池中________极析出________g 铜。 (4)若丙中电极不变，将其溶液换成 NaCl 溶液，电键闭合一段时间后，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”)。 [解析] (1)甲池为原电池，通入 CH3OH 的电极为负极，电极反应为 CH3OH－6e－＋8OH－ ===CO2－ 3 ＋6H2O。 (2)乙池中为用惰性电极电解 AgNO3 溶液，其中 A 作阳极，B 作阴极，总反应为 4AgNO3 ＋2H2O===== 电解 4Ag＋O2↑＋4HNO3。 (3) 根 据 各 电 极 上 转 移 的 电 子 相 同 ， 则 n(Ag) ＝ 4n(O2) ＝ 2n(Cu) ， 故 V(O2) ＝ 1 4 ×5.40 108 ×22.4 L＝0.28 L＝280 mL，m(Cu)＝1 2 ×5.40 108 ×64 g＝1.60 g。 (4)若丙中电极不变，将其溶液换成 NaCl 溶液，根据丙中总反应 2NaCl＋2H2O===== 电解 2NaOH ＋H2↑＋Cl2↑，溶液 pH 增大，而甲中总反应为 2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O，溶液 pH 减小。 [答案] (1)原电池 CH3OH－6e－＋8OH－===CO2－ 3 ＋6H2O (2)阳极 4AgNO3＋2H2O===== 电解 4Ag＋O2↑＋4HNO3 (3)280 D 1.60 (4)减小 增大 【解题法】 电化学组合装置问题分析步骤 解答该类试题，透彻理解电化学原理是基础，准确判断电池种类是关键，灵活利用电子 守恒是处理数据的法宝。具体可按以下三个步骤进行： 第一步：准确判断电池类型 (1)直接判断 非常直观明显的装置，如燃料电池、铅蓄电池等在电路中，则其他装置为电解池。如下 图中，A 为原电池，B 为电解池。 (2)根据电池中的电极材料和电解质溶液判断 原电池一般是两种不同的金属电极或一个为金属电极另一个碳棒做电极；而电解池则一 般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能 发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如右图中， B 为原电池，A 为电解池。 (3)根据电极反应现象判断 在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极，并由此判断电池类型，如图。 若 C 极溶解，D 极上析出 Cu，B 极附近溶液变红，A 极上放出黄绿色气体，则可知乙是 原电池，D 是正极，C 是负极；甲是电解池，A 是阳极，B 是阴极。B、D 极发生还原反应，A、 C 极发生氧化反应。 第二步：利用相关概念进行分析判断 在确定了原电池和电解池后，利用有关概念作分析和判断，如电极的判断、电极反应方 程式的书写、实验现象的描述、溶液中离子的移动方向、pH 的变化及电解质溶液的恢复等。 只要按照各自的规律分析即可。 第三步：利用守恒进行数据处理 原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据就是电子转移的守恒，分析时要注意两 点：①串联电路中各处电流相等；②并联电路中总电流等于各支路电流之和。在此基础上分 析处理其他各种数据。 1．在固态金属氧化物电解池中，高温共电解 H2O－CO2 混合气体制备 H2 和 CO 是一种新的 能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是( ) A．X 是电源的负极 B．阴极的电极反应式是 H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－ C．总反应可表示为 H2O＋CO2===== 通电 H2＋CO＋O2 D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是 1∶1 答案 D 解析 H2O 和 CO2 混合气体转变为 H2 和 CO 的过程在接电源 X 极的电极上完成，说明该电 极上发生了还原反应，该电极为阴极，则 X 为电源的负极，A 项正确；阴极完成的是 H2O→H2， CO2→CO，对应的电极反应式为 H2O＋2e－===H2＋O2－，CO2＋2e－===CO＋O2－，B 项正确；制备过 程的总反应为 H2O＋CO2===== 通电 CO＋H2＋O2，C 项正确；阴极与阳极产生的气体，其物质的量之 比为 2∶1，D 项错误。 2．某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将 H2O 和 CO2 转化为 O2 和燃 料(C3H8O)。