1.2.2 电解池工作原理及应用-【高效学习】2024-2025学年高二化学热点题型归纳与分阶培优练（苏教版2019选择性必修1）

1.2.2 电解池工作原理及应用题型归类 目录 一、热点题型归纳 1 【题型一】电解池的工作原理 1 【题型二】电解原理的应用 4 【题型三】有关电解计算的类型及方法 7 二、分阶培优练 10 【题型一】电解池的工作原理 【典例分析】下图所示的电解装置可实现低电位下高效催化还原CO2。下列说法不正确的是 A．a 极连接外接电源的负极 B．b 极的电极反应式为 Cl--2e- + 2OH- = ClO- + H2O C．电解过程中 Na+从左池移向右池 D．外电路上每转移1 mol电子，理论可催化还原标准状况下CO2气体 11.2 L 【提分秘籍】 基本规律 1．电解池的工作原理 (1)与电源正极相连的电极为阳极，阳极发生氧化反应；与电源负极相连的电极为阴极，阴极发生还原反应。 (2)电子流向：负极→阴极、阳极→正极。 (3)离子的移动方向：阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。 2．电解反应式的书写 (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，找全离子并分成阴、阳两组(勿忘水溶液中的H＋和OH－)。 (3)排出阴、阳两极的放电顺序 (4)写出电极反应式，要注意遵循原子守恒、电荷守恒和电子转移守恒。 (5)写出电解总反应式 在两极转移电子数目相同的前提下，两极反应相加即可得总反应的化学方程式或离子方程式，注意弱电解质要写化学式（如用惰性电极电解CuSO4溶液：2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑）。 3．分析电解问题的基本方法思路 (1)通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H＋和OH－)。 (2)通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁优先放电(注意活泼金属作阳极时优先放电)。 (3)正确书写电极反应式，要注意原子数、电荷数是否守恒。 (4)能结合题目要求分析电解时的各种变化情况，如两极现象、离子浓度的变化、pH变化等。 【变式演练】 1．用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一项是 选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论 A 负极 CuCl2溶液 b管中有气体逸出 B 负极 NaOH溶液 溶液pH降低 C 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色 D 正极 AgNO3溶液 b管中电极反应式是 A．A B．B C．C D．D 2．（23-24高二上·江苏泰州·期中）电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下列说法正确的是 A．a极反应式为 B．电解一段时间，a、b两电极区的pH 均减小 C．相同时间内，a、b两极消耗N2的物质的量之比为5：3 D．电解过程中 H⁺从a极通过质子交换膜转移至b极 3．下图是一个用石墨作电极，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。下列有关叙述正确的是 A．A极生成的气体无色无味，B极生成的气体有刺激性气味 B．收集B极产生的气体，该气体能使带火星的木条复燃 C．A极附近呈红色，B极附近呈蓝色 D．电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶解呈碱性 【题型二】电解原理的应用 【典例分析】电解原理具有广泛的应用。下列装置不正确的是 A．用装置甲制取和溶液 B．用装置乙在金属制品表面镀银 C．用装置丙电解精炼粗铜 D．用装置丁制取 【提分秘籍】 基本规律 一、电解饱和食盐水 1．电极反应和电解反应 (1)阳极：优先放电的离子：Cl-，电极反应式：2Cl--2e-===Cl2↑，反应类型：氧化反应。 (2)阴极：优先放电的离子：H2O电离出的H+，电极反应式：2H2O+2e-===H2↑+2OH- ，反应类型：还原反应。 (3)电解方程式：2NaCl+2H2OH2↑+2NaOH+Cl2↑。 2．电解饱和食盐水的工作原理 (1)电解过程中，阳极室Cl-离子浓度减小，Na+离子通过阳离子交换膜进入阴极室，NaCl溶液浓度变小；阴极室OH-离子浓度增大，形成NaOH浓溶液。 (2)阳极产物为Cl2，阴极产物为：NaOH、H2。 (3)阳离子交换膜的作用 ①防止阴极区的OH-进入阳极区，OH-与Cl2的反应方程式为Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。 ②防止H2与Cl2混合发生爆炸。 二、铜的电解精炼 1．电解池的构成和电极反应 粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。 (1)电解池的构成： 用粗铜作阳极，用纯铜作阴极，用硫酸酸化的硫酸铜溶液作电解质溶液。 (2)电极反应式 阳极反应式：Zn -2e-=== Zn2+、Fe-2e-=== Fe2+、Cu -2e-===Cu2+等。 阴极反应式：Cu2++2e-===Cu。 2．电解精炼铜的工作原理 (1)阳极反应 金属铜和比铜活泼的锌、铁等金属转化为阳离子进入溶液中，不如铜活泼的银、金等在阳极沉积下来，形成阳极泥。 (2)阴极反应 溶液中的Cu2+比Zn2+、Fe2+等离子优先得到电子，成为金属铜析出。 (3)电解质溶液中Cu2+浓度先减小后不变。 三、电镀 1．电镀 (1)概念：应用电解的原理在某些金属或其他材料表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。 (2)目的：提升美观和增加表面硬度；增强材料的抗腐蚀能力，防止金属氧化 (3)镀层金属通常是一些不易被腐蚀的金属或合金。 2．基础实验——铁钉镀锌 (1)电镀池的构成 通常用待镀金属制品为阴极，以镀层金属为阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电解质溶液。 (2)电极反应 阳极：Zn-2e-===Zn2+ 阴极：Zn+2e-===Zn 3．电解原理应用中的注意要点 1．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附着在阴极上。 2．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，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。 3．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。 【变式演练】 1．电解精炼铜的废液中含有大量的、，下图为用惰性电极回收废液中铜、浓缩溶液的装置示意图。下列说法正确的是 A．交换膜m为阴离子交换膜 B．若电极a改为Cu，仍可达到预期实验目的 C．b极电极反应式： D．当获得1L 0.5 溶液时，最多回收25.6g Cu 2．（23-24高二上·上海普陀·期中）如图，用有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的立式隔膜电解槽电解食盐水时，下列叙述错误的是 A．精制饱和氯化钠溶液从阳极区补充 B．Z处流出溶液是较浓的溶液 C．产品烧碱比未用离子交换膜时更纯 D．每转移个电子理论上可生成烧碱 3．（23-24高二上·北京顺义·期中）如图是模拟铁制品镀铜工艺的装置，下列说法正确的是 A．a电极上发生还原反应 B．b电极为铜 C．电解质溶液可以是CusO4溶液 D．电镀过程中，溶液中Cu2+浓度不断减小 【题型三】有关电解计算的类型及方法 【典例分析】在下图串联装置中，通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体，则下列说法不正确的是 A．丙中Ag电极连接的是电源的正极 B．向甲中加入适量的盐酸，可使溶液恢复到电解前的状态 C．电解过程中丙中溶液pH无变化 D．标准状况下当甲中产生4.48L气体时，丙中Cu电极质量增加21.6g 【提分秘籍】 基本规律 1.常见计算类型 (1)两极产物的定量计算(求析出固体的质量、产生的气体在标准状况下的体积等)。 (2)相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算。 (3)求某元素的化合价或确定物质的化学式。 (4)根据电荷量求产物的量或根据产物的量求电荷量等。 2.解答此类题的常用方法 (1)根据得失电子守恒法计算：用于串联电路中阴、阳两极产物等类型计算，其依据是转移的电子数相同。 (2)根据总反应计算：先写出电极反应，再写出总反应，最后根据总反应列比例式求解。 (3)关系式法计算：根据得失电子守恒建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。