第四章 第二节 第2课时 电解原理的应用（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2课时 电解原理的应用 一、电解原理的应用 1．电解饱和食盐水 (1)氯碱工业的概念：烧碱、氯气都是重要的化工原料，习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。 (2)电解饱和食盐水的原理 方程式 装置图 阳极反应 2Cl- - 2e-=== Cl2↑ 阴极反应 2H+ + 2e-=== H2↑ 总反应方程式 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑+ Cl2↑ 离子反应方程式 2Cl- + 2H2O 2OH- + H2↑+ Cl2↑ 阳离子交换膜作用 ①防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸； ②避免Cl2与NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量。 应用 制备氢气、氯气和烧碱 注意 ①因为阳极产物Cl2和阴极产物H2会发生反应，Cl2和NaOH会发生反应，因此工业上常用特殊的电解槽电解饱和食盐水，一般用阳离子交换膜将电解槽分隔成两部分，以避免电解产物之间发生反应 ②阳极区Cl－放电生成Cl2，生成的Cl2少量溶于水会使阳极区呈酸性 (3)氯碱工业产品及其应用 ①氯碱工业产品主要有NaOH、Cl2、H2、盐酸、含氯漂白剂 ②电解饱和食盐水为原理的氯碱工业产品在有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、印染、农药、金属冶炼等领域中广泛应用 2、电镀 (1)电镀的概念：利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺 (2)电镀的主要目：使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观 阳极材料 镀层金属Cu 阴极材料 镀件金属Fe 电镀液 含镀层金属离子 CuSO4溶液 阳极反应 Cu - 2e- ===Cu2+ 阴极反应 Cu2+ + 2e- === Cu 溶液变化 电解质溶液的浓度__保持不变______ (3)电镀池的构成 阳极 镀层金属浸入电镀液中与直流电源的正极相连作阳极 阴极 待镀金属制品与直流电源的负极相连作阴极 电镀液 含有镀层金属离子的电解质溶液 特点 电镀时，电解质溶液的浓度保持不变；阳极减少的质量和阴极增加的质量相等；阳极失电子总数和阴极得电子总数相等 3．电解精炼铜 原理 电解精炼粗铜时，通常把纯铜作阴极，把粗通板(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等)作阳极，用CuSO4溶液作电解质溶液，当通以直流电时，作为阳极的粗铜逐渐溶解，在阴极上析出纯铜，这样可得符合电气工业要求的纯度达99.95%～99.98%的铜 电极反应 阳极(粗铜) Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e—===Ni2+，Cu－2e－===Cu2＋ 阴极(纯铜) Cu2＋＋2e－===Cu 如何实现除杂？ 在精炼池的阳极，含杂质的铜不断溶解，比铜更活泼的Zn、Fe、Ni等也会失去电子，但Ag、Au等金属杂质由于失去电子能力比Cu弱，难以在阳极溶解，它们会以单质的形式沉积在精炼池底，形成“阳极泥”。“阳极泥”经分离后可以得到Ag、Au等贵重金属。在阴极，由于溶液中的Zn2+、Fe2+、Ni2+、H+等离子得到电子的能力均比Cu2+弱，且物质的量浓度均比Cu2+小，所以只有Cu2+在阴极获得电子而析出Cu，这样，在阴极就得到了纯铜。长时间电解后，电解质溶液的Cu2+浓度中有所减小，且引入了Zn2+、Fe2+、Ni2+等杂质，需定时除去杂质 特点 铜的电解精炼时，电解质溶液中的Cu2+浓度中有所减小；阳极减少的质量和阴极增加的质量不相等；阳极失电子总数和阴极得电子总数相等 微点拨 电解精炼中，比需要精炼的金属活泼的杂质溶解，而不比需要精炼的金属活泼的杂质会沉积(如：精炼镍时Cu也会沉积) 4、电冶金 (1)金属冶炼的本质：使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程。如Mn＋＋ne－===M (2)电解法适用范围：用于冶炼较活泼的金属(如钾、钠、镁、铝等)，但不能电解其盐溶液，应电解其熔融态 ①电解熔融的氯化钠可制取金属钠 电极反应 阳极 2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极 2Na＋＋2e－===2Na 总反应 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ ②电解熔融的氯化镁制取金属镁 电极反应 阳极 2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极 Mg2＋＋2e－===Mg 总反应 MgCl2Mg＋Cl2↑ ③电解熔融的Al2O3制取金属Al 电极反应 阳极 6O2－－12e－===3O2↑ 阴极 4Al3＋＋12e－===4Al 总反应 2Al2O34Al＋3O2↑ 微点拨 冰晶石(Na3AlF6)作熔剂，降低氧化铝的熔点 注意 ①电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解熔融MgO冶炼镁，因MgO的熔点很高 ②电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，因AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电 【对点训练1】 1．如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法中不正确的是(　　) A．装置中出口①处的物质是氯气，出口②处的物质是氢气 B．该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过 C．装置中发生反应的离子方程式为Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2↑ D．该装置是将电能转化为化学能 2．利用如图所示装置可以在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法正确的是(　　) A．通电后，Ag＋向阳极移动 B．银片与电源负极相连 C．该电解池的阴极反应可表示为Ag＋＋e－===Ag D．当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初 3．利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是(　　) A．