下列说法正确的是( ) A．该装置将化学能转化为光能和电能 B．该装置工作时，H＋从 b 极区向 a 极区迁移 C．每生成 1 mol O2，有 44 g CO2 被还原 D．a 电极的反应为 3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O 答案 B 解析 该装置将光能转化为化学能，将电能转化为化学能，A 项错误；该装置工作时， a 极为阴极，b 极为阳极，H＋从阳极(b 极)区向阴极(a 极)区迁移，B 项正确；根据电路中通 过的电量相等，由 2H2O――→ 失 4e－ O2、CO2――→ 得 6e－ 1 3 C3H8O 可得：3O2～2CO2，则每生成 1 mol O2，被 还原的 CO2 的质量为2 3 mol×44 g/mol＝29.3 g，C 项错误；a 极上 CO2 发生得电子的还原反 应转化为 C3H8O，D 项错误。 3．某同学组装了如图所示的电化学装置。电极Ⅰ为 Al，其他电极均为 Cu，则( ) A．电流方向：电极Ⅳ→Ⓐ→电极Ⅰ B．电极Ⅰ发生还原反应 C．电极Ⅱ逐渐溶解 D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu 答案 A 解析 左侧两烧杯构成原电池装置，Al 为负极，右侧烧杯为电解池装置。电流方向与 电子流动方向相反，电极Ⅳ→A→电极Ⅰ，A 正确；负极反应式为 Al－3e－===Al3＋，发生氧 化反应，B 错误；电极Ⅱ的电极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu，C 错误；根据电解原理，电极Ⅲ 的电极反应式：Cu－2e－===Cu2＋，D 错误。 4．已知：锂离子电池的总反应为 LixC＋Li1－xCoO2 放电 充电 C＋LiCoO2，锂硫电池的总反 应为 2Li＋S 放电 充电 Li2S。 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．理论上两种电池的比能量相同 D．如图表示用锂离子电池给锂硫电池充电 答案 B 解析 A 项，在原电池内部，阳离子应移向正极；二次电池充电过程为电解的过程，阴 极发生还原反应，B 项正确；C 项，比能量是指这种电池单位质量或单位体积所能输出的电 能，当二者质量相同时，转移电子的物质的量不相等，即比能量不同；D 项，左边装置已经 是放完电的电池，应为锂硫电池给锂离子电池充电。 5．电解装置如图所示，电解槽内装有 KI 及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一 定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。 已知：3I2＋6OH－===IO－ 3 ＋5I－＋3H2O 下列说法不正确的是( ) A．右侧发生的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ B．电解结束后，右侧溶液中含有 IO－ 3 C．电解槽内发生反应的总化学方程式：KI＋3H2O===== 通电 KIO3＋3H2↑ D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变 答案 D 解析 依题意，左侧溶液变蓝，说明左侧 Pt 电极为阳极，电极反应式为 2I－－2e－ ===I2……①，右侧 Pt 电极为阴极，电极反应式为 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－……②或 2H＋＋2e －===H2↑，A 正确；阴极生成的 OH－通过阴离子交换膜迁移至左室，与 I2 发生反应：3I2＋6OH －===5I－＋IO－ 3 ＋3H2O……③，I2 浓度逐渐减小，故蓝色逐渐变浅，电解结束后 IO － 3 可通过阴 离子交换膜扩散至右侧，B 正确；①式×3＋②式×3＋③式得电解总反应：I－＋3H2O===== 通电 IO－ 3 ＋3H2↑，C 正确；若换用阳离子交换膜，OH－不能迁移至左室，反应③无法发生，①式＋② 式得电解总反应式为 2I－＋2H2O===== 通电 2OH－＋I2＋H2↑，两种情况下电解总反应显然不同，D 错误。 6．