第24講 電解原理（教師版）【暑假彎道超車】2024年新高二化學(xué)暑假講義+習(xí)題（人教版2019選擇性必修1）

第24講電解原理1.宏觀辨識與微觀探析：從宏觀和微觀的角度理解電解池中電子的移動、陰陽離子的移動、陰陽兩極上的反應(yīng)及其變化、電流形成的過程和原理。2.證據(jù)推理與模型認知：建立電解過程的思維模型，理解電解的規(guī)律，判斷電解的產(chǎn)物，書寫電解的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。一、電解原理1．實驗探究：電解氯化銅溶液按下圖所示裝置完成實驗，并填寫下表。實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論原因分析電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明電解質(zhì)溶液導(dǎo)電，形成閉合回路自由運動離子發(fā)生定向移動與負極相連的b極上逐漸覆蓋了一層紅色物質(zhì)析出金屬銅陰極：Cu2＋＋2e－=Cu(還原反應(yīng))與正極相連的a極上有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{產(chǎn)生了氯氣陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反應(yīng))2．電解和電解池(1)電解：使電流通過電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))而在陽極、陰極引起氧化還原反應(yīng)的過程。(2)電解池：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置(也稱電解槽)。(3)電解池的構(gòu)成條件①直流電源；②兩個電極；③電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)；④形成閉合回路。電解原理及電極判斷（1）電解池反應(yīng)原理（2）電解池陰極和陽極的判斷依據(jù)二、電解規(guī)律1．電解池電極反應(yīng)式的書寫(1)常見微粒的放電順序陰極：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>……陽極：活性電極＞S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根【特別提醒】①活性電極一般指Pt、Au以外的金屬電極。②電解的離子方程式中，若參與電極反應(yīng)的H＋或OH－是由水電離出來的，用H2O作為反應(yīng)物。(2)電極反應(yīng)式的書寫方法以惰性電極碳棒電解CuSO4溶液為例①辨電極：陰極與電源負極相連，陽極與電源正極相連。②找離子：電解質(zhì)溶液中：Cu2＋、H＋、SOeq\o\al(2－,4)、OH－。③排順序：依據(jù)常見微粒放電順序，陰極：Cu2＋>H＋(水)，陽極：OH－(水)>SOeq\o\al(2－,4)。④電極式：陰極：Cu2＋＋2e－=Cu，陽極：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋。⑤總反應(yīng)：依據(jù)得失電子守恒，調(diào)整各電極計量數(shù)，然后相加，標上反應(yīng)條件2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋4H＋、2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4。2．電解后溶液的復(fù)原規(guī)律用惰性電極電解下列酸、堿、鹽溶液，請?zhí)顚懴卤恚?1)電解H2O型電解質(zhì)H2SO4NaOHNa2SO4陽極反應(yīng)式2H2O－4e－=O2↑＋4H＋4OH－－4e－=O2↑＋2H2O2H2O－4e－=O2↑＋4H＋陰極反應(yīng)式4H＋＋4e－=2H2↑2H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－pH變化減小增大不變復(fù)原加入物質(zhì)加入H2O(2)電解電解質(zhì)型電解質(zhì)HClCuCl2陽極反應(yīng)式2Cl－－2e－=Cl2↑陰極反應(yīng)式2H＋＋2e－=H2↑Cu2＋＋2e－=CupH變化增大復(fù)原加入物質(zhì)加入HCl加入CuCl2(3)電解質(zhì)和水都發(fā)生電解型電解質(zhì)NaClCuSO4陽極反應(yīng)式2Cl－－2e－=Cl2↑2H2O－4e－=O2↑＋4H＋陰極反應(yīng)式2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－2Cu2＋＋4e－=2CupH變化增大減小復(fù)原加入物質(zhì)加入HCl加入CuO或CuCO3【方法技巧】電解后溶液的復(fù)原，從溶液中放出的氣體和生成的沉淀，按照原子個數(shù)比組成具體物質(zhì)再加入溶液即可。遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原則。3.電解池中的守恒規(guī)律同一電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是相等的，利用電子守恒使各電極得失電子均相等，在各極反應(yīng)式中建立聯(lián)系。三、電化學(xué)中多池裝置1．判斷電池類型(1)有外接電源時，各電池均為電解池。(2)無外接電源，如燃料電池、鉛酸蓄電池在電池中作電源，其他均為電解池。(3)無外接電源，有活潑性不同電極的為原電池，活潑性相同或均為惰性電極的為電解池。(4)根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷。2．解題方法步驟↓↓四、電化學(xué)中的定量計算1．計算的方法(1)得失電子守恒法計算：用于串聯(lián)電路各極的電量相同等類型的計算。(2)總反應(yīng)式計算：根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計算。(3)關(guān)系式計算：根據(jù)得失電子守恒關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需的關(guān)系式。2．解題步驟(1)正確書寫電極反應(yīng)式，注意陽極本身是否發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)溶液中有多種離子放電時，注意離子放電的順序性和階段性。(2)根據(jù)得失電子守恒和各電極反應(yīng)式，逐步計算各電極不同階段的生成物的物質(zhì)的量。由此得出各電極質(zhì)量的變化或各電極產(chǎn)生氣體體積的定量關(guān)系。考點01電解及其裝置(電解池)【例1】下列說法錯誤的是A．將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置叫電解池B．電解時，陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動C．電解池中陰極發(fā)生還原反應(yīng)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)D．電解時，電子從電解池的陰極流出，沿導(dǎo)線流回電源的負極【答案】D【解析】A、電解池是將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的裝置，故A正確；B、根據(jù)電解的原理，陰離子向陽極移動，陽離子向陰極移動，故B正確；C、根據(jù)電解原理，陽離子在陰極上得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，陰離子在陽極上失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故C正確；D、電解池中，電子從電源的負極流出，轉(zhuǎn)移到電解池的陰極上，溶液中的陽離子在此處得到電子，陰離子在陽極上失去電子，電子沿導(dǎo)線流向電源的正極，故D錯誤。答案選D?！咀兪?-1】下列裝置能構(gòu)成電解池的是A．B． C． D．【答案】D【分析】電解池必須有外接電源，形成閉合回路，有電解質(zhì)溶液，據(jù)此分析?！窘馕觥侩娊獬厥菍㈦娔苻D(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，必須有外接電源，同時形成閉合電路；A裝置沒有形成閉合電路，錯誤；B和C沒有外接電源，錯誤；D的裝置滿足電解池的結(jié)構(gòu)，正確；綜上所述，本題選D?！咀兪?-2】下列敘述正確的是①電解池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置②原電池是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置③金屬和石墨導(dǎo)電均為物理變化，電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化④電解池兩個電極材料可以相同A．①②③④ B．③④ C．②③④ D．③【答案】B【解析】①電解池是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置，故①錯誤；②原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置，故②錯誤；③金屬和石墨均為自由電子導(dǎo)電，屬于物理變化；電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的實質(zhì)是電解，屬于化學(xué)變化，故③正確；④電解池連接外接電源，兩個電極材料可以相同也可以不同，故④正確；故選B。考點02電解規(guī)律及其應(yīng)用【例2】用惰性電極電解稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段時間陰極和陽極上析出的物質(zhì)分別是A．H2和Cl2 B．H2和O2 C．Cu和Cl2 D．Cu和O2【答案】C【解析】稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，陽離子的放電順序：Cu2+＞H+＞Na+，陰離子的放電順序：Cl-＞OH-＞酸根離子，因此用惰性電極電解稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，陽極Cl-先失電子生成Cl2，陰極Cu2+先得電子生成Cu，即最初一段時間陰極和陽極上析出的物質(zhì)分別是Cu和Cl2，C滿足題意；答案選C?！咀兪?-1】用惰性電極電解CuSO4溶液一段時間后，停止電解，向所得溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3，溶液濃度恢復(fù)至電解前，關(guān)于該電解過程的說法不正確的是A．生成Cu的物質(zhì)的量是0.2molB．轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.4molC．隨著電解的進行溶液的pH減小D．陽極反應(yīng)是2H2O-4e-=4H++O2↑【答案】B【分析】電解硫酸銅溶液后溶液呈酸性，向電解后的溶液中加入堿式碳酸銅能恢復(fù)原溶液，堿式碳酸銅和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、水和二氧化碳，溶液質(zhì)量增加的量是生成的銅離子和水的質(zhì)量，所以實際上電解硫酸銅溶液分兩個階段：第一階段2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，銅離子在電極上全部析出；第二階段：2H2O2H2↑+O2↑，電解部分水；將堿式碳酸銅化學(xué)式改變?yōu)?CuO?H2O?CO2，所以加入0.1molCu2(OH)2CO3就相當(dāng)于加入0.2molCuO和0.1mol水。【解析】A．根據(jù)分析可知析出的銅與加入堿式碳酸銅的銅元素質(zhì)量是相等的，故生成Cu的物質(zhì)的量是0.2mol，故A正確；B．第一階段：根據(jù)銅原子守恒知，電解硫酸銅溶液析出n(Cu)=n(CuO)=0.2mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.2mol×2=0.4mol；第二階段：電解生成0.1mol水轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.1mol×2=0.2mol；所以解過程中共轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.4mol+0.2mol=0.6mol，故B錯誤；C．隨著電解的進行硫酸的濃度增大，溶液的pH減小，故C正確；D．陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，始終是氫氧根離子放電，生成氧氣，電極反應(yīng)式為：2H2O-4e-=4H++O2↑，故D正確；故答案為：B?！咀兪?-2】用惰性電極進行電解，下列說法正確的是A．電解稀硫酸，實質(zhì)上是電解水，故溶液不變B．電解稀溶液，要消耗，故溶液減小C．電解溶液，在陰極上和陽極上生成氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為D．電解溶液，在陰極上和陽極上生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為【答案】D【解析】A．電解稀硫酸，實質(zhì)上是電解水，溶劑的質(zhì)量減小，溶質(zhì)的質(zhì)量不變，所以溶液的濃度增大，的濃度增大，溶液的變小，A項錯誤；B．電解稀溶液，實質(zhì)上是電解水，溶劑的質(zhì)量減小，溶質(zhì)的質(zhì)量不變，所以溶液的濃度增大，的濃度增大，溶液的變大，B項錯誤；C．電解溶液，實質(zhì)上是電解水，陰極上得電子生成氫氣，陽極上失電子生成氧氣，根據(jù)得失電子守恒，在陰極上和陽極上生成氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為，C項錯誤；D．電解溶液時，陰極上得電子生成銅，陽極上失電子生成氯氣，根據(jù)得失電子守恒，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為，D項正確；故選D?？键c03電化學(xué)有關(guān)計算【例3】用電解法可將轉(zhuǎn)化為工業(yè)原料、CO，原理如圖所示下列說法錯誤的是A．離子交換膜為質(zhì)子交換膜B．若乙室產(chǎn)物只有1molCO生成，則乙室質(zhì)量增加18gC．若乙室生成CO、物質(zhì)的量比為1∶1，則兩電極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量相同D．電解過程中甲室稀硫酸濃度不斷增大【答案】C【分析】二氧化碳在銅電板表面轉(zhuǎn)化為乙烯，碳元素從+4價降低為-2價，被還原，該電極是電解池的陰極，Pt為陽極?！窘馕觥緼．二氧化碳在銅電板表面轉(zhuǎn)化為乙烯，碳元素從+4價降低為-2價，被還原，該電極是電解池的陰極，主要反應(yīng)為：2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O，陽極的電極反應(yīng)式為：2H2O-4e-=O2+4H+，因此裝置中的離子交換膜為質(zhì)子交換膜，陽極區(qū)的氫離子過交換膜進入陰極區(qū)，故A說法正確，不符合題意；B．陰極發(fā)生的反應(yīng)只有CO2+2H++2e-=CO+H2O，反應(yīng)生成1molCO的同時生成1molH2O，因此乙室增加的質(zhì)量為18g，故B說法正確，不符合題意；C．若陰極生成CO與C2H4的物質(zhì)的量之比為1:1，設(shè)兩種產(chǎn)物都是1mol，則轉(zhuǎn)移電子的總物質(zhì)的量為14mol，陽極產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)的量為3.5mol，兩電極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量不相同，故C說法錯誤，符合題意；D．電解過程中，甲室溶液中硫酸的物質(zhì)的量不變，但水的量減少，導(dǎo)致硫酸濃度增大，故D說法正確，不符合題意。故選C?！咀兪?-1】一種電解精煉廢鋼的工藝原理如圖，通過在兩極間的定向移動可實現(xiàn)廢鋼脫碳從而得到超低碳鋼，同時還可以回收硅作為副產(chǎn)品。下列說法錯誤的是A．電解時，M為電源的負極B．不能選用稀硫酸作為電解質(zhì)溶液C．電解時，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為D．若有1mol移向廢鋼電極，則爐渣電極所得硅的質(zhì)量為28g【答案】D【分析】根據(jù)題意可知，該裝置可回收硅，因而產(chǎn)生硅單質(zhì)的爐渣一極為得電子的陰極，連接的M極為負極，而連接廢鋼為陽極，N為正極?！窘馕觥緼．根據(jù)分析可知，M為電源負極，選項A正確；B．該實驗是廢鋼脫碳故其中含有大量Fe，用稀H2SO4會與之反應(yīng)，不能選用稀硫酸作為電解質(zhì)溶液，選項B正確；C．電解時，陽極上C失電子產(chǎn)生CO，發(fā)生的電極反應(yīng)為，選項C正確；D．若有1mol移向廢鋼電極，由反應(yīng)可知轉(zhuǎn)移電子為2mole-，陰極的電極反應(yīng)式為，則爐渣電極所得硅的質(zhì)量為，選項D；答案選D?！咀兪?-2】硼酸溶于水、酒精、甘油、醚類及香精油中，水溶液呈弱酸性?？捎米鱬H值調(diào)節(jié)劑、消毒劑、抑菌防腐劑等，還可用于電容器制造及電子元件工業(yè)。可以通過電解溶液的方法制備，其工作原理如圖。下列說法錯誤的是A．m接外電源的正極B．N室發(fā)生的電極反應(yīng)式為C．b膜為陽離子交換膜D．理論上每生成1mol產(chǎn)品，陽極室可生成標準狀況下氣體的體積是5.6L【答案】C【分析】該裝置外接電源，為電解池裝置，與電源正極相連的M室為陽極室，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式：；與電源負極相連的N室為陰極室，溶液中水電離的氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)?！窘馕觥緼．M室為陽極室，發(fā)生氧化反應(yīng)，接電源正極，A正確；B．N室為陰極室，溶液中水電離的氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣：，B正確；C．陽極室的H＋穿過陽離子交換膜擴散至產(chǎn)品室，原料室的穿過陰離子交換膜擴散至產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成H3BO3，則b膜為陰離子交換膜，C錯誤；D．每生成1mol產(chǎn)品，轉(zhuǎn)移電子1mol，陽極室生成0.25mol氧氣，其標準狀況下為5.6L氣體，D正確；故選C?？键c04多池裝置分析【例4】如圖所示，三個燒杯中盛有足量的電解質(zhì)溶液，a、b、c、d、e均為石墨電極，通電一段時間后，a電極上有紅色物質(zhì)析出。下列說法正確的是A．e電極上可以析出使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍的氣體B．c電極周圍的溶液變紅C．A燒杯中溶液的pH升高D．B燒杯中加入一定量的KCl固體可使電解質(zhì)溶液恢復(fù)原狀【答案】B【解析】a電極上有紅色物質(zhì)析出，說明a為陰極，則b為陽極，c為陰極，d為陽極，e為陰極，以此解答本題。【解析】A.根據(jù)上述分析：電解溶液時，e電極為陰極，有銅析出，故A錯誤；B.根據(jù)上述分析：c為電解池的陰極，c電極附近生成氫氧化鉀，可使酚酞試液變紅，故B正確；C.A燒杯中陽極銅被氧化，陰極上析出銅，因此溶液的溶質(zhì)不變，其pH不變，故C錯誤；B燒杯中陽極上析出氯氣，陰極上析出氫氣，因此需通入一定量的氯化氫氣體可使電解質(zhì)溶液恢復(fù)原狀，故D錯誤；故答案：B?！咀兪?-1】濃差電池是利用物質(zhì)的濃度差產(chǎn)生電勢的一種裝置。利用濃差電池電解溶液（a、b電極均為石墨電極），可制得、、和NaOH，反應(yīng)原理如圖所示。下列說法錯誤的是已知：電池的比能量指參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量電極材料放出電能的大小。A．與鉛蓄電池相比，該濃差電池的比能量更高B．濃差電池從開始工作到放電結(jié)束，電解池理論上可制得C．a(chǎn)電極的電極反應(yīng)為D．c、d分別為陽離子交換膜和陰離子交換膜【答案】B【分析】濃差電池中，左側(cè)溶液中Cu2+濃度大，離子的氧化性強，所以Cu(1)電極為正極、電極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu；Cu(2)電極為負極，電極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2+；電解槽中a電極為陰極、b電極為陽極，陽極上水失電子生成O2和H+，電極反應(yīng)為：2H2O-4e-=O2↑+4H+，陰極上水發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成H2，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，則鈉離子通過離子交換膜c進入陰極室生成NaOH，c為陽離子交換膜，硫酸根通過離子交換膜d進入陽極室生成硫酸、d為陰離子交換膜；【解析】A．根據(jù)電池比能量的定義，濃差電池的比能量為，鉛蓄電池的比能量為，因此與鉛蓄電池相比，該濃差電池的比能量更高，故A說法正確；B．濃差電池從開始工作到放電結(jié)束，正極區(qū)硫酸銅溶液濃度由2.5mol/L降低到1.5mol/L，負極區(qū)硫酸銅溶液濃度由0.5mol/L上升高1.5mol/L，即正極區(qū)被還原的Cu2+的物質(zhì)的量為(2.5-1.5)mol/L×2L=2molCu，正極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu，陽極反應(yīng)為2H2O-4e-=O2↑+4H+，根據(jù)電子守恒有Cu～2e-～H2SO4，n(Cu)=n(H2SO4)=2mol，即得到硫酸質(zhì)量為2mol×98g/mol=196g，故B說法錯誤；C．a(chǎn)電極為陰極，陰極上水得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故C說法正確；D．根據(jù)上述分析可知，c、d離子交換膜依次為陽離子交換膜和陰離子交換膜，故D說法正確；答案為B?！咀兪?-2】利用甲醇燃料電池電解溶液、溶液，裝置如圖所示：已知甲醇電池總反應(yīng)式為。下列說法正確的是A．甲池是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，乙、丙池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置B．反應(yīng)一段時間后，向乙池中加入一定量能使溶液恢復(fù)到原濃度C．甲池通入的電極反應(yīng)式為D．甲池中消耗280mL，此時丙池中理論上最多產(chǎn)生1.45g固體【答案】C【分析】該裝置中甲醇燃料電池為原電池裝置，是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，通入氧氣的電極為正極，通入甲醇的電極為負極。乙和丙裝置為電解池，與正極相連的為陽極，為負極相連的為陰極，故電解中的電極從左往右依次為陽極、陰極、陽極、陰極，能量轉(zhuǎn)化方式為電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能?！窘馕觥緼．根據(jù)分析，甲池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，乙、丙池是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，A錯誤；B．乙池中陽極電極反應(yīng)為：2H2O-4e-=O2+4H+，陰極的電極反應(yīng)為2Cu2++4e-=2Cu，電解池中失去的元素為Cu和O，且物質(zhì)的量之比為1:1，反應(yīng)一段時間后，向乙池中加入一定量能使溶液恢復(fù)到原濃度,B錯誤；C．甲池為原電池，根據(jù)已知甲醇轉(zhuǎn)化為碳酸根，電極反應(yīng)為：，C正確；D．無標況，280mL的物質(zhì)的量無法計算，生成固體的質(zhì)量也無法計算，D錯誤；故選C。1．用如圖所示裝置的電解氯化鈉溶液(X、Y是碳棒)。下列判斷正確的是A．Y電極和電源的正極相連 B．X電極表面有氫氣生成C．X電極表面發(fā)生氧化反應(yīng) D．電解過程的能量變化是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能【答案】C【解析】A．Y電極連接電源的負極作陰極，A錯誤；B．X電極連接電源的正極，為陽極，陽極上Cl-失去電子變?yōu)镃l2逸出，B錯誤；C．X電極為陽極，溶液中的陰離子Cl-在陽極表面失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)變?yōu)镃l2，C正確；D．電解過程是使電流通過電解質(zhì)溶液，在陰、陽兩極分別發(fā)生還原反應(yīng)、氧化反應(yīng)的過程，故電解過程的能量變化是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，D錯誤；故合理選項是C。2．關(guān)于如圖所示各裝置的敘述中，正確的是A．圖1是原電池，總反應(yīng)是：Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋B．圖2通電一段時間后石墨I電極附近溶液紅褐色加深(已知氫氧化鐵膠粒帶正電荷)C．若用圖3精煉銅，則d極為純銅，電子遷移方向為b→d→c→aD．若用圖4電鍍，M為CuSO4溶液，可以實現(xiàn)在鐵上鍍銅【答案】D【解析】A．根據(jù)形成原電池裝置條件，圖1為原電池裝置，因為Fe比Cu活潑，且Fe能與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)，因此Fe作負極，總反應(yīng)為Fe+2Fe3+=3Fe2+，故A錯誤；B．氫氧化鐵膠粒帶正電荷，通電后向陰極移動，即向石墨Ⅱ電極移動，該電極附近溶液紅褐色加深，故B錯誤；C．根據(jù)圖3電流方向，a為正極，b為負極，依據(jù)原電池工作原理，電子不通過電解質(zhì)溶液，電子遷移方向是b→d，c→a，精煉銅時，純銅作陰極，粗銅作陽極，即d電極為純銅，故C錯誤；D．電鍍過程中，待鍍金屬作陰極，根據(jù)圖4可知，鐵作陰極，電解質(zhì)溶液為硫酸銅溶液，根據(jù)原電池工作原理，陰極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu，可以實現(xiàn)在鐵上鍍銅，故D正確；答案為D。3．用如下圖a所示裝置電解溶液（電極為石墨），下列說法不正確的是

A．該裝置可將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．圖b可正確表示通電時溶液中溶質(zhì)離子的遷移情況C．陰極發(fā)生的反應(yīng)為D．用該裝置電解與的混合液，開始時與電解CuCl2溶液的原理相同【答案】B【分析】圖a、b裝置有外加電源，這些裝置為電解池，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，電極為惰性電極，根據(jù)電解原理，圖b中陰離子向陽極移動，在陽極上放電，陽離子向陰極移動，在陰極上放電，左端電極為陽極，電極反應(yīng)式為2Cl-－2e-=Cl2↑，右端電極為陰極，電極反應(yīng)式為Cu2+＋2e-=Cu，據(jù)此分析?！窘馕觥緼．圖a裝置有外加電源，該裝置為電解池，是將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，故A正確；B．根據(jù)電解原理，陽離子向陰極移動，在陰極上得電子，陰離子向陽極移動，在陽極上失電子，根據(jù)圖示，左端為陽極，Cl－向該極移動，右端為陰極，Cu2＋向該極移動，故B錯誤；C．根據(jù)上述分析，陰極電極反應(yīng)式為，故C正確；D．混合溶液中的陽離子有Cu2＋、Na＋、H＋，放電順序是Cu2＋＞H＋＞Na＋，陰離子有Cl－、OH－、，放電順序是Cl－＞OH－＞SO，CuCl2溶液中Cu2＋先放電，Cl－先放電，兩者開始時電解原理相同，故D正確；答案為B。4．下圖是一個用石墨作電極，電解稀Na2SO4溶液的裝置，通電后在石墨電極A和B附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列有關(guān)敘述正確的是A．A極生成的氣體無色無味，B極生成的氣體有刺激性氣味B．收集B極產(chǎn)生的氣體，該氣體能使帶火星的木條復(fù)燃C．A極附近呈紅色，B極附近呈藍色D．電解一段時間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到同一燒杯中，充分攪拌后溶解呈堿性【答案】B【分析】該裝置為電解池，與電源正極相連的B極作陽極，電極反應(yīng)式為；與電源負極相連的A極作陰極，電極反應(yīng)式為；據(jù)此分析解答?！窘馕觥緼．A、B電極反應(yīng)式分別為、，A電極生成的H2與B電極生成的O2都是無色，無味的，A錯誤；B．根據(jù)分析，B極作陽極，電極反應(yīng)式為，陽極上生成O2，O2能使帶火星的木條復(fù)燃，B正確；C．由電極反應(yīng)式知，A電極附近溶液呈堿性，B電極附近溶液呈酸性，則A電極溶液呈藍色，B電極溶液呈紅色，C錯誤；D．惰性電極電解稀Na2SO4溶液，實際是電解水，將全部電解液轉(zhuǎn)移到同一燒杯中，充分攪拌后溶解呈中性，D錯誤。故選B。5．工業(yè)上處理含的酸性工業(yè)廢水用Fe為電極進行電解；經(jīng)過一段時間有和沉淀產(chǎn)生；過濾回收沉淀，廢水達到排放標準。下列說法錯誤的是A．電解時陰極的電極反應(yīng)式為B．轉(zhuǎn)變成的離子反應(yīng)方程式為C．兩極都能用Cu電極來代替Fe電極D．實驗時若加入適量的電解效果更好【答案】C【解析】A．陽極為Fe，為活潑電極，本身失去電子生成：，陰極上溶液中的得電子生成：，A正確；B．陽極上生成的具有還原性，與在酸性中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成和，離子方程式為：，B正確；C．將Fe換為Cu，陽極上Cu失去電子生成，而無還原性，不能與發(fā)生氧化還原反應(yīng)使之生成低價的，從而達不到處理廢水的目的，C不正確；D．離子濃度越大，溶液的導(dǎo)電性越強，若污水中離子濃度較小，導(dǎo)電能力較差，可加入適量的來增強溶液導(dǎo)電性，故D正確。故選C。6．用惰性電極實現(xiàn)電解，下列說法正確的是A．電解氫氧化鈉溶液，要消耗OH-，故溶液pH減小B．電解稀硫酸溶液，實質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變C．電解氯化銅溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：1D．電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：2【答案】C【解析】A．電解稀氫氧化鈉溶液時，實質(zhì)上是電解水，溶劑的質(zhì)量減少，溶質(zhì)的質(zhì)量不變，所以氫氧根離子的濃度增大，溶液的pH值變大，選項A錯誤；B．電解稀硫酸時，實質(zhì)上是電解水，溶劑的質(zhì)量減少，溶質(zhì)的質(zhì)量不變，所以氫離子的濃度增大，溶液的pH值變小，選項B錯誤；C．電解氯化銅溶液時，陰極上銅離子得電子生成銅，陽極上氯離子失電子生成氯氣，根據(jù)得失電子守恒，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：1，選項C正確；D．電解硫酸鈉溶液，實質(zhì)電解水，陽極生成氧氣，陰極生成氫氣，則陰極和陽極析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2：1，選項D錯誤；答案選C。7．用惰性電極電解下列溶液，電解結(jié)束后加適量水，溶液能恢復(fù)至電解前狀態(tài)的是A． B． C． D．【答案】C【分析】電解結(jié)束后，向剩余電解液中加適量水，能使溶液和電解前相同，應(yīng)為電解水型的電解，電解時陽極反應(yīng)為：4OH--4e-=2H2O+O2↑，陰極反應(yīng)為：4H++4e-=2H2↑，可為電解含氧酸溶液、強堿溶液或活潑金屬的含氧酸鹽溶液?！窘馕觥緼．電解溶液，陰極析出銅，陽極生成氯氣，要使溶液恢復(fù)到原來的濃度，應(yīng)加入CuCl2，故A不符；B．電解AgNO3，陰極析出Ag，陽極生成O2，要使溶液恢復(fù)到原來的濃度，應(yīng)加入Ag2O，故B不符；

C．電解溶液，陽極生成氧氣，陰極生成氫氣，實際為電解水，電解后加入水可恢復(fù)到原來的濃度，故C符合；D．電解KCl溶液，生成KOH、H2、Cl2，加水顯然不能恢復(fù)電解前的狀態(tài)，應(yīng)通入適量的HCl氣體，故D不符；故選C。8．甲烷燃料電池采用鉑做電極材料，兩個電極上分別通入和，電解質(zhì)溶液為溶液。某研究小組將上述甲烷燃料電池作為電源，進行電解飽和食鹽水和電鍍的實驗，如圖所示，其中乙裝置中X為離子交換膜。下列說法錯誤的是A．為防止生成的氯氣和氫氧化鈉接觸，乙中X為陽離子交換膜B．丙中的溶液，銀離子濃度不變C．甲烷燃料電池正極電極反應(yīng)式是D．乙中兩電極上一共產(chǎn)生氣體(標準狀況)時，丙中a極質(zhì)量增加【答案】C【分析】甲烷燃料電池中，通入甲烷的一極為負極，通入氧氣的一極為正極，則乙裝置中Fe鐵電極為陰極，石墨電極為陽極，丙裝置中a電極為陰極，b電極為陽極?！窘馕觥緼．乙裝置中，F(xiàn)e鐵電極為陰極，水中的氫離子得電子生成氫氣，余下氫氧根離子，石墨電極為陽極，氯離子失電子生成氯氣，則乙中X為陽離子交換膜，Na+移動向陰極，陰極得到NaOH和氫氣，為了防止生成的氯氣和氫氧化鈉接觸，乙中為陽離子交換膜，A正確；

B．丙裝置中電鍍時，a電極為陰極，銀離子得電子生成銀，b電極為陽極，銀失電子生成陰離子，溶液銀離子濃度不變，B正確；

C．甲烷燃料電池，堿性環(huán)境下，正極電極反應(yīng)式是，C錯誤；D．乙中上一共產(chǎn)生氣體2.24L(標準狀況)時，其物質(zhì)的量為0.1mol時，各產(chǎn)生0.05mol的氫氣和氯氣，則電路中轉(zhuǎn)移0.1mol電子，則a極析出0.1mol銀單質(zhì)，其質(zhì)量增加10.8g，D正確；故選C。9．實驗裝置如圖所示。接通電源后，用碳棒(、)作筆，在浸有飽和NaCl溶液和石蕊溶液的濕潤試紙上同時寫字，端的字跡呈白色。下列結(jié)論不正確的是A．a(chǎn)為電源的正極B．端的字跡呈藍色C．電流方向為：D．碳棒的電極反應(yīng)式為2H+-2e-=H2↑【答案】D【分析】由圖可知，a′端的字跡呈白色，則a′端為陽極，電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑，b′端為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故a為正極，b為負極，據(jù)此作答?！窘馕觥緼．a(chǎn)′端的字跡呈白色，則a′端為陽極，連接電源的正極的電解池中為陽極，故a為正極，故A正確；B．b′端為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，石蕊遇堿變藍，故B正確；C．電流從正極經(jīng)導(dǎo)線流入負極，故電流方向為：a→a′→b′→b，故C正確；D．碳棒b′端為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，，故D錯誤；故選：D。10．如圖所示是電解NaCl溶液(滴加有酚酞溶液)裝置，其中c、d為石墨電極。下列有關(guān)的判斷正確的是A．a(chǎn)為負極，d為陽極B．電解過程中，d電極附近溶液變紅C．電解過程中，氯離子的濃度保持不變D．c電極上的電極反應(yīng)式為：【答案】B【分析】電源的電流是從正極流出，由電流電流的流向知，a極是正極，b極是負極?！窘馕觥緼.陽極與電源的正極連接，故c極是陽極，A錯誤；B.d極是陰極，電極反應(yīng)式為，有氫氧根生成，d電極附近溶液變紅，B正確；C.點解過程，氯離子失電子生成氯氣，氯離子濃度變小，C錯誤；D.c電極上的電極反應(yīng)式為，D錯誤；故選B。11．用惰性電極電解(電解質(zhì)足量)下列溶液，一段時間后，再加入一定質(zhì)量的另一種物質(zhì)(括號內(nèi))，溶液能與原來完全一樣的是A． B． C． D．【答案】B【解析】用惰性電極電解下列溶液，則陽離子在陰極放電，陰離子在陽極放電，若加入物質(zhì)能使溶液恢復(fù)到原來的成分和濃度，則從溶液中析出什么物質(zhì)就應(yīng)加入什么物質(zhì)，以此來解答?！窘馕觥緼．電解氯化銅時，陽極放氯氣，陰極生成金屬銅，所以應(yīng)加氯化銅讓電解質(zhì)溶液復(fù)原，故A不選；B．電解NaCl溶液，氫離子和氯離子放電，則應(yīng)加入HCl恢復(fù)原樣，故B選；C．電極KNO3溶液實質(zhì)是電解水，再加入水恢復(fù)溶液濃度即可，故C不選；D．電解CuSO4溶液，銅離子和氫氧根離子放電，則一段時間內(nèi)應(yīng)加入氧化銅能恢復(fù)原樣，加入氫氧化銅引入了氫原子，不符合題意，故D不選；故答案選B。12．下圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加幾滴酚酞溶液。下列實驗現(xiàn)象描述正確的是()A．a(chǎn)電極附近呈紅色，b電極附近呈無色B．溶液陰離子向a電極移動，陽離子向b電極移動C．一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣體D．電路中有0.2mol電子轉(zhuǎn)移時，b電極上有1.12L氣體產(chǎn)生【答案】A【分析】該裝置有外接電源，屬于電解池裝置，溶液中含有的離子是Na＋、、H＋、OH－，根據(jù)電解原理，b為陽極，電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，a極為陰極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，據(jù)此分析；【解析】A.根據(jù)電解原理，b為陽極，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，b極附近溶液呈無色，a極為陰極，電極反應(yīng)式2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，a電