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第三节 电能转化为化学能——电解
第1 课时 电解的原理
1．下图所示装置中，属于电解池的是（ ）
【答案】C
【解析】根据电解池的构成条件进行判断：装置A、B、D 中无直流电源，装置D 中不能形成闭合回路，
则A、B、D 不能形成电解池。
2．如图是电解CuCl2溶液的装置示意图。其中c、d 为石墨电极。则下列有关判断正确的是（ ）
A．a 为负极、b 为正极
B．a 为阳极、b 为阴极
C．电解过程中，d 电极质量增加
D．电解过程中，氯离子浓度不变
【答案】C
【解析】根据电流的方向判断a 为正极，b 为负极，则c 为阳极，d 为阴极。电解CuCl2溶液的电极反应式
为：阳极2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极Cu2＋＋2e－===Cu，C 正确。
3．右图装置中发生反应的离子方程式为：Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑，下列说法错误的是（ ）
A．a、b 不可能是同种材料的电极
B．该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸
C．该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸
D．该装置可看作是铜－锌原电池，电解质溶液是稀硫酸
【答案】D
【解析】A 和B．图示装置既可以是电解池，阳极的电极材料为Zn、阴极的电极材料为Zn 或其他可导电
的材料，如Cu、石墨等，电解质溶液为盐酸或硫酸等；故A 错误，B 正确；C 和D．该装置也可是原电池，
此时电池负极材料为Zn、正极材料为比Zn 活泼性差的可导电的材料，如Cu、石墨等，电解质溶液为盐酸
或硫酸等，故C、D 项正确。
4．下列关于如图所示装置的叙述中正确的是（ ）
A．甲、乙装置中的锌片都作负极
B．甲、乙装置中溶液内的H＋都在铜片被还原
C．甲、乙装置中锌片上发生的反应都是还原反应
D．甲装置中铜片上有气泡生成，乙装置中铜片质量减小
【答案】D
【解析】乙为电解池，锌片为阴极，故A 错误；乙为电解池，溶液内的H＋在锌片（阴极）上被还原，故
B 错误；甲为原电池，锌片为负极，发生氧化反应，故C 错误；甲装置中铜片为正极，H＋在铜片上得电子
被还原为氢气，乙装置中铜片为阳极，发生氧化反应，铜片质量减小，故D 正确。
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＋5I－＋3H2O
下列说法不正确的是（ ）
A．右侧发生的电极方程式：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－
B．电解结束时，右侧溶液中含有IO
C．电解槽内发生反应的总化学方程式KI＋3H2O＝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方程式不变
【答案】D
【解析】A．由右侧放出氢气可知，阴极的电极反应为2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－或2H＋＋2e－＝H2↑；
故A 正确。B．由左侧溶液变蓝色可知，则阳极电极反应为2I－－2e－＝I2；为了保持电中性，阴极剩余
的OH－通过阴离子交换膜向阳极移动，一段时间后，蓝色变浅，则3I2＋6OH－＝IO＋5I－＋3H2O，电解
结束时，IO 通过阴离子交换膜向右侧移动；故B 正确。C．电解总反应式为KI＋3H2O＝KIO3＋3H2↑；
故C 正确。D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，阳极的电极反应为2I－－2e－＝I2，这时K＋富余，
为了保持电中性，K＋通过阳离子交换膜迁移至阴极，不会发生3I2＋6OH－＝IO＋5I－＋3H2O；故D 错误。
6．下列各组中，每种电解质溶液电解（惰性电极）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
【答案】C
【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
含氧酸、强碱、活泼金属含氧酸盐的溶液时均相当于电解水；故选C。
7．用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量
的（ ）
A. CuSO4 B. H2O C. CuO D. CuSO4·5H2O
【答案】C
【解析】电解硫酸铜溶液时，氢氧根离子和铜离子分别在阳极和阴极放电，出来的是O2和Cu，要使其复
原，需加入适量的氧化铜。故选C
8．如图所示，X、Y 分别是直流电源的两极，通电后发现a 极板质量增加，b 极板处有无色无味的气体放
出，符合这一情况的是（ ）
选项
a 极板
b 极板
X 电极
Z
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
【答案】A
【解析】a 极是阴极，溶液中金属元素在金属活动性顺序中处于氢元素后边；b 极是阳极，电极材料必须是
惰性电极或不活泼的非金属，电解质溶液中的阴离子必须是氢氧根离子或含氧酸根离子。电解硫酸铜溶液，
阳极生成氧气，阴极析出铜单质，A 正确；电解质溶液中的金属元素钠元素在金属活动性顺序中处于氢元
素前边，阴极生成氢气，阳极生成氧气，两极都生成气体，B 错误；铁是活泼金属，在阳极失电子，在b
极上得不到气体，C 错误；电解氯化铜溶液，阳极生成有色气体氯气，阴极析出铜单质，不符合b 极板处
有无色无味的气体放出的现象，D 错误。
9．用石墨作电极，电解碘化钾溶液（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 减小
【答案】D
【解析】用石墨作电极，电解碘化钾溶液类似于电解氯化钠溶液，阳极反应式为2I－－2e－=== I2，阳极附
近溶液变蓝色；阴极反应式为2H＋＋2e－=== H2↑，阴极有氢气逸出，附近溶液中氢氧根离子浓度增大呈碱
性，溶液变红色。
10．用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4－H2C2O4混合
溶液。下列叙述错误的是（ ）
A．待加工铝制工件为阳极
B．表面生成的致密氧化膜不溶于稀疏酸
C．阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－===Al
D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
【答案】C
【解析】用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，铝被氧化，故金属铝是阳极材料，
A 正确；电解质溶液中含有硫酸，说明表面生成的致密氧化膜不溶于稀硫酸，B 正确；阴极上氢离子发生
得电子的还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，C 错误；在电解池中，阳离子向阴极移动，阴离子
向阳极移动，所以硫酸根离子在电解过程中向阳极移动，D 正确。
11．用石墨作电极电解1 000 mL 0.1 mol·L－1AgNO3溶液，通电一段时间后关闭电源，测得溶液的质量减少
了13.4 g。下列有关叙述正确的是（NA代表阿伏加德罗常数的值） （ ）
A．电解过程中流经外电路的电子数目为0.1NA
B．在标准状况下，两极共产生3.92 L 气体
C．电解后溶液中H＋浓度为0.01 mol·L－1（假设溶液体积不变）
D．加入13.8 g Ag2CO3可将溶液恢复到与电解前完全相同
【答案】B
【解析】用石墨作电极电解1 000 mL 0.1 mol·L－1AgNO3溶液，阴极反应首先是Ag＋＋e－===Ag，假设0.1
mol 银离子全部放电，转移电子的物质的量为0.1 mol，则析出金属银的质量为0.1 mol×108 g·mol－1＝10.8
g，此时阳极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，转移0.1 mol 电子时生成的氧气的质量是0．025 mol×32
g·mol－1＝0.8 g，溶液质量共减少10.8 g＋0.8 g＝11.6 g＜13.4 g，则Ag＋完全消耗后，阴极放电的是H＋，阳