为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以 Al 作阳极、Pb 作阴极，电解稀 硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下： 电池：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l) 电解池：2Al＋3H2O===== 电解 Al2O3＋3H2↑ 电解过程中，以下判断正确的是( ) 电池 电解池 A H＋移向 Pb 电极 H＋移向 Pb 电极 B 每消耗 3 mol Pb 生成 2 mol Al2O3 C 正极：PbO2＋4H＋＋2e－===Pb2＋＋2H2O 阳极：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋ 6H＋ D 答案 D 解析 电池中 H＋移向正极，即 PbO2 电极，电解池中 H＋移向阴极即 Pb 电极，A 错误；每 消耗 3 mol Pb 转移 6 mol e－，生成 1 mol Al2O3，B 错误；PbSO4 是沉淀，电池正极反应式 为 PbO2＋4H＋＋SO2－ 4 ＋2e－===PbSO4＋2H2O，C 错误；D 中电池中负极上 Pb 生成 PbSO4 使其质量 增大，电解池中阴极上 H＋生成 H2，Pb 电极质量无变化，D 正确。 7．电解法是处理工业废水的一种重要方法。如酸性含 Cr2O 2－ 7 废水就可以采用电解法进 行无害化处理。电解时采用 Fe 作阳极，惰性电极作阴极。已知：①氧化性：Cr2O2－ 7 >Fe3＋； ②Cr2O 2－ 7 被还原生成 Cr3＋；③Ksp[Cr(OH)3]＝6.3×10－31。下列说法正确的是( ) A．阳极材料也可以是 Cu B．阴极每产生 3 mol H2，则有 1 mol Cr2O 2－ 7 被还原 C．一段时间后溶液中发生反应 Cr2O2－ 7 ＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O D．电解最后阶段需要加碱，使溶液中的阳离子转化为沉淀 答案 C 解析 A 错，阴极生成 Cu2＋，不能还原 Cr2O2－ 7 ；B 错，阴极每产生 3 mol H2，转移电子 数为 6 mol，根据氧化还原反应得失电子守恒得 6Fe～12e－～6Fe2＋～Cr2O2－ 7 ，则有 0.5 mol Cr2O 2－ 7 被还原；D 错，电解最后阶段不需要加碱，反应过程中溶液的碱性增强。 8 ． PbO2 可 由 PbO 与 次 氯 酸 钠 溶 液 反 应 制 得 ， 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ______________________________；PbO2 也可以通过石墨为电极，Pb(NO3)2 和 Cu(NO3)2 的混 合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式为____________________________，阴极 上观察到的现象是________________________________；若电解液中不加入 Cu(NO3)2，阴极 发 生 的 电 极 反 应 式 为 __________________________ ， 这 样 做 的 主 要 缺 点 是 ______________________________。 答案 PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－ Pb2＋＋2H2O－2e－===PbO2↓＋4H＋ 石墨上包上铜镀层 Pb2＋＋2e－===Pb↓ 不能有效利用 Pb2＋ 解析 根据电子得失守恒可得 PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－。由题意为用电解法制 PbO2，Pb 价态升高，PbO2 应为阳极产物，即可写出。阴极 Cu2＋放电，现象为：石墨极上包上铜镀层。 若不加 Cu(NO3)2，则阴极为 Pb2＋放电，缺点为：损失 Pb2＋，不能有效利用 Pb2＋。 9．将烧碱吸收 H2S 后的溶液加入到如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中 阳极区发生如下反应： S2－－2e－===S (n－1)S＋S2－===S2－ n (1)写出电解时阴极的电极反应式：______________。 (2) 电 解 后 阳 极 区 的 溶 液 用 稀 硫 酸 酸 化 得 到 硫 单 质 ， 其 离 子 方 程 式 可 写 成 ________________。 答案 (1)2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ (2)S2－ n ＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑ 解析 (1)阴极只有 H＋得电子生成 H2。 (2)反应物为 S2－ n 、H＋，产物有 S，所以 S 2－ n 中 S 的化合价既升高也降低，有 H2S 生成， 配平即可。