第2节 第1课时 电解原理（分层作业）-【上好课】2024-2025学年高二化学同步精品课堂（人教版2019选择性必修1）

第二节 电解池 第1课时 电解原理 （分层练习） 一、单选题 1．下列关于电解池的叙述中正确的是 A．与电源正极相连的是电解池的阴极 B．与电源负极相连的是电解池的阴极 C．在电解池的阳极发生还原反应 D．电子从电源的负极沿导线流向正极 2．如图是电解溶液的装置，其中c、d均为石墨电极。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，c电极质量增加 D．电解过程中，氯离子浓度减小 3．如图是一个石墨作电极，电解稀的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．逸出气体的体积，A电极的小于B电极的 B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体 C．A电极附近呈红色，B电极附近呈蓝色 D．电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 4．用惰性电极进行下列电解，有关说法正确的是 ①电解稀硫酸；②电解溶液；③电解KOH溶液；④电解熔融NaCl A．电解进行一段时间后四份溶液的pH均增大 B．反应②中电解溶液一段时间后，颜色变浅，加入一定质量的，能够使溶液恢复到原来的成分和浓度 C．反应③中阳极消耗，故溶液浓度变小 D．反应④中阴、阳两极上产物的物质的量之比为2：1 5．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 6．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 7．（23-24高二上·安徽蚌埠·期中）下列关于电解池的叙述不正确的是 A．在电解池阳极发生的是氧化反应 B．与电源负极相连的是电解池阴极 C．与电源正极相连的是电解池阴极 D．电子从电源负极沿导线流入电解池阴极 8．（23-24高二下·江苏扬州·期末）电催化还原CO2可实现捕捉并将其转化为燃料CO，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．Co-N-C/P电极与直流电源的正极相连 B．溶液中H+通过质子交换膜向石墨电极一侧移动 C．Co-N-C/P电极发生的反应为： D．工作过程中石墨电极周围溶液的pH不变 9．（23-24高二下·甘肃白银·期中）一种电化学装置如图所示，滤纸经过饱和NaCl溶液(滴加了淀粉—KI溶液)浸湿，将实验装置的K闭合后，下列说法错误的是 A．a极为阴极，发生还原反应 B．盐桥中的向Cu极移动 C．电流沿路径Zn→a→b→Cu流动 D．一段时间后，观察到滤纸b点变蓝 10．（23-24高二上·重庆·期末）用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，停止电解，向所得溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3，溶液浓度恢复至电解前，关于该电解过程的说法不正确的是 A．生成Cu的物质的量是0.2mol B．转移电子的物质的量是0.4mol C．随着电解的进行溶液的pH减小 D．阳极反应是2H2O-4e-=4H++O2↑ 11．某同学用如下装置进行实验①和②，在相同时间内，记录现象如下(溶液的温度变化均不明显)。 实验装置 实验序号 电极材料 实验现象    ① 铂 两极均产生大量无色气泡，两极区的溶液均未见白色浑浊 ② 石墨 两极均产生大量无色气泡，阴极区未见白色浑浊，阳极区产生白色浑浊，分离出该白色固体，加酸溶解，产生气泡 根据实验现象，下列说法正确的是 A．①②中，阴极的电极反应式：2H2O－4e-=O2↑＋4H＋ B．②中，白色浑浊的主要成分是CaCO3 C．②中，产生白色浑浊的主要原因是电解过程消耗水 D．②中，产生白色浑浊与阳极材料被还原生成CO有关 12．（23-24高二上·河北沧州·期中）如图，乙装置中加入滴有酚酞的氯化钠溶液，、均为石墨电极。反应一段时间后，乙装置极附近溶液先变红。下列判断中正确的是 A．作负极，发生氧化反应 B．工作时，向电极移动 C．电子流向： D．当转移0.2mol时，乙中生成 二、填空题 13．液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点．一种以甲醇(CH3OH)燃料电池为电源电解足量饱和CuSO4溶液的装置如下图所示。 回答下列问题： (1)上述装置中，电子由 (填“a”“b”“c”或“d”)极流出。 (2)b电极的电极反应式为 。 (3)当燃料电池消耗0.3molO2时，饱和CuSO4溶液的质量减少 g。 (4)若用该装置进行电解精炼铜，则应将 (填“c”或“d”)极更换为粗铜；c的电极反应式为 。电解一段时间后，溶液中c(Cu2+) (填“减小”“增大”或“不变”)。 (5)若将饱和CuSO4溶液更换为滴有酚酞的饱和NaCl溶液，则 (填“c”或“d”)极附近溶液变红，电解总反应的化学方程式为 。 14．（23-24高二上·河北唐山·期末）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电镀实验，其中乙装置中X为离子交换膜。请按要求回答相关问题： (1)甲烷燃料电池负极反应式是 。 (2)电极的电极反应式为 。 (3)X选择 离子交换膜(填“阴”或“阳”)。 (4)若在标准状况下，甲装置有112mL氧气参加反应，则乙装置中左侧极室的为 。(设该极室内溶液体积为) (5)若用丙装置给铜制品镀银，铜制品应放在 (填“a”或“b”)极，反应结束后溶液的浓度 (填“变大”、“变小”或“不变”)。 (6)若a、b为惰性电极，写出图丙中电解总反应的离子反应方程式 。 15．浓差电池利用两极电解质溶液中同种离子浓度不同引起的电势差放电。浓差电池I隔膜两侧溶液体积均为，铜电极质量均为。将装置I与其它三个装置串联在一起进行电解，放电完全后，装置Ⅳ铜电极质量增加，装置Ⅲ共收集到标况下气体。 (1)装置I中电极名称为 。 (2)装置Ⅱ中离子交换膜为 (填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。 (3)写出电极的电极反应式： 。 (4)装置Ⅲ溶液体积始终为，则通电前装置Ⅲ中硫酸铜溶液浓度为 。 电解结束后，为了将装置Ⅲ溶液复原成电解前的状态，需要加入的药品及相应物质的量为： 。 (5)电解结束后，Ⅳ中溶液 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (6)整个电解过程中，通过离子交换膜的离子的物质的量为 。 1、 单选题 1．高二年级某同学在学习了电解知识后，搭建了如下几套电解装置。电极均为惰性电极，溶质、溶剂均足量，通电时间和电流强度均相同。试分析产生气体总体积最大的是 A． B． C． D． 2．某化学学习小组设计探究电解溶液的实验装置如图1、图2所示(图2中为Cu棒)： 下列判断正确的是 A．若用图1装置做电解精炼铜实验，为粗铜 B．若用图1装置做电镀铜实验，为精铜 C．若图2装置中、均为碳棒，铜棒上的电子流向为B→A D．若图2装置中、均为碳棒，极的电极反应式为 3．下列关于电化学的知识中，说法不正确的是 A．用铜电极电解稀硫酸时，阳极铜逐渐变轻 B．惰性电极电解，若阴阳两极仅产生、，一段时间后浓度可能增大，也可能不变 C．两金属单质、电解质溶液形成原电池，负极材料在金属活动性顺序表中不一定更靠前 D．在电解铜工艺中，阳极铜失去的电子一定等于阴极中得到的电子 4．为探究浓差原电池的原理(当两池中电解质溶液浓度相等时，电流计指针指向0)，某同学做如下实验(盐桥中为用琼脂封装的溶液)，电流计指针发生了偏转。下列说法错误的是 A．盐桥中琼脂封装的溶液不可替换为KCl溶液 B．左侧烧杯中硝酸银溶液浓度将增大 C．当转移1mol电子时，负极所在的烧杯中溶液增重170g D．盐桥换成铜丝，电流计指针不偏转 5．（23-24高二上·江苏南京·期末）是常用的绿色氧化剂，可用如图所示装置电解和制备。下列说法不正确的是 A．移向a电极 B．装置工作过程中a极消耗的量等于b极生成的量 C．b电极的电极反应式为 D．电解生成时，电子转移的数目为 6．用如图所示装置（、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是 选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论 A 正极 溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色 B 负极 溶液 a管中电极反反应式是 C 正极 溶液 a管中有气体逸出 D 负极 NaOH溶液 溶液pH降低 A．A B．B C．C D．D 7．电解池在生活和生产中有着广泛应用。下列有关判断中错误的是　 A．装置①研究的是电解CuCl2溶液，a电极上产生气泡 B．装置①电解一段时间后，要使电解质溶液恢复，可加入适量的CuCl2(s) C．装置②研究的是电解饱和食盐水，A电极发生的反应：2Cl--2e-=Cl2↑ D．装置②中，阳离子的移动方向是由电极B→A 8．烧杯A中盛放的溶液，烧杯B中盛放的溶液（两种溶液均足量），组成的装置如图所示。下列说法不正确的是 A．经过一段时间，B烧杯中溶液的质量减小 B．将B中右侧石墨改为铜电极，电极上发生的反应不变 C．当A烧杯中产生0.1mol气体时，B烧杯中产生气体的物质的量也为0.1mol D．A装置中石墨电极有气泡产生但石墨电极不参与反应 9．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3上产生的气体产物中含有的共用电子对数目为0.02NA 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 10．图a、b、c分别为氯化钠在不同状态下的导电性实验(X、Y为石墨电极，与外电源相连)微观示意图。下列说法错误的是 A．图a、b、c分别代表的状态为固态、熔融态和水溶液 B．图c表示 C．Na+和Cl-在水中和熔融状态下的存在形式不同 D．图示中代表的是水合氯离子 11．科学家设计利用可再生能源(如风能、太阳能)电催化还原二氧化碳制备多碳产物(如乙烯、乙醇、丙烷等)，实现资源的再利用和碳循环，装置如图所示。 下列说法正确的是 A．M极接电源的负极，发生氧化反应 B．生成乙烯的电极反应： C．随着反应的进行，N极附近溶液的酸性增强 D．每转移电子，生成气体(标准状况) 12．（23-24高二下·河南南阳·期末）近日，科学家开发了高活性磷化铁催化剂用于选择性电化学硝酸盐还原为氨气，工作原理如图所示。下列叙述正确的是 A．a极与电源正极连接 B．一段时间后，KOH溶液浓度保持不变 C．a极的主要电极反应为 D．b极电势小于a极电势 二、填空题 13．电化学给人类的生活和工业生产带来极大的方便。回答下列问题： (1)如下图所示的电池，①装置中的作用 ，②石墨作用 ，③离子导体是 。 (2)结合电极反应式，描述该装置产生电流的工作原理 。 (3)高铁电池是一种新型可充电电池，总反应为：。 ①放电时，负极，则正极电极反应为 。 ②充电时，阴极附近溶液的碱性 (填“增强”、“减弱”或“不变”)。 (4)甲烷燃料电池工作的示意图如下，其中A为铜电极，B为铁电极，C、D均为石墨电极，工作一段时间后，甲池中消耗甲烷0.05。 ①乙池溶液的质量 (填“增大”、“减少”或“不变”)。 ②丙池中C电极析出的气体在标准状况下的体积为 L。 (5)该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。 ①该电解槽的阳极反应式为 ，此时通过阴离子交换膜的离子数 (填“大于”“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。 ②制得的氢氧化钾溶液从出口 (填“A”“B”“C”或“D”)导出。 (6)用惰性电极电解体积为1L的溶液，当阴阳极都产生3.36L(标况)气体。 ①硫酸铜溶液的浓度为 。 ②若要此溶液恢复到原状态需要加入 (填选项)。 A．    B．        D． 14．装置如图所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答： (1)B极是电源的负极，C极的电极反应式为 ，一段时间后丁中X极附近的颜色逐渐 (填“变深”或“变浅”)。 (2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成，对应单质的物质的量之比为 。 (3)现用丙装置给铜件镀银，则H应该是 (填“铜”或“银”)，电镀液是 溶液。常温下，当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为 g，甲中溶液的pH (填“变大”“变小”或“不变”)。 (4)若甲烧杯是在铁件表面镀铜，已知电镀前两电极质量相同，电镀完成后将它们取出，洗净、烘干、称量，发现二者质量相差5.12 g，则电镀时电路中通过的电子为 mol。 15．电化学在工业生产中有广泛的应用价值，下面为两种常见电池。 (1)下图为氢氧燃料电池工作原理示意图。 ①写出电池正极反应式 。 ②若将H2换成CH4，则该电极反应式为 。 ③燃料电池具有广阔发展空间，较传统化学电源有转化率高、 (任写一点即可)等优点。 (2)电解饱和食盐水的原理如下图所示。 ①电解饱和食盐水的化学方程式是 。 ②电极a接电源的 (填“正”或“负”)极。 ③离子交换膜主要允许 (填离子符号)通过。 (3)我国科学家通过电解，从海水中提取到锂单质，其工作原理如下图所示。 ①生成锂单质的电极反应式是 。 ②理论分析，阳极电解产物可能有O2、Cl2。 ⅰ．生成O2的电极反应式是 。 ⅱ．实验室模拟上述过程，气体中未检测到Cl2，推测可能是Cl2溶于水。写出Cl2与水反应的化学方程式 。 ⅲ．取实验后阳极区溶液进行检验，证实了阳极Cl-放电。实验所用的试剂及现象是 。 可选试剂：AgNO3溶液、KI溶液、淀粉溶液、品红溶液 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 $$ 第二节 电解池 第1课时 电解原理 （分层作业） 一、单选题 1．下列关于电解池的叙述中正确的是 A．与电源正极相连的是电解池的阴极 B．与电源负极相连的是电解池的阴极 C．在电解池的阳极发生还原反应 D．电子从电源的负极沿导线流向正极 【答案】B 【详解】A．电解池中，与外接电源负极相连的为阴极，与正极相连的为阳极，故A错误； B．电解池中，与外接电源负极相连的为阴极，故B正确； C．电解池的阳极上失电子发生氧化反应，故C错误； D．与外接电源负极相连的为阴极，电子从负极经导线流入阴极，再从阳极流向正极，故D错误； 故选：B。 2．如图是电解溶液的装置，其中c、d均为石墨电极。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，c电极质量增加 D．电解过程中，氯离子浓度减小 【答案】D 【详解】A．根据电流方向可知，a为正极，b为负极，A错误， B．根据电流方向可知，a为正极，b为负极，则c为阳极，d为阴极，B错误； C．电解过程中，d电极附近铜离子得到电子变为铜单质，并附着在d电极上，所以d电极质量增加，C错误； D．电解过程中，c电极附近氯离子失去电子变为氯气，因此浓度减小，D正确； 故选D。 3．如图是一个石墨作电极，电解稀的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．逸出气体的体积，A电极的小于B电极的 B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体 C．A电极附近呈红色，B电极附近呈蓝色 D．电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 【答案】D 【详解】A．A、B电极反应式分别为4H2O+4e-=2H2↑+4HO-、2H2O-4e-=O2↑+4H+，相同温度和压强下，A电极生成气体体积大于B电极，故A错误； B．阳极上生成氧气、阴极上生成氢气，氧气和氢气都是无色无味气体，故B错误； C．A、B电极反应式分别为4H2O+4e-=2H2↑+4HO-、2H2O-4e-=O2↑+4H+，所以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，故C错误； D．惰性电解电解稀的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，故D正确； 故选D。 4．用惰性电极进行下列电解，有关说法正确的是 ①电解稀硫酸；②电解溶液；③电解KOH溶液；④电解熔融NaCl A．电解进行一段时间后四份溶液的pH均增大 B．反应②中电解溶液一段时间后，颜色变浅，加入一定质量的，能够使溶液恢复到原来的成分和浓度 C．反应③中阳极消耗，故溶液浓度变小 D．反应④中阴、阳两极上产物的物质的量之比为2：1 【答案】D 【详解】A．电解稀硫酸的实质是电解水，溶液酸性增强，pH减小；电解生成H+，溶液酸性增强，pH减小；电解KOH溶液实质是电解水，碱性增强，pH增大，A错误； B．反应②的反应方程式：，即Cu2+被还原为Cu，电解一段时间，溶液颜色变浅，加入一定质量的发生反应：，则无法使溶液恢复到原来的成分和浓度，B错误； C．电解KOH溶液实质是电解水，溶液浓度增大，C错误； D．电解熔融NaCl，反应方程式为：，阴极产物为Na，阳极产物为Cl2，阴、阳两极上产物的物质的量之比为2∶1，D正确； 故选D。 5．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。 6．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。 7．（23-24高二上·安徽蚌埠·期中）下列关于电解池的叙述不正确的是 A．在电解池阳极发生的是氧化反应 B．与电源负极相连的是电解池阴极 C．与电源正极相连的是电解池阴极 D．电子从电源负极沿导线流入电解池阴极 【答案】C 【详解】A．与正极相连的为阳极，阳极上得电子发生氧化反应，A正确； B．电解池中，与外接电源负极相连的为阴极，与正极相连的为阳极，B正确； C．电解池中，与外接电源负极相连的为阴极、与正极相连的为阳极，C错误；   D．与外接电源负极相连的为阴极，电子从负极经导线流入阴极，D正确； 故选C。 8．（23-24高二下·江苏扬州·期末）电催化还原CO2可实现捕捉并将其转化为燃料CO，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．Co-N-C/P电极与直流电源的正极相连 B．溶液中H+通过质子交换膜向石墨电极一侧移动 C．Co-N-C/P电极发生的反应为： D．工作过程中石墨电极周围溶液的pH不变 【答案】C 【分析】石墨电极产生O2，为阳极，Co-N-C/P电极消耗CO2转化为CO，为阴极，电极方程式为：，据此回答。 【详解】A．Co-N-C/P电极为阴极，与直流电源的负极相连，A错误； B．阳离子向阴极移动，所以溶液中H+通过质子交换膜向Co-N-C/P电极一侧移动，B错误； C．Co-N-C/P电极为阴极，所以电极反应式为：，C正确； D．石墨电极为阳极，电极反应式为：，H+浓度增大，pH减小，D错误； 故选C。 9．（23-24高二下·甘肃白银·期中）一种电化学装置如图所示，滤纸经过饱和NaCl溶液(滴加了淀粉—KI溶液)浸湿，将实验装置的K闭合后，下列说法错误的是 A．a极为阴极，发生还原反应 B．盐桥中的向Cu极移动 C．电流沿路径Zn→a→b→Cu流动 D．一段时间后，观察到滤纸b点变蓝 【答案】C 【分析】从装置图中看，两烧杯装置构成原电池，结合滤纸构成电解池。Zn为负极，则a为阴极，b为阳极，Cu为正极。 【详解】A．根据分析可知，a极为阴极，发生还原反应，故A正确； B．根据分析可知，Cu为正极，阳离子向正极移动，因此是盐桥中的向Cu极移动，故B正确； C．电子沿Zn→a，b→Cu路径流动，在a、b间，通过离子在电解质溶液中的定向移动传导电流，则电流方向为Cu→b→a→Zn→盐桥→Cu，形成闭合回路，故C错误； D．滤纸b点，发生反应为：2Cl-－2e-=Cl2↑，产生的氯气能将碘离子氧化为碘单质，碘单质遇到淀粉会变蓝，故D正确； 故选C。 10．（23-24高二上·重庆·期末）用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，停止电解，向所得溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3，溶液浓度恢复至电解前，关于该电解过程的说法不正确的是 A．生成Cu的物质的量是0.2mol B．转移电子的物质的量是0.4mol C．随着电解的进行溶液的pH减小 D．阳极反应是2H2O-4e-=4H++O2↑ 【答案】B 【分析】电解硫酸铜溶液后溶液呈酸性，向电解后的溶液中加入碱式碳酸铜能恢复原溶液，碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，溶液质量增加的量是生成的铜离子和水的质量，所以实际上电解硫酸铜溶液分两个阶段： 第一阶段2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，铜离子在电极上全部析出； 第二阶段：2H2O2H2↑+O2↑，电解部分水； 将碱式碳酸铜化学式改变为2CuO•H2O•CO2，所以加入0.1molCu2(OH)2CO3就相当于加入0.2molCuO和0.1mol水。 【详解】A．根据分析可知析出的铜与加入碱式碳酸铜的铜元素质量是相等的，故生成Cu的物质的量是0.2mol，故A正确； B．第一阶段：根据铜原子守恒知，电解硫酸铜溶液析出n(Cu)=n(CuO)=0.2mol，转移电子的物质的量=0.2mol×2=0.4mol；第二阶段：电解生成0.1mol水转移电子的物质的量=0.1mol×2=0.2mol；所以解过程中共转移的电子数为0.4mol+0.2mol=0.6mol，故B错误； C．随着电解的进行硫酸的浓度增大，溶液的pH减小，故C正确； D．阳极发生氧化反应，始终是氢氧根离子放电，生成氧气，电极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，故D正确； 故答案为：B。 11．某同学用如下装置进行实验①和②，在相同时间内，记录现象如下(溶液的温度变化均不明显)。 实验装置 实验序号 电极材料 实验现象    ① 铂 两极均产生大量无色气泡，两极区的溶液均未见白色浑浊 ② 石墨 两极均产生大量无色气泡，阴极区未见白色浑浊，阳极区产生白色浑浊，分离出该白色固体，加酸溶解，产生气泡 根据实验现象，下列说法正确的是 A．①②中，阴极的电极反应式：2H2O－4e-=O2↑＋4H＋ B．②中，白色浑浊的主要成分是CaCO3 C．②中，产生白色浑浊的主要原因是电解过程消耗水 D．②中，产生白色浑浊与阳极材料被还原生成CO有关 【答案】B 【详解】A．惰性电极电解石灰水溶液，在阴极，氢离子得电子生成氢气，2H＋＋2e－=H2↑，A错误； B．②阳极区产生白色浑浊，分离出该白色固体，加酸溶解，产生气泡，说明该白色浑浊为碳酸钙，B正确； C．②中，阳极中氢氧根离子失电子被氧化生成氧气，氧气与电极材料石墨反应生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙，C错误； D．②中，产生白色浑浊主要是碳酸钙，与阳极材料被氧化成CO有关，D错误； 故选B。 12．（23-24高二上·河北沧州·期中）如图，乙装置中加入滴有酚酞的氯化钠溶液，、均为石墨电极。反应一段时间后，乙装置极附近溶液先变红。下列判断中正确的是 A．作负极，发生氧化反应 B．工作时，向电极移动 C．电子流向： D．当转移0.2mol时，乙中生成 【答案】A 【分析】乙装置中加入滴有酚酞的氯化钠溶液，极附近溶液先变红，说明极为阴极，则为阳极，甲中为负极，发生氧化反应，为正极，发生还原反应，以此分析； 【详解】A．乙装置中加入滴有酚酞的氯化钠溶液，极附近溶液先变红，说明极为阴极，则为阳极，甲中为负极，发生氧化反应，为正极，发生还原反应，A项正确； B．甲装置为原电池装置，工作时向负极()移动，B项错误； C．电子流向为电极，C项错误； D．电解氯化钠溶液的化学方程式为，生成的氯气刚好与NaOH反应，化学方程式为，由方程式可知，每转移0.2mol生成0.1mol，0.1mol 与反应生成0.1mol(即7.45g)，D项错误； 故答案为：A。 二、填空题 13．液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点．一种以甲醇(CH3OH)燃料电池为电源电解足量饱和CuSO4溶液的装置如下图所示。 回答下列问题： (1)上述装置中，电子由 (填“a”“b”“c”或“d”)极流出。 (2)b电极的电极反应式为 。 (3)当燃料电池消耗0.3molO2时，饱和CuSO4溶液的质量减少 g。 (4)若用该装置进行电解精炼铜，则应将 (填“c”或“d”)极更换为粗铜；c的电极反应式为 。电解一段时间后，溶液中c(Cu2+) (填“减小”“增大”或“不变”)。 (5)若将饱和CuSO4溶液更换为滴有酚酞的饱和NaCl溶液，则 (填“c”或“d”)极附近溶液变红，电解总反应的化学方程式为 。 【答案】(1)bd (2) (3)48 (4) d 减小 (5) c 【分析】甲醇燃料电池中，氢氧根向b电极移动，则b电极为原电池的负极，发生氧化反应，a电极通入氧气，为原电池的正极，发生还原反应；电解溶液时，d为阳极，发生失电子的氧化反应，，c为阴极，发生得电子的还原反应。 【详解】（1）根据分析电子从负极流向正极，b电极为原电池的负极，电解CuSO4溶液时，d为阳极，发生失电子的氧化反应，即电子由bd极流出。 （2）b电极为原电池的负极，甲醇失电子产物与电解质反应生成等，发生氧化反应，电极反应式为：； （3）当燃料电池消耗0.3molO2时，根据电极方程式，a电极(正极)发生反应，O2——4e-，流经电子的物质的量为0.3mol×4=1.2mol，电解CuSO4溶液时，d为阳极，发生失电子的氧化反应，，流经1.2mol电子时，产生氧气的物质的量为0.3mol，c为阴极，发生得电子的还原反应，流经1.2mol电子时，生成铜的物质的量为0.6mol，故饱和CuSO4溶液的质量减少为生成氧气和铜的质量总和，即为。 （4）①若用该装置进行电解精炼铜，则粗铜应作阳极，d为阳极，所以应将d极更换为粗铜；c为阴极，Cu2+得电子发生还原反应，电极反应式为。 ②电解时，粗铜不断溶解，含有的杂质锌、铁等也会放电生成相应的金属阳离子，所以阳极生成的铜离子和阴极消耗的铜离子的物质的量不等，且消耗的铜离子更多，故一段时间后，溶液中c(Cu2+)减小。 （5）若将饱和CuSO4溶液更换为滴有酚酞的饱和NaCl溶液，则在阴极，氢离子比钠离子容易得到电子，因而氢离子不断从阴极获得电子被还原，阴极附近的OH-增加，故c极附近溶液变红。惰性电极电解饱和食盐水时生成氢氧化钠、氢气和氯气，电解反应方程式为： 。 14．（23-24高二上·河北唐山·期末）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电镀实验，其中乙装置中X为离子交换膜。请按要求回答相关问题： (1)甲烷燃料电池负极反应式是 。 (2)电极的电极反应式为 。 (3)X选择 离子交换膜(填“阴”或“阳”)。 (4)若在标准状况下，甲装置有112mL氧气参加反应，则乙装置中左侧极室的为 。(设该极室内溶液体积为) (5)若用丙装置给铜制品镀银，铜制品应放在 (填“a”或“b”)极，反应结束后溶液的浓度 (填“变大”、“变小”或“不变”)。 (6)若a、b为惰性电极，写出图丙中电解总反应的离子反应方程式 。 【答案】(1) (2) (3)阳 (4)13 (5) a 不变 (6) 【分析】甲装置为原电池，通氧气一极为正极，通甲烷一极为负极，B连接正极，作阳极，A为阴极，C为阳极，乙装置中Fe为阴极，其电极反应式为2H++2e-=H2↑，C为阳极，氯离子失电子生成氯气。 【详解】（1）甲中电解质为KOH溶液，碱性环境下甲烷燃料电池负极反应式为； （2）铁作阴极，其电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-； （3）钠离子通过X进入阴极室，则X为阳离子交换膜； （4）若在标准状况下，有112mL氧气参加反应，其物质的量为0.005mol，转移电子数为0.02mol，乙装置铁电极上生成氢气的物质的量为0.01mol，生成的OH-的物质的量为0.02mol，浓度为0.1mol/L，pH=13。 （5）丙装置给铜制品镀银，铜制品应作阴极，放在a极。电镀池中电镀液的浓度不变。 （6）惰性电极电解硝酸银溶液得到银、氧气和硝酸，反应的离子方程式为。 15．浓差电池利用两极电解质溶液中同种离子浓度不同引起的电势差放电。浓差电池I隔膜两侧溶液体积均为，铜电极质量均为。将装置I与其它三个装置串联在一起进行电解，放电完全后，装置Ⅳ铜电极质量增加，装置Ⅲ共收集到标况下气体。 (1)装置I中电极名称为 。 (2)装置Ⅱ中离子交换膜为 (填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。 (3)写出电极的电极反应式： 。 (4)装置Ⅲ溶液体积始终为，则通电前装置Ⅲ中硫酸铜溶液浓度为 。 电解结束后，为了将装置Ⅲ溶液复原成电解前的状态，需要加入的药品及相应物质的量为： 。 (5)电解结束后，Ⅳ中溶液 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (6)整个电解过程中，通过离子交换膜的离子的物质的量为 。 【答案】(1)正极 (2)阳离子 (3) (4) 0.2mol/L 0.04molCu(OH)2或0.04molCuO和0.04molH2O或0.04molCuCO3和0.04molH2O (5)减小 (6)0.08mol 【分析】装置Ⅰ为原电池，其余装置均为电解池，装置Ⅳ铜电极质量增加，则装置Ⅳ铜电极为阴极，则Ag电极为阳极，Ⅰ中Cu(1)为正极，Cu(2)为负极，Ⅱ装置中a为阴极，b为阳极，装置Ⅲ中左侧Pt为阴极，右侧Pt为阳极。 【详解】（1）由分析可知，装置I中电极名称为正极； （2）Ⅱ中，加入饱和氯化钠溶液后，钠离子向阴极(a)移动，a电极上水电离处的氢离子放电，碱性增强，从a处得到氢氧化钠浓溶液，故c为阳离子交换膜； （3）电极为阳极，溶液中的氯离子放电生成氯气，电极反应为； （4）装置Ⅳ铜电极质量增加，Cu电极发生反应Ag++e-=Ag，则转移电子数为，装置Ⅲ中阳极的反应为，则生成氧气得体积为0.04mol×22.4L/mol=0.896L，装置Ⅲ共收集到标况下气体，则装置中阴极还生成0.896L氢气，故阴极先发生反应Cu2++2e-=Cu，后发生2H++2e-=H2↑，根据转移电子总数可知，则析出铜得到电子的数量为0.08mol，则n(Cu2+)=0.04mol，则通电前装置Ⅲ中硫酸铜溶液浓度为；电解过程中得到0.04molCu、0.04molO2、0.04molH2，为了将装置Ⅲ溶液复原成电解前的状态，需要加入0.04molCu(OH)2或0.04molCuO和0.04molH2O或0.04molCuCO3和0.04molH2O； （5）Ⅳ中阴极的反应为Ag++e-=Ag，阳极反应为，则溶液酸性增强，pH减小； （6）Ⅰ电池为浓差电池，主要因为铜离子浓度不同形成的电势差，所以隔膜是阴离子交换膜，整个电解过程中转移电子数量为0.16mol，装置Ⅰ中Cu(1)为正极，电极反应为Cu2++2e-=Cu，Cu(2)为负极，电极反应为Cu－2e-=Cu2+，则左侧相等于失去0.08molCu2+，右侧得到0.08molCu2+，放电完全时，两侧Cu2+浓度相等，故可以求出X=0.1，即放电开始时左侧为0.2molCuSO4，右侧为0.04molCuSO4，放电完全时，通过阴离子交换膜的硫酸根物质的量为0.08mol。 1、 单选题 1．高二年级某同学在学习了电解知识后，搭建了如下几套电解装置。电极均为惰性电极，溶质、溶剂均足量，通电时间和电流强度均相同。试分析产生气体总体积最大的是 A． B． C． D． 【答案】D 【分析】每个装置中两个烧杯都是串联电路，串联电路通过每个电极的电量相等。假设电子转移的物质的量都是2 mol； 【详解】A．对于该装置，左边烧杯内，电解反应方程式为：2HCl H2↑+Cl2↑；右边烧杯电解方程式为：CuCl2Cu+ Cl2↑。若电子转移2 mol，则共产生气体的物质的量是n(气体)=1 mol+1 mol+1 mol=3 mol； B．对于该装置，左边烧杯内，实际上是电解水，电解方程式为：2H2O 2H2↑+O2↑；右边烧杯电解方程式为：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4。若电子转移2 mol，则产生气体的物质的量n(气体)=1 mol+0.5 mol+0.5 mol=2 mol； C．对于该装置，左边烧杯内电解反应方程式为：Na2S+2H2O 2NaOH+H2↑+S↓；右边烧杯实际上是电解水，电解方程式为：2H2O 2H2↑+O2↑。若电子转移2 mol，则产生气体的物质的量n(气体)=1 mol+1 mol+0.5 mol=2.5 mol； D．对于该装置，左边烧杯内，电解反应方程式为：2NaCl +2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑；右边烧杯实际上是电解水，电解方程式为：2H2O 2H2↑+O2↑。若电子转移2 mol，则产生气体的物质的量n(气体)=1 mol+1 mol+1 mol+0.5 mol=3.5 mol； 故选D。 2．某化学学习小组设计探究电解溶液的实验装置如图1、图2所示(图2中为Cu棒)： 下列判断正确的是 A．若用图1装置做电解精炼铜实验，为粗铜 B．若用图1装置做电镀铜实验，为精铜 C．若图2装置中、均为碳棒，铜棒上的电子流向为B→A D．若图2装置中、均为碳棒，极的电极反应式为 【答案】C 【分析】如图1，C1与电源正极相连，为阳极，与电源的负极相连，为阴极；如图2，与电源正极向相连，为阳极，与电源的负极相连，为阴极，铜棒上A端为阴极，B端为阳极，据此回答。 【详解】A．若用图1装置做电解精炼铜实验，则粗铜作阳极、纯铜作阴极，与电源的负极相连，为阴极，故为纯铜，A错误； B．若用图1装置做电镀铜实验，则Cu为阳极、镀件为阴极，即为镀件，B错误； C．由分析知，铜棒上A端为阴极，B端为阳极，电子由阳极流向阴极，即铜棒上的电子流向为B→A，C正确； D．若图2装置中、均为碳棒，为阴极，电极反应式为，D错误； 故选C。 3．下列关于电化学的知识中，说法不正确的是 A．用铜电极电解稀硫酸时，阳极铜逐渐变轻 B．惰性电极电解，若阴阳两极仅产生、，一段时间后浓度可能增大，也可能不变 C．两金属单质、电解质溶液形成原电池，负极材料在金属活动性顺序表中不一定更靠前 D．在电解铜工艺中，阳极铜失去的电子一定等于阴极中得到的电子 【答案】D 【详解】A．如果用铜作电极电解稀硫酸时，阳极上铜失电子发生氧化反应，铜逐渐变轻，故A正确； B．用惰性电极电解某溶液时，发现两极只有H2和O2生成，实质上是电解水型装置，电解时溶液中的溶质为强碱、含氧的强酸或强酸强碱盐，若原溶液为不饱和溶液，一段时间后浓度增大，若原溶液为饱和溶液，一段时间后浓度不变，故B正确； C．两金属单质、电解质溶液形成原电池，负极材料在金属活动性顺序表中不一定更靠前，如铝、镁和氢氧化钠溶液，负极为铝，故C正确； D．在电解铜工艺中，阳极铜失去的电子不一定等于阴极中得到的电子，如粗铜中有锌则锌先失电子，则不相等，故D不正确； 答案选D。 4．为探究浓差原电池的原理(当两池中电解质溶液浓度相等时，电流计指针指向0)，某同学做如下实验(盐桥中为用琼脂封装的溶液)，电流计指针发生了偏转。下列说法错误的是 A．盐桥中琼脂封装的溶液不可替换为KCl溶液 B．左侧烧杯中硝酸银溶液浓度将增大 C．当转移1mol电子时，负极所在的烧杯中溶液增重170g D．盐桥换成铜丝，电流计指针不偏转 【答案】D 【分析】右侧烧杯中硝酸银溶液浓度大，银离子氧化性强，所以右侧发生反应Ag++e-=Ag，右侧为正极、左侧为负极，负极Ag-e-=Ag+。 【详解】A．银离子能与氯离子反应产生沉淀，则盐桥中琼脂封装的溶液不可替换为KCl溶液，A正确； B．左侧为负极区，银片1电极为负极，负极反应为：Ag-e-=Ag+，盐桥中硝酸根离子向负极移动，则左侧烧杯中硝酸银溶液浓度将增大，B正确； C．当转移1mol电子时，负极溶液中能增加1molAgNO3，所在的烧杯中溶液增重170g，故C正确； D．右侧烧杯中硝酸银溶液浓度大，银离子氧化性强，若盐桥换成铜丝，则右侧烧杯内自发进行Cu+2Ag+=Cu2++2Ag、右侧烧杯为原电池，铜丝作负极、银片2作正极；而左侧烧杯内就变成电解装置，银片1与电源正极相连为阳极，铜丝与电源负极相连为阴极、电解液为硝酸银溶液，左侧烧杯为电镀装置，则电流计指针偏转，故D错误； 选D。 5．（23-24高二上·江苏南京·期末）是常用的绿色氧化剂，可用如图所示装置电解和制备。下列说法不正确的是 A．移向a电极 B．装置工作过程中a极消耗的量等于b极生成的量 C．b电极的电极反应式为 D．电解生成时，电子转移的数目为 【答案】B 【分析】由图可知，a电极：由O2生成H2O2，氧元素化合价降低，发生还原反应，a电极为阴极，电极反应式为：O2+2e-+2H+=H2O2，b电极：由H2O生成O2，氧元素化合价升高，发生氧化反应，b电极为阳极，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，据此回答。 【详解】A．由图可知，b极水失电子生成氧气和氢离子，b极为阳极，氢离子向a极移动，故A项正确； B．a极电极反应式为：O2+2e-+2H+=H2O2，b极电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，当转移4mol电子时，a极消耗2mol氧气，b极产生1mol氧气，故B项错误； C．b电极为阳极，其电极反应式：2H2O-4e-=O2↑+4H+，故C项正确； D．a极电极反应式为：O2+2e-+2H+=H2O2，每生成1molH2O2时，转移2mol电子，转移电子数目为2×6.02×1023，故D项正确； 故本题选B。 6．用如图所示装置（、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是 选项 X极 实验前U形管中液体 通电后现象及结论 A 正极 溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色 B 负极 溶液 a管中电极反反应式是 C 正极 溶液 a管中有气体逸出 D 负极 NaOH溶液 溶液pH降低 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．电解溶液时，阳极上是OH－发生失电子的氧化反应，即a管中OH－放电，酸性增强，酚酞遇酸不变色，即a管中呈无色，A错误； B．电解AgNO3溶液时，阴极上是Ag＋得电子发生还原反应，即a管中电极反应是析出金属Ag的反应，B错误； C．电解CuCl2溶液时，阳极上是Cl－失电子发生氧化反应，即a管中Cl－放电产生Cl2，C正确；   D．电解NaOH溶液时，阴极上是H＋放电，阳极上是OH－放电，实际上电解的是水，导致NaOH溶液的浓度增大，碱性增强，pH升高，D错误； 故选C。 7．电解池在生活和生产中有着广泛应用。下列有关判断中错误的是　 A．装置①研究的是电解CuCl2溶液，a电极上产生气泡 B．装置①电解一段时间后，要使电解质溶液恢复，可加入适量的CuCl2(s) C．装置②研究的是电解饱和食盐水，A电极发生的反应：2Cl--2e-=Cl2↑ D．装置②中，阳离子的移动方向是由电极B→A 【答案】D 【分析】装置①研究的是电解CuCl2溶液，b电极为阴极，阴极发生还原反应：，a为阳极，发生氧化反应，； 装置②是电解饱和食盐水，B电极为阴极，发生还原反应，，阳极发生氧化反应，，以此分析； 【详解】A．根据分析，装置①研究的是电解CuCl2溶液，a为阳极，生成氯气，有气泡产生，A正确； B．根据分析，总反应为，则恢复电解质浓度，加入氯化铜固体，B正确； C．装置②，A为阳极，发生氧化反应，C正确； D．装置②为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动，B为阴极，D错误； 故答案为：D。 8．烧杯A中盛放的溶液，烧杯B中盛放的溶液（两种溶液均足量），组成的装置如图所示。下列说法不正确的是 A．经过一段时间，B烧杯中溶液的质量减小 B．将B中右侧石墨改为铜电极，电极上发生的反应不变 C．当A烧杯中产生0.1mol气体时，B烧杯中产生气体的物质的量也为0.1mol D．A装置中石墨电极有气泡产生但石墨电极不参与反应 【答案】B 【分析】烧杯A中有自发进行的氧化还原反应：Fe+2H+=Fe2++H2，所以A为原电池，且Fe为负极，石墨为正极，烧杯B为电解池，左侧C棒与原电池负极相连为阴极，右侧石墨棒与原电池正极相连为阳极。 【详解】A．根据分析可知烧杯B为电解池，阳极上Cl-放电生成Cl2，阴极Cu2+放电生成Cu单质，B烧杯中溶液的质量减小，A正确； B．将右侧石墨电极换成Cu电极后，Cu为活性电极，在阳极会发生氧化反应，其电极方程式变为Cu-2e-=Cu2+，B错误； C．烧杯A中产生0.1mol氢气时，转移0.2mol电子，B烧杯阳极上发生2Cl-2e-=Cl2，阴极不产生气体，所以也产生0.1mol气体，C正确； D．烧杯A中C棒为正极，电极反应为2H++2e-= H2，所以石墨电极有气泡产生但石墨电极不参与反应，D正确； 综上所述，答案为B。 9．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3上产生的气体产物中含有的共用电子对数目为0.02NA 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为阴极，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=0.02mol。 【详解】A．电极2为阴极，发生反应2H2O+2e-=2OH-+H2↑，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．电极3为阳极，发生反应2H2O-4e-=O2↑+4H+，产生的气体产物为O2，物质的量为0.005mol，含有的共用电子对数目为0.01NA，B不正确； C．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，生成Ag+0.02mol，忽略离子的扩散，盐桥中进入左侧AgNO3溶液中数目为0.02NA，C正确； D．电解Na2SO4溶液的实质是电解水，H2O——2e-，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。 10．图a、b、c分别为氯化钠在不同状态下的导电性实验(X、Y为石墨电极，与外电源相连)微观示意图。下列说法错误的是 A．图a、b、c分别代表的状态为固态、熔融态和水溶液 B．图c表示 C．Na+和Cl-在水中和熔融状态下的存在形式不同 D．图示中代表的是水合氯离子 【答案】B 【详解】A．图a为氯化钠固体，图b中只有氯离子和钠离子定向移动，可知为电解熔融的氯化钠的过程，图c中离子周围被水分子包围，可知为电解氯化钠溶液，所以图a、b、c分别代表的状态为固态、熔融态和水溶液，故A正确； B．由A可知，图c中离子周围被水分子包围，可知为电解氯化钠溶液，方程式为：，故B错误； C．由图b、c中钠离子和氯离子的状态可知Na+和Cl-在水中和熔融状态下的存在形式不同，故C正确； D．氯离子半径大于钠离子半径，根据图知，灰色球表示氯离子，代表的是水合氯离子，故D正确； 故选B。 11．科学家设计利用可再生能源(如风能、太阳能)电催化还原二氧化碳制备多碳产物(如乙烯、乙醇、丙烷等)，实现资源的再利用和碳循环，装置如图所示。 下列说法正确的是 A．M极接电源的负极，发生氧化反应 B．生成乙烯的电极反应： C．随着反应的进行，N极附近溶液的酸性增强 D．每转移电子，生成气体(标准状况) 【答案】B 【分析】该装置为电解池，N电极上转化为，得电子，则N为阴极，M为阳极，阳极水中氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为，与电源负极相连的N电极为阴极，发生还原反应，电极反应式为，，据此分析解答。 【详解】A．与电源正极相连的M电极为阳极，发生氧化反应，根据题图可知，N极发生还原反应，为阴极，则M极为阳极，发生氧化反应，接电源的正极，A错误； B．依题意，根据得失电子守恒和电荷守恒，二氧化碳生成乙烯的反应为，B正确； C．根据分析，N极消耗的氢离子与左侧移入的氢离子数目相等，同时生成水，电解液浓度变小，溶液的酸性减弱，C错误； D．阳极电极反应式为，每转移电子，阳极生成氧气即氧气(标准状况)，D错误； 故选：B。 12．（23-24高二下·河南南阳·期末）近日，科学家开发了高活性磷化铁催化剂用于选择性电化学硝酸盐还原为氨气，工作原理如图所示。下列叙述正确的是 A．a极与电源正极连接 B．一段时间后，KOH溶液浓度保持不变 C．a极的主要电极反应为 D．b极电势小于a极电势 【答案】C 【分析】由图示可知，a电极上硝酸根离子被还原生成氨气，所以a电极为阴极、b电极为阳极，阴极反应式为:、阳极反应式为:，a直接连电源的负极、b直接连电源的正极，回答下列问题； 【详解】A．根据分析可知，a极与电源负极连接， A错误； B．阳极反应为，水逐渐增多，KOH溶液浓度降低，B错误； C．根据分析可知：a极的主要电极反应为，C正确； D．阳极b的电势高于阴极a的电势，D错误； 故选C。 二、填空题 13．电化学给人类的生活和工业生产带来极大的方便。回答下列问题： (1)如下图所示的电池，①装置中的作用 ，②石墨作用 ，③离子导体是 。 (2)结合电极反应式，描述该装置产生电流的工作原理 。 (3)高铁电池是一种新型可充电电池，总反应为：。 ①放电时，负极，则正极电极反应为 。 ②充电时，阴极附近溶液的碱性 (填“增强”、“减弱”或“不变”)。 (4)甲烷燃料电池工作的示意图如下，其中A为铜电极，B为铁电极，C、D均为石墨电极，工作一段时间后，甲池中消耗甲烷0.05。 ①乙池溶液的质量 (填“增大”、“减少”或“不变”)。 ②丙池中C电极析出的气体在标准状况下的体积为 L。 (5)该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。 ①该电解槽的阳极反应式为 ，此时通过阴离子交换膜的离子数 (填“大于”“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。 ②制得的氢氧化钾溶液从出口 (填“A”“B”“C”或“D”)导出。 (6)用惰性电极电解体积为1L的溶液，当阴阳极都产生3.36L(标况)气体。 ①硫酸铜溶液的浓度为 。 ②若要此溶液恢复到原状态需要加入 (填选项)。 A．    B．        D． 【答案】(1) 做负极 做正极 盐桥 (2)铁做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成亚铁离子：Fe-2e-=Fe2+，石墨做正极，铁离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铁离子：Fe3++e-=Fe2+，盐桥中钾离子向正极移动、氯离子向负极移动，构成闭合回路，电子由铁经导线流向石墨电极而形成电流 (3) FeO+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH- 增强 (4) 不变 4.48 (5) 4H2O-4e-=O2↑+4H+ 小于 D (6) 0.15mol/L CD 【详解】（1）由图可知，铁电极是原电池的负极、石墨电极是正极、盐桥是构成闭合回路的离子导体，故答案为：做负极；做正极；盐桥； （2）由图可知，该装置产生电流的工作原理为铁做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成亚铁离子：Fe-2e-=Fe2+，石墨做正极，铁离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铁离子：Fe3++e-=Fe2+，盐桥中钾离子向正极移动、氯离子向负极移动，构成闭合回路，电子由铁经导线流向石墨电极而形成电流，故答案为：铁做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成亚铁离子：Fe-2e-=Fe2+，石墨做正极，铁离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铁离子：Fe3++e-=Fe2+，盐桥中钾离子向正极移动、氯离子向负极移动，构成闭合回路，电子由铁经导线流向石墨电极而形成电流； （3）①由放电时，负极的反应式可知，高铁酸钾是原电池的正极，水分子作用下高铁酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成氢氧化铁和氢氧根离子，电极反应式为FeO+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-，故答案为：FeO+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-； ②由放电时，负极的反应式可知，充电时，锌电极是电解池的阴极，氢氧化锌在阴极得到电子发生还原反应生成锌和氢氧根离子，电极反应式为，电极附近溶液中氢氧根离子浓度增大，溶液的碱性增强，故答案为：增强； （4）由图可知，甲池为燃料电池，通入甲烷的铂电极是燃料电池的负极、通入氧气的铂电极是正极，乙池为电镀池，铜电极是电镀池的阳极、铁电极是阴极，丙池为电解饱和食盐水的电解池，C电极为电解池的阳极、D电极为阴极； ①由分析可知，乙池为电镀池，铜电极是电镀池的阳极，铜在阳极失去电子发生氧化反应生成铜离子，铁电极是阴极，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜，由得失电子数目守恒可知，硫酸铜溶液的浓度不变，故答案为：不变； ②由分析可知，甲池为燃料电池，通入甲烷的铂电极是燃料电池的负极，碱性条件下甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，丙池为电解饱和食盐水的电解池，C电极为电解池的阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，由得失电子数目守恒可知，标准状况下生成氯气的体积为=4.48L，故答案为：4.48； （5）由图可知，左池中与直流电源正极相连的电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，中间池中硫酸根离子通过阴离子交换膜进入阳极室，则A口流出硫酸溶液、B口逸出氧气；右池中与直流电源负极相连的电极为阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，中间池中钾离子通过阳离子交换膜进入阴极室，则C口逸出氢气、D口流出氢氧化钾溶液； ①由分析可知，左池中与直流电源正极相连的电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为4H2O-4e-=O2↑+4H+；中间池中硫酸根离子通过阴离子交换膜进入阳极室，钾离子通过阳离子交换膜进入阴极室，由得失电子数目和溶液中电荷守恒可知，通过阴离子交换膜的硫酸根离子的数目小于通过阳离子交换膜的钾离子数目，故答案为：4H2O-4e-=O2↑+4H+；小于； ②由分析可知，D口流出氢氧化钾溶液，故答案为：D； （6）由题意可知，电解硫酸铜溶液时，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，铜离子在阴极先得到电子发生还原反应生成铜，后氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，设溶液中硫酸铜的物质的量为amol，由得失电子数目守恒可得：×4=2a+×2，解得a=0.15mol，则1L硫酸铜溶液的浓度为0.15mol/L； ①由分析可知，硫酸铜溶液的浓度为0.15mol/L，故答案为：0.15mol/L； ②由分析可知，整个电解过程中析出氢气、氧气和Cu，根据元素守恒，所以要此溶液恢复到原状态需要加入或Cu2(OH)2CO3，故选CD。 14．装置如图所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答： (1)B极是电源的负极，C极的电极反应式为 ，一段时间后丁中X极附近的颜色逐渐 (填“变深”或“变浅”)。 (2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成，对应单质的物质的量之比为 。 (3)现用丙装置给铜件镀银，则H应该是 (填“铜”或“银”)，电镀液是 溶液。常温下，当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为 g，甲中溶液的pH (填“变大”“变小”或“不变”)。 (4)若甲烧杯是在铁件表面镀铜，已知电镀前两电极质量相同，电镀完成后将它们取出，洗净、烘干、称量，发现二者质量相差5.12 g，则电镀时电路中通过的电子为 mol。 【答案】(1) 4OH--4e-=O2↑＋2H2O 变浅 (2)1∶2∶2∶2 (3) Cu AgNO3 5.4 变小 (4)0.08 【分析】C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极，将直流电源接通后，F极附近呈红色，说明F电极附近有碱生成，则F电极上氢离子放电生成氢气，F为阴极，所以C、E、G、X是阳极，D、F、H、Y是阴极，连接阳极的电极A是正极、连接阴极的电极B是负极，然后根据电解原理分析解答。 【详解】（1）根据上述分析可知，C极的阳极，溶液中的OH-失去电子发生氧化反应，故阳极C的电极反应式为：4OH--4e-=O2↑+2H2O； 丁中氢氧化铁胶体在外加电场力作用下会发生电泳现象，Y极是阴极，氢氧化铁胶体离子带正电荷，会向带负电荷较多的Y极移动，所以X电极颜色逐渐变浅。 （2）C电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O；D电极反应为Cu2++2e-=Cu；E电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，F电极反应为：2H++2e-=H2↑，同一闭合回路中电子转移数目相等，四个电极转移的电子数相同，所以甲、乙装置的C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量之比为1：2 ：2 ：2。 （3）电镀装置中，镀层金属必须做阳极，镀件做阴极，所以H应该是镀件铜，电解质溶液中含银离子，应为AgNO3溶液； 常温下，乙中溶液的pH=13，则c(OH-)=0.1mol/L，溶液的体积为500mL，则n(OH-)=0.1 mol/L×0.5 L=0.05mol，根据电解反应方程式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑可知：反应产生0.05 molNaOH时转移电子的物质的量为0.05 mol，由于在同一闭合回路中电子转移数目相等，根据镀银的阴极反应式：Ag++e-=Ag，可知生成银的质量m(Ag)=0.05 mol×108 g/mol=5.4g； 甲中溶液是CuSO4溶液，在阳极上水电离产生的OH-失去电子变为O2，电极反应式为：4OH--4e-=2H2O+O2↑；阴极上Cu2+得到电子变为Cu单质，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故甲装置总反应方程式为：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，则甲中溶液的pH变小。 （4）若甲烧杯是在铁件表面镀铜，阳极发生的反应为：，阴极的反应为：，电镀前两电极质量相同，电镀完成后将它们取出，洗净、烘干、称量，发现二者质量相差5.12 g，根据得失电子守恒可知，阳极溶解的铜的物质的量为=0.04mol，则电路中通过的电子为0.04mol×2=0.08mol。 15．电化学在工业生产中有广泛的应用价值，下面为两种常见电池。 (1)下图为氢氧燃料电池工作原理示意图。 ①写出电池正极反应式 。 ②若将H2换成CH4，则该电极反应式为 。 ③燃料电池具有广阔发展空间，较传统化学电源有转化率高、 (任写一点即可)等优点。 (2)电解饱和食盐水的原理如下图所示。 ①电解饱和食盐水的化学方程式是 。 ②电极a接电源的 (填“正”或“负”)极。 ③离子交换膜主要允许 (填离子符号)通过。 (3)我国科学家通过电解，从海水中提取到锂单质，其工作原理如下图所示。 ①生成锂单质的电极反应式是 。 ②理论分析，阳极电解产物可能有O2、Cl2。 ⅰ．生成O2的电极反应式是 。 ⅱ．实验室模拟上述过程，气体中未检测到Cl2，推测可能是Cl2溶于水。写出Cl2与水反应的化学方程式 。 ⅲ．取实验后阳极区溶液进行检验，证实了阳极Cl-放电。实验所用的试剂及现象是 。 可选试剂：AgNO3溶液、KI溶液、淀粉溶液、品红溶液 【答案】(1) O2+4e-+2H2O=4OH- CH4+10OH--8e-=7H2O+ 可连续使用或污染小 (2) 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 正 Na+ (3) Li++e−═Li 2H2O−4e−═O2↑+4H+ Cl2+H2OHCl+HClO KI溶液和淀粉溶液，溶液变蓝 【分析】(1)由题干图示信息可知，根据电子的流向可知，通入H2的一极为负极，电极反应为：H2-2e-+2OH-=2H2O，通入O2的一极为正极，电极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-； (2)由题干图示信息可知，电极a上产生Cl2，发生氧化反应，故为阳极，与电源正极相连，电极反应为：2Cl- -2e-=Cl2↑，电极b上产生H2，发生还原反应，故为阴极，与电源负极相连，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-； (3) 根据海水提取金属锂的装置图知，中间的选择性透过膜起到了隔绝海水的作用，而且锂离子可以通过该膜，水则不能；据此分析解答。 【详解】（1）①由分析可知，该电池正极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-； ②由分析可知，通入H2的一极为负极，发生氧化反应，故若将H2换成CH4，则该电极反应式为：CH4+10OH--8e-=7H2O+，故答案为：CH4+10OH--8e-=7H2O+； ③燃料电池具有广阔发展空间，较传统化学电源有转化率高、可连续使用、污染小等优点，故答案为：可连续使用或污染小； （2）①电解饱和食盐水的化学方程式是2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，故答案为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑； ②由分析可知，电极a为阳极，故电极a接电源的正极，故答案为：正； ③该电解池为了避免OH-与Cl2反应，故离子交换膜为阳离子交换膜，主要允许Na+通过，故答案为：Na+； （3）①生成锂单质的电极反应式是Li++e−=Li，故答案为：Li++e−=Li； ②i.生成O2的电极反应式是.2H2O−4e−=O2↑+4H+，故答案为：2H2O−4e−=O2↑+4H+； ii.氯气溶于水，与水反应Cl2与水反应的化学方程式Cl2+H2OHCl+HClO，故答案为：Cl2+H2OHCl+HClO； iii.阳极Cl-放电生成Cl2，检验Cl2的生成即可，实验所用的试剂及现象是KI溶液和淀粉溶液，溶液变蓝，故答案为：KI溶液和淀粉溶液，溶液变蓝。 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 $$