极仍是OH－放电，此阶段相当于电解水，电解消耗水的质量为13.4 g－11.6 g＝1.8 g，电解1.8 g（即0.1
mol）水转移电子的物质的量为0.2 mol，所以整个过程电路中转移电子的总物质的量为0.3 mol，个数为
0.3NA，A 错误；阳极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，当转移0.3 mol 电子时，产生氧气的物质的量为0．
075 mol，阴极上产生氢气的物质的量为0．1 mol，所以在标准状况下，两极共产生（0.075＋0．1）
mol×22.4 L·mol－1＝3.92 L 气体，B 正确；电解过程中溶液中共产生0.1 mol H＋，最后溶液中c（H＋）＝
＝0.1 mol·L－1，C 错误；电解过程相当于消耗了氧化银和水，只加入Ag2CO3不能将溶液彻底复原，D 错误。
12．用石墨电极完成下列电解实验。
实验一
实验二
装置
现象
a、d 处试纸变蓝；b 处变红，局部
褪色；c 处无明显变化
两个石墨电极附近有气泡产生；n
处有气泡产生；……
下列对实验现象的解释或推测不合理的是（ ）
A．a、d 处：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－
B．b 处：2Cl－－2e－＝Cl2↑
C．c 处发生了反应：Fe－2e－＝Fe2＋
D．根据实验一的原理，实验二中m 处能析出铜
【答案】B
【解析】A．a、d 处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，氢氧根离子剩余
造成的；故A 正确。B．b 处变红，局部褪色，说明是溶液中的氯离子放电生成氯气同时与H2O 反应生成
HClO 和H＋，Cl－－2e－＋H2O＝HClO＋H＋；故B 错误。C．c 处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子；故
C 正确。D．实验一中ac 形成电解池，bd 形成电解池，所以实验二中形成3 个电解池，n（右面）有气泡
生成，为阴极产生氢气，n（左面）为阳极产生Cu2＋，Cu2＋在m 的右面得电子析出铜；故D 正确。
13．某混合溶液中含有两种溶质NaCl 和H2SO4，且n（NaCl）∶n（H2SO4）＝3 1∶。若以石墨为电极电解该
混合液时，根据电极产物可明显分为三个阶段，下列叙述中不正确的是（ ）
A．阴极先析出H2，后析出O2
B．阳极先析出Cl2，后析出O2
C．电解最后阶段为电解水
D．电解液的c（OH－）不断增大，最终溶液呈碱性
【答案】A
【解析】可以将溶质看成3 mol NaCl 和1 mol H2SO4，或者可以看成2 mol HCl，1 mol Na2SO4，1 mol
NaCl，由于1 mol Na2SO4自始至终无法放电，且其溶液呈中性，暂时可以忽略，则电解过程可看成先电解
HCl，再电解NaCl，最后电解水，即2HCl=====H2↑＋Cl2↑，2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，
2H2O=====2H2↑＋O2↑，生成的NaOH 为碱性，c（OH－）增大。阴极自始至终是H＋放电，只析出H2，A
错误；阳极Cl－先于OH－放电，先析出Cl2，后析出O2，B 正确；电解最后阶段为电解水，C 正确；溶液中
c（OH－）不断增大，生成的NaOH 为碱性，最终溶液呈碱性，D 正确。
14．某同学欲完成反应：2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑，设计了下列四个实验，你认为可行的是（ ）
【答案】C
【解析】银在金属活动性顺序中位于氢之后，因此Ag 不能直接与盐酸反应，可利用电解的方式使反应得
以进行。根据反应关系及装置特点可知，Ag 应为阳极。
15．如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯中分别盛放200 mL 含酚酞的NaCl 溶液、CuSO4溶液、MgCl2
溶液，a、b，e、f 电极均为石墨电极。通电一段时间后，a 极附近首先变红色，下列有关说法正确的是
（ ）
A．M 接电源的正极