如以通过4e－为桥梁可构建如下关系式：4e－～2Cl2(Br2、I2)～O2～2H2～2Cu～4Ag。 【变式演练】 1．2023年杭州亚运会期间使用的部分电子展示板中用到了一种可充电锌—空气电池，该电池放电时的工作原理如下图所示。下列说法错误的是 已知：Ⅰ室溶液中，锌主要以的形式存在，并存在电离平衡。 A．放电时，Ⅰ室溶液中浓度增大 B．放电时，若将Ⅱ室中的溶液换成海水，则一段时间后，可将海水适度淡化 C．充电时，电极附近可能有产生 D．充电时，每生成，Ⅲ室溶液质量理论上减少 2．（23-24高二上·江苏无锡·期中）用一种新型H2O2液态燃料电池(乙池)电解催化氮气制备铵盐和硝酸盐(甲池)的工作原理示意图如下(c、d均为石墨电极)。下列说法正确的是 A．乙池中若生成15molm气体，则甲池a、b两极共消耗8molN2 B．甲池中H+从b极区通过质子交换膜转移至a极区 C．一段时间后，乙池中c电极区的pH增大 D．甲池a极反应式为：N2＋12OH--10e-=2＋6H2O 3.在如图所示的装置中，通电5 min后，铜电极的质量增加2.16 g。试回答下列问题： (1)电源中X极为直流电源的________极。 (2)溶液pH的变化情况：A________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，B________，C________。 (3)通电5 min后，B装置中共收集224 mL(标准状况下)气体，溶液体积为200 mL，则通电前该装置溶液中CuSO4的物质的量浓度为________(设电解前后溶液体积无变化)。 (4)若A装置中KCl足量且溶液的体积也是200 mL，则电解后恢复至常温，溶液的pH为________(设电解前后溶液体积无变化)。 ( 分阶培优练 ) 培优第一阶——基础过关练 1．下列关于电解池的叙述中，不正确的是 A．与电源正极相连的是电解池的阴极 B．电解池是电能转化为化学能的装置 C．溶液中的阳离子移向阴极 D．在电解池的阳极发生氧化反应 2．某电解池装置如图所示，电解质溶液为等浓度的、、混合溶液，则电解一段时间后(溶液有剩余)，阴极可能得到的产物依次为 A．Cu、 B．Cu、、Na C．、 D．、Cu 3．用如图所示装置电解氯化钠溶液(X、Y是碳棒)。下列判断正确的是 A．Y电极为正极 B．X电极为阳极 C．Y电极表面发生氧化反应 D．X电极表面有氯气生成 4．次磷酸(H3PO2)为一元中强酸，具有较强的还原性，可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。下列叙述不正确的是 A．阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+ B．产品室中发生反应H++H2PO=H3PO2，该法还可得副产品NaOH C．次磷酸H3PO2在水溶液中的电离可表示为：H3PO23H++PO D．阳膜1的主要作用是防止H2PO进入阳极室被氧化并允许H+通过 5．重铬酸钾()又名红矾钾，是化学实验室中一种重要的分析试剂。工业上以铬酸钾()为原料，采用电化学法制备重铬酸钾，已知，制备装置如图所示。下列说法错误的是 A．装置中的隔膜为阴离子交换膜 B．阳极室中溶液的颜色逐渐由黄色变为橙色 C．电解过程中阴极附近溶液的pH变大 D．阴极每生成1mol气体，电路中转移2个电子 6．用石墨电极完成如图电解实验，下列对实验现象的描述或解释不合理的是 A．a处试纸变蓝 B．b处变红 C．c处：Fe-2e-=Fe2+ D．d处：2H2O+2e-=H2↑+2OH- 7．化学研究人员开发出一种生产石灰乳的绿色工艺，其装置如下图所示。装置工作时，下列说法错误的是 A．电能转变为化学能 B．X膜为阴离子交换膜 C．阴极区溶液的pH不断变大 D．a极上的电极反应式为2H2O-4e- =4H++O2↑ 8．用惰性电极电解饱和的NaCl水溶液，下列叙述不正确的是 A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到氢气和金属钠 B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色 C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈红色 D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈碱性 9．我国科研人员研制出一种新型的可充放电酸性单液电池，该电池的总反应为。下列说法正确的是 A．放电时的为负极，发生还原反应 B．充电时电解液的升高 C．每消耗，电解质溶液中有电子通过 D．充电时阳极电极反应式为 10．下列有关电解原理的应用的说法正确的是 A．氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝 B．电解饱和食盐水时，阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH- C．电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极 D．在铁制品上镀银时，铁制品与电源正极相连 培优第二阶——能力提升练 11．氯碱工业、电镀、电解精炼等工艺都利用了电解原理。如图为电解精炼铜(粗铜含有Fe、Ag、Au)的装置示意图，下列叙述正确的是 A．X电极为阳极，发生的电极反应为：Cu2++2e-=Cu B．Y电极为阴极，发生的电极反应为：Cu-2e-=Cu2+ C．电解精炼铜时，粗铜做阴极，精铜做阳极 D．电解槽底部的阳极泥可以作为提炼金、银等金属的原料 12．因镍与盐酸反应缓慢，工业上以镍和盐酸为原料，利用离子膜电解技术制取氯化镍()，其原理如图。电解过程需不断往b极区补充盐酸。下列说法正确的是 A．a接外电源的负极 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．总反应为： D．电解过程可用溶液代替盐酸 13．将电化学法和生物还原法有机结合，利用微生物电化学方法可生产甲烷，装置如图所示。下列说法正确的是 A．通电时，电子由→电解池阴极→电解液→电解池阳极→ B．X为阴离子交换膜 C．阳极的电极反应式为： D．生成0.1mol甲烷时阳极室理论上生成4.48L二氧化碳 14．甲烷燃料电池采用铂做电极材料，两个电极上分别通入和，电解质溶液为溶液。某研究小组将上述甲烷燃料电池作为电源，进行电解饱和食盐水和电镀的实验，如图所示，其中乙装置中X为离子交换膜。下列说法错误的是 A．为防止生成的氯气和氢氧化钠接触，乙中X为阳离子交换膜 B．丙中的溶液，银离子浓度不变 C．甲烷燃料电池正极电极反应式是 D．乙中两电极上一共产生气体(标准状况)时，丙中a极质量增加 15．一种采用和为原料制备的装置如图所示。下列有关说法正确的是 A．a极作阴极，该极上发生还原反应生成 B．b极上发生反应： C．电解过程中，固体氧化物电解质中不断减少 D．该装置两极产生的和的物质的量之比为 16．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，左侧溶液中含有 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 17．某种新型可充电电池具有较高的循环使用寿命，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，A极为正极 B．放电过程中转移1mol，正极质量增加14g C．充电时B极电极反应式为 D．充电过程中转移0.5mol，理论上有0.5molKOH被消耗 18．现用Pt电极电解1L浓度均为0.1mol/L的HCl、CuSO4的混合溶液，装置如图，下列说法正确的是 A．电解开始时阴极有H2放出 B．电解一段时间后加入CuO可使电解成溶液恢复原状 C．当电路中通过电子的量超过0.1mol时，此时阴极放电的离子发生了变化 D．电解一段时间后，阴、阳两极上产生气体的物质的量可能相等 19．NA代表阿伏加德罗常数的值。下图电路中，电极6增重0.64g时，下列叙述不正确的是 A．电极2上析出的气体在标况下的体积为224mL B．电极5质量减少1.08g C．忽略离子的扩散，盐桥中进入左侧AgNO3溶液中数目为0.02NA D．为使装Na2SO4溶液的电解池恢复到电解前状态，需加入H2O的质量为0.18g 20．和的混合溶液中，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22.4L气体（标准状况），假定电解后溶液体积仍为500mL，下列说法正确的是 A．原混合溶液中为 B．上述电解过程中共转移6mol电子 C．电解得到的Cu的物质的量为0.5mol D．电解后溶液中为 培优第三阶——培优拔尖练 21．CO2资源化利用是实现碳中和的一种有效途径。下图是CO2在电催化下产生合成气(CO和H2)的一种方法。下列说法不正确的是 A．a电极连接电源的负极 B．从a极区向b极区移动 C．b极区中c(CH3COO-)逐渐增大 D．a极区中c()逐渐增大 22．2020年3月29日，全球新能源汽车领导者比亚迪宣布正式推出“刀片电池”。“刀片电池”放电时结构如图，总反应为，下列说法错误的是 A．放电时通过聚合物隔膜往正极迁移 B．放电时，负极反应式为 C．充电时，锂离子在阳极脱嵌；放电时，锂离子在正极脱嵌 D．充电时，装置将电能转化为化学能 23．香港理工大学应用物理系的黄海涛教授基于对钙钛矿结构的重新解读，提出钙钛矿晶格可作为构筑孤立活性位点的平台用于氧还原(ORR)选择性合成双氧水(H2O2)。电化学装置如图所示。下列叙述错误的是 A．质子由a极区向b极区迁移 B．a极为阳极，发生氧化反应 C．b极反应式为 D．相同时间内，a极生成等于b极消耗 24．二氧化碳的再利用是实现温室气体减排的重要途径之一、在稀H2SO4溶液中利用电催化可将CO2同时转化为多种燃料，其原理如图所示，下列说法错误的是 A．左侧电极上的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+ B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．一段时间后，阴极区溶液质量会减少 D．若阴极只生成0.15molCO和0.25molC2H4，则电路中转移电子的物质的量为3.3mol 25．我国科学家利用Ni-MoN纳米棒阵列作为双功能电催化剂，用于电催化制氢和选择性甲醇氧化成甲酸盐。工作原理如图所示： 下列说法错误的是 A．电势高低关系： B．工作时，从左向右移动 C．为阳极，发生的反应为 D．b极产生标准状况下，a极产生 26．氯化亚铜广泛应用于有机合成、石油、油脂、染料等工业，难溶于水。以铜和石墨作电极电解溶液可制得，同时制得，其工作原理如图所示。下列叙述错误的是 A．b极为电源负极，石墨为电解池的阴极 B．膜1为阴离子交换膜，膜2为阳离子交换膜 C．电子流向为：电解质溶液→石墨→b D．电极的电极反应式为： 27．如下所示装置，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断正确的是 A．b是电源的负极 B．当通过质子交换膜的H+为0.12mol时，Ⅱ室内溶液质量增加超过3.32g C．电解一段时间后，I室溶液的pH降低 D．电解一段时间后，欲使CuCl2溶液恢复到原来浓度，需补充一定量的金属铜和氯气 28．在熔融盐体系中，B电极为石墨，A电极上利用和获得电池材料硅钛合金（），装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电极B和电源正极相连，发生氧化反应 B．电极A的电极反应式： C．电解时，向B电极迁移 D．理论上每转移电子，B电极上产生 29．向一定浓度的溶液中通入至饱和，在电极上反应生成尿素，电解原理如图所示。下列说法不正确的是 A．电极a的电极反应式为： B．电解时，从电解池左侧移向右侧 C．电极b发生氧化反应 D．理论上消耗时生成 30．如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题： (1)甲是燃料电池，通入甲烷的电极作 极(填“正”或“负”)，电极反应式为 。 (2)乙是 池，石墨(C)作 极(填“阴”或“阳”)，发生 反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式为 。 (3)①丙中粗铜作 极(填“阴”或“阳”)； ②电解一段时间后硫酸铜溶液中的Cu2+会 (填“增大”或“减小”或“不变”)； ③若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，丙装置中析出精铜的质量为 g。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 1.2.2 电解池工作原理及应用题型归类 目录 一、热点题型归纳 1 【题型一】电解池的工作原理 1 【题型二】电解原理的应用 5 【题型三】有关电解计算的类型及方法 9 二、分阶培优练 13 【题型一】电解池的工作原理 【典例分析】下图所示的电解装置可实现低电位下高效催化还原CO2。下列说法不正确的是 A．a 极连接外接电源的负极 B．b 极的电极反应式为 Cl--2e- + 2OH- = ClO- + H2O C．电解过程中 Na+从左池移向右池 D．外电路上每转移1 mol电子，理论可催化还原标准状况下CO2气体 11.2 L 【答案】C 【分析】从图示中可以看出，b电极上Cl-失去电子生成ClO-，b电极为电解池阳极；a电极上CO2得到电子生成CO，a电极为电解池阴极；与b极相连的电池一极为正极，与a极相连的电池一极为负极。 【详解】A．根据分析，a极与外电路相连的一极为负极，A正确； B．因右池电解液中含有大量的OH-，故电极方程式中不能出现H+，正确的电极方程式为Cl--2e-+2OH-=H2O+ClO-，B正确； C．根据分析，阴极反应为CO2+2e-+H2O=CO+2OH-，生成大量阴离子，为平衡电荷，Na+向左边移动，C错误； D．根据B选项的电极反应，每转移2mol电子，可还原标况下22.4L的CO2，故电路中转移1mol电子，可还原标况下11.2L的CO2，D正确； 故选C。 【提分秘籍】 基本规律 1．电解池的工作原理 (1)与电源正极相连的电极为阳极，阳极发生氧化反应；与电源负极相连的电极为阴极，阴极发生还原反应。 (2)电子流向：负极→阴极、阳极→正极。 (3)离子的移动方向：阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。 2．电解反应式的书写 (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，找全离子并分成阴、阳两组(勿忘水溶液中的H＋和OH－)。 (3)排出阴、阳两极的放电顺序 (4)写出电极反应式，要注意遵循原子守恒、电荷守恒和电子转移守恒。 (5)写出电解总反应式 在两极转移电子数目相同的前提下，两极反应相加即可得总反应的化学方程式或离子方程式，注意弱电解质要写化学式（如用惰性电极电解CuSO4溶液：2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑）。 3．分析电解问题的基本方法思路 (1)通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H＋和OH－)。 (2)通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁优先放电(注意活泼金属作阳极时优先放电)。 (3)正确书写电极反应式，要注意原子数、电荷数是否守恒。 (4)能结合题目要求分析电解时的各种变化情况，如两极现象、离子浓度的变化、pH变化等。 【变式演练】 1．用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一项是 选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论 A 负极 CuCl2溶液 b管中有气体逸出 B 负极 NaOH溶液 溶液pH降低 C 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色 D 正极 AgNO3溶液 b管中电极反应式是 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．X为负极，则U形管右侧为阳极，电解氯化铜溶液时，阳极氯离子被氧化生成氯气，所以b管有气体逸出，A正确； B．电解NaOH溶液的实质是电解水，所以NaOH的浓度会增大，pH增大，B错误； C．电源X极为正极，a管中石墨电极为阳极，b管中石墨电极为阴极，电解硫酸钠溶液的实质是电解水，H+在阴极区放电，OH-在阳极区放电，故在阴极区有大量的OH-，滴入酚酞后，b管中呈红色，在阳极区有大量的H+，a管中呈无色，C错误； D．电源X极为正极，则b管为阴极，电解硝酸银溶液时，阴极反应为Ag++e-=Ag，D错误； 综上所述答案为A。 2．（23-24高二上·江苏泰州·期中）电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下列说法正确的是 A．a极反应式为 B．电解一段时间，a、b两电极区的pH 均减小 C．相同时间内，a、b两极消耗N2的物质的量之比为5：3 D．电解过程中 H⁺从a极通过质子交换膜转移至b极 【答案】D 【详解】A．a极上，发生氧化反应，a为阳极，电极反应式为，A错误； B．b为阴极，阴极反应式为，电解一段时间，阴极区消耗H+，溶液pH增大，B错误； C．根据化合价升降守恒，6n阴极(N2)=10n阳极(N2)，电解一段时间，a极、b极消耗N2的物质的量之比为3∶5，C错误； D．根据化合价变化，a为阳极，b为阴极，电解过程中H+从a极通过质子交换膜转移至b极，D正确； 答案选D。 3．下图是一个用石墨作电极，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。下列有关叙述正确的是 A．A极生成的气体无色无味，B极生成的气体有刺激性气味 B．收集B极产生的气体，该气体能使带火星的木条复燃 C．A极附近呈红色，B极附近呈蓝色 D．电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶解呈碱性 【答案】B 【分析】该装置为电解池，与电源正极相连的B极作阳极，电极反应式为；与电源负极相连的A极作阴极，电极反应式为；据此分析解答。 【详解】A．A、B电极反应式分别为、， A电极生成的H2与B电极生成的O2都是无色，无味的，A错误； B．根据分析，B极作阳极，电极反应式为，阳极上生成O2，O2能使带火星的木条复燃，B正确； C．由电极反应式知，A电极附近溶液呈碱性，B电极附近溶液呈酸性，则A电极溶液呈蓝色，B电极溶液呈红色，C错误； D．惰性电极电解稀Na2SO4溶液，实际是电解水，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶解呈中性，D错误。 故选B。 【题型二】电解原理的应用 【典例分析】电解原理具有广泛的应用。下列装置不正确的是 A．用装置甲制取和溶液 B．用装置乙在金属制品表面镀银 C．用装置丙电解精炼粗铜 D．用装置丁制取 【答案】A 【详解】A．电解饱和NaCl溶液，饱和NaCl溶液应从阳极进入，氯气在阳极产生，且应选用阳离子交换膜，A项错误； B．在金属制品表面镀银，Ag作阳极，与电源正极相连，金属制品作阴极，与电源负极相连，B项正确； C．粗铜精炼时，粗铜作阳极，与电源正极相连，精铜作阴极，与电源负极相连，C项正确； D．制取金属钠，用惰性电极电解熔融的氯化钠，D项正确； 故选A。 【提分秘籍】 基本规律 一、电解饱和食盐水 1．电极反应和电解反应 (1)阳极：优先放电的离子：Cl-，电极反应式：2Cl--2e-===Cl2↑，反应类型：氧化反应。 (2)阴极：优先放电的离子：H2O电离出的H+，电极反应式：2H2O+2e-===H2↑+2OH- ，反应类型：还原反应。 (3)电解方程式：2NaCl+2H2OH2↑+2NaOH+Cl2↑。 2．电解饱和食盐水的工作原理 (1)电解过程中，阳极室Cl-离子浓度减小，Na+离子通过阳离子交换膜进入阴极室，NaCl溶液浓度变小；阴极室OH-离子浓度增大，形成NaOH浓溶液。 (2)阳极产物为Cl2，阴极产物为：NaOH、H2。 (3)阳离子交换膜的作用 ①防止阴极区的OH-进入阳极区，OH-与Cl2的反应方程式为Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。 ②防止H2与Cl2混合发生爆炸。 二、铜的电解精炼 1．电解池的构成和电极反应 粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。 (1)电解池的构成： 用粗铜作阳极，用纯铜作阴极，用硫酸酸化的硫酸铜溶液作电解质溶液。 (2)电极反应式 阳极反应式：Zn -2e-=== Zn2+、Fe-2e-=== Fe2+、Cu -2e-===Cu2+等。 阴极反应式：Cu2++2e-===Cu。 2．电解精炼铜的工作原理 (1)阳极反应 金属铜和比铜活泼的锌、铁等金属转化为阳离子进入溶液中，不如铜活泼的银、金等在阳极沉积下来，形成阳极泥。 (2)阴极反应 溶液中的Cu2+比Zn2+、Fe2+等离子优先得到电子，成为金属铜析出。 (3)电解质溶液中Cu2+浓度先减小后不变。 三、电镀 1．电镀 (1)概念：应用电解的原理在某些金属或其他材料表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。 (2)目的：提升美观和增加表面硬度；增强材料的抗腐蚀能力，防止金属氧化 (3)镀层金属通常是一些不易被腐蚀的金属或合金。 2．基础实验——铁钉镀锌 (1)电镀池的构成 通常用待镀金属制品为阴极，以镀层金属为阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电解质溶液。 (2)电极反应 阳极：Zn-2e-===Zn2+ 阴极：Zn+2e-===Zn 3．电解原理应用中的注意要点 1．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附着在阴极上。 2．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，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。 3．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。 【变式演练】 1．电解精炼铜的废液中含有大量的、，下图为用惰性电极回收废液中铜、浓缩溶液的装置示意图。下列说法正确的是 A．交换膜m为阴离子交换膜 B．若电极a改为Cu，仍可达到预期实验目的 C．b极电极反应式： D．当获得1L 0.5 溶液时，最多回收25.6g Cu 【答案】D 【分析】该装置为电解装置，由图可知，Na+与透过交换膜进入浓缩室，由离子移动方向可知电极a为阳极，电极b为阴极，据此分析回答。 【详解】A．由图可知，阳极区Na+通过交换膜m进入浓缩室，故交换膜m为阳离子交换膜，故A错误； B．电极a为阳极，电极上Cl-发生氧化反应生成氯气，若电极a改为Cu，则Cu失电子生成Cu2+，也会通过交换膜m进入浓缩室，故不能达到预期实验目的，故B错误； C．b极为阴极，电极上Cu2+发生还原反应生成Cu，发生的电极反应式为：，故C错误； D．若浓缩至得到1L 0.5 溶液，则有(0.5mol/L1L-0.1mol/L1L)=0.4mol进入浓缩室，电路中有0.8mol电子通过，可析出0.4molCu，其质量为64g/mol0.4mol=25.6g，故D正确； 答案选D。 2．（23-24高二上·上海普陀·期中）如图，用有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的立式隔膜电解槽电解食盐水时，下列叙述错误的是 A．精制饱和氯化钠溶液从阳极区补充 B．Z处流出溶液是较浓的溶液 C．产品烧碱比未用离子交换膜时更纯 D．每转移个电子理论上可生成烧碱 【答案】D 【分析】电解食盐水时，阳极发生氧化反应，消耗NaCl，则应在阳极补充NaCl，左侧应为电解池的阳极区，右侧应为电解池的阴极区，电解时，阳离子经过离子交换膜向阴极区移动。 【详解】A．电解食盐水时，阳极发生氧化反应，消耗NaCl，则应在阳极补充NaCl，故A正确； B．阴极生成OH-，且Na+向阴极移动，则产品烧碱溶液从阴极区Z处流出，故B正确； C．未用离子交换膜时，阴极区混有NaCl，产品不纯，而用离子交换膜时，只有Na+向阴极移动，产品较为纯净，故C正确； D．电解方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，每转移NA个电子理论上可生成1mol烧碱，故D错误； 故选D。 3．（23-24高二上·北京顺义·期中）如图是模拟铁制品镀铜工艺的装置，下列说法正确的是 A．a电极上发生还原反应 B．b电极为铜 C．电解质溶液可以是CusO4溶液 D．电镀过程中，溶液中Cu2+浓度不断减小 【答案】C 【分析】由图可知，该装置为电镀池，与直流电源正极相连的a电极为铜，铜在阳极失去电子发生氧化反应生成铜离子，与负极相连的b电极为铁制品，铜铁离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜，电解质溶液为可溶性铜盐，电镀过程中，溶液中铜离子浓度不变。 【详解】A．由分析可知，与直流电源正极相连的a电极为铜，铜在阳极失去电子发生氧化反应生成铜离子，故A错误； B．由分析可知，与负极相连的b电极为铁制品，故B错误； C．由分析可知，该装置为电镀池，电解质溶液为可溶性铜盐，可以是硫酸铜溶液，故C正确； D．由分析可知，电镀过程中，溶液中铜离子浓度不变，故D错误； 故选C。 【题型三】有关电解计算的类型及方法 【典例分析】在下图串联装置中，通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体，则下列说法不正确的是 A．丙中Ag电极连接的是电源的正极 B．向甲中加入适量的盐酸，可使溶液恢复到电解前的状态 C．电解过程中丙中溶液pH无变化 D．标准状况下当甲中产生4.48L气体时，丙中Cu电极质量增加21.6g 【答案】B 【分析】由题干信息，通电片刻即发现乙装置左侧电极表面出现红色固体，即乙池中左侧电极为阴极：电极反应为：Cu2++2e-=Cu，乙池中右侧电极为阳极，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，甲池中左侧电极为阴极，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，右侧电极为阳极，电极反应为：2Cl-- 2e-=Cl2↑，丙池中左侧Cu电极为阴极，电极反应为：Ag++e-=Ag，右侧Ag电极为阳极，电极反应为：Ag-e-=Ag+，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，丙中Ag电极为阳极，连接的是电源的正极，A正确； B．由分析可知，甲池阴极的电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极的电极反应为：2Cl-- 2e-=Cl2↑，总反应为：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，则向甲中通入适量的HCl，可使溶液恢复到电解前的状态，加盐酸会增大水的量，不能达到目的，B错误； C．由分析可知，电解过程中丙中溶液AgNO3的浓度保持不变，故溶液中pH无变化，C正确； D．标准状况下当甲中产生4.48L气体时即产生的H2和Cl2的物质的量之和为：=0.2mol，则n(H2)=0.1mol，转移的电子的物质的量为0.2mol，丙中Cu电极质量增加0.2mol×108g/mol=21.6g，D正确； 故答案为B。 【提分秘籍】 基本规律 1.常见计算类型 (1)两极产物的定量计算(求析出固体的质量、产生的气体在标准状况下的体积等)。 (2)相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算。 (3)求某元素的化合价或确定物质的化学式。 (4)根据电荷量求产物的量或根据产物的量求电荷量等。 2.解答此类题的常用方法 (1)根据得失电子守恒法计算：用于串联电路中阴、阳两极产物等类型计算，其依据是转移的电子数相同。 (2)根据总反应计算：先写出电极反应，再写出总反应，最后根据总反应列比例式求解。 (3)关系式法计算：根据得失电子守恒建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。如以通过4e－为桥梁可构建如下关系式：4e－～2Cl2(Br2、I2)～O2～2H2～2Cu～4Ag。 【变式演练】 1．2023年杭州亚运会期间使用的部分电子展示板中用到了一种可充电锌—空气电池，该电池放电时的工作原理如下图所示。下列说法错误的是 已知：Ⅰ室溶液中，锌主要以的形式存在，并存在电离平衡。 A．放电时，Ⅰ室溶液中浓度增大 B．放电时，若将Ⅱ室中的溶液换成海水，则一段时间后，可将海水适度淡化 C．充电时，电极附近可能有产生 D．充电时，每生成，Ⅲ室溶液质量理论上减少 【答案】C 【分析】该电池中，Zn为负极失电子生成，Pt/C电极为正极，正极上O2得电子结合水生成氢氧根离子。Ⅱ室NaCl溶液中钠离子通过阳离子交换膜进入Ⅲ室，Ⅱ室中氯离子通过阴离子交换膜进入Ⅰ室。 【详解】A．放电时，锌作负极，失电子生成，溶液中浓度增大，电离平衡正向移动，浓度增大，A正确； B．放电时，电解质溶液中的阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，Ⅱ室中的通过阳离子交换膜进入Ⅲ室，Ⅱ室中的通过阴离子交换膜进入Ⅰ室，故海水可以得到淡化，B正确； C．充电时，电极为阴极，其电极反应为，没有氯气生成，C错误； D．充电时，电极为阳极，电极反应式为，每生成转移电子，同时有通过阳离子交换膜进入Ⅱ室，Ⅲ室溶液质量理论上减少，故充电时，每生成，Ⅲ室溶液质量理论上减少，D正确； 故答案选C。 2．（23-24高二上·江苏无锡·期中）用一种新型H2O2液态燃料电池(乙池)电解催化氮气制备铵盐和硝酸盐(甲池)的工作原理示意图如下(c、d均为石墨电极)。下列说法正确的是 A．乙池中若生成15molm气体，则甲池a、b两极共消耗8molN2 B．甲池中H+从b极区通过质子交换膜转移至a极区 C．一段时间后，乙池中c电极区的pH增大 D．甲池a极反应式为：N2＋12OH--10e-=2＋6H2O 【答案】A 【分析】由图可知，甲池为电解池，a极氮元素价态升高失电子，故a极为阳极，电极反应为：N2-10e-+6H2O=2+12H+，b极为阴极，电极反应为：N2+8H++6e-=2，故H2O2液态燃料电池（乙池）中，c极为负极，过氧化氢失电子生成氧气，电极反应为：H2O2-2e-=O2↑+2H+，d极为正极，电极反应为：H2O2+2e-+2H+=2H2O，据此分析作答。 【详解】A．由分析可知，乙池中若生成15molm气体即O2，电路上转移电子为30mol，则甲池a、b两极共消耗N2为()=8mol，A正确； B．由分析可知，甲池中a为阳极，b为阴极，故甲池中H+从a极区通过质子交换膜转移至b极区，B错误； C．由分析可知，c极为负极，过氧化氢失电子生成氧气，电极反应为：H2O2-2e-=O2↑+2H+，故一段时间后，乙池中c电极区的pH减小，C错误； D．由分析可知，甲池a极反应式为：N2-10e-+6H2O=2+12H+，D错误； 故答案为：A。 3.在如图所示的装置中，通电5 min后，铜电极的质量增加2.16 g。试回答下列问题： (1)电源中X极为直流电源的________极。 (2)溶液pH的变化情况：A________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，B________，C________。 (3)通电5 min后，B装置中共收集224 mL(标准状况下)气体，溶液体积为200 mL，则通电前该装置溶液中CuSO4的物质的量浓度为________(设电解前后溶液体积无变化)。 (4)若A装置中KCl足量且溶液的体积也是200 mL，则电解后恢复至常温，溶液的pH为________(设电解前后溶液体积无变化)。 【答案】(1)阴　纯铜　Cu2＋＋2e－===Cu　阳　粗铜 Cu－2e－===Cu2＋　CuSO4溶液(其他合理答案也可) (2)红　(3)4.48 L　1.0 mol·L－1　14 【详解】根据实验现象分析出电源的正负极，进而确定三个电解池中电极的名称是解题的关键。(1)三个装置是串联的电解池。电解AgNO3溶液时，Ag＋在阴极发生还原反应生成Ag，所以质量增加的铜电极是阴极，则银电极是阳极，故Y极是电源的正极，X极是电源的负极。(2)A装置中，电解KCl溶液生成KOH，溶液的pH增大；B装置中，电解CuSO4溶液生成H2SO4，电解K2SO4溶液的实质是电解水，溶液的pH减小；C装置中，电解AgNO3溶液，银为阳极，不断溶解，Ag＋的浓度基本不变，溶液的pH不变。(3)通电5 min后，C中析出0.02 mol Ag，电路中通过0.02 mol电子。B装置中共收集0.01 mol气体，若该气体全为氧气，则电路中需通过0.04 mol电子，与事实不符。因此，B装置中的电解过程分为两个阶段，先电解CuSO4溶液生成O2，然后实质是电解水，生成O2和H2，即B装置中收集到的气体是O2和H2的混合物。设电解CuSO4溶液时生成O2的物质的量为x，电解H2O时生成O2的物质的量为y，生成H2的物质的量为2y，则4x＋4y＝0.02 mol(电子守恒)，x＋3y＝0.01 mol，解得x＝y＝0.002 5 mol，所以n(CuSO4)＝2×0.002 5 mol＝0.005 mol，c(CuSO4)＝0.005 mol÷0.2 L＝0.025 mol·L－1。(4)通电5 min后，A装置中放出0.01 mol H2，溶液中生成0.02 mol KOH，c(OH－)＝0.02 mol÷0.2 L＝0.1 mol·L－1，pH＝13。 ( 分阶培优练 ) 培优第一阶——基础过关练 1．下列关于电解池的叙述中，不正确的是 A．与电源正极相连的是电解池的阴极 B．电解池是电能转化为化学能的装置 C．溶液中的阳离子移向阴极 D．在电解池的阳极发生氧化反应 【答案】A 【详解】A．与外接直流电源正极相连的是电解池的阳极，A错误； B．电解池将外接直流电的电能转化为化学能，该装置是电能转化为化学能的装置，B正确； C．电解池中溶液中的阳离子向得电子的一极移动，电解池中与外接直流电源负极相连的是阴极，阴极得电子，即溶液中的阳离子移向阴极，C正确； D．电解池的阳极失去电子流入外接直流电源的正极，在电解池的阳极发生氧化反应，D正确； 故选A。 2．某电解池装置如图所示，电解质溶液为等浓度的、、混合溶液，则电解一段时间后(溶液有剩余)，阴极可能得到的产物依次为 A．Cu、 B．Cu、、Na C．、 D．、Cu 【答案】A 【详解】该装置是电解池，电极是惰性电极，在阴极放电的是溶液中的阳离子，氧化性铜离子大于氢离子大于钠离子，且氢离子来源于水，所以阴极可能得到的产物依次为Cu、，所以A正确，B C D错误； 故选A。 3．用如图所示装置电解氯化钠溶液(X、Y是碳棒)。下列判断正确的是 A．Y电极为正极 B．X电极为阳极 C．Y电极表面发生氧化反应 D．X电极表面有氯气生成 【答案】C 【分析】电解氯化钠溶液，因X、Y均是碳棒，为惰性电极，根据图示装置可知，X连接电源的负极，为阴极，水会得到电子，产生氢气和氢氧根离子，Y连接电源的正极，为阳极，阳极氯离子会失去电子生成氯气，据此分析解答。 【详解】A．结合上述分析可知，Y电极连接电源的正极，为阳极，A错误； B．X电极连接电源的负极，为阴极，B错误； C．Y电极表面氯离子失去电子生成氯气，发生氧化反应，C正确； D．结合上述分析可知，X电极表面产生氢气，D错误； 故选C。 4．次磷酸(H3PO2)为一元中强酸，具有较强的还原性，可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。下列叙述不正确的是 A．阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+ B．产品室中发生反应H++H2PO=H3PO2，该法还可得副产品NaOH C．次磷酸H3PO2在水溶液中的电离可表示为：H3PO23H++PO D．阳膜1的主要作用是防止H2PO进入阳极室被氧化并允许H+通过 【答案】C 【分析】由图可知，阳极室中水放电生成氧气和氢离子，氢离子进入产品室；阴极室中水放电生成氢气，原料室中钠离子进入阴极室、H2PO进入产品室； 【详解】A．阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，故A正确； B．阳极室H+的通过阳膜1移向产品室，原料室的H2PO过阴膜移向产品室，所以产品室中发生反应H++ H2PO=H3PO2，阴极产生OH-，原料室的Na+通过阳膜移向阴极室，所以该法还可得副产品NaOH，故B正确； C．次磷酸(H3PO2)为一元中强酸，在水溶液中部分电离：H3PO2H++ H2PO，故C错误； D．阳膜1的主要作用是防止H2PO进入阳极室被氧化并允许H+通过，故D正确。 故选C。 5．重铬酸钾()又名红矾钾，是化学实验室中一种重要的分析试剂。工业上以铬酸钾()为原料，采用电化学法制备重铬酸钾，已知，制备装置如图所示。下列说法错误的是 A．装置中的隔膜为阴离子交换膜 B．阳极室中溶液的颜色逐渐由黄色变为橙色 C．电解过程中阴极附近溶液的pH变大 D．阴极每生成1mol气体，电路中转移2个电子 【答案】A 【分析】左侧电极为阴极，发生还原反应；右侧电极为阳极，发生氧化反应，； 【详解】A．装置中的隔膜为阳离子交换膜，由右室经离子交换膜向左室移动，A错误； B．阳极室发生氧化反应，氢氧根离子失去电子，电极反应式为，阳极区氢离子浓度增大，，平衡右移，溶液由黄色逐渐变为橙色，B正确； C．电解过程中阴极发生电极反应，阴极附近溶液的pH变大，C正确； D．由，可知阴极每生成1mol气体，电路中转移2个电子，D正确； 故选A。 6．用石墨电极完成如图电解实验，下列对实验现象的描述或解释不合理的是 A．a处试纸变蓝 B．b处变红 C．c处：Fe-2e-=Fe2+ D．d处：2H2O+2e-=H2↑+2OH- 【答案】B 【分析】a极为阴极，水放电生成氢气和氢氧根离子，b为阳极，氯离子放电生成氯气； 【详解】A．a生成氢氧根离子，溶液显碱性，试纸变蓝，A正确； B．b出生成氯气，氯气和水生成漂白性次氯酸，最终试纸褪色，B错误； C．c为电解池阳极，铁为活泼电极，发生氧化反应生成亚铁离子，Fe-2e-=Fe2+，C正确； D．d为阴极，水放电生成氢气和氢氧根离子，2H2O+2e-=H2↑+2OH-，D正确； 故选B。 7．化学研究人员开发出一种生产石灰乳的绿色工艺，其装置如下图所示。装置工作时，下列说法错误的是 A．电能转变为化学能 B．X膜为阴离子交换膜 C．阴极区溶液的pH不断变大 D．a极上的电极反应式为2H2O-4e- =4H++O2↑ 【答案】B 【详解】A．该装置是电解池，将电能转变为化学能，A项正确； B．根据图中信息，左侧加入碳酸钙，中间生成氢氧化钙，左侧生成钙离子向中间移动，则X膜为阳离子交换膜，B项错误； C．阴极区氢氧根不断向中间移动，水中氢离子不断被消耗，溶液的pH变大，C项正确； D．a极上水中氢氧根失去电子生成氧气，电极反应式为，产生的氢离子溶解碳酸钙，D项正确； 答案选B。 8．用惰性电极电解饱和的NaCl水溶液，下列叙述不正确的是 A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到氢气和金属钠 B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色 C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈红色 D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈碱性 【答案】A 【详解】A．电解时不能得到金属钠，只能生成氢氧化钠，A错误； B．阳极生成氯气，滴入KI会置换出I2，使溶液呈棕色，B正确； C．阴极生成氢氧化钠，滴入酚酞，溶液呈红色，C正确； D． 电解一段时间后，由于生成了氢氧化钠，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈碱性，D正确； 故选A。 9．我国科研人员研制出一种新型的可充放电酸性单液电池，该电池的总反应为。下列说法正确的是 A．放电时的为负极，发生还原反应 B．充电时电解液的升高 C．每消耗，电解质溶液中有电子通过 D．充电时阳极电极反应式为 【答案】D 【详解】A．由总反应可知，放电时铜化合价升高，发生氧化反应，为电源负极，A错误； B．根据反应分析，充电时生成硫酸，溶液酸性变强，pH减小，B错误； C．电子不能在溶液中通过，能在导线和电极中通过，C错误； D．充电时阳极电极的硫酸铅发生氧化反应生成PbO2，反应式为，D正确； 故选D。 10．下列有关电解原理的应用的说法正确的是 A．氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝 B．电解饱和食盐水时，阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH- C．电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极 D．在铁制品上镀银时，铁制品与电源正极相连 【答案】B 【详解】A．氯化铝是一种电解质，属于共价化合物，熔融后不导电，不可用于电解法制铝，A错误； B．电解饱和食盐水时，水电离出氢离子在阴极放电生成氢气，反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B正确； C．电解法精炼铜时，以粗铜作阳极，发生氧化反应生成铜离子；纯铜作阴极，铜离子发生还原反应生成铜，C错误； D．在铁制品上镀银时，铁制品与电源负极相连作为电解池的阴极，D错误。 故选B。 培优第二阶——能力提升练 11．氯碱工业、电镀、电解精炼等工艺都利用了电解原理。如图为电解精炼铜(粗铜含有Fe、Ag、Au)的装置示意图，下列叙述正确的是 A．X电极为阳极，发生的电极反应为：Cu2++2e-=Cu B．Y电极为阴极，发生的电极反应为：Cu-2e-=Cu2+ C．电解精炼铜时，粗铜做阴极，精铜做阳极 D．电解槽底部的阳极泥可以作为提炼金、银等金属的原料 【答案】D 【分析】 从图中可以看出，X电极与电源的正极相连，为电解精炼池的阳极，Y电极与电源的负极相连，为电解精炼池的阴极。 【详解】A．由分析可知，X电极为阳极，X为粗铜，发生的电极反应为：Fe-2e-=Fe2+、Cu-2e-=Cu2+，A错误； B．Y电极为阴极，Cu2+在Y电极上得电子生成Cu，发生的电极反应为：Cu2++2e-=Cu，B错误； C．电解精炼铜时，需要去除粗铜中的金属杂质，则粗铜应做阳极，精铜做阴极，C错误； D．电解过程中，粗铜中的Ag、Au等不转化为离子，而是沉积在电解槽底部形成阳极泥，可以作为提炼金、银等金属的原料，D正确； 故选D。 12．因镍与盐酸反应缓慢，工业上以镍和盐酸为原料，利用离子膜电解技术制取氯化镍()，其原理如图。电解过程需不断往b极区补充盐酸。下列说法正确的是 A．a接外电源的负极 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．总反应为： D．电解过程可用溶液代替盐酸 【答案】C 【详解】A．a是电解池的阳极，接外电源的正极，A错误； B．a电极失电子产生Ni2+，溶液中的氯离子在左池与Ni2+结合生成，所以氯离子要能由右池进入左池，则离子交换膜为阴离子交换膜，B错误； C．a电极失电子产生Ni2+，b为阴极，氢离子得电子生成氢气，所以总反应为：，C正确； D．电解过程若用溶液代替盐酸则右池水中氢离子放电，产生氢氧根，氢氧根进入左池，使Ni2+沉淀，降低产率，D错误； 所以答案为C 13．将电化学法和生物还原法有机结合，利用微生物电化学方法可生产甲烷，装置如图所示。下列说法正确的是 A．通电时，电子由→电解池阴极→电解液→电解池阳极→ B．X为阴离子交换膜 C．阳极的电极反应式为： D．生成0.1mol甲烷时阳极室理论上生成4.48L二氧化碳 【答案】C 【详解】A．电子只能在外电路移动，不能进入内电路，A错误； B．由图示知，阳极反应产生H+，阴极反应消耗H+，则H+通过交换膜由阳极移向阴极，X为阳离子交换膜，B错误； C．由分析可知，左池为阳极，在电极上失电子被氧化为 CO2，根据图示知可添加 H+ 配平电荷守恒，添加 H2O 配平元素守恒，得完整的电极反应方程式为：，C正确； D．没有说标准状况，无法进行计算，D错误； 故选C。 14．甲烷燃料电池采用铂做电极材料，两个电极上分别通入和，电解质溶液为溶液。某研究小组将上述甲烷燃料电池作为电源，进行电解饱和食盐水和电镀的实验，如图所示，其中乙装置中X为离子交换膜。下列说法错误的是 A．为防止生成的氯气和氢氧化钠接触，乙中X为阳离子交换膜 B．丙中的溶液，银离子浓度不变 C．甲烷燃料电池正极电极反应式是 D．乙中两电极上一共产生气体(标准状况)时，丙中a极质量增加 【答案】C 【分析】甲烷燃料电池中，通入甲烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，则乙装置中Fe铁电极为阴极，石墨电极为阳极，丙装置中a电极为阴极，b电极为阳极。 【详解】A．乙装置中，Fe铁电极为阴极，水中的氢离子得电子生成氢气，余下氢氧根离子，石墨电极为阳极，氯离子失电子生成氯气，则乙中X为阳离子交换膜，Na+移动向阴极，阴极得到NaOH和氢气，为了防止生成的氯气和氢氧化钠接触，乙中为阳离子交换膜，A正确；   B．丙装置中电镀时，a电极为阴极，银离子得电子生成银，b电极为阳极，银失电子生成阴离子，溶液银离子浓度不变，B正确；    C．甲烷燃料电池，碱性环境下，正极电极反应式是，C错误； D．乙中上一共产生气体2.24L(标准状况)时，其物质的量为0.1mol时，各产生0.05mol的氢气和氯气，则电路中转移0.1mol电子，则a极析出0.1mol银单质，其质量增加10.8g，D正确； 故选C。 15．一种采用和为原料制备的装置如图所示。下列有关说法正确的是 A．a极作阴极，该极上发生还原反应生成 B．b极上发生反应： C．电解过程中，固体氧化物电解质中不断减少 D．该装置两极产生的和的物质的量之比为 【答案】B 【详解】根据题干和图像信息，该电池为电解池，阳极反应式为：，阴极的电极反应式为：。 【分析】A．a电极为阳极，发生氧化反应，故A错误； B．b电极为阴极，电极反应式为，故B正确； C．阴、阳极电极反应生成和消耗的相等，所以电解质中的的量不变，故C错误； D．根据电极反应式，和的物质的量之比为，故D错误； 故选B。 16．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，左侧溶液中含有 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 【分析】左侧溶液变蓝色，生成I2，左侧电极为阳极，电极反应为：，右侧电极为阴极，发生还原反应生成氢气，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，右侧放出氢气，右侧I-、OH-通过阴离子交换膜向左侧移动，发生反应3I2+6OH-=+5I-+3H2O，一段时间后，蓝色变浅，保证两边溶液呈电中性，左侧的通过阴离子交换膜向右侧移动；如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，左侧多余K+通过阳离子交换膜迁移至阴极，保证两边溶液呈电中性； 【详解】A．由分析可知，右侧发生的电极方程式：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，A正确； B．由分析可知，左侧溶液中含有生成的，B正确； C．电解槽内发生反应的总化学反应为碘化钾和水通电生成碘酸钾和氢气，方程式KI+3H2O=KIO3+3H2↑，C正确； D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，则碘单质不会和氢氧根离子生成碘酸根离子，在电极总反应为，故电解槽内发生的总化学方程式发生改变，D错误； 故选D。 17．某种新型可充电电池具有较高的循环使用寿命，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．放电时，A极为正极 B．放电过程中转移1mol，正极质量增加14g C．充电时B极电极反应式为 D．充电过程中转移0.5mol，理论上有0.5molKOH被消耗 【答案】D 【分析】当接电源时，作电解池，A极从碳酸锰转化为二氧化锰，锰化合价升高，发生氧化反应，作阳极，B极从Pb3C2O7转化为Pb，Pb化合价降低，发生还原反应，作阴极，当与负载相连时，作原电池，A极从二氧化锰转化为碳酸锰，锰化合价降低，发生还原反应，作正极，B极从Pb转化为Pb3C2O7，Pb化合价升高，发生氧化反应，作负极，据此回答。 【详解】A．根据分析，放电时，A极为正极，A正确； B．放电时正极二氧化锰转化为碳酸锰，1mol二氧化锰转移2mol电子，相当于增重1molCO，所以转移1mole−，正极质量增加14g，B正确； C．充电时B极为阴极，得到电子，电极反应式为，C正确； D．总的电极方程式为Pb3C2O7+3MnCO3+10KOH=3Pb+3MnO2+5K2CO3，整个反应转移6mol电子，消耗10mol的KOH，所以充电过程中转移0.5mole−，理论上有molKOH被消耗，D错误； 故选D。 18．现用Pt电极电解1L浓度均为0.1mol/L的HCl、CuSO4的混合溶液，装置如图，下列说法正确的是 A．电解开始时阴极有H2放出 B．电解一段时间后加入CuO可使电解成溶液恢复原状 C．当电路中通过电子的量超过0.1mol时，此时阴极放电的离子发生了变化 D．电解一段时间后，阴、阳两极上产生气体的物质的量可能相等 【答案】D 【详解】A．根据放电顺序，阴极先放电的是，故阴极开始析出的是，A错误； B．电解一段时间，电解液中、、水均损失，加入CuO不能使电解液恢复原状，B错误； C．阴极反应，，当电路中电子的量超过0.2mol时，阴极放电的离子变为，C错误； D．开始电解时，阴极反应，阳极反应，一段时间后，铜离子与氯离子消耗完后，开始电解水，阴极反应，阳极反应，电解一段时间后，根据得失电子守恒，当电路中通过电子量为6mol时，阴、阳两极上产生气体的物质的量均为2mol，故电解一段时间后，阴、阳两极上产生气体的物质的量可能相等，D正确； 故选D。 19．NA代表阿伏加德罗常数的值。下图电路中，电极6增重0.64g时，下列叙述不正确的是 A．电极2上析出的气体在标况下的体积为224mL B．电极5质量减少1.08g C．忽略离子的扩散，盐桥中进入左侧AgNO3溶液中数目为0.02NA D．为使装Na2SO4溶液的电解池恢复到电解前状态，需加入H2O的质量为0.18g 【答案】B 【分析】电极6增重，则表明电极6上铜离子得到电子发生还原反应生成铜单质，6为阴极，则b为负极，a为正极，从而得出1、3、5为阳极，2、4、6为阴极。电极6增重0.64g，发生反应Cu2++2e- =Cu，线路中通过电子的物质的量为0.64g÷64g/mol=0.02mol。 【详解】A．电极2为阴极，发生反应，线路中通过电子0.02mol，则析出的H2的物质的量为0.01mol，在标况下的体积为224mL，A正确； B．AgNO3溶液中，电极5为阳极，发生反应Ag-e-=Ag+，线路中通过电子0.02mol时，反应Ag0.02mol，减小质量为0.02mol×108g/mol=2.16g，B不正确； C．由B分析可知，生成银离子0.02mol，忽略离子的扩散，盐桥中进入左侧AgNO3溶液中为0.02mol，数目为0.02NA，C正确； D．电解Na2SO4溶液的实质是电解水生成氢气和氧气，线路中通过电子0.02mol时，电解水0.01mol，为使装Na2SO4溶液的电解池恢复到电解前状态，需加入H2O的质量为0.18g，D正确； 故选B。 20．和的混合溶液中，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22.4L气体（标准状况），假定电解后溶液体积仍为500mL，下列说法正确的是 A．原混合溶液中为 B．上述电解过程中共转移6mol电子 C．电解得到的Cu的物质的量为0.5mol D．电解后溶液中为 【答案】A 【分析】根据题干信息分析可知，阴极上分段发生以下两个反应：Cu2＋＋2e－=Cu，2H＋＋2e－=H2↑，阳极反应式为4OH－－4e－==2H2O＋O2↑，当阳极产生22.4 L氧气时，转移电子4 mol，此时阴极上H＋放电2 mol，还有2 mol电子转移来自于Cu2＋放电，即会析出1 mol Cu，据此分析解答。 【详解】A．根据上述分析，结合电荷守恒可知，溶液中c(K＋)＝c(NO)－2c(Cu2＋)＝6.0 mol·L－1－2×＝2.0 mol·L－1，A正确； B．根据分析可知，上述阳极产生22.4 L氧气时，转移电子的物质的量为4 mol，B错误； C．根据电子转移守恒可知，有1mol铜离子放电，则得到的Cu的物质的量为1mol，C错误； D．根据电荷守恒，电解后溶液中c(H＋)＝2c(Cu2＋)＝4 mol·L－1，D错误； 故选A。 培优第三阶——培优拔尖练 21．CO2资源化利用是实现碳中和的一种有效途径。下图是CO2在电催化下产生合成气(CO和H2)的一种方法。下列说法不正确的是 A．a电极连接电源的负极 B．从a极区向b极区移动 C．b极区中c(CH3COO-)逐渐增大 D．a极区中c()逐渐增大 【答案】C 【分析】从图中可以看出，在a电极，CO2、H2O得电子生成CO、H2，所以a为阴极，b为阳极。 【详解】A．由分析可知，a电极为阴极，则连接电源的负极，A正确； B．为阴离子，应从阴极向阳极移动，所以从a极区向b极区移动，B正确； C．b极为阳极， -2e-+2CH3COO-=+2CH3COOH，则溶液中c(CH3COO-)逐渐减小，C不正确； D．a极为阴极，CO2+2e-+2=CO+2+H2O，2+2e-=H2↑+2，所以c()逐渐增大，D正确； 故选C。 22．2020年3月29日，全球新能源汽车领导者比亚迪宣布正式推出“刀片电池”。“刀片电池”放电时结构如图，总反应为，下列说法错误的是 A．放电时通过聚合物隔膜往正极迁移 B．放电时，负极反应式为 C．充电时，锂离子在阳极脱嵌；放电时，锂离子在正极脱嵌 D．充电时，装置将电能转化为化学能 【答案】C 【详解】A．阳离子向正极移动，则放电时通过聚合物隔膜往正极迁移，A项正确； B．放电时，负极反应氧化反应，由总反应可知，负极反应式为，B项正确； C．脱嵌是锂从电极材料中出来的过程，放电时，负极材料产生锂离子，则锂离子在负极脱嵌，则充电时，锂离子在阳极脱嵌，C项错误； D．充电时，该装置将电能转化为化学能，D项正确； 答案选C。 23．香港理工大学应用物理系的黄海涛教授基于对钙钛矿结构的重新解读，提出钙钛矿晶格可作为构筑孤立活性位点的平台用于氧还原(ORR)选择性合成双氧水(H2O2)。电化学装置如图所示。下列叙述错误的是 A．质子由a极区向b极区迁移 B．a极为阳极，发生氧化反应 C．b极反应式为 D．相同时间内，a极生成等于b极消耗 【答案】D 【分析】根据电源符号可知，a极为阳极，发生氧化反应；b极为阴极，发生还原反应，质子(H+)由阳极区向阴极区迁移，b极反应式为，a极反应式为，以此分析； 【详解】A．根据分析，质子(H+)由阳极区向阴极区迁移，A正确； B．根据分析，a极为阳极，发生氧化反应，B正确； C．b极为阴极，发生还原反应，，C正确； D．根据电子守恒，b极上消耗2molO2时，a极上生成1molO2，D错误； 故答案为：D。 24．二氧化碳的再利用是实现温室气体减排的重要途径之一、在稀H2SO4溶液中利用电催化可将CO2同时转化为多种燃料，其原理如图所示，下列说法错误的是 A．左侧电极上的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+ B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．一段时间后，阴极区溶液质量会减少 D．若阴极只生成0.15molCO和0.25molC2H4，则电路中转移电子的物质的量为3.3mol 【答案】C 【分析】根据装置图可知，左侧为电解池阳极，发生氧化反应，电解质为稀硫酸，电极反应式：2H2O-4e-=O2↑+4H+，右端为电解池阴极，发生还原反应。 【详解】A．根据分析可知，左侧为电解池阳极，发生氧化反应，电极反应式：2H2O-4e-=O2↑+4H+，A正确； B．由电荷守恒可知，氢离子由左侧向右侧迁移，故离子交换膜为阳离子交换膜，B正确； C．氢离子迁移进入阴极区，发生的电极反应式为：2H++CO2+2e-=CO+H2O、2H++CO2+2e-=HCOOH、12 H++2CO2+12e-=C2H4+4H2O、8H++CO2+8e-=CH4+2H2O，根据电极反应式，二氧化碳和氢离子的质量大于生成的气体CO、CH4、C2H4的总质量，一段时间后，阴极区溶液质量会增加，C错误； D．二氧化碳生成CO时，碳元素化合价从+4价降低至+2价，二氧化碳生成C2H4时，碳元素化合价从+4价降低至-2价，若阴极只生成0.15molCO和0.25molC2H4，则电路中转移电子的物质的量：，D正确； 答案选C。 25．我国科学家利用Ni-MoN纳米棒阵列作为双功能电催化剂，用于电催化制氢和选择性甲醇氧化成甲酸盐。工作原理如图所示： 下列说法错误的是 A．电势高低关系： B．工作时，从左向右移动 C．为阳极，发生的反应为 D．b极产生标准状况下，a极产生 【答案】B 【分析】根据图可知，a电极发生氧化反应，为阳极，b电极发生还原反应，为阴极。 【详解】A．根据分析可知：为阳极，为阴极，所以电势高低关系为，A正确； B．电解池中，阴离子从阴极向阳极移动，从右向左移动，B错误； C．为阳极，电极反应为，C正确； D．极反应为：，根据两极反应可知，关系式为，故b极产生标准状况下，即，则a极产生，D正确； 故选B。 26．氯化亚铜广泛应用于有机合成、石油、油脂、染料等工业，难溶于水。以铜和石墨作电极电解溶液可制得，同时制得，其工作原理如图所示。下列叙述错误的是 A．b极为电源负极，石墨为电解池的阴极 B．膜1为阴离子交换膜，膜2为阳离子交换膜 C．电子流向为：电解质溶液→石墨→b D．电极的电极反应式为： 【答案】C 【分析】以铜和石墨作电极电解溶液可制得，同时制得，铜为阳极，电极反应式为：，中间室通过膜1移向阳极，膜1为阴离子交换膜；石墨为阴极，电极反应式为：，中间室通过膜2移向阴极，膜2为阳离子交换膜，据此分析； 【详解】A．根据分析，b极为电源负极，石墨为电解池的阴极，A正确； B．根据分析，膜1为阴离子交换膜，膜2为阳离子交换膜，B正确； C．电子不能通过电解质溶液，C错误； D．电极为阳极，电极反应式为：，D正确； 故选C。 27．如下所示装置，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断正确的是 A．b是电源的负极 B．当通过质子交换膜的H+为0.12mol时，Ⅱ室内溶液质量增加超过3.32g C．电解一段时间后，I室溶液的pH降低 D．电解一段时间后，欲使CuCl2溶液恢复到原来浓度，需补充一定量的金属铜和氯气 【答案】B 【详解】A．由石墨电极Ⅱ产生氧气可知，电极Ⅱ为阳极，电极I为阴极，则b是电源的正极，故A错误； B．随着电解的进行，当通过质子交换膜的H+为0.12mol时，Ⅱ室得到了来自I室的0.12mol氯离子，Ⅲ室的0.12mol氢离子，并且根据Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，0.01mol Fe2O3完全溶解，质量增加为：0.12 mol×36.5 g/mol＋0.01 mol×160 g/mol＝5.98 g，超过3.32 g，故B正确； C．电解一段时间后，I室中Cu2+浓度降低，水解平衡Cu2+＋2H2OCu(OH)2＋2H+向左移动，溶液的pH升高，故C错误； D．电解一段时间后，欲使CuCl2溶液恢复到原来浓度，需补充氯化铜固体，故D错误。 28．在熔融盐体系中，B电极为石墨，A电极上利用和获得电池材料硅钛合金（），装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电极B和电源正极相连，发生氧化反应 B．电极A的电极反应式： C．电解时，向B电极迁移 D．理论上每转移电子，B电极上产生 【答案】B 【分析】在熔融盐体系中，B电极为石墨，A电极上利用和获得电池材料硅钛合金（），在外加电源下石墨电极上发生氧化反应生成，则B为电解池阳极，A为电解池阴极。 【详解】A．根据分析，B为电解池阳极，与电源正极相连，发生氧化反应，A正确； B．在熔融盐体系中，不能有水参与反应，B错误； C．电解过程中，阴离子向着阳极移动，则向B电极迁移，C正确； D．B电极上发生氧化反应生成，每转移电子，B电极上产生，D正确； 答案选B。 29．向一定浓度的溶液中通入至饱和，在电极上反应生成尿素，电解原理如图所示。下列说法不正确的是 A．电极a的电极反应式为： B．电解时，从电解池左侧移向右侧 C．电极b发生氧化反应 D．理论上消耗时生成 【答案】B 【详解】A．b电极中H2O转化为O2，氧元素失电子，b为电解池阳极，则a是电解池阴极，酸性条件下硝酸根离子和二氧化碳在阴极得到电子生成尿素和水，电极反应式正确，故A正确； B．由电极反应，电极a消耗H+，电解时，H+从电解池右侧移向左侧，B不正确； C． 电极b为电解池的阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，故C正确； D．44gCO2物质的量为1mol，当电极a区消耗1molCO2时，由电极方程式，转移电子16mol，电极b生成O2是H2O中的O失电子，化合价从-2变为0，故得4molO2，4molO2质量为128g，故D正确； 本题选B。 30．如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题： (1)甲是燃料电池，通入甲烷的电极作 极(填“正”或“负”)，电极反应式为 。 (2)乙是 池，石墨(C)作 极(填“阴”或“阳”)，发生 反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式为 。 (3)①丙中粗铜作 极(填“阴”或“阳”)； ②电解一段时间后硫酸铜溶液中的Cu2+会 (填“增大”或“减小”或“不变”)； ③若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，丙装置中析出精铜的质量为 g。 【答案】(1) 负 (2) 电解 阳 氧化 (3) 阳 减小 12.8 【分析】甲池为原电池做电源，通入甲烷的一极为负极，电极反应式为：，通入氧气的一极为正极，电极反应式为：，乙池、丙池为电解池，乙池为氯碱工业，其中Fe电极连电源负极做阴极，电极反应式为：，石墨作阳极，电极反应式为：，X为阳离子交换膜，Na+向铁极移动，丙池为粗铜的精炼，其中精铜做阴极，粗铜做阳极。 【详解】（1）甲是燃料电池，甲烷转化为，失电子发生氧化反应，为负极，电极反应为：； （2）乙是电解池，石墨作阳极，发生氧化反应，氯离子失去电子变为氯气，电极反应式为：； （3）①丙池中粗铜连接原电池的正极，做阳极； ②阳极的材料是粗铜，电极反应式有：，，等，所以阳极产生的铜离子数小于阴极消耗的铜离子数，溶液中Cu2+减小； ③标准状况下，2.24L氧气的物质的量为0.1mol，此时转移电子的物质的量为0.4mol，精铜为阴极，电极反应式为：，当转移0.4mol电子时，生成0.2molCu，质量为：0.2mol×64g/mol=12.8g。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$