《2025年高中总复习优化设计高中化学》

应用示例
用石墨作电极电解溶有物质的量之比为$3:1$的${NaCl}$和${H_{2}SO_{4}}$的水溶液。根据反应产物，电解可明显分为三个阶段，这三个阶段电解的电解质分别是$HCl$、$NaCl$、$H_2O$(填化学式)。

答案： 应用示例:$HCl$、$NaCl$、$H_2O$
解析：根据离子放电顺序可知，电解此混合溶液时，在阳极阴离子放电的先后顺序为$Cl^-$、$OH^-$、$SO_4^{2-}$，先生成$Cl_2$后生成$O_2$。在阴极始终为$H^+$放电，逸出$H_2$，整个电解过程可看成三个阶段：电解$HCl$溶液、电解$NaCl$溶液、电解$H_2O$。

例1 (2023·浙江1月选考卷)在熔融盐体系中，通过电解${TiO_{2}}$和${SiO_{2}}$获得电池材料(${TiSi}$)，电解装置如图，下列说法正确的是(C)

 

A.石墨电极为阴极，发生氧化反应
B.电极A的电极反应：${8H^{+} + TiO_{2} + SiO_{2} + 8e^{-}\xlongequal{}TiSi + 4H_{2}O}$
C.该体系中，石墨优先于${Cl^{-}}$参与反应
D.电解时，阳离子向石墨电极移动

答案： 例1 C　解析：在外加电源下石墨电极上C转化为$CO$，失电子发生氧化反应，为阳极，A错误；电极A的电极反应为$TiO_2 + SiO_2 + 8e^- \longrightarrow TiSi + 4O^{2-}$，B错误；根据图中信息可知，该体系中，石墨优先于$Cl^-$参与反应，C正确；电解池中石墨电极为阳极，阳离子向阴极电极A移动，D错误。

对点训练1
(2023·上海卷)电解食盐水间接氧化法去除工业废水中氨氮的原理如图所示，通过电解氨氮溶液(含有少量的${NaCl}$)，将${NH_{3}}$转化为${N_{2}}$(无${Cl_{2}}$逸出)，下列说法正确的是(C)

 

A.M为负极
B.N极附近${pH}$不变化
C.$n({N_{2}}) ＜ n({H_{2}})$
D.电解后$c({Cl^{-}})$上升

答案： 对点训练1 C　解析：该装置为电解池装置，在M电极上氯离子失去电子生成氯气（无$Cl_2$逸出），然后氯气将氨氧化为氮气，氯气又被还原为氯离子，该过程中氯离子做了催化剂，M电极为阳极，阳极区的总反应为$2NH_3 - 6e^- \longrightarrow N_2\uparrow + 6H^+$，A错误；N电极为阴极，电极反应为$2H_2O + 2e^- \longrightarrow H_2\uparrow + 2OH^-$，故该电极附近pH增大，B错误；阳极区的总反应为$2NH_3 - 6e^- \longrightarrow N_2\uparrow + 6H^+$，阴极的电极反应为$2H_2O + 2e^- \longrightarrow H_2\uparrow + 2OH^-$，根据电路中电子转移守恒可知，生成的氢气更多，C正确；在阳极上氯离子失去电子生成氯气，然后氯气又被氨还原为氯离子，电解后氯离子浓度不可能上升，D错误。

例2 用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的${pH}$依次升高、不变、降低的是(B)

A.${AgNO_{3}}$、${NaCl}$、${Cu(NO_{3})_{2}}$
B.${KCl}$、${Na_{2}SO_{4}}$、${CuSO_{4}}$
C.${CaCl_{2}}$、${KOH}$、${NaNO_{3}}$
D.${HCl}$、${HNO_{3}}$、${K_{2}SO_{4}}$

答案： 例2 B　解析：电解$AgNO_3$、$Cu(NO_3)_2$、$CuSO_4$溶液时有酸产生，溶液pH降低；电解$NaCl$、$KCl$、$CaCl_2$溶液时有碱产生，溶液pH升高；电解$HCl$溶液时电解的是电解质本身，溶液中$HCl$减少，对应的$H^+$减少，溶液的pH升高；电解$KOH$、$HNO_3$溶液时相当于电解$H_2O$，电解质浓度增大，对应的碱溶液碱性更强，酸溶液酸性更强。

对点训练2
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(A)
 

答案： 对点训练2 A　解析：由题意知a极板质量增加，a应为阴极，则b为阳极，x为电源负极，y为电源正极，参考各个选项知，A项符合，电解时，a极板有$Cu$附着，b极板有$O_2$放出；B项不符合，电解时a极板无质量变化；C项不符合，阳极为$Fe$，为活性电极，电解时$Fe$在阳极放电溶解，无气体生成；D项不符合，电解时，$Cl^-$在阳极放电生成$Cl_2$，$Cl_2$为黄绿色、有刺激气味的气体。