B．乙中d 电极上有红色固体析出
C．当f 极生成0．224 L 某一种气体时（已经换算为标准状况），常温下甲中溶液的pH＝13（忽略溶液体
积的变化）
D．丙中原理可用于工业制备镁单质
【答案】C
【解析】通电一段时间后，a 极附近首先变红色，即a 极附近有OH－生成，所以在a 极上逸出H2，a 极为阴
极，b 极为阳极，故M 接电源的负极，N 接电源的正极，A 错误；由分析知，d 电极其为阳极，c 电极为阴
极，则c 电极上有红色固体析出，B 错误；f 极为阳极，发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，n（Cl2）＝＝0．01
mol ，则转移电子的物质的量n （e －）＝2n （Cl2 ）＝0 ．02 mol ，甲中发生反应：2NaCl ＋
2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，若转移0．02 mol 电子，反应产生NaOH 的物质的量是0．02 mol，由于
溶液的体积为0．2 L，则c（NaOH）＝＝0．1 mol·L－1，常温下，c（H＋）＝＝10－13mol·L－1，溶液的pH
＝13，C 正确；丙中阴极上H＋放电产生H2，产生的OH－与Mg2＋结合形成Mg（OH）2沉淀，阳极上Cl－放
电产生Cl2，没有金属镁产生，所以不能用于工业制备镁单质，D 错误。
16．如图所示，a、b、c、d 均为石墨电极，通电进行电解。
请回答：
（1）b、c 的电极名称分别为 。
（2）a、c 的电极反应式分别为 、 。
（3）电解后，甲、乙装置内溶液的 pH 分别有什么变化？ 。
（4）甲装置电解后，要恢复原溶液，需加入 。
（5）电解CuSO4溶液的离子方程式为 。
【解析】甲池：a 接正极，为阳极，b 为阴极，根据离子放电顺序可知：a 极反应为H2O－2e－===O2↑＋2H
＋，b 极反应为Cu2＋＋2e－===Cu。乙池：d 接负极，为阴极，c 为阳极，根据离子放电顺序：d 极：2H2O＋
2e－===H2↑＋2OH－，c 极：2Cl－－2e－===Cl2↑。根据两池电极反应，甲池减少Cu、O，需加CuO 或CuCO3
复原。
【答案】（1）阴极、阳极
（2）H2O－2e－===O2↑＋2H＋ 2Cl－－2e－===Cl2↑
（3）变小、变大
（4）CuO 或CuCO3
（5）2Cu2＋＋2H2O=====2Cu＋4H＋＋O2↑
17．由于Fe（OH）2 极易被氧化，所以实验室很难直接用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe
（OH）2沉淀。若用如图所示实验装置则可制得纯净的Fe（OH）2沉淀，两极材料分别为石墨和铁。
（1）a 电极材料为 ，该电极的电极反应式为 。
（2）若白色沉淀在电极周围生成，则电解质溶液d 是 （填序号，下同）；若白色沉淀在两极之间
的溶液中生成，则电解质溶液d 是 。
A．纯水
B．NaCl 溶液
C．NaOH 溶液
D．CuCl2溶液
（3）液体c 为苯，其作用是 。
（4）要想尽早在两极之间的溶液中看到白色沉淀，可以采取的措施是 （填序号）。
A．改用稀硫酸作电解液
B．适当增大电源电压
C．适当降低电解液温度
【解析】（1）铁的化合价升高，铁作阳极与电源的正极相连，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋。（2）若要在
电极周围生成白色沉淀，则电解质溶液应该选择氢氧化钠溶液。若在两极之间的溶液中产生白色沉淀，阴
极的电极反应应该为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，氢氧根离子向阳极移动，亚铁离子向阴极移动，二者在
两极之间的溶液中反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，因此电解质溶液应选择氯化钠溶液。（3）氢氧化亚铁
不稳定，容易被空气中的氧气氧化，因此苯起到了隔绝空气的作用。（4）适当增大电压，反应速率加快，
同时离子的迁移速率也加快，能尽早看到白色沉淀。
【答案】（1）Fe Fe－2e－===Fe2＋ （2）C B
（3）隔绝空气，防止白色沉淀被氧化 （4）B
1．下列关于电解槽的叙述中不正确的是（ ）
A．与电源正极相连的是电解槽的阴极 B．与电源负极相连的是电解柄的阴极
C．在电解槽的阳极上发生氧化反应 D．电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极
【答案】A
【解析】在电解槽中，“正阳负阴”，“阳极氧化、阴极还原”，“电子从电源的负极沿导线流入电解槽
的阴极，由电解槽的阳极流入电源的正极”；故A 错误。
2．如图是电解熔融NaCl 制备金属钠的装置示意图。下列有关判断正确的是（ ）
A．通过该装置可以将化学能转化为电能
B．石墨电极为正极
C．Na＋在铁电极上得到电子被还原为钠原子
D．若装置中两个电极互换，则不能形成电解池
【答案】C
【解析】该装置为电解池，可将电能转化为化学能，A 项错误；石墨与电源正极相连，为电解池的阳极，
B 项错误；Na＋在阴极上得到电子被还原为钠原子，析出金属钠，C 项正确；若两个电极互换，该装置仍
为电解池，这时铁为阳极，D 项错误。
3．如图所示，两电极上发生的电极反应为a 极：Cu2＋＋2e－===Cu；b 极：Fe－2e－===Fe2＋。下列说法不正
确的是（ ）
A．该装置的电解质溶液中一定含有Cu2＋
B．该装置一定是将化学能转化为电能
C．a、b 可能是同种电极材料
D．a 极上一定发生还原反应
【答案】B
【解析】该装置既可构成原电池，也可构成电解池。当构成原电池时，a 极材料是活动性比铁差的金属或
石墨，b 极为铁，电解质溶液中含Cu2＋；当构成电解池时，a 极做阴极，b 极做阳极且必须是铁电极，电解
液中含Cu2＋。
4．某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生，一段时间后，
断开K1，闭合K2，发现电流表A 指针偏转。下列有关描述正确的是（ ）
A．断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：2H＋＋2Cl－ ===== Cl2↑＋H2↑
B．断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红
C．断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应式为：Cl2＋2e－＝2Cl－
D．断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极
【答案】D
【解析】A．断开K2，闭合K1时，该装置为电解池，两极均有气泡产生，则表明石墨为阳极，铜为阴极，
（若铜为阳极，则铜溶解），反应为2Cl－＋2H2O ===== H2↑＋2OH－＋Cl2↑；故A 错误。B．阳极电极反应
式为2Cl－－2e－＝Cl2↑，阴极电极反应式为2H2O＋2e－＝2OH－＋H2↑，溶液变红；故B 错误。C 和D．
断开K1、闭合K2时，该装置为原电池，电解产生的Cl2、H2为原电池的反应物，铜电极为负极，发生氧化
反应为H2－2e－＋2OH－＝2H2O，而石墨为正极，发生还原反应，电极反应为Cl2＋2e－＝2Cl－；故C
错误，D 正确。
5．如图所示为直流电源电解稀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溶液。
下列实验现象中正确的是（ ）
A．逸出气体的体积a 电极小于b 电极
B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出有刺激性气味气体
C．a 电极附近呈红色，b 电极附近呈蓝色
D．a 电极附近呈蓝色，b 电极附近呈红色
【答案】D
【解析】电解Na2SO4溶液时，根据离子放电顺序可判断出实质是电解水，a 为阴极，电极反应式为4H＋＋
4e－===2H2↑，b 为阳极，电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。由以上分析可知，a 电极逸出的气体体
积大于b 电极，且H2、O2均为无色无味气体，A、B 错误；a 电极周围由于H＋放电，溶液呈碱性，石蕊溶
液显蓝色，b 电极周围由于OH－放电，溶液呈酸性，石蕊溶液显红色，C 错误，D 正确。
6．用惰性电极进行电解，下列说法正确的是（ ）
A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液的pH 不变
B．电解稀NaOH 溶液，要消耗OH－，故溶液的pH 减小
C．电解Na2SO4溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1 2∶
D．电解CuCl2溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1 1∶
【答案】D
【解析】电解稀硫酸实质上是电解水，电解水后，H＋的浓度增大，溶液的pH 减小，A 项错误；电解
NaOH 溶液相当于电解水，OH－的浓度增大，溶液的pH 增大，B 项错误；电解Na2SO4溶液相当于电解水
2H2O=====2H2↑＋O2↑，阴极上析出的H2和阳极上析出的O2的物质的量之比为2 1∶，C 项错误；电解CuCl2
溶液的化学方程式为CuCl2=====Cu＋Cl2↑，阴极上析出的Cu 和阳极上析出的Cl2的物质的量之比为1 1∶，
D 项正确。
7．用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种物质（方括号内物质），能够使溶液恢复到
原来的成分和浓度的是（ ）
A．AgNO3[AgNO3]
B．NaOH[H2O]
C．NaCl[NaCl]
D．CuSO4[Cu（OH）2]
【答案】B
【解析】选项A，电解硝酸银溶液时，氢氧根离子和银离子分别在阳极和阴极放电，要使其复原，需加入
适量的氧化银；选项B，电解氢氧化钠溶液时，氢氧根离子和氢离子分别在阳极和阴极放电，要使其复原，
需加入适量的水；选项C，电解氯化钠溶液时，氯离子和氢离子分别在阳极和阴极放电，要使其复原，需
通入适量的氯化氢；选项D，电解硫酸铜溶液时，氢氧根离子和铜离子分别在阳极和阴极放电，要使其复
原，需加入适量的氧化铜。
8．下图所示的电解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c 和d 均为Pt 电极。电解过程中，电极b 和d 上没有气体逸出，但
质量均增大，且增重b＜d。符合上述实验结果的盐溶液是（ ）
选
项
X
Y
A
MgSO4
CuSO4
B
AgNO3
Pb(NO3)2
C
FeSO4
Al2(SO4)3
D
CuSO4
AgNO3
【答案】D
【解析】电极b 和d 上没有气体逸出，所以电解的盐溶液中，金属应在活动顺序表中氢以后；根据电子守
恒，D 项生成1 mol Cu 的同时生成2 mol Ag，则b＜d；故选D。
9．用石墨电极电解CuCl2溶液（见右图）。下列分析正确的是（ ）
A．a 端是直流电源的负极
B．通电使CuCl2发生电离
C．阳极上发生的反应：Cu2＋＋2e－＝Cu
D．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体
【答案】D
【解析】A．根据离子移动规律“阳极吸引阴离子、正阳”，可知a 为电源负极，b 为电源正极；故A 正确。
c
d
a
b
电解池I
X 盐溶液
电解池II
Y 盐溶液
B．CuCl2在水分子的拖拽下发生了电离；故B 错误。C．阳极电极反应式为2Cl－－2e－＝Cl2↑；故C 错误。
D．阴极电极反应式为Cu2＋＋2e－＝Cu，现象析出红色的铜；故D 错误。
10．Cu2O 是一种半导体材料，基于绿色化学理论设计的制取Cu2O 的电解池示意图如图，电解总反应为
2Cu＋H2O=====Cu2O＋H2↑。下列说法正确的是（ ）
A．石墨电极上产生氢气
B．铜电极发生还原反应
C．铜电极接直流电源的负极
D．当有0．1 mol 电子转移时，有0．1 mol Cu2O 生成
【答案】A
【解析】由电解总反应式可知，Cu 参加了反应，所以Cu 作电解池的阳极 ，发生氧化反应，B 选项错误；
石墨作阴极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，A 选项正确；阳极与电源的正极相连，C 选项错误；阳极反应
为2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，当有0．1 mol 电子转移时，有0．05 mol Cu2O 生成，D 选项错误。
11．用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入0．1 mol Cu2（OH）
2CO3后恰好恢复到电解前的状态（不考虑二氧化碳的溶解），则电解过程中阳极产生气体的体积（标准状
况）为 （ ）
A．3．36 L
B．4．48 L
C．6．72 L
D．2．24 L
【答案】A
【解析】电解CuSO4溶液可得到H2SO4，碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，所以加入
0．1 mol 碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]相当于加入0．2 mol CuO、0．1 mol H2O，电解过程分为两个阶段，
第一个阶段阳极生成O2，阴极生成Cu，加入0．2 mol CuO 可恢复原状，第二阶段阳极生成O2，阴极生
成H2，加入0．1 mol H2O 可恢复原状；根据氧原子守恒可知阳极生成O2的物质的量为＝0．15 mol，标准
状况下体积为0．15 mol×22．4 L·mol－1＝3．36 L，答案选A。
12．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。其反应原理如下：
电池：Pb（s）＋PbO2（s）＋2H2SO4（aq）＝2PbSO4（s）＋2H2O（l）
电解池：2Al＋3H2O ===== Al2O3＋3H2↑
电解过程中，以下判断正确的是（ ）
选项
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＋＋
阳极：2Al＋3H2O－6e－＝Al2O3＋6H
2H2O
＋
D
【答案】D
【解析】A．根据离子移动判断方法“正正负负”，可知H＋离子在原电池中移向正极，即PbO2电极；故
A 错误。B．每消耗3 mol Pb，根据电子守恒生成l mol Al2O3；故B 错误。C．在原电池的正极电极反应是
生成PbSO4；故C 错误。D．在原电池中Pb 电极的质量由于生成PbSO4，质量增加，在电解池中，Pb 作阴
极，质量不变；故D 正确。
13．250 mL K2SO4和CuSO4的混合溶液中c（SO）＝0．5 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一
段时间后，两极均收集到1.12 L 气体（标准状况）。假定电解后溶液体积仍为250 mL，下列说法不正确的
是（ ）
A．电解得到Cu 的质量为3.2 g
B．上述电解过程中共转移电子0.2 mol
C．电解后的溶液中c（H＋）＝0.2 mol·L－1
D．原混合溶液中c（K＋）＝0.6 mol·L－1
【答案】C
【解析】根据溶液中离子放电能力的强弱，可知该混合溶液中的电解反应分两个阶段：第一阶段，当阴极
析出铜时，阳极生成O2；第二阶段，当阴极生成H2时，阳极生成O2。已知通电一段时间后，两极均收集
到1．12 L 气体（标准状况），即第二阶段中在阴极生成0．05 mol H2，转移电子0．1 mol，同时，在阳
极生成0．025 mol O2；则可知第一阶段在阳极生成的O2也是0．025 mol，转移电子0．1 mol，同时，在
阴极析出0．05 mol Cu，溶液中生成0．1 mol H＋，电路中共转移电子0．2 mol，根据溶液中电荷守恒可
求出K＋的浓度。根据上述分析，第一阶段，溶液中的Cu2＋在阴极全部放电，析出0．05 mol Cu，其质量
为3．2 g，A 正确；两个阶段转移电子都是0．1 mol，所以整个电解过程中共转移电子0．2 mol，B 正确；
溶液中的H＋是在第一阶段生成的，当阳极生成0．025 mol O2时，溶液中生成0．1 mol H＋，所以c（H＋）
＝0．4 mol·L－1，C 错误；n（Cu2＋）＝0．05 mol，n（SO）＝0．5 mol·L－1×0．25 L＝0．125 mol，由电
荷守恒可得n（K＋）＝0．15 mol，c（K＋）＝0．6 mol·L－1，D 正确。
14．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在下图中，下列有关分析完全正确
的是（ ）
选项
A
B
C
D
a 电极
阳极
阴极
阳极
阴极
d 电极
正极
正极
负极
负极
Q 离子
阳离子
阳离子
阴离子
阴离子
【答案】B
【解析】电子由电源的负极流出，故a 是阴极，d 是正极，溶液中的阳离子移向阴极。
15．某小组为研究电化学原理，设计甲、乙、丙三种装置（C1、C2、C3均为石墨）。下列叙述不正确的是
（ ）
A．甲装置中是将化学能转化为电能，乙、丙装置中是将电能转化为化学能
B．C1、C2分别是阳极、阴极，锌片、铁片上都发生氧化反应
C．C1上和C3上放出的气体相同，铜片和铁片上放出的气体也相同
D．甲、丙中氢离子浓度都逐渐减少
【答案】B
【解析】甲没有外接电源，为原电池，乙、丙有外接电源，为电解池，A 项正确；乙中C1、C2分别连接直
流电源的正、负极，所以是电解池的阳极、阴极，甲中锌做负极，负极上锌失电子发生氧化反应，丙中铁
片做阴极，阴极上H＋得电子发生还原反应，B 项错误；C1和C3都是阳极，阳极上氯离子失电子发生氧化
反应而生成氯气，铜片和铁片上都是氢离子得电子发生还原反应生成氢气，C 项正确；甲、丙溶液中，甲
中正极和丙中阴极上都是氢离子得电子生成氢气，随着反应的进行，氢离子浓度都逐渐减少，D 项正确。
16．用惰性电极电解下列电解质溶液：①硫酸；②盐酸；③NaOH 溶液；④Na2SO4溶液；⑤CuCl2溶液；
⑥NaCl 溶液；⑦CuSO4溶液。
请依据所学知识回答下列问题（填序号）：
（1）阴极反应与①相同的有 ，与⑤相同的有 。
（2）阳极反应与①相同的有 ，与②相同的有 。
（3）写出电解下列溶液的化学方程式：
③ ；
⑥ ；
⑦ 。
（4）只有水被电解的是 ，只有电解质本身被电解的是 ，电解质和水都被电解的是
。
（5）电解后溶液的pH 显著增大的是 ，减小的是 。
（6）欲使电解后的⑥复原需 ，欲使电解后的⑦复原需加入 。
【答案】（1）②③④⑥ ⑦ （2）③④⑦ ⑤⑥
（3）2H2O=====2H2↑＋O2↑
2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
2CuSO4＋2H2O=====2H2SO4＋2Cu＋O2↑
（4）①③④ ②⑤ ⑥⑦ （5）②③⑥ ①⑦
（6）加入HCl CuO 或CuCO3
17．金属铜不溶于稀硫酸，可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐。现将一定量的铜片加入到稀硫酸和硫酸铁
溶液组成的100 mL 混合溶液中，铜片完全溶解。
（1）写出铜溶于上述混合溶液的离子方程式： 。
（2）若在如图1 所示的装置中发生了（1）中的反应，则X 电极是 （填“正极”或“负极”），
电极反应式是 。
（3）铜片完全溶解时，所得溶液中Fe3＋、Cu2＋、H＋的浓度均为0．2 mol·L－1（假设溶液体积不变），现
用电解方法回收铜，装置如图2 所示。
①电解开始阶段，阳极的电极反应式为 ，阴极的电极反应式为 。
②判断溶液中的Cu2＋已完全析出的现象是 。
当Cu2＋恰好完全析出时，转移电子的物质的量为 。
【解析】图1 装置为原电池装置，X 电极应为铜电极，作负极，Y 电极作正极，铜失去电子转化为铜离子，
铁离子在Y 电极上得到电子转化为亚铁离子。图2 装置为电解池装置，若回收铜，铜离子应该在铜电极上
得到电子发生还原反应，则铜片作阴极，石墨作阳极，故在阳极上水失去电子发生氧化反应生成氧气，在
阴极上铁离子先放电，得到电子被还原成亚铁离子，而后铜离子放电，得到电子转化为铜单质附着在铜片
上。若铜离子反应完全，则在铜片上H＋得到电子生成氢气；当Cu2＋恰好完全析出时，铁离子完全转化为
亚铁离子，该过程转移的电子为0．02 mol，铜离子完全转化为铜单质，该过程转移的电子为0．04 mol，
共转移电子0．06 mol。
【答案】（1）Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
（2）负极 Cu－2e－===Cu2＋
（3）①2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 4Fe3＋＋4e－===4Fe2＋ ②阴极（或铜片）表面开始有气泡生成 0．06
mol
