点击电解典型易错题

同学们在学习的过程中,难免会做错一些题目.那么,产生错误的原因是什么呢?如何防止出现这些错误呢?本文结合电解相关的典型易错题,分析错解的原因,直到解题思路,阐述正确的解题思想方法.希望同学们阅读此文后,能举一反三,触类旁通,在今后的解题中避免出相类似的失误.

【例1】下列有关电解硝酸钾溶液的叙述正确的是（ ）

A. NO3-向阳极移动,K+向阴极移动,分别在两极放电

B. OH-向阳极移动,阳极附近的溶液呈碱性

C. 阴极上H+放电,阴极附近的溶液呈碱性

D. 随着电解的进行,溶液的pH减小

误解：选C,认为OH-向阳极移动,阳极附近的溶液呈碱性.

正解： NO3-、OH-向阳极移动,由于放电能力OH->NO3-,阳极反应为4OH--4e-等于2H2O+O2↑,促使阳极附近水的电离平衡向正反应方向移动,富集下来的H+使得阳极附近的溶液呈酸性；K+、H+向阴极移动,由于放电能力H+ >K+,阴极反应为2H++2e-等于H2↑,促使阴极附近水的电离平衡向正反应方向移动,富集下来的OH-使得阴极附近的溶液呈碱性.电解硝酸钾溶液实为电解水,由于KNO3溶液呈中性,因此溶液的pH不变.因此只有C选项正确.

【例2】如图1所示,X、Y分别为直流电源的两极,通电后发现a极质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一条件的是（ ）

误解：选C或多选D.

误解原因：选C是未能依据实验现象判断电机的类型；多选D的原因有两种,一是未注意题中要求b极板处放出的是无色无臭气体,二是对OH-、Cl-放电顺序掌握的不准确,误认为OH-先放电,在b极板处放出O2.

正解：a极质量增加,说明溶液中金属阳离子发生还原反应,产生单质在a极板析出,此极为阴极,可推出X应为电源负极,C项错误；由于放电能力H+ >Na+,2H++2e-等于H2↑,B项错误；由于放电能力Cl-> OH-,2Cl--2e-等于Cl2↑,Cl2为黄绿色有刺激性气味气体,D项错误.答案为A.

点评：电解时,若电极质量增加,该电极一定是阴极,因为一定是金属阳离子在该电极上的电子被还原；若电极质量减小,该电极一定为阳极,且电极材料一定为金属,因为是金属单质失去电子被氧化.

【例3】在25℃时,将两个铜电极插入硫酸钠的饱和溶液中进行电解,通电一段时间后,阴极上逸出amol气体,同时有wg Na2SO4·10H2O晶体析出,若温度不变,则剩余溶液中溶质的质量分数为（ ）

A. ×100%

B. ×100%

C. ×100%

D. ×100%

误解：认为电解硫酸钠溶液,实为电解水,反应为2H2O2H2↑+ O2↑.当阴极上逸出amol气体（氢气）时,消耗水的物质的量为amol,其质量为18ag.又析出的wg Na2SO4·10H2O晶体中含Na2SO4的质量为等于g,相当于把g Na2SO4溶于水得到（w+18a）g饱和硫酸钠溶液,从而误选D.

误解原因：于审题时未注意到电极为“铜”电极,而铜是活性电极,阳极反应为：Cu-2e-等于2Cu2+,即该装置电解的实质是电解水.

正解：由于阳极为“铜”电极,两极反应分别为：阳极：Cu-2e-等于2Cu2+,阴极：2H++2e-等于H2↑,总反应为Cu+2H2OCu（OH）2↓+ H2↑.当阴极上逸出amol气体（氢气）时,消耗水的物质的量为2amol,其质量为36ag.在析出的wg Na2SO4·10H2O晶体中含Na2SO4的质量为等于g,相当于把g Na2SO4溶于水得到（w+36a）g饱和硫酸钠溶液.正确答案为C.

【例4】用铂电极电解CuSO4溶液,当Cu2+浓度降低至原来的一半时停止通电,若加入适量的下面物质,能使溶液恢复成原来浓度的是（ ）

A. CuSO4 B. CuO

C. Cu（OH）2 D. CuCO3

误解：选B或少选D.

误解原因：用惰性电极电解CuSO4溶液,阳极：4OH--4e-等于2H2O+O2↑,阴极：2Cu2++2e-等于Cu,因此要恢复成原来浓度应加入Cu（OH）2.少选D的原因是未认识到向H2SO4溶液中加入适量的CuCO3[可将CuCO3理解为CuO·CO2]的效果与加入适量的CuO相同.

正解：用惰性电极电解CuSO4溶液反应的方程式2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+ O2↑,析出Cu,放出O2,二者的物质的量比为2∶1,脱离溶液的相当于CuO,因此要使溶液恢复成原来浓度应加入CuO；又向H2SO4溶液中加入适量的CuCO3[理解为CuO·CO2]的效果与加入适量的CuO相同.因此答案为BD.

点评：在电解过程中,两极析出某些物质（固体或气体）的量,加入与脱离反应体系物质相当的化合物即可使溶液复原,即（出啥加啥,以化合物形式加入.

【例5】用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液,通电一段时间后,向所得的溶液中加入0.1molCu（OH）2后恰好恢复到电解前的浓度和pH.则电解过程转移的电子的物质的量为（ ）

A. 0.4mol B. 0.5 mol

C. 0.2 mol D. 0.6 mol

误解：电解后加入0.1molCu（OH）2后恰好电解质溶液恢复,由电解反应的方程式2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+ O2↑,认为在阴极只有0.1Cu2+ mol放电,转移了0.2 mol电子,选择C.

误解原因：忽视了加Cu（OH）2与加CuO的区别.

正解：电解CuSO4溶液,如果CuSO4足量,电解一段时间后,使到电解前的浓度和pH溶液恢复到电解前的浓度和pH的方法应该是加入CuO.而本题加入的是0.1mol Cu（OH）2,相当于比加入0.1molCuO多加了0.1molH2O[可将Cu（OH）2理解为CuO·H2O],说明在阳极放电的是0.1molCu2+和0.1molH+,因此共转移了0.4 mol电子,正确选项为A. 【例6】向水中加入等物质的量的Ag+、Pb2+、Na+、SO42-、NO3-、Cl-.将该溶液用惰性电极电解片刻,则氧化产物与还原产物的质量之比为（ ）

A. 35.5∶108 B. 16∶207

C. 8∶1 D. 108∶35.5

误解：依据放电顺序认为两极反应分别为,阳极：2Cl--2e-等于Cl2↑,阴极：Ag++e-等于Ag,依据两极通过电子的量相等,有Cl2——2Ag,两级产物质量比为35.5∶108,错选A或D.

误解原因：疏漏了离子之间的反应.

正解：由于离子之间会发生沉淀反应Ag++Cl-等于AgCl↓,Pb2++SO42-等于PbSO4↓,电解质溶液实际上是硝酸钠溶液,电解时,实质上是电解水.答案为C.

【例7】甲、乙两个电解池均为Pt电极且相互串联,甲池中盛有AgNO3溶液,乙池中盛有 一定量的某盐溶液,通电一段时间后,测得甲池中电极质量增加2.16g,乙池中电极上析出0.24g金属.则乙池中的溶质可能是（ ）

A. CuSO4 B. MgSO4

C. Al（NO3）3 D. Na2SO4

误解：甲池阳极：Ag++e-等于Ag,由甲池中电极质量增加2.16g,推知转移了0.02mol电子.设乙池中金属离子化合价为+x,根据电子守恒,乙池中电极上析出的0.24g金属的物质的量为0.02/x,所以该金属的相对原子质量为12x,当x等于1时,为答案.x等于2时,选B.x等于3时,无答案.因此误选B.

误解原因：忽视了离子的放电顺序.

正解：由于电解的是盐溶液,根据放电顺序：Cu2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+,可知电解盐溶液时,析出的金属一定不是Na、Mg、Al,因此选A.

例8. CuI是一种不溶于水的白色固体,它可由反应2Cu2++4I-等于2CuI↓+I2而得到.现以石墨为阴极,铜为阳极电解KI溶液（加有少量酚酞和淀粉溶液）.电解开始不久,阴极区溶液呈红色,而阳极区溶液呈现蓝色.对这个现象的正确解释是（ ）

①阴极电极反应：2H++2e-等于H2↑,使溶液中c（OH-）> c（H+）

②阳极电极反应：Cu-2e-等于2Cu2+,Cu2+显蓝色

③阳极电极反应：2Cu-4e-+4I-等于2CuI↓+I2,I2遇淀粉变蓝

④阳极电极反应：2I--2e-等于I2,I2遇淀粉变蓝

A. ①② B. ①③

C. ①④ D. ②④

误解：选A或C.

误解原因：选A是未充分利用题给信息,没有考虑Cu2+与I-不能共存.选C是未注意阳极为金属电极材料.

正解：阳极电极材料为金属Cu,Cu放电,由题给信息知Cu2+与I-不能共存,故阳极电极反应为2Cu-4e-+4I-等于2CuI↓+I2,生成的I2遇淀粉变蓝.阴极为水电离出的H+放电,2H++2e-等于H2↑,使阴极附近水的电离平衡正动,溶液中c（OH-）> c（H+）,阴极区溶液显碱性,酚酞变红.正确选项为B.

（作者单位：河北省迁安一中）

责任编校 李平安