电解时以纯铜作阳极 B．电解时阴极发生氧化反应 C．粗铜连接电源负极，其电极反应式是Cu－2e－===Cu2＋ D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥 4．如图甲为锌铜原电池装置，乙为电解熔融氯化钠装置。则下列说法正确的是(　　) A．甲装置中锌为负极，发生还原反应，铜为正极，发生氧化反应 B．甲装置盐桥的作用是使反应过程中ZnSO4溶液和CuSO4溶液保持电中性 C．乙装置中铁极的电极反应式为2Na－2e－===2Na＋ D．乙装置中B是氯气出口，A是钠出口 5．如图所示是用石墨和铁作电极电解饱和食盐水的装置，请填空： （1）X的电极反应式为：___________________________________，Y极的电极材料是_______________。 （2）某同学在实验时误将两种电极材料接反，导致X极上未收集到预期产物，一段时间后又将两极的连接方式纠正过来，发现X极附近出现了白色沉淀，此沉淀是________(填化学式)，其形成原因是： 。 （3） 工业上电解饱和食盐水的方法之一是将两个电极室用离子交换膜隔开(如图所示)，其目的是 ，阳极室(A处)加入________，离子交换膜只许________通过。 6．填空。 （1）KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。 ①写出电解时阴极的电极反应式： 。 ②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为 ，其迁移方向是 。 （2）电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为 ，阴极产生的物质A的化学式为 。 二、电解的有关计算 1．计算类型：电解的相关计算包括两极产物的定量计算(如质量、气体的体积、某元素的化合价、溶液的pH及物质的量浓度等) 2．电解计算的依据 (1)阳极失去的电子数＝阴极得到的电子数 (2)串联电路中通过各电解池的电子总数相等 (3)电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等 3．电解计算的方法 (1)根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等 (2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算 (3)根据关系式计算：根据得失电子守恒的关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式 以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式： (式中M为金属，n为其离子的化合价数值) 注意 在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19 C来计算电路中通过的电量 【对点训练2】 1．在标准状况下，用铂电极电解硫酸铜溶液，当阴极产生12.8 g铜时，阳极放出的气体是(　　) A．1.12 L H2 B．1.12 L O2 C．2.24 L H2 D．2.24 L O2 2．用惰性电极电解饱和食盐水，当电源提供0.2 mol电子时停止通电。若此溶液体积为2 L，则所得电解液的pH是(　　) A．1 B．8 C．13 D．14 3．用石墨电极电解100 mL H2SO4和CuSO4的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况下)，原混合溶液中Cu2＋的物质的量浓度为(　　) A．1 mol·L－1 B．2 mol·L－1 C．3 mol·L－1 D．4 mol·L－1 4．把物质的量均为0.1 mol的CuCl2和H2SO4溶于水制成100 mL的混合溶液，用石墨作电极电解混合溶液，并收集两电极所产生的气体，通电一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同，则下列叙述正确的是(　　) A．电路中共转移0.6NA个电子 B．阳极得到的气体中O2的物质的量为0.2 mol C．阴极质量增加3.2 g D．电解后剩余溶液中硫酸的浓度为1 mol·L－1 5．500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)＝0.6 mol·L－1，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2.24 L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是(　　) A．原混合溶液中c(K＋)为0.2 mol·L－1 B．上述电解过程中共转移0.2 mol电子 C．电解得到的Cu的物质的量为0.05 mol D．电解后溶液中c(H＋)为0.2 mol·L－1 6．在如图所示的装置中，若通直流电5min时，铜电极质量增加2.16g。试回答下列问题 (1)电源中X电极为直流电源的________极 (2)pH变化：A：________，B：________，C：________(填“增大”、“减小”或“不变”) (3)通电5min时，B中共收集224mL(标准状况下)气体，溶液体积为200mL，则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为________(设电解前后溶液体积无变化) (4)若A中KCl足量且溶液的体积也是200mL，电解后，溶液的pH为__________(设电解前后溶液体积无变化) 1．工业上电解饱和食盐水的阴极区产物是(　　) A．氯气 B．氢气和氯气 C．氢气和氢氧化钠 D．氯气和氢氧化钠 2．欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是(　　) A．Ag和AgCl溶液 B．Ag和AgNO3溶液 C．Fe和AgNO3溶液 D．Pt和Ag2SO4溶液 3．在铁制品上镀一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是(　　) A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子 B．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子 C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子 D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子 4．某同学欲在铜钥匙上镀锌，有关说法正确的是(　　) A．用铜钥匙作阳极，石墨棒作阴极，CuSO4溶液作电解质溶液 B．Zn与铜钥匙用导线相连插入ZnSO4溶液中 C．Zn作阳极，铜钥匙作阴极，ZnSO4溶液作电镀液电解 D．在电镀过程中溶液中的Zn2＋浓度减小，Cu2＋浓度增大 5．金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量铁、锌、铜、铂等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性：Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋)(　　) A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－===Ni B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋ D．电解后，电解槽底部的阳极泥中有铜和铂，没有锌、铁、镍 6．海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁，下列有关该电解过程的叙述中，正确的是(　　) A．两个电极必须都用惰性电极 B．阳极可以用金属电极，阴极必须是惰性电极 C．电解熔融状态的氯化镁 D．电解氯化镁的水溶液 7．下列描述中，不符合生产实际的是(　　) A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极 B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极 C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极 8．科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本。相关电解槽装置如图所示，用Cu­Si合金作硅源，在950 ℃利用三层液熔盐进行电解精炼，有关说法不正确的是(　　) A．电子由液态Cu­Si合金流出，从液态铝电极流入 B．液态铝电极与负极相连，作为电解池的阴极 C．在该液相熔体中Cu优先于Si被氧化，Si4＋优先于Cu2＋被还原 D．三层液熔盐的作用是增大电解反应的面积，提高沉硅效率 9．利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是(　　) A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠 B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4 C．海水提镁中，X、Y均为石墨，Z为MgCl2溶液 D．电镀工业中，X是镀层金属，Y是待镀金属 10．21世纪是钛的世纪。在800～1 000 ℃时电解TiO2可制得钛，装置如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．a为电源的正极 B．石墨电极上发生还原反应 C．阴极发生的反应为TiO2＋4e－===Ti＋2O2－ D．每生成0.1 mol Ti，转移0.2 mol电子 11．用石墨电极电解CuSO4溶液一段时间后，向所得溶液中加入0.2 mol Cu(OH)2后，恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则电解过程中转移电子的物质的量为(　　) A．0.4 mol B．0.5 mol C．0.6 mol D．0.8 mol 12．用石墨作电极电解1 000 mL硝酸钾和硝酸铜的混合溶液，当通电一段时间后，两极都收集到112 mL气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为1 000 mL，则电解后溶液的pH为(　　) A．4 B．3 C．2 D．1 13．将两个惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解，当电解质溶液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有H2逸出，且电解质溶液在电解前后体积变化可以忽略)，则电极上析出银的质量是(　　) A．27 mg B．54 mg C．108 mg D．216 mg 14．用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L氧气(标准状况)，从而可知M的相对原子质量是(　　) A． B． C． D． 15．有三个烧杯，分别盛有氯化铜、氯化钾和硝酸银三种溶液(物质的量均为1 mol)，均以Pt作电极，将它们串联在一起电解一定时间，测得电极增重总和2.8 g，这时产生的有色气体与无色气体的物质的量之比为(　　) A．4∶1 B．1∶1 C．4∶3 D．3∶4 16．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，纵轴表示电解过程中产生气体的总体积。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．PQ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 17．中学阶段介绍的应用电解法制备物质主要有三种：一是铝的工业制备，二是氯碱工业，三是金属钠的制备。下列关于这三种工业生产的描述中正确的是(　　) A．电解法制金属钠时，阳极反应式：Na＋＋e－===Na B．电解法生产铝时，需对铝土矿进行提纯，在提纯过程中应用了氧化铝或氢氧化铝的两性 C．在氯碱工业中，电解池中的阴极产生的是H2，NaOH在阳极附近产生 D．氯碱工业和金属钠的冶炼都用到了NaCl，在电解时它们的阴极都是Cl－失电子 18．关于图中电化学装置，有关叙述正确的是(　　) A．装置①的石墨电极上会析出金属钠 B．装置②中随着电解的进行左边电极会产生红色的铜 C．装置③中的离子交换膜为阴离子交换膜 D．装置④的待镀铁制品应与电源正极相连 19．以石墨电极电解200 mL CuSO4溶液，电解过程中转移电子的物质的量n(e－)与产生气体总体积V(标准状况)的关系如图所示，下列说法中正确的是(　　) A．电解前CuSO4溶液的物质的量浓度为2 mol·L－1 B．忽略溶液体积变化，电解后所得溶液中c(H＋)＝2 mol·L－1 C．当n(e－)＝0.6 mol时，V(H2)∶V(O2)＝3∶2 D．向电解后的溶液中加入16 g CuO，则溶液可恢复到电解前的浓度 20．某科研实验小组用EIS膜池构型的电渗析装置电解磷酸钠和硫酸制备磷酸二氢钠，装置如图所示，下列有关说法错误的是(　　) A．电极电势：a<b B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．阴极的电极反应式为2H+ +2e- =H2↑ D．电渗析过程中阳极液的pH不断减小 21．电解的应用比较广泛，回答下列问题： (1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是________ a．Fe2O3 b．NaCl c．Cu2S d．Al2O3 (2)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_____ a．电能全部转化为化学能 b．粗铜接电源正极，发生氧化反应 c．溶液中Cu2＋向阳极移动 d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属 e．若阳极质量减少64 g，则转移电子数为2NA f．SO的物质的量浓度不变(不考虑溶液体积变化) (3)如图为电解精炼银的示意图，________(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为_______________________ (4)以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为____________________；取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因为____________________ (5)利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为__________(填化学式)溶液，阳极电极反应式为 ，电解过程中Li＋向________(填“A”或“B”)电极迁移 (6)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为______________________。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为________ 22．工业上处理含Cr2O的酸性工业废水常用以下方法：①往工业废水里加入适量的NaCl，搅拌均匀；②用Fe作电极进行电解，经过一段时间后有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀产生；③过滤回收沉淀，废水达到排放标准。试回答： (1)电解时的电极反应：阳极为__________________________，阴极为_________________________ (2)Cr2O转变成Cr3＋的离子方程式：__________________________________________________________ (3)电解过程中Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀是怎样产生的？____________________________________________ (4)能否用Cu电极来代替Fe电极？________(填“能”或“不能”)，简述理由：___________________________ 23．甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。下图是甲醇燃料电池工作的示意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极。工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同。 (1)甲中负极的电极反应式为__________________________________ (2)乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为________________ (3)丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如下图，则图中②线表示的是______的变化；反应结束后，要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀，需要 mL 5.0 mol·L－1 NaOH溶液 24．按如图1所示装置进行电解，A、B、C、D均为铂电极，回答下列问题。 (1)甲槽电解的是200 mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图2所示(气体体积已换算成标准状况下的体积，电解前后溶液的体积变化忽略不计)。 ①原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为______mol·L－1，CuSO4的物质的量浓度为________mol·L－1 ②t2时所得溶液的pH＝________ (2)乙槽为200 mL CuSO4溶液，乙槽内电解的总离子方程式：_______________________________ ①当C极析出0.64 g物质时，乙槽溶液中生成的H2SO4为____mol。电解后，若使乙槽内的溶液完全复原，可向乙槽中加入______ A．Cu(OH)2　　　　　　B．CuO C．CuCO3 D．Cu2(OH)2CO3 ②若通电一段时间后，向所得的乙槽溶液中加入0.2 mol的Cu(OH)2才能恰好恢复到电解前的浓度，则电解过程中转移的电子数为________ 25．用惰性电极按下图中装置完成实验，其中A、B两烧杯分别盛放200 g 10% NaOH溶液和足量CuSO4溶液。通电一段时间后，c极上有Cu析出，又测得A烧杯溶液中NaOH的质量分数为10.23%。试回答下列问题： (1)电源的P极为________极 (2)b极产生气体的体积为________L(标准状况) (3)c极上析出Cu的质量为________g (4)d极上所发生的电极反应为_________________________________________ 26．请按要求回答下列问题。 （1）根据图1回答①②： ①打开，闭合，极现象 ，极的电极反应式为 。 ②打开，闭合，极可观察到的现象是 ，极的电极反应式为 。 （2）根据图2回答③④： ③石墨电极的电极反应式为 。 ④实验完成后，铜电极增重，石墨电极产生标准状况下的气体体积_______。 答案及解析 【对点训练1】 1．C。解析：由图看出①处为电解池阳极产生氯气，②处为电解池阴极产生氢气，A对；该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过，能防止氯气与碱反应，且在阴极区得到浓度较高的烧碱溶液，B对；电解饱和食盐水有烧碱生成且H2O应写化学式，C错；电解装置是将电能转化为化学能的装置，D对。 2．C。解析：铜牌上镀银，银片为阳极，Ag＋向阴极移动，阴极反应为Ag＋＋e－===Ag。由于实验中镀层不可能非常均匀致密，所以将电源反接，阳极上Cu、Ag均会溶解，铜牌不可能恢复如初。 3．D。解析：电解精炼铜时，粗铜应作阳极，纯铜作阴极，故A错误；阳极与电池的正极相连，发生氧化反应，阴极与电池的负极相连，发生还原反应，故B错误；粗铜连接电源的正极，发生氧化反应，故C错误；金属的活动性顺序为Zn>Fe>Cu>Ag>Pt，因此Ag、Pt不会放电，以单质形式在阳极附近沉积下来，故D正确。 4．B。解析：甲装置为原电池，Zn为负极，发生氧化反应，Cu为正极，发生还原反应，A错误；乙装置中铁为阴极，反应式为2Na＋＋2e－===2Na，石墨为阳极，反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，A是Cl2出口，B是Na出口，C、D错误。 5．【答案】2Cl－－2e－===Cl2↑ Fe Fe(OH)2铁作阳极时被氧化为Fe2＋，纠正错误后，这一端又变为阴极，2H＋＋2e－===H2↑，生成的OH－与Fe2＋结合成Fe(OH)2防止H2与Cl2混合发生爆炸，防止Cl2与NaOH反应生成NaClO，使NaOH不纯 饱和食盐水 Na＋ 【解析】（1）X与电源正极相连应为阳极，Y与电源负极相连应为阴极； （2）将两种电极材料接反，铁作阳极时被氧化为Fe2＋，生成的OH－与Fe2＋结合成Fe(OH)2； （3）将两个极室用离子交换膜隔开，其目的是防止H2与Cl2混合爆炸，防止Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO使NaOH溶液不纯；阳极上氯离子失电子生成氯气，所以阳极室加入的是饱和食盐水；阴极室加入的是水或稀的氢氧化钠溶液，所以离子交换膜只许Na+离子通过。 【详解】（1）由图可知X与电源正极相连应为阳极，电极反应式：2Cl－－2e－=Cl2↑，电极材料为石墨，则Y极电极材料为Fe；故答案为2Cl－－2e－=Cl2↑，Fe。 （2）将两种电极材料接反，铁作阳极时被氧化为Fe2＋，纠正错误后，这一端又变为阴极，2H＋＋2e－===H2↑，生成的OH－与Fe2＋结合成Fe(OH)2，故答案为Fe(OH)2；铁作阳极时被氧化为Fe2＋，纠正错误后，这一端又变为阴极，2H＋＋2e－===H2↑，生成的OH－与Fe2＋结合成Fe(OH)2。 （3）工业上电解饱和食盐水的方法之一，是将两个极室用离子交换膜隔开，其目的是防止H2与Cl2混合爆炸，防止Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO使NaOH溶液不纯；阳极上氯离子失电子生成氯气，所以阳极室加入的是饱和食盐水；阴极上氢离子得电子生成氢气，和氢氧根离子，钠离子向阴极移动在阴极与氢氧根离子结合生成氢氧化钠，所以阴极室加入的是水或稀的氢氧化钠溶液，所以离子交换膜只许Na+离子通过；故答案为防止H2与Cl2混合发生爆炸，防止Cl2与NaOH反应生成NaClO，使NaOH不纯；饱和食盐水；Na＋。 6．【答案】（1）2H2O+2e-=2OH-+H2↑ K+ 由a到b （2）4CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2↑ H2 【解析】 （1）①电解时，阴极水电离出的氢离子得电子生成氢气，阴极的电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑ 。 ②溶液中的阳离子主要是钾离子，电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为K+，通电时，阳离子向阴极移动，所以其迁移方向是由a到b； （2） 根据图示可知，阳极生成碳酸氢钠和氧气，阳极的电极反应式为4CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2↑，阴极氢离子得电子生成氢气，产生的物质A的化学式为H2。 【对点训练2】 1．D。解析：溶液中有Cu2＋、H＋及SO、OH－四种离子，得电子能力Cu2＋>H＋，失电子能力OH－>SO，阴极反应为2Cu2＋＋4e－===2Cu，阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，总反应为2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑。n(Cu)＝12.8 g÷64 g·mol－1＝0.2 mol，n(O2)＝0.1 mol，在标准状况下体积为2.24 L，D正确。 2．C。解析：电解饱和食盐水时供给0.2 mol电子，则消耗的H＋为0.2 mol，同时产生OH－为0.2 mol，溶液体积为2 L，pH＝13。 3．A。解析　根据题设条件，两极上电极反应式为阴极：首先Cu2＋＋2e－===Cu，然后2H＋＋2e－===H2↑；阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。既然阴极上收集到H2，说明Cu2＋已完全放电，根据电子守恒，阴极上Cu2＋、H＋得电子总数应等于OH－失电子总数。析出0.1 mol H2获得0.2 mol电子，析出0.1 mol O2失去0.4 mol电子，所以有0.1 mol Cu2＋放电，获得0.2 mol电子，c(Cu2＋)＝0.1 mol/0.1 L＝1 mol·L－1。 4．A 5．A。解析：石墨作电极电解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极先后发生两个反应：Cu2＋＋2e－===Cu,2H＋＋2e－===H2↑。从收集到O2为2.24 L可推知上述电解过程中共转移0.4 mol 电子，而在生成2.24 L H2的过程中转移0.2 mol电子，所以Cu2＋共得到0.4 mol－0.2 mol＝0.2 mol电子，电解前Cu2＋的物质的量和电解得到的Cu的物质的量都为 0.1 mol。电解前后分别有以下守恒关系：c(K＋)＋2c(Cu2＋)＝c(NO)，c(K＋)＋c(H＋)＝c(NO)，不难算出：电解前c(K＋)＝0.2 mol·L－1，电解后c(H＋)＝0.4 mol·L－1。 6．(1)负　 (2)增大　减小　不变　 (3)0.025mol·L－1　 (4)13 解析：(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变为Ag，所以质量增加的铜电极是阴极，则银电极是阳极，Y是正极，X是负极。(2)电解KCl溶液生成KOH，溶液pH增大；电解CuSO4溶液生成H2SO4，溶液pH减小；电解AgNO3溶液，银为阳极，不断溶解，Ag＋浓度基本不变，pH不变。(3)通电5min时，C中析出0.02molAg，电路中通过0.02mol电子。B中共收集0.01mol气体，若该气体全为氧气，则电路中需通过0.04mol电子，电子转移不守恒。因此，B中电解分为两个阶段，先电解CuSO4溶液，生成O2，后电解水，生成O2和H2，B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，则4x＋4y＝0.02mol(电子转移守恒)，x＋3y＝0.01mol(气体体积之和)，解得x＝y＝0.0025mol，所以n(CuSO4)＝2×0.0025mol＝0.005mol，c(CuSO4)＝0.005mol÷0.2L＝0.025mol·L－1。(4)通电5min时，A中放出0.01molH2，溶液中生成0.02molKOH，c(OH－)＝0.02mol÷0.2L＝0.1mol·L－1，pH＝13。 1． C。解析：用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，破坏水的电离平衡，阴极区域OH－与Na＋结合成NaOH。 2．B。解析：电镀槽中，要求镀件作阴极，可用镀层金属作阳极，电镀液通常采用含有镀层金属离子的可溶性盐溶液，A、D项中AgCl和Ag2SO4均为沉淀，只有B项符合要求。 3．A。解析：电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，含有镀层金属离子的溶液作电镀液。 4．C。解析：锌为镀层金属，需作阳极，铜钥匙为镀件，需作阴极，含有镀层金属离子的溶液作电解液。 5．D。解析：电解精炼镍时，粗镍作阳极，纯镍作阴极，电解质溶液中含有Ni2＋，则阳极发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Ni－2e－===Ni2＋，阴极电极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni，因此，电解过程中阳极减少的质量不等于阴极增加的质量，电解后，溶液中存在的金属阳离子有Fe2＋、Ni2＋、Zn2＋，电解槽底部的阳极泥中只有铜和铂，没有锌、铁、镍。 6．C。解析：电解MgCl2获取金属镁，也就是说镁离子需要得电子，如果在水溶液中，水电离的氢离子会优先得电子，因此只能在熔融状态下进行。在阴极发生的是镁离子得到电子的反应，对电极材料没有要求，在阳极上发生失电子的反应，如果使用活性电极时会失电子，所以阳极必须用惰性电极。 7．A。解析：电解池的阳极发生失电子的氧化反应、阴极发生得电子的还原反应。电解熔融的Al2O3制Al时，若用Fe作阳极，会发生反应Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋移动到阴极上发生反应Fe2＋＋2e－===Fe，使得到的Al不纯。 8．C。解析　由图可知该装置为电解池，Si4＋在液态铝电极得电子转化为Si，所以液态铝电极为阴极，连接电源负极，则Cu­Si合金所在电极为阳极，与电源正极相接，三层液熔盐在电解槽中充当电解质，可以供离子自由移动，并增大电解反应面积，提高硅沉积效率。液态铝为阴极，连接电源负极，所以电子流入液态铝，液态Cu­Si合金为阳极，电子由液态Cu­Si合金流出，故A正确；铝电极上Si4＋得电子还原为Si，故该电极为阴极，与电源负极相连，故B正确；电解池的阳极上Si失电子转化为Si4＋，阴极反应为Si4＋得电子转化为Si，所以Si优先于Cu被氧化，故C错误；使用三层液熔盐可以有效增大电解反应的面积，使单质硅高效率在液态铝电极上沉积，故D正确。 9．D。解析　氯碱工业上，用惰性电极电解饱和氯化钠溶液，阴极附近得到氢氧化钠，即Y附近能得到氢氧化钠，故A错误；铜的精炼中，粗铜作阳极X，纯铜作阴极Y，硫酸铜溶液作电解质溶液，故B错误；海水提镁中，X、Y均为石墨，电解熔融的氯化镁，故C错误；电镀工业上，Y是待镀金属，X是镀层金属，故D正确。 10．C。解析　由O2－的移动方向可知，b为电源正极，A错误；石墨电极作阳极，发生氧化反应，B错误；每生成0.1 mol Ti，转移0.4 mol电子，D错误。 11．D。解析：将Cu(OH)2改写为CuO·H2O，根据CuO·H2O知，阳极上OH－放电生成O2，阴极上Cu2＋和H＋放电生成Cu和H2，根据氧原子守恒得n(O2)＝n[Cu(OH)2]＝0.2 mol，则转移电子的物质的量为0.2 mol×4＝0.8 mol，故D正确。 12．C。解析：阳极产生氧气0.005 mol，阴极产生氢气0.005 mol。由2H2O2H2↑＋O2↑可知，阴极产生0.005 mol氢气时，阳极产生氧气0.002 5 mol；由2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑可知，产生n(H＋)＝(0.005 mol－0.002 5 mol)×4＝0.01 mol，c(H＋)＝0.01 mol·L－1，pH＝2。 13．B。解析：当电解液的pH从6.0变为3.0时，氢离子的浓度由10－6 mol·L－1变为10－3 mol·L－1，硝酸的浓度等于氢离子的浓度，则n(HNO3)＝(10－3 mol·L－1－10－6 mol·L－1)×0.5 L≈5×10－4 mol 设生成银x g，则 4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3 4×108 g 4 mol x g 5×10－4 mol ＝， 解得x＝0.054，即为54 mg，故选B。 14．C。解析：生成b L O2(标准状况)转移电子为 mol，据电子守恒得到M的物质的量为 mol＝ mol，则M的摩尔质量为a g÷ mol＝ g/mol，M的相对原子质量为。 15．C。解析：串联电路中，相同时间内各电极得电子或失电子的物质的量相同，各电极上放出气体的物质的量之比为定值。不必注意电极增重是多少，只要判断出生成何种气体及生成一定物质的量该气体所得到或失去电子的物质的量，就可以通过得失电子守恒，判断气体的物质的量之比。第一个烧杯中放出Cl2，第二个烧杯中放出Cl2和H2，第三个烧杯中放出O2。当有1 mol电子转移时，生成的气体的物质的量分别是0.5 mol、0.5 mol、0.5 mol和0.25 mol。所以共放出有色气体(Cl2)0.5 mol＋0.5 mol＝1 mol，无色气体(H2和O2)0.5 mol＋0.25 mol＝0.75 mol。 16．B。解析：惰性材料作电极电解CuSO4溶液，OH－的放电顺序大于SO，阳极电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋；Cu2＋放电顺序大于H＋，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。O→P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；N极为阴极，先有红色铜析出，析出完全后H＋开始放电产生H2，B错误；P点时Cu2＋完全反应，所以P→Q电解过程中，实质上就是电解水，阴极产生氢气，阳极产生氧气，C正确；若M电极材料换成Cu，阳极反应式：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。 17．B。解析：A项，阴极反应式为Na＋＋e－===Na，错误；B项，氧化铝和氢氧化铝具有两性，在分离提纯时可用NaOH溶液将其溶解，过滤除去难溶物，再将AlO转化成Al(OH)3，Al(OH)3热分解即得Al2O3，正确；C项，阴极产物为H2和NaOH，阳极产物为Cl2，错误；D项，阳极都是Cl－失电子，错误。 18．B A．装置①中阴极上金属离子放电生成单质，即金属单质在铁电极上生成，故A错误； B．装置②中铜离子在阴极得电子，则随着电解的进行左边电极会产生红色的铜，故B正确； C．装置③中右边得到浓氢氧化钠溶液，左边得到淡盐水，故钠离子向右移动，所以离子交换膜为阳离子交换膜，故C错误； D．装置④中，电镀池中，镀层作电解池阳极，待镀金属作阴极，则待镀铁制品应与电源负极相连，故D错误； 故答案为B。 19．B。解析：电解CuSO4溶液时，阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，若阴极上没有氢离子放电，则图中气体体积与转移电子物质的量的关系曲线是直线，而题图中是折线，说明阴极上还发生反应：2H＋＋2e－===H2↑。当转移0.4 mol电子时，Cu2＋恰好完全析出，n(Cu2＋)＝＝0.2 mol，根据铜原子守恒得，c(CuSO4)＝c(Cu2＋)＝＝1 mol·L－1，A项错误；当转移0.4 mol电子时，生成n(H2SO4)＝0.2 mol，随后相当于电解水，因为忽略溶液体积变化，所以电解后所得溶液中c(H＋)＝＝2 mol·L－1，B项正确；当n(e－)＝0.6 mol时，发生反应：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4、2H2O2H2↑＋O2↑，n(H2)＝0.1 mol，n(O2)＝0.1 mol＋0.05 mol＝0.15 mol，所以V(H2)∶V(O2)＝0.1 mol∶0.15 mol＝2∶3，C项错误；因电解后从溶液中析出Cu、O2、H2，所以只加入CuO不能使溶液恢复到电解前的浓度，D项错误。 20．D A．由装置图可知，b是阳极、a是阴极，电极电势:a<b，故A正确； B．离子交换膜允许Na+通过，质子交换膜允许H+通过，在反应室中H+与PO结合生成H2PO，所以离子交换膜为阳离子交换膜，故B正确； C．阴极得电子发生还原反应，电极反应式为2H+ +2e- =H2↑，故C正确； D．阳极的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，H+通过质子交换膜进入反应室，阳极液的pH不变，故D错误；选D。 21．(1)bd　 (2)bdf　 (3)a　NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O(或NO＋4H＋＋3e－===NO↑＋2H2O、2NO＋O2===2NO2)　 (4)2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋　HCO与H＋反应放出气体，c(H＋)减小，平衡Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋向右移动，产生Al(OH)3沉淀　 (5)LiOH　2Cl－－2e－===Cl2↑　B　 (6)负　4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl　H2 解析：(1)电解法适合冶炼Na、Mg、Al等强还原性金属，在熔融状态下，分别电解NaCl、Al2O3冶炼Na和Al。Fe和Cu的还原性较弱，用Fe2O3、Cu2S等冶炼相应金属时，采用加还原剂还原法。 (2)以CuSO4溶液为电解质溶液电解精炼铜时，粗铜作阳极，发生氧化反应，纯铜作阴极，发生还原反应。Al、Zn、Cu在阳极被氧化，不活泼金属Au、Pt、Ag在阳极附近沉积，形成阳极泥，电解质溶液中Cu2＋向阴极移动，电解过程中，电能转化为化学能和热能，在溶液体积不变时，电解质溶液中c(SO)不变。阳极质量减少的64 g 包括Al、Zn及Cu，故当阳极质量减少64 g，电子转移数目不等于2NA。 (3)电解精炼银与电解精炼铜原理相似。电解精炼银装置中，含有杂质的粗银作阳极，电解池的阳极与电源的正极相连，则该装置中a极为杂质的粗银。该电解池的b极为阴极，阴极上有红棕色气体，则知NO被还原为NO2，电极反应式为NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O。 (5)根据电解装置图，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，B区产生H2，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，剩余OH－与Li＋结合生成LiOH，所以B极区电解液为LiOH溶液，B电极为阴极，则A电极为阳极，阳极区电解液为LiCl溶液，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，电解过程中Li＋向B电极迁移。 (6)在钢制品上电镀铝，故钢制品作阴极，与电源负极相连。由于电镀过程中“不产生其他阳离子且有机阳离子不参与电极反应”，Al元素在熔融盐中以Al2Cl和AlCl形式存在，则电镀过程中负极电极反应式为4Al2Cl＋ 3e－===Al＋7AlCl。水溶液中得电子能力Al3＋<H＋，故阴极上的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。 22．(1)Fe－2e－===Fe2＋　2H＋＋2e－===H2↑ (2)6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O (3)在阴极反应及Cr2O与Fe2＋反应的过程中，将消耗大量的H＋，使溶液pH上升，促进Fe3＋、Cr3＋水解并最终转化为Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀 (4)不能　因为阴极产生的Cu2＋不能将Cr2O还原为Cr3＋ 解析：由于Cr(＋6价)的化合物毒性远高于Cr(＋3价)的化合物，将Cr(＋6价)转化为Cr(＋3价)，对废水进行处理是电化学知识在实际生活中的具体运用。在处理有关问题时，应注意思维的有序性：首先应考虑溶液中阴、阳离子的定向移动；然后再考虑阴、阳极按放电顺序可能发生的电极反应。阴极：2H＋＋2e－===H2↑，阳极：Fe－2e－===Fe2＋，产生的Fe2＋在向阴极移动的过程中与向阳极移动的Cr2O相遇，发生氧化还原反应：6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O，使Cr2O转化为Cr3＋，同时Fe2＋也转化为Fe3＋，在以上电解的阴极反应及Fe2＋与Cr2O的氧化还原反应中消耗了大量的H＋，溶液的pH不断变大，有利于Fe3＋、Cr3＋生成相应的Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀。若将Fe电极改为Cu电极，由于产生的Cu2＋不能将Cr2O转化为毒性较低的Cr3＋，显然是不行的。 23．(1)CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O　 (2)2.24 L　 (3)Fe2＋　280 解析：(1)甲醇燃料电池是原电池反应，甲醇在负极失电子发生氧化反应，电极反应为CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O。(2)工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同，分析电极反应，B为阴极，溶液中铜离子析出，氢离子得到电子生成氢气，设生成气体物质的量为x，溶液中铜离子物质的量为0.1 mol，电极反应为 Cu2＋　＋　2e－===Cu， 0.1 mol 0.2 mol 2H＋　＋　 2e－===H2↑， 2x 　　x A电极为阳极，溶液中的氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应为 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 4x x 得到0.2 mol＋2x＝4x， x＝0.1 mol 乙中A极析出的气体是氧气，物质的量为0.1 mol，在标准状况下的体积为2.24 L。(3)根据转移电子的物质的量和金属阳离子的物质的量的变化，可知，铜离子从无到有逐渐增多，铁离子物质的量逐渐减小，亚铁离子物质的量逐渐增大，①为Fe3＋，②为Fe2＋，③为Cu2＋，依据(2)计算得到电子转移为0.4 mol，当电子转移为0.4 mol时，丙中阳极电极反应Cu－2e－===Cu2＋，生成Cu2＋物质的量为0.2 mol，由图像分析可知：反应前，丙装置中n(Fe3＋)＝0.4 mol，n(Fe2＋)＝0.1 mol，当电子转移0.4 mol时，Fe3＋完全反应，生成0.4 mol Fe2＋，则反应结束后，Fe2＋的物质的量为0.5 mol，Cu2＋的物质的量为0.2 mol，所以需要加入NaOH溶液1.4 mol，所以NaOH溶液的体积为＝0.28 L＝280 mL。 24．(1)①0.1　0.1　 ②1 (2)2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ ①0.01　BC　 ②0.8NA 解析：(1)①A、B、C、D均为惰性电极Pt，甲槽电解NaCl和CuSO4的混合液，阳极上离子放电顺序为Cl－＞ OH－＞SO，阴极上离子放电顺序为Cu2＋＞H＋＞Na＋，开始阶段阴极上析出Cu，阳极上产生Cl2，则题图2中曲线Ⅰ代表阴极产生气体体积的变化，曲线Ⅱ代表阳极产生气体体积的变化。阳极上发生的反应依次为2Cl－－2e－===Cl2↑、4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，由曲线Ⅱ可知，Cl－放电完全时生成224 mL Cl2，根据Cl原子守恒可知，溶液中c(NaCl)＝＝0.1 mol·L－1；阴极上发生的反应依次为Cu2＋＋2e－===Cu、2H＋＋2e－===H2↑，由曲线Ⅱ可知Cu2＋放电完全时，阳极上产生224 mL Cl2和112 mL O2，则电路中转移电子的物质的量为0.01 mol×2＋0.005 mol×4＝0.04 mol，据得失电子守恒可知n(Cu2＋)＝0.04 mol×＝0.02 mol，故混合液中c(CuSO4)＝＝0.1 mol·L－1。②0～t1时间内相当于电解CuCl2，电解反应式为CuCl2Cu＋Cl2↑，t1～t2时间内相当于电解CuSO4，而电解CuSO4溶液的离子反应为2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋，则生成H＋的物质的量为0.005 mol×4＝0.02 mol，则有c(H＋)＝＝0.1 mol·L－1，故溶液的pH＝1。(2)电解CuSO4溶液时，Cu2＋在阴极放电，水电离的OH－在阳极放电，电解的总离子方程式为2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋。①C极为阴极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，析出0.64 g Cu(即0.01 mol)时，生成H2SO4的物质的量也为0.01 mol。电解CuSO4溶液时，阴极析出Cu，阳极上产生O2，故可向电解质溶液中加入CuO、CuCO3等使电解质溶液完全复原。②加入0.2 mol Cu(OH)2相当于加入0.2 mol CuO和0.2 mol H2O，则电解过程中转移电子的物质的量为0.2 mol×2＋0.2 mol×2＝0.8 mol，即0.8NA个电子。 25．(1)负　 (2)2.8　 (3)16 (4)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 解析：m(NaOH)＝200 g×10%＝20 g。电解后溶液的质量为＝195.5 g。被电解的水的质量为200 g－195.5 g＝4.5 g，其物质的量为0.25 mol。由此可知，b极产生的O2为0.125 mol，其在标准状况下的体积为2.8 L。根据电子得失守恒得：0.125 mol×4＝n(Cu)×2，解得n(Cu)＝0.25 mol，则m(Cu)＝16 g。 26．（1）锌不断溶解（或A极越来越细，答案合理即可）Cu2++2e-=Cu锌极镀上一层红色的物质（答案合理即可） Cu-2e-=Cu2+ （2）2H2O-4e-=O2↑+4H+；0.175a 【分析】（1）①根据图示装置可知，若打开，闭合，形成原电池反应原理，则Zn（A极）为负极被氧化不断溶解，电极越来越细，而Cu（B极）为正极，发生还原反应生成铜，电极变粗，所以电极方程式为Cu2++2e-=Cu； ②打开，闭合，为电镀原理，即属于电解池的工作原理，则Cu为阳极被氧化，发生的电极反应为Cu-2e-=Cu2+，Zn为阴极，溶液中的铜离子得电子在该极发生还原反应：Cu2++2e-=Cu，锌极镀上一层红色的铜； （2）③根据图2装置可知，该反应原理为电解池，石墨为阳极，水失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，其电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+； ④该装置发生电解反应的总离子方程式为：2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；铜电极增重a g，则n(Cu)==mol，则转移mol电子，由2H2O-4e-=O2↑+4H+可知，生成n(O2)=mol，根据V=nVm可知，氧气的体积为×22.4L/mol=0.175a L。 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $$