第四章 第二节 第1课时 电解原理（讲义及解析）-2024-2025学年高二化学选择性必修1（人教版2019）

化学反应原理(周星星·化学） 第二节 电解池 第1课时 电解原理 一、电解原理 （一）、实验探究：电解CuCl2溶液 实验过程 在U形管中注入质量分数为25%的CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极材料。把润湿的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒附近。接通直流电源，观察U形管内的现象和试纸颜色的变化 装置图 实验现象 电流表指针发生偏转 与负极相连的b极上逐渐覆盖了一层红色物质 与正极相连的a极上有刺激性气味的气体产生，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 实验结论 说明电解质溶液导电，形成闭合回路 析出金属铜 产生了氯气 电极反应 阳极(a极)：2Cl－－2e－===Cl2↑ (氧化反应) 阴极(b极)：Cu2＋＋2e－===Cu (还原反应) 总反应：CuCl2Cu＋Cl2↑ （二）、电解、电解池、放电 1、电解：使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。在此过程中，电能转化为化学能 2、电解池：把电能转化为化学能的装置，叫做电解池，也称电解槽 电解池的构成条件：①直流电源；②两个电极；③电解质溶液或熔融电解质；④形成闭合回路 3．放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化或还原反应的过程，称为放电 4．电极名称 (1)阴极：与电源负极相连的电极，发生还原反应 (2)阳极：与电源正极相连的电极，发生氧化反应 5．电解池中电子、电流和离子的移动 (1)电子流向：从电源负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源的正极 (2)电流方向：电源正极→阳极；阴极→电源负极 (3)离子流向：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极 6．阴、阳极的判断 (1)根据外接电源的正、负极来判断：电源正极连接阳极；电源负极连接阴极 (2)根据电流方向来判断：从阴极流出，从阳极流入 (3)根据电子流向来判断：从阳极流出，从阴极流入 (4)根据离子流向来判断：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极 (5)根据电极发生的反应类型来判断：发生氧化反应的一极是阳极，发生还原反应的一极是阴极 (6)根据电极产物来判断：电极溶解、逸出O2(或电极区变酸性)或逸出Cl2的为阳极；析出金属、逸出H2(或电极区变碱性)的为阴极 注意 ①电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流，即：电子本身不会通过电解质溶液 ②在CuCl2溶液的电解池装置中，电子流动方向从电源的 极沿着导线到达 极，从 极沿着导线回到电源的 极 ③在溶液中电子有没有从阴极直接到达阳极呢？ 。溶液中的 在电场作用下到达阴极，得到从电源负极流出的电子；溶液中的 在电场作用下到达阳极，失去了电子流向电源的正极。就是说：在电解质溶液中依靠 的定向移动而形成闭合回路的 ④对CuCl2溶液而言，溶液中是否只有Cu2+和Cl－两种离子呢？ 。水电离出少量的H＋和OH－在电场作用下是否也要做定向移动呢？通电时，溶液中的 两种离子都要向阴极移动， 都要向阳极移动 ⑤电解质溶液(或熔融态电解质)的导电过程，就是电解质溶液(或熔融态电解质)被电解的过程 【对点训练1】 1．如下图所示装置中属于电解池的是(　　) A．①③⑥ B．①②⑤ C．①②④⑤⑥ D．③⑥ 2．下列关于电解池工作原理的说法中，错误的是(　　) A．电解池是一种将电能转化成化学能的装置 B．电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应 C．电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应 D．与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应 3．如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则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，d电极质量增加 D．电解过程中，氯离子浓度不变 二、电解规律 1．电极类型及电解产物的判断 (1)电极类型：金属活动顺序表中银以前的金属(含银)做电极时，由于金属电极本身可以参与阳极反应，称为金属电极或活性电极(如：Zn、Fe、Cu、Ag等)；金属活动顺序表中银以后的金属或非金属作电极时，称为惰性电极，主要由铂(Pt)、石墨等 (2)电解时电极产物的判断 ①阳极产物的判断：阳极吸引的是阴离子，比较阴离子还原性的大小 首先看电极材料，是惰性电极还是活性电极： Ⅰ、若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，电极被溶解变成离子而进入溶液，溶液中的阴离子不能失电子； Ⅱ、若阳极材料为惰性电极(Pt、石墨)，则根据阴离子的放电顺序来判断，阳极(阴离子放电顺序)：金属(Au、Pt除外)电极＞S2－＞SO>I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子 ②阴极产物的判断：阴极吸引的是阳离子，比较阳离子氧化性的大小 直接根据阳离子的放电顺序进行判断阳离子放电顺序：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+(酸)＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+(水电离的)＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+ 注意 ①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中阳离子放电 ②阳极材料若是金属电极(Au、Pt除外)，溶液中的阴离子不反应，电极金属失电子被氧化 ③电解水溶液时，K+～Al3+不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属单质 ④电解水溶液时，Pb2+、Sn2+、Fe2+、Zn2+浓度较大时在H+之前放电 2．电极方程式的书写——注意惰性电极和活性电极的差别 以惰性电极“电解NaCl溶液”为例 ①写出溶液中存在的离子 阴极：Na+ H+；阳极：Cl－ OH－ ②比较放电顺序 氧化性：H+＞Na+，H+优先放电，H+在阴极H2 还原性：Cl－＞OH－，Cl－优先放电，在阳极生成Cl2 ③写出电极反应，推测其他产物 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 总反应：2NaCl＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2NaOH 3．惰性电极电解电解质溶液的情况分析 (1)电解溶质——不活泼金属无氧酸盐、无氧酸 电解质溶液 电极反应式及总反应式 电解质浓度变化 pH 电解质溶 液复原 CuCl2 阳极 阴极 总反应式 HCl 阳极 阴极 总反应式 (2)电解溶质和溶剂水，生成H2和碱——活泼金属的无氧酸盐 电解质溶液 电极反应式及总反应式 电解质浓度变化 pH 电解质溶 液复原 NaCl 阳极 阴极 总反应式 MgCl2 阳极 阴极 总反应式 (3)电解溶质和溶剂水，生成O2和酸——不活泼金属的含氧酸盐 电解质溶液 电极反应式及总反应式 电解质浓度变化 pH 电解质溶 液复原 CuSO4 阳极 阴极 总反应式 AgNO3 阳极 阴极 总反应式 (4)电解溶剂水——含氧酸、可溶性强碱、活泼金属含氧酸盐 电解质溶液 电极反应式及总反应式 电解质浓度变化 pH 电解质溶 液复原 H2SO4 阳极 阴极 总反应式 NaOH 阳极 阴极 总反应式 Na2SO4 阳极 阴极 总反应式 KNO3 阳极 阴极 总反应式 4．活性电极电解电解质溶液的情况分析——用金属电极电解下列电解质溶液 ①铜为电极电解“H2SO4溶液 H2SO4溶液 Cu Cu × 阳极为Cu，属于活性电极，因此阳极反应应为金属失电子 阳极：Cu－2e－===Cu2＋ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 总反应：Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑ ②用铜作电极电解ZnSO4溶液 阳极反应 阴极反应 总反应 ③用铜作电极电解CuSO4溶液 阳极反应 阴极反应 ④用铁作电极电解NaOH溶液 阳极反应 阴极反应 总反应 ⑤用Ag作电极电解稀盐酸 阳极反应 阴极反应 总反应 ⑥以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜 阳极反应 阴极反应 总反应 ⑦用Al作电极电解NaOH溶液 阳极反应 阴极反应 总反应 5．混合溶液——用惰性电极电解CuSO4和NaCl的混合液(CuSO4与NaCl的物质的量为1∶1)，明显分三个阶段，写出三个阶段的阴、阳两极反应式 第一阶段： 阳极反应式： ______________________________________________________ 阴极反应式： ______________________________________________________ 总反应化学方程式： ________________________________________________ 第二阶段： 阳极反应式： ______________________________________________________ 阴极反应式： ______________________________________________________ 总反应化学方程式： ________________________________________________ 第三阶段： 阳极反应式： ______________________________________________________ 阴极反应式： ______________________________________________________ 总反应化学方程式： ________________________________________________ 【对点训练2】 1．用石墨作电极，电解1 mol·L－1下列物质的溶液，则电解前后溶液的pH保持不变的是(　　) A．硫酸 B．氢氧化钠 C．硫酸钠 D．氯化钠 2．以石墨为电极，电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是(　　) A．阴极附近溶液呈红色 B．阴极逸出气体 C．阳极附近溶液呈蓝色 D．溶液的pH变小 3．若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式是Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑，则下列关于该装置的有关说法中正确的是(　　) A．该装置可能是原电池，也可能是电解池 B．该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极 C．该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸 D．该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸 4．用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为3∶1的硫酸铜和氯化钠的混合溶液，不可能发生的反应有(　　) A．2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑ B．Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑ C．2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ D．2H2O2H2↑＋O2↑ 5．如图为直流电源电解稀硫酸钠溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是(　　) A．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色 B．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色 C．逸出气体的体积，a极的小于b极的 D．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体 6．用石墨作电极电解0.1 mol·L－1的CuSO4溶液，当有0.4 mol电子通过电路时，发现阴极增重6.4 g，则要使电解后的溶液恢复到电解前状态，则可向电解后的溶液中加入(　　) A．0.1 mol Cu(OH)2 B．0.1 mol CuO C．0.2 mol CuO D．0.1 mol CuO和0.2 mol H2O 7．利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。下列说法正确的是(　　) A．b为直流电源的正极 B．将装置中的阳离子交换膜换成阴离子交换膜，电极反应式不变 C．阳极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋ D．电解时，H＋由阴极室通过阳离子交换膜到阳极室 8．将一直流电源的正、负极(电极材料为Pt)，用玻璃片分别压在一张用食盐水、碘化钾、淀粉溶液和石蕊溶液浸透的滤纸上，经过一段时间后，两极附近滤纸的颜色分别是(　　) A B C D 阳极 蓝 白 红 蓝 阴极 白 蓝 蓝 蓝 9．采用惰性电极从、、Cl-、Cu2+、Ba2+、Ag+、H+选出适当离子组成的电解质（非熔融态下），并电解： (1)若两极分别放出H2和O2，电解质可能为 。 (2)若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质可能为 。 (3)若两极分别放出气体，且体积比为1：1，电解质可能为 。 (4)若既无O2也无H2放出，则电解质可能为 。 1．用惰性电极电解CuSO4和NaCl 的混合溶液，开始时阴极和阳极上分别析出的物质是(　　) A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2 C．H2和O2 D．Cu和O2 2．在某电解质溶液里，用M和N作电极，通电一段时间后，发现M极质量减小，N极质量增大，符合这一情况的是(　　) A．电解质溶液是稀硫酸 B．金属M是阳极，金属N是阴极 C．M和N都是石墨电极 D．M是阴极，N是阳极 3．用惰性电极实现下列电解实验，其说法正确的是(　　) A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液的pH不变 B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液的pH减小 C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1 D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1 4．关于下图所示①②两个装置的叙述正确的是(　　) A．装置名称：①是原电池，②是电解池 B．硫酸浓度变化：①增大，②减小 C．电极反应式：①中阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，②中正极：Zn－2e－===Zn2＋ D．离子移动方向：①中H＋向阴极方向移动，②中H＋向负极方向移动 5．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图，电解总反应为 2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法正确的是(　　) A．石墨电极上产生氢气 B．铜电极发生还原反应 C．铜电极接直流电源的负极 D．当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成 6．某同学设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图)。通电后，溶液中产生白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是(　　) A．电源中a为负极，b为正极 B．电解池中的电解液不可以是NaCl溶液 C．B电极发生的反应：2H＋＋2e－===H2↑ D．A、B两端都必须使用铁作电极 7．用石墨作电极，电解稀Na2SO4溶液的装置如图所示，通电后在石墨电极A和B附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列叙述正确的是(　　) A．逸出气体的体积：A电极＜B电极 B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出有刺激性气味气体 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 8．如图是CO2经电催化还原为CH4的装置示意图。下列说法不正确的是(　　) A．该过程是电能转化为化学能的过程 B．铜电极的电极反应式为CO2＋8HCO＋8e－===CH4＋8CO＋2H2O C．一段时间后，①池中n(KHCO3)不变 D．一段时间后，②池中溶液的pH一定下降 9．一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如图。下列有关说法正确的是(　　) A．在b电极上，N2被还原 B．金属Ag可作为a电极的材料 C．改变工作电源电压，反应速率不变 D．电解过程中，固体氧化物电解质中O2－不断减少 10．某同学为了使反应2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑能进行，设计了如图所示的实验，你认为可行的方案是(　　) 11．某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是(　　) A．该装置将化学能转化为光能和电能 B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移 C．每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原 D．a电极的反应为3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O 12．近年来，加“碘”食盐较多的使用了碘酸钾(KIO3)，碘酸钾在工业上可用电解法制取。以石墨和不锈钢为电极，以KI溶液为电解液，在一定条件下电解，反应方程式为KI＋3H2OKIO3＋3H2↑。下列有关说法正确的是(　　) A．电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极 B．电解时，阳极反应是I－－6e－＋3H2O===IO＋6H＋ C．溶液调节至强酸性，对生产有利 D．电解前后溶液的pH增大 13．在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O－CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如下图所示。下列说法不正确的是(　　) A．X是电源的负极 B．阴极的电极反应式是H2O＋2e－===H2＋O2－ CO2＋2e－===CO＋O2－ C．总反应可表示为H2O＋CO2H2＋CO＋O2 D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1 14．电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，如图是电解污水的实验装置示意图，实验用污水中主要含有可被吸附的悬浮物(不导电)。下列有关推断明显不合理的是(　　) A．阴极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ B．通电过程中烧杯内产生可以吸附悬浮物的Fe(OH)3 C．通电过程中会产生气泡，把悬浮物带到水面形成浮渣除去 D．如果实验用污水导电性不良，可加入少量Na2SO4固体以增强导电性 15．某兴趣小组做了“以铜为电极电解饱和食盐水”实验探究电解原理，装置如图所示。下列说法错误的是(　　) 实验现象：接通电源30 s内，阳极附近出现白色浑浊，之后变成橙黄色浑浊，此时测定溶液的pH约为10。一段时间后，试管底部聚集大量红色沉淀，溶液仍为无色。 查阅资料(已知：相同温度下CuCl的溶解度大于CuOH)： 物质 氯化铜 氧化亚铜 氢氧化亚铜(不稳定) 氯化亚铜 颜色 固体呈棕色，浓溶液呈绿色，稀溶液呈蓝色 红色 橙黄色 白色 A．电解过程中氯离子向阳极移动 B．电解开始时阳极Cu放电生成Cu2＋ C．阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ D．随溶液pH升高CuCl逐渐转化为CuOH 16．沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。下列叙述错误的是(　　) A．阳极发生将海水中的Cl-氧化生成Cl2的反应 B．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO C．阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气 D．阳极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理 17．用电解法测量某工业废气中CO的浓度，工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．b为电源的负极 B．阳极的电极反应式为CO＋H2O－2e－===CO2＋2H＋ C．H＋向阴极移动 D．理论上每消耗11.2 L O2，转移2 mol电子 18．2020年新型冠状病毒肺炎疫情在世界范围内暴发。病毒对消毒剂敏感，75%酒精、双氧水等均可灭活病毒。科学家报告了一种直接电化学合成H2O2的方法，装置如图。下列叙述不正确的是(　　) A．该装置的工作原理是将化学能转化成电能 B．b极发生的电极反应为O2＋H2O＋2e－===HO＋OH－ C．电池工作时，内部发生反应：HO＋OH－＋2H＋===H2O2＋H2O D．电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况) 19．电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。如图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag＋注入无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是(　　) A．Ag为阳极 B．Ag＋由银电极向变色层迁移 C．W元素的化合价升高 D．总反应为WO3＋xAg===AgxWO3 20．采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是(　　) A．阳极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ B．电解一段时间后，阳极室的pH未变 C．电解过程中，H＋由a极区向b极区迁移 D．电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量 21．用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的一组是(　　) 组号 X Y Z W A C Fe NaCl H2O B Pt Cu CuSO4 CuSO4溶液 C C C H2SO4 H2O D Ag Fe AgNO3 AgNO3晶体 22．用石墨作电极电解溶有物质的量之比为3∶1的NaCl和H2SO4的水溶液。根据反应产物，电解可明显分为三个阶段，下列叙述不正确的是(　　) A．电解的最后阶段为电解水 B．阳极先逸出氯气后逸出氧气 C．阴极逸出氢气 D．电解过程中溶液的pH不断增大，最后pH为7 23．用图甲装置电解一定量的CuSO4溶液，M、N为惰性电极。电解过程实验数据如图乙所示。横轴表示电解过程中转移电子的物质的量，纵轴表示电解过程产生气体的总体积。下列说法不正确的是(　　) A．P点所得溶液只需加入一定量的CuO固体就可恢复到起始状态 B．电解过程中N电极表面始终有红色物质生成，无气泡产生 C．P-Q电解过程为电解水，N极产生H2，M极产生O2 D．若M电极材料换成Cu，则电解过程中CuSO4溶液的浓度不变 24．如图所示装置为在直流电源的作用下电解CuSO4溶液的装置，其中A、B为石墨电极，a、b为电源的两极，当接通电源，通电一段时间后，将B电极取出，洗干净并干燥后称量，其质量增加了3.2 g，则： (1)a电极为电源的________极 (2)写出电极反应式：A极___________________________，B极___________________________ (3)若使反应后的溶液恢复到原来状态，则应该加入________，加入________ g 25．如图X是直流电源。Y池中c、d为石墨棒，Z池中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d附近显红色 (1)①b为电源的________极(填“正”“负”“阴”或“阳”，下同) ②Z池中e为________极 ③连接Y、Z池线路，电子流动的方向是d________e(用“→”或“←”填空) (2)①写出c极上反应的电极反应式：_______________________________________________ ②写出Y池中总反应的化学方程式：_______________________________________________ ③写出Z池中e极上反应的电极反应式：___________________________________________ 26．下图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到 336 mL (标准状态)气体。回答： (1)直流电源中，M为__________极。 (2)Pt电极上生成的物质是______，其质量为______g。 (3)电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为2∶_____∶_____∶_____ (4)AgNO3溶液的浓度_______(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，AgNO3溶液的pH______，硫酸的浓度______，硫酸的pH_____ (5)若硫酸的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的硫酸________g 27．为了加深对电解规律的理解，某同学做了以下探究，要求从H＋、Cu2＋、Na＋、SO、Cl－ 5种离子中两两恰当的组成电解质，按下列要求进行电解： (1)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则采用的电解质是____________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是____________ (2)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量不变，水量减少，则采用的电解质是____________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是__________ (3)以碳棒为阳极，铁棒为阴极，电解过程中电解质和水量都减少，则电解质是____________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是____________ 28．用如图所示的装置进行电解。通电后发现湿润的淀粉－KI试纸的C端变为蓝色 (1)E为电源的____极，F为电源的____极 (2)A中发生反应的化学方程式为__________________________________________________ (3)在B中观察到的现象是____________________________________________________ (4)D端的电极反应式为____________________________ 29．A、B、C为三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示： 阳离子 Na＋、K＋、Cu2＋ 阴离子 SO、OH－ 图1所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为石墨电极。 接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示。据此回答下列问题： (1)M为电源的______(填“正”或“负”)极，电极b上发生的电极反应为__________________________ (2)写出乙烧杯中的反应方程式：________________________________________________ (3)如果电解过程中B溶液中的金属离子全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？____________________ (4)若经过这一段时间后，要使丙恢复到原来的状态，需要进行的操作是_______________________________ 30．重铬酸钾又名红矾钾，是化学实验室中的一种重要分析试剂。工业上以铬酸钾(K2CrO4)为原料，采用电化学法制备重铬酸钾(K2Cr2O7)。制备装置如图所示(阳离子交换膜只允许阳离子透过) 制备原理：2CrO(黄色)＋2H＋Cr2O(橙色)＋H2O (1)通电后阳极室产生的现象为_______________________________________________________________；其电极反应式是__________________________________ (2)该制备过程总反应的离子方程式可表示为________________________________________________，若实验开始时在右室中加入38.8 g K2CrO4，t min后测得右室中K与Cr的物质的量之比为3∶2，则溶液中K2CrO4和K2Cr2O7的物质的量之比为 ；此时电路中转移电子的物质的量为______ 答案及解析 【对点训练1】 1．D。解析：根据电解池的构成条件逐个判断。①②⑤无外接直流电源，不能构成电解池；④无电解质溶液或熔融电解质；⑦中蔗糖属于非电解质，不能构成电解池；⑧没有形成闭合回路，不能构成电解池。故答案选D 2．D。解析　如果阳极是活泼电极，电极本身失去电子，发生氧化反应。 3．C。解析：根据图示电流方向，先确定a是电源正极，b是电源负极；则c是电解池的阳极，电极反应为 2Cl－－2e－===Cl2↑，溶液中氯离子不断减少；d是电解池的阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，d电极质量不断增加。 二、 3、惰性电极电解电解质溶液的情况分析 (1)电解溶质——不活泼金属无氧酸盐、无氧酸 电解质溶液 电极反应式及总反应式 电解质浓度变化 pH 电解质溶 液复原 CuCl2 阳极 2Cl－－2e－===Cl2↑ 减小 增大 加入CuCl2 固体 阴极 Cu2＋＋2e－===Cu 总反应式 CuCl2Cu＋Cl2↑ HCl 阳极 2Cl－－2e－===Cl2↑ 减小 增大 通入HCl 气体 阴极 2H＋＋2e－===H2↑ 总反应式 2HClH2↑＋Cl2↑ (2)电解溶质和溶剂水，生成H2和碱——活泼金属的无氧酸盐 电解质溶液 电极反应式及总反应式 电解质浓度变化 pH 电解质溶 液复原 NaCl 阳极 2Cl－－2e－===Cl2↑ 生成新 电解质 增大 通入HCl 气体 阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 总反应式 2NaCl＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2NaOH MgCl2 阳极 2Cl－－2e－===Cl2↑ 生成新 电解质 增大 通入HCl 气体 阴极 2H2O＋Mg2+＋2e－===H2↑＋Mg(OH)2↓ 总反应式 MgCl2＋2H2OCl2↑＋H2↑＋Mg(OH)2↓ (3)电解溶质和溶剂水，生成O2和酸——不活泼金属的含氧酸盐 电解质溶液 电极反应式及总反应式 电解质浓度变化 pH 电解质溶 液复原 CuSO4 阳极 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 生成新 电解质 减小 加CuO 或CuCO3 阴极 2Cu2＋＋4e－===2Cu 总反应式 2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4 AgNO3 阳极 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 生成新 电解质 减小 加Ag2O 或Ag2CO3 阴极 4Ag＋＋4e－===4Ag 总反应式 4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3 (4)电解溶剂水——含氧酸、可溶性强碱、活泼金属含氧酸盐 电解质溶液 电极反应式及总反应式 电解质浓度变化 pH 电解质溶 液复原 H2SO4 阳极 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 增大 减小 加水 阴极 4H＋＋4e－===2H2↑ 总反应式 2H2O2H2↑＋O2↑ NaOH 阳极 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 增大 增大 加水 阴极 4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ 总反应式 2H2O2H2↑＋O2↑ Na2SO4 阳极 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 增大 不变 加水 阴极 4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ 总反应式 2H2O2H2↑＋O2↑ KNO3 阳极 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 增大 不变 加水 阴极 4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ 总反应式 2H2O2H2↑＋O2↑ 4．活性电极电解电解质溶液的情况分析——用金属电极电解下列电解质溶液 ②阳极：Cu－2e－===Cu2＋ 阴极：Zn2＋＋2e－===Zn 总：Cu＋ZnSO4CuSO4＋ZnSO4 ③阳极：Cu－2e－===Cu2＋ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu ④阳极：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 总：Fe＋2H2OFe(OH)2＋H2↑ ⑤阳极：2Ag－2e－＋2Cl－===2AgCl　 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 总：2Ag＋2H＋＋2Cl－2AgCl＋H2↑ ⑥阳极：2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋　 阴极：6H＋＋6e－===3H2↑ 2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑ ⑦阳极：2Al－6e－＋8OH－===2AlO＋4H2O 阴极：6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－ 总：2Al＋2H2O＋2OH－2AlO＋3H2↑ 5．混合溶液 第一阶段：阴：Cu2＋＋2e－===Cu 阳：2Cl－－2e－===Cl2↑ 第二阶段： 阴：Cu2＋＋2e－===Cu 阳：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 第三阶段： 阴：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 阳：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 【对点训练2】 1．C。解析：用惰性电极电解硫酸、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液实质是电解水，浓度增大，硫酸溶液的pH减小，氢氧化钠溶液的pH增大，硫酸钠溶液的pH不变；电解氯化钠溶液时生成氢氧化钠，溶液的pH增大。 2．D。解析：以石墨为电极电解KI溶液类似于电解NaCl溶液，阳极反应式为2I－－2e－===I2，阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。阴极逸出氢气，且阴极附近溶液(含酚酞)显碱性而呈红色，A、B项都正确；阳极生成I2，使阳极附近溶液(含淀粉)变蓝，C项正确；由于电解生成了OH－，故溶液的pH变大，D项错误。 3．B。解析：铜和盐酸或稀硫酸不能自发地进行氧化还原反应，铜和硝酸能自发地进行氧化还原反应，但生成的气体是氮氧化物而不是氢气，所以该反应只能是电解池反应而不是原电池反应，该装置只能构成电解池不能构成原电池；该电解池中，铜作阳极，阳极上铜失电子发生氧化反应，阴极上氢离子得电子发生还原反应，所以该电解池的阳极必须是铜电极，故答案选B。 4．C。解析：设混合溶液的体积为4 L，物质的量浓度均为1 mol·L－1，溶液中硫酸铜和氯化钠的物质的量分别为3 mol 和1 mol，根据转移电子守恒，第一阶段：阳极上氯离子放电，阴极上铜离子放电，电解的方程式是 Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑，氯离子完全反应时，剩余铜离子2.5 mol；第二阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，电解的方程式是2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑；第三阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，电解的方程式是2H2O2H2↑＋O2↑。 5．B。解析：a极为阴极，H2O电离出的H＋放电，促进H2O的电离平衡向右移动，c(OH－)增大，石蕊溶液变蓝色；b极为阳极，H2O电离出的OH－放电，c(H＋)增大，石蕊溶液变红色，A项不正确，B项正确；a极产生H2，b极产生O2，H2的体积是O2体积的2倍，故C、D项不正确。 6．A。解析：该过程转移0.4 mol电子，则阳极应该生成0.1 mol氧气，理论上阴极应该生成0.2 mol铜，但实际上阴极生成的铜为＝0.1 mol，故铜离子不足，阴极生成0.1 mol铜后，氢离子继续放电，生成氢气0.1 mol。因此应该补充0.1 mol CuO和0.1 mol H2O，或补充0.1 mol Cu(OH)2，A项正确。 7．C。解析：二氧化硫被氧化为硫酸根离子，所以二氧化硫所在的区为阳极区，阳极与电源正极相连，则b为电源负极，故A错误；将装置中的阳离子交换膜换成阴离子交换膜，电极反应式发生改变，故B错误；阳极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋，故C正确；电解时，阳离子移向阴极，所以H＋由阳极室通过阳离子交换膜到阴极室，故D错误。 8．D。解析：阳极据放电顺序发生的电极反应为2I－－2e－===I2，I2遇淀粉变蓝。阴极发生的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，使石蕊溶液变蓝。 9．【答案】Ba(NO3)2、H2SO4、HNO3 AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4 HCl、BaCl2 CuCl2 【分析】阴极上阳离子放电顺序为Ag+>Cu2+>H+>Ba2+，阳极上阴离子放电顺序为Cl->OH->SO42-、NO3-，根据电极产物判断阴阳极放电的离子，从而确定溶液中的电解质。 【详解】阴极上阳离子放电顺序为Ag+>Cu2+>H+>Ba2+，阳极上阴离子放电顺序为Cl−>OH−>含氧酸根， (1)当阴极放出H2，阳极放出O2时，则阴极H+放电，阳极OH−放电，则溶液中的阴离子为硫酸根或硝酸根，阳离子是H+或Ba2+，BaSO4为沉淀，所以电解质是Ba(NO3)2、H2SO4、HNO3；故答案为Ba(NO3)2、H2SO4、HNO3 ； (2)当阴极析出金属时，阴极为Cu2+或Ag+放电，阳极放出O2，阳极为OH−放电，则溶液中的阴离子为硫酸根或硝酸根，电解质是AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4，故答案为AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4； (3)若两极分别放出气体，且体积比为1：1，则阴极放出H2，阳极放出Cl2，阴极为H+放电，溶液中的阳离子为H+或Ba2+，阴离子为Cl−放电，溶液中的阴离子为Cl−，所以电解质为HCl、BaCl2；故答案为HCl、BaCl2； (4)电解过程中既无O2也无H2放出，则阴极上析出金属，阴极为Cu2+或Ag+放电，阳极上产生氯气，阴离子为Cl−放电，AgCl为沉淀，则电解质应为CuCl2；故答案为CuCl2。 1．B。根据电解原理，阳离子放电顺序是Cu2＋>H＋>Na＋，阴离子放电顺序是Cl－>OH－>SO，所以开始时阴极反应式Cu2＋＋2e－=Cu，阳极反应式：2Cl－－2e－=Cl2↑，故选项B正确。 2．【答案】B 【详解】 A．电解稀硫酸溶液，阳极发生氧化反应，质量会减少，即M极质量减小；阴极发生还原反应放出氢气，N极质量不变，故A不符合题意； B．由题意可知，M电极溶解，则发生氧化反应，为阳极；N电极质量增加，溶液中的金属阳离子得电子在N电极上析出，发生还原反应，N为阴极，故B符合题意； C．如果M和N均是石墨电极，M极质量不会减小，故C不符合题意； D．由题意可知，M电极溶解，则发生氧化反应，为阳极；N电极质量增加，溶液中的金属阳离子得电子在N电极上析出，发生还原反应，N为阴极，故D不符合题意；答案选B。 3．D。解析：电解稀硫酸，实质上是电解水，溶液的体积减小，硫酸浓度增大，溶液酸性增强，pH减小，故A错误；电解稀氢氧化钠溶液，实质上是电解水，溶液的体积减小，NaOH浓度增大，溶液碱性增强，pH增大，故B错误；电解硫酸钠溶液，实质上是电解水，总反应为2H2O2H2↑＋O2↑，则阴极上析出H2和阳极上析出O2的物质的量之比为2∶1，故C错误；电解氯化铜溶液，实质上是电解氯化铜，总反应为CuCl2Cl2↑＋Cu，则阴极上析出Cu和阳极上析出Cl2的物质的量之比为1∶1，故D正确。 4．B。解析：①为电解池，电解水，阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，硫酸的浓度增大；②为原电池，溶液中的氢离子移向正极，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，硫酸的浓度减小。 5．A 6．C。解析：为了制取Fe(OH)2，必须Fe为阳极才能产生Fe2＋，为了能较长时间观察白色，应用生成的氢气将装置中原有氧气带出，即B极产生H2，B为阴极。 7．D。解析：用惰性电极电解Na2SO4溶液，电极A为阴极，B为阳极。SO、OH－移向B电极，在B电极 OH－放电，产生O2，B电极附近c(H＋)＞c(OH－)，石蕊溶液变红，Na＋、H＋移向A电极，在A电极H＋放电产生H2，A电极附近c(OH－)＞c(H＋)，石蕊溶液变蓝，产生H2和O2的体积之比为2∶1，A、C项错误，D项正确。 8．C。解析：该装置连接有电源，则该过程是电能转化为化学能的过程，A项正确；二氧化碳转化为甲烷的反应过程中，碳元素的化合价降低，在铜电极上发生还原反应，电极反应式为CO2＋8HCO＋8e－===CH4＋8CO＋2H2O，B项正确；由于①池溶液中的碳酸氢根离子被消耗，故一段时间后，碳酸氢钾的物质的量减少，C项错误；①池中的铜电极为阴极，发生还原反应，②池中的铂电极为阳极，发生氧化反应，电极反应式为4OH－－4e－===O2＋2H2O，该过程中有H＋生成，故溶液的pH降低，D项正确。 9．A。解析：由装置示意图可知，b电极上N2转化为NH3，N元素的化合价降低，得到电子发生还原反应，因此b为阴极，电极反应式为N2＋3H2O＋6e－===2NH3＋3O2－，a为阳极，电极反应式为2O2－－4e－===O2，据此分析解答。由分析可得，在b电极上，N2被还原，A正确；a为阳极，若金属Ag作为a的电极材料，则金属Ag优先失去电子，B错误；改变工作电源的电压，导致电流大小改变，反应速率也会改变，C错误；电解过程中，阴极电极反应式为2N2＋6H2O＋12e－===4NH3＋6O2－，阳极电极反应式为6O2－－12e－===3O2，因此固体氧化物电解质中O2－不会减少，D错误。 10．C。解析：用惰性电极电解AgNO3溶液，电极反应式为：阴极：4Ag＋＋4e－===4Ag，阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。总反应式为4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3。在阴极上有Ag生成，所以阴极质量不断增加。电解产生了HNO3，pH不断减小。加入Ag2O后，Ag2O＋2HNO3===2AgNO3＋H2O，恰好可使溶液恢复至电解前的状况。 11．B。解析：该装置为电解装置，模拟“人工树叶”，故为电能转化为化学能，A项错误；b极连接电源的正极，为阳极，H＋为阳离子，在电解池中向a极(阴极)区移动，B项正确；右侧H2O→O2发生的是氧化反应，每生成1 mol O2，转移4 mol电子，C3H8O中碳元素的化合价是－2，3CO2→C3H8O，转移18 mol电子，故生成1 mol O2消耗 2/3 mol CO2，C项错误；a电极发生的是还原反应：3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，D项错误 12．B。解析：由电解方程式可知：在反应中I－失去电子变为IO，因此电解时，石墨作阳极，不锈钢作阴极，A错误；由总反应方程式可知：电解时，阳极反应是I－－6e－＋3H2O===IO＋6H＋，B正确；溶液调节至强酸性，会与不锈钢电极反应，对生产不利，C错误；电解反应方程式为KI＋3H2OKIO3＋3H2↑，反应不断消耗水，但KI是强酸强碱盐，溶液始终呈中性，pH＝7，D错误。 13．D。解析：A项，根据图示，X极产物为H2和CO，是H2O与CO2的还原产物，可判断在X极上发生还原反应，由此判断X极为电源的负极，A项正确；B项，根据题意，电解质为固体金属氧化物，可以传导O2－，故在阴极上发生的反应为H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－，B项正确；C项，根据电极产物及B项发生的电极反应可知，该反应的总反应方程式为H2O＋CO2H2＋CO＋O2，C项正确；D项，根据C项的电解总反应方程式可知，阴、阳两极生成的气体的物质的量之比为2∶1，D项错误。 14．A。解析：阴极由H2O电离出的H＋得电子，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。 15．B。解析：据题意，阳极附近出现白色浑浊是CuCl，所以阳极Cu放电生成Cu＋，B错误。 16．D。解析：海水中存在大量的Cl－，在阳极Cl－放电生成Cl2，A叙述正确；阴极H2O放电生成H2和OH－，OH－与Cl2反应生成ClO－，因此管道中存在一定量的NaClO，B叙述正确；因为H2为可燃性气体，所以阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气，C叙述正确；阴极产生OH－，因此会在阴极表面形成Mg(OH)2等积垢，需定期清理以保持良好的导电性，D叙述错误。 17．D。解析：根据以上分析，则b为电源的负极，故A正确；阳极CO失电子生成二氧化碳，电极反应为：CO＋H2O－2e－===CO2＋2H＋，故B正确；阳离子向阴极移动，所以H＋向阴极移动，故C正确；未指明标准状况，则无法计算，故D错误。 18．A。解析　该装置是电解池，将电能转化为化学能，A错误；b电极为阴极，O2得电子生成HO，电极反应式为O2＋H2O＋2e－===HO＋OH－，B正确；装置中阴极生成HO、OH－，阳极生成H＋，所以电池工作时，内部生成的HO、OH－与H＋反应生成H2O2和H2O，C正确；b电极为阴极，电极反应式为O2＋H2O＋2e－===HO＋OH－，电路中通过2 mol电子，消耗1 mol O2，标准状况下的体积为22.4 L，D正确。 19．C。解析：根据题给信息，通电时Ag＋注入无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，可判断Ag为阳极，失去电子发生氧化反应，Ag－e－===Ag＋，Ag＋通过固体电解质向变色层迁移，总反应为WO3＋xAg===AgxWO3，A、B、D项均正确；WO3得xe－生成WO，W元素的化合价降低，C项错误。 20．D。解析：依据分析a极是阳极，属于放氧生酸型的电解，所以阳极的反应式是2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，故A正确，但不符合题意；电解时阳极产生氢离子，氢离子是阳离子，通过质子交换膜移向阴极，所以电解一段时间后，阳极室的pH值不变，故B正确，但不符合题意；有B的分析可知，C正确，但不符合题意；D.电解时，阳极的反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，阴极的反应为O2＋2e－＋2H＋===H2O2，总反应为O2＋2H2O===2H2O2，要消耗氧气，即a极生成的氧气小于b极消耗的氧气，故D错误，符合题意故选D。 21．C。解析：据加入电解反应方程式生成阴、阳极产物化合后的物质，可复原溶液知，A应通HCl，B加CuO，C加H2O，D不需加任何物质。 22．D。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，先生成Cl2后生成O2，在阴极始终为H＋放电，逸出H2，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H2O，最后溶液呈碱性，D错误。 23．B【详解】A．CuSO4溶液中含有的阳离子是：Cu2＋、H＋，阴离子是OH－、SO，惰性材料作电极，OH－的放电顺序大于SO，OH－放电，即阳极电极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，Cu2＋放电顺序大于H＋，Cu2＋先放电，即阴极电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu，P点后，气体体积突然增加，说明P点Cu2＋消耗完全，所以此过程中阳极产物为O2，阴极产物为Cu，所以只需加入一定量的CuO固体就可恢复到起始状态，A正确； B．N极接电源的负极，N极作阴极，根据选项A的分析，先有红色铜析出，然后出现气体，B错误； C．根据A选项可知P点时Cu2+完全反应，所以P-Q电解过程中，阳极反应为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，阴极反应为2H＋＋2e－=H2↑，实质上就是电解水，N极即阴极产生氢气，M极即阳极产生氧气，C正确； D．若M电极换成Cu作电极，阳极上发生Cu－2e－=Cu2＋，阴极反应式Cu2＋＋2e－=Cu，因此电解过程中CuSO4溶液的浓度不变，D正确； 综上所述答案为B。 24．(1)正　 (2)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 2Cu2＋＋4e－===2Cu　 (3)CuO　4.0 25．(1)①负　②阳　③← (2)①2Cl－－2e－===Cl2↑ ②2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ ③Cu－2e－===Cu2＋ 解析：d极附近显红色，说明d为阴极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，c为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，Y池电解NaCl溶液的总反应方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑；直流电源中a为正极，b为负极，Z池中f为阴极，e为阳极，电极反应式分别为Cu2＋＋2e－===Cu、Cu－2e－===Cu2＋，电子流动方向由e→d。 26．(1)正　 (2)Ag　2.16　 (3)2　　1 (4)不变　不变　增大　减小　 (5)45.18 解析：(1)电解5.00%的稀硫酸，实际上是电解其中的水。因此在该电解池中发生反应：2H2O2H2↑＋O2↑，V(H2)∶V(O2)＝2∶1。据此可确定d极为阴极，则电源的N极为负极，M极为正极。(2)在336 mL气体中，V(H2)＝×336 mL＝224 mL，为0.01 mol；V(O2)＝×336 mL＝112 mL，为0.005 mol。说明电路上有0.02 mol电子转移，因此在b极(Pt、阴极)产生Ag：0.02 mol×108 g·mol－1＝2.16 g，即0.02 mol的Ag。(3)n(e－)∶n(Ag)∶n(O2)∶n(H2)＝0.02∶0.02∶0.005∶0.01＝2∶2∶∶1。(4)由Ag(阳)电极、Pt(阴)电极和AgNO3溶液组成的电镀池，在通电一定时间后，在Pt电极上放电所消耗溶液中Ag＋的物质的量等于Ag电极被氧化给溶液补充的Ag＋的物质的量，因此AgNO3溶液的浓度不变，溶液的pH也不变。电解5.00%的硫酸溶液，由于其中的水发生电解，因此硫酸浓度增大，由于H＋的浓度增大，故溶液的pH减小。(5)设原5.00%的硫酸为x g，电解时消耗水0.01 mol×18 g·mol－1＝0.18 g，则：5.00%x＝5.02%(x－0.18)，解得x＝45.18 g。 27．(1)HCl、CuCl2　HCl、CuCl2 (2)Na2SO4、H2SO4　H2O (3)CuSO4、NaCl　CuO或CuCO3、HCl 解析：(1)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则阳离子只能为H＋、Cu2＋，阴离子只能是Cl－，其电解质是HCl、CuCl2。 (2)实质上是电解水，H＋、OH－分别在两极上放电，因此，其电解质是Na2SO4、H2SO4。 (3)电解质是CuSO4,2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑，若恢复到原状态，可加入CuO，也可加入CuCO3。电解质是NaCl,2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，要恢复到原状态可通入HCl。 28．(1)负　正 (2)4AgNO3＋2H2O4Ag＋4HNO3＋O2↑ (3)铜片溶解，石墨电极上有气体生成，溶液中有蓝色沉淀生成 (4)2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 解析：本题实质上是三个电解装置串联，由题中信息可知C为阳极、D为阴极，则E为负极，F为正极。A中是以Pt为阳极、Fe为阴极电解AgNO3溶液。B中Cu为阳极，发生的反应为Cu－2e－===Cu2＋，石墨为阴极，发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑，由于水电离出的H＋放电，所以溶液中的c(OH－)增大，故溶液中有氢氧化铜蓝色沉淀生成。D端为阴极，发生的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。 29．(1)负　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ (2)2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4 (3)能，因为硫酸铜溶液已转变为硫酸溶液，反应变为电解水的反应 (4)向丙烧杯中加入一定量水 解析：(1)乙中c电极质量增加，则c处发生的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，即c电极为阴极，由此可推出b为阳极，a为阴极，M为负极，N为正极。而Cu2＋只能和SO结合，可以确定B为硫酸铜；由常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图，可以确定A为KOH或NaOH，C为Na2SO4或K2SO4。甲中为KOH或NaOH溶液，相当于电解H2O，阳极b处为阴离子OH－放电，即4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。(2)乙烧杯中是电解CuSO4溶液，反应方程式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。(3)乙中铜全部析出后，电解质变为H2SO4，所以电解反应仍能继续进行。 30．(1)阳极产生无色气体，溶液由黄色逐渐变为橙色；2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ (2)4CrO＋4H2O===2Cr2O＋4OH－＋2H2↑＋O2↑ 2∶1 0.1 mol 解析：(1)阳极发生氧化反应，溶液中氢氧根离子失去电子生成氧气和水。(2)直接设K2CrO4和K2Cr2O7物质的量分别为x、y，则钾原子的物质的量为2x＋2y，铬原子物质的量为x＋2y，依据两原子个数比为3∶2，可求出两物质的物质的量之比为2∶1；根据铬酸钾的质量可求出铬原子总物质的量为0.2 mol，又t min后两物质的物质的量之比为2∶1，则铬酸钾为0.1 mol，重铬酸钾为0.05 mol，根据化学方程式可知，生成0.05 mol的重铬酸钾的反应中转移电子为0.05×2 mol。 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $$