高中化学人教版（2019）选择性必修1第四章实验活动4简单的电镀实验
一、单选题
1．（2021高二下·嘉兴期末）电镀废液中 可通过下列反应转化成铬黄 ： ΔH< 0
该反应达平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】化学平衡转化过程中的变化曲线；电镀
【解析】【解答】A.该反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，生成物的物质的量浓度减小，反应物的物质的量浓度增大，平衡常数随着温度的升高而减小，故A符合题意
B.pH增大，c(H+)减小，平衡向正反应方向移动，重铬酸根离子转化率增大，故B不符合题意
C.温度升高，正逆反应速率增大，故C不符合题意
D.增大反应物Pb2+的物质的量浓度，平衡正向移动，另一反应物重铬酸根离子的物质的量减小，故D不符合题意
故答案为：A
【分析】根据反应方程式 ΔH< 0 ，温度升高正逆速率均增大，且平衡逆向移动，因此平衡常数减小，当pH增大时促进正反应的发生，导致平衡右移，增加铅离子的浓度重铬酸根转化率增大，浓度降低
2．（2021·成都模拟）利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用，下列说法正确的是（ ）
A．氯碱工业中，X电极上的反应式是4OH--4e-＝2H2O+O2↑
B．电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2+浓度不变
C．在铁片上镀铜时，每转移2mol电子，Y极增重64g
D．制取金属铝时，Z是熔融的氯化铝
【答案】C
【知识点】铜的电解精炼；电极反应和电池反应方程式；电镀；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由图可知，X电极跟电源的正极相连，X为电解池的阳极，氯离子在阳极失电子发生氧化反应生成氯气，电极反应式为2Cl-－2e-＝Cl2↑，A项不符合题意；
B．精炼铜时，电解液为含Cu2＋的溶液，粗铜除含有Cu外，还含有比铜活泼的锌、铁等杂质，锌、铁和铜在阳极发生氧化反应生成离子，而阴极上只有Cu2＋得电子发生还原反应生成铜，则Z溶液中的Cu2+浓度减小，B项不符合题意；
C．由图可知，Y电极与电源的负极相连，Y为电解池的阴极。在铁片上镀铜时，铁片作阴极，铜作阳极，CuSO4溶液作电镀液。阴极发生还原反应：Cu2++2e-＝Cu。当转移2mol电子时，根据电极反应式可知，此时阴极生成1molCu，即Y电极上增重64g。C项符合题意；
D．氯化铝为共价化合物，熔融时不导电，制取金属铝，采用的是电解熔融氧化铝的方法，故制取金属铝时，Z是熔融的氧化铝。D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.X连接的时阳极，阳极吸引氯离子个氢氧根离子，但氯离子先失去电子
B.电解精炼铜时，阳极用的是粗铜，粗铜里含有铁、铜、锌等金属，导致浓度减小
C.铁上镀铜，铜离子在阴极即铁片上得到电子即可计算出质量
D.一般制取金属铝，采用的是电解熔融的氧化铝
3．（2021高二下·郫都期中）利用如图所示装置（示意图），当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛用于工业生产。下列说法中错误的是（ ）
A．氯碱工业中，Y附近能得到氢氧化钠溶液
B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4
C．电镀工业中，Y是待镀金属，X是镀层金属
D．外加电流的阴极保护法中，Y是待保护金属
【答案】B
【知识点】铜的电解精炼；以氯碱工业为基础的化工生产简介；电镀；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．Y是阴极，氯碱工业中，Y附反应式是 ，Y极得到氢氧化钠溶液，故A不符合题意；
B．X是阳极、Y是阴极，铜的精炼中， X是粗铜，Y是纯铜，Z是CuSO4，故B符合题意；
C．X是阳极、Y是阴极，电镀工业中，待镀金属作阴极，镀层金属作阳极，故C不符合题意；
D．Y是阴极，外加电流的阴极保护法中，待保护金属作阴极，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.Y极是负极，吸引大量的氢离子得到电子放电，留下大量的氢氧根离子姓曾氢氧化钠溶液
B.铜的精炼中，纯铜做阴极，粗铜做阳极，电解质溶液为硫酸铜
C.电镀工业中，镀层金属在阳极，待镀金属在阴极
D.外加电流保护金属时，保护金属在阴极极连接Y极
4．（2021高二下·温州期中）下列说法错误的是（ ）
A．燃煤发电和潮汐发电均是将化学能转化为电能
B．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法
C．铁表面镀锌时，铁作阴极
D．使用植物秸秆转化而来的乙醇为燃料，不会额外增加大气中 的含量
【答案】A
【知识点】化学反应中能量的转化；金属的电化学腐蚀与防护；电镀
【解析】【解答】A．燃煤发电是将化学能转化为电能，潮汐发电是潮汐能转化为电能，故A符合题意；
B．镁的活泼性大于铁，电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法，故B不符合题意；
C．电镀时，镀件做阴极、镀层金属做阳极，铁表面镀锌时，铁作阴极，故C不符合题意；
D．秸秆是一种可再生能源，根据碳元素守恒，使用植物秸秆转化而来的乙醇为燃料，不会额外增加大气中 的含量，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．潮汐能转化为电能；
B．依据牺牲阳极的阴极保护法；
C．电镀时，镀件做阴极；
D．根据碳元素守恒，进行分析；
5．（2021高二下·吴中期中）下列有关说法正确的是（ ）
A．钢铁水闸可用牺牲阳极的阴极保护法或外加电流的阴极保护法进行保护
B．铜锌原电池中，盐桥中的 和 分别移向负极和正极
C．铅蓄电池放电时负极质量减轻，充电时阳极质量增加
D．在铁片上镀锌时，将铁片与电源的正极相连
【答案】A
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；原电池工作原理及应用；电镀；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法，铁分别为正极和阴极，都发生还原反应，可防止被氧化，故A符合题意；
B．铜锌原电池中，盐桥中的 和 分别移向正极和负极，故B不符合题意；
C．铅蓄电池放电时，负极反应为：Pb- 2e- +SO =PbSO4，充电时阳极反应为PbSO4 + 2H2O- 2e-=PbO2 + 4H++ SO ，所以负极质量增大，阳极质量减小，故C不符合题意；
D．电镀时，镀层金属为阳极，待镀金属作阴极，则在铁片上镀锌，铁片与电源的负极相连，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.牺牲阳极是形成原电池利用活泼金属做负极达到保护负极的目的，外加电流时时利用电解池的原理，将铁作为负极进行保护
B.铜锌电池，锌失去电子，变为阳离子，吸引氯离子，铜极积累大量的电子吸引阳离子
C.铅蓄电池是铅做负极，二氧化铅做正极，放电时，铅失去电子结合硫酸根离子变为硫酸铅质量增加，充电时阳极硫酸铅变为二氧化铅质量减小，
D.铁片上镀锌，铁做负极，锌离子在铁片上得到电子变为锌单质
6．（2021高二下·昆山期中）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
B．电解法精炼粗铜，用粗铜作阴极
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
【答案】B
【知识点】铜的电解精炼；金属冶炼的一般原理；电镀；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．工业上将Al2O3 熔在熔融的冰晶石Na3AlF6中进行电解制取金属铝，符合生产实际，故 A 不符合题意；
B．电解法精炼粗铜时，粗铜作阳极，活性金属如锌、镍在阳极失电子变为阳离子进入溶液中，铜失电子进入溶液，铜离子在阴极得电子，变为纯铜，粗铜做阴极不符合生产实际，故 B 符合题意；
C．电解饱和食盐水制烧碱用涂镍碳钢网作阴极，阴极材料不反应，阳极生成氯气，阴极上是氢离子放电生成氢气和氢氧化钠，符合生产实际，故 C 不符合题意；
D．电镀原理中，镀层金属做阳极，镀件金属做阴极，符合生产实际，故 D 不符合题意；
故答案为：B。
【分析】电解精炼铜时纯铜做的是负极，粗铜做的是正极，其他均正确
7．（2021高二下·扬州开学考）下列各图所示装置能达到实验目的的是（ ）
A．图甲，验证铁的吸氧腐蚀 B．图乙，保护水体中的钢铁设备
C．图丙，在铁制品表面镀锌 D．图丁，测定中和热
【答案】A
【知识点】中和热的测定；电镀；铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】A．图甲，该图是中性条件，发生吸氧腐蚀，A能达到实验目的；
B．图乙，铁比铜活泼，形成原电池时，铁为负极发生氧化反应被腐蚀，故不能用此装置保护水体中的钢铁设备，B不能达到实验目的；
C．图丙，锌比铁活泼，Fe2+得电子能力比Zn2+强，则在阴极上，Fe2+得电子生成铁单质，无法在铁电极上镀锌，应使用硫酸锌做电解液，C不能达到实验目的；
D．图丁，缺少环形玻璃搅拌棒，D不能达到实验目的；
故答案为：A。
【分析】A.在酸性条件下铁发生析氢腐蚀，在中性或碱性条件下发生吸氧腐蚀，
B.应该找比铁活泼的金属
C.镀锌应该是锌离子得到电子
D.需要搅拌使反应充分进行
8．（2021·梅州模拟）如下图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究铜的精炼原理和电镀原理。下列说法正确的是（ ）
A．一段时间后，甲装置中溶液 pH升高
B．电解一段时间后，乙、丙装置中 CuSO4溶液的浓度均不变
C．通入氧气的一极为正极，发生的电极反应为
D．丙装置中实现铁片上镀铜，b 应为铁片
【答案】D
【知识点】电镀；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．甲装置为甲醚燃料电池，电解质显碱性，总反应为CH3OCH3+4OH-+3O2=2CO +5H2O，反应过程中消耗氢氧根，碱性减弱，pH减小，A不符合题意；
B．电解精炼铜时，阴极反应为Cu2++2e-=Cu，而阳极除了Cu反应还有比Cu活泼的金属如Zn、Fe等反应，所以乙装置中CuSO4溶液的浓度会发生改变，B不符合题意；
C．燃料电池中通入氧气的一极发生还原反应，为正极，电解质溶液显碱性，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，C不符合题意；
D．电镀时，镀层金属阳离子在阴极发生还原反应生成金属单质，所以丙装置中实现铁片上镀铜，b 应为铁片，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】甲是原电池，乙是电解精炼铜，丙时电解池，甲中甲醚做负极原料发生氧化反应，并结合大量的氢氧根离子，氧气一端做正极，氧气得到电子发生还原反应，乙中粗铜中的金属失去电子，精铜极铜离子得到电子变成铜单质，导致铜离子浓度变小，丙中在b电极铜离子得到电子变成铜单质，铜离子浓度也减小。
9．（2020高三上·武安期中）若在铜片上镀银时，下列叙述正确的是（ ）
①将铜片接在电池的正极上 ②将银片接在电源的正极上 ③需用CuSO4溶液作电解液 ④在银片上发生的反应是4OH－－4e－=O2↑＋2H2O ⑤需用AgNO3溶液作电解液 ⑥在铜片上发生的反应是Ag＋＋e－=Ag
A．①③⑥ B．②⑤⑥ C．①④⑤⑥ D．②③④⑥
【答案】B
【知识点】电镀
【解析】【解答】依据上述分析可知：①将铜片应接在电源的负极上，①项不符合题意；②将银片应接在电源的正极上，②项符合题意；③若用硫酸铜溶液为电镀液，阴极析出铜，③项不符合题意；④在银片上发生的反应是：2Ag++2e =2Ag，④项不符合题意；⑤需用硝酸银溶液为电镀液，⑤项符合题意；⑥在铜片上发生的反应是：Ag＋＋e－=Ag，⑥项符合题意；
综上所述，②⑤⑥符合题意，
故答案为：B。
【分析】1、镀件作阴极，镀金作阳极
2、和镀金一直的金属离子溶液作电解液
10．（2020高二上·丰台期中）若要在铁钉上镀铜，下列设计正确的是（ ）
选项 接电源正极 接电源负极 电解质溶液
A Cu Fe CuSO4溶液
B Cu Fe FeSO4溶液
C Fe Cu CuSO4溶液
D Fe Cu FeSO4溶液
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【知识点】电镀
【解析】【解答】若要在铁钉上镀铜，铜为镀层金属，铁钉为镀件，因此镀件(铁钉)作阴极，镀层金属(铜)作阳极，电解液为镀层金属盐溶液即硫酸铜、硝酸铜、氯化铜等，连接电源正极的是阳极，连接电源负极的是阴极，故A符合题意。
故答案为A。
【分析】电镀铜，需要设计电解池，且电解池的电解质必须含有铜离子，采用牺牲阳极的阴极保护法，铜做阳极，铁做阴极即可
二、综合题
11．（2021高一下·五莲期中）采用如图所示装置模拟工业生产。已知：钾离子交换摸只让钾离子通过分子及其它离子均不能通过。
回答下列问题：
（1）若在A池中实现铁上镀铜，b电极的电极材料为 。
（2）若A池中a、b电极材料均为惰性电极，电解一段时间后，两极均有气体产生，则向溶液中加入 (填化学式固体可以使溶液恢复到电解前的情况。
（3）B池中，c电极为 极(填“正”或“负”)，电极反应式为 。
（4）若在C池中用 溶液制取 溶液和氯气，高浓度的 溶液从 口出(填图中字母)，当d电极消耗标准状况下 时，C池中阳极室溶液质量减少 g。
【答案】（1）铁
（2）
（3）负极；
（4）h；14.9
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学电源新型电池；原电池工作原理及应用；电镀
【解析】【解答】(1)若在A池中实现铁上镀铜，则铁作阴极，铜作阳极，则b电极的电极材料为铁；
(2)A装置为电解池装置，a为阳极，b为阴极，a、b电极材料均为惰性电极，电解一段时间后，两极均有气体产生，则a极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，b电极先发生Cu2++2e-=Cu，后发生2H++2e-=H2↑，由电极反应式可知整个过程消耗了Cu2+和水(H和O)，产生了硫酸，因此则向溶液中加入Cu、H、O元素可以使溶液恢复到电解前的情况，即加入 ；
(3)B池为甲醇燃料电池装置，c电极通入甲醇，则c电极为负极，甲醇在c电极失电子，电极反应式为 ；
(4)若在C池中用 溶液制取 溶液和氯气，则e、f均为惰性电极，水在阴极得电子产生氢气和氢氧根离子，钾离子透过交换膜与阴极产生的氢氧根离子结合为KOH，即KOH在阴极(f)产生，因此高浓度的 溶液从h口出；d电极为燃料电池的正极，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，C池中阳极发生2Cl--2e-=Cl2↑，同时阳极室的部分K+移向阴极，由O2+2H2O+4e-=4OH-可知当d电极消耗标准状况下 (0.05mol)时，电子转移0.2mol，则C池中产生0.1mol氯气，以及0.2molK+移向阴极室，阳极室溶液质量减少0.1mol×71g/mol+0.2mol×39g/mol=14.9g。
【分析】结合图可知装置B为甲醇燃料电池，c电极为负极，电极反应式为 ，d电极为正极，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-；A为电解池装置，b与燃料电池负极相连，为阴极，a为阳极；C装置为电解池装置，e电极与燃料电池正极相连，为阳极，f为阴极，结合原电池、电解池相关知识解答。
12．（2020高二上·温州期中）按要求回答下列问题。
（1）甲图是一种利用微生物将有机废水中的有机物质转化为环境友好物质的原电池装置，若有机废水中主要含有甲醛(HCHO)，则装置甲中M极发生的电极反应为 。当有300mg的甲醛参与反应时，通过质子交换膜的H+为 mol。
（2）乙图是一种用惰性电极电解饱和食盐水的消毒液发生器。装置乙中的b极要与装置甲的 极（填“X”或“Y”）连接，该电极的电极反应式为 。
（3）丙图是一种可以在铁牌表面电镀一层银的电镀装置，装置丙中的A溶液为 ，电镀一段时间后A溶液浓度 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】（1）HCHO+H2O-4e-=CO2↑+4H+；0.04
（2）Y；2Cl--2e-=Cl2↑
（3）AgNO3溶液；不变
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电镀；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）甲图是一种利用微生物将有机废水中的有机物质转化为环境友好物质的原电池装置，若有机废水中主要含有甲醛(HCHO)，则装置甲中M极（负极）发生的电极反应为HCHO+H2O-4e-=CO2↑+4H+。当有300mg的甲醛参与反应时，物质的量为0.01mol，根据负极反应可知通过质子交换膜的H+为0.04mol。（2）乙图是一种用惰性电极电解饱和食盐水的消毒液发生器，即氯气需要与氢氧化钠溶液充分接触，装置乙中的b极要与装置甲的Y极（正极）连接，发生氧化反应，该电极的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑。（3）丙图是电镀装置，装置丙中的A溶液为AgNO3溶液，银电极中银单质溶解为银离子，银离子移动到阴极生成银单质，电镀一段时间后A溶液浓度不变。
【分析】根据甲图物质转化可知，N极氧气发生还原反应，生成水，作为正极；M极在微生物作用下将有机废水转化为氢离子和二氧化碳，作为负极。乙图电解饱和食盐水，阴极产生氢气，阳极产生氯气。丙图为电镀原理，镀层金属在阳极，被镀元件为阴极，据此回答问题。
13．（2020高二上·丰台期中）电镀行业产生的酸性含铬废水对环境有污染，其中所含的+6价铬(以Cr2O 形式存在)是主要污染物，可采用电解法将其除去。向酸性含铬废水中加入适量NaCl固体，以Fe为阴、阳电极进行电解。经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，从而使废水中铬含量低于排放标准。装置如图所示。
已知：pH=3.2时Fe3+完全转化为Fe(OH)3；pH=5.6时Cr3+完全转化为Cr(OH)3
（1）向酸性含铬废水中加入适量NaCl固体的作用是 。
（2）B极上有大量氢气产生，电极反应为 。
（3）结合化学用语分析酸性废水中Cr2O 转化为Cr(OH)3的主要原因 。
【答案】（1）增强溶液的导电性
（2）2H＋＋2e－＝H2↑
（3）6Fe2+＋Cr2O ＋14H＋＝7H2O＋2Cr3+＋6Fe3+，酸性减弱，Cr3+、Fe3+水解生成Cr(OH)3、Fe(OH)3
【知识点】电镀；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)向酸性含铬废水中加入适量NaCl固体的作用是增强溶液的导电性；故答案为：增强溶液的导电性。(2)B极上有大量氢气产生，电极反应为2H＋＋2e－＝H2↑；故答案为：2H＋＋2e－＝H2↑。(3)结合化学用语分析酸性废水中Cr2O 转化为Cr(OH)3的主要原因6Fe2+＋Cr2O ＋14H＋＝7H2O＋2Cr3+＋6Fe3+，酸性减弱，Cr3+、Fe3+水解生成Cr(OH)3、Fe(OH)3；故答案为：6Fe2+＋Cr2O ＋14H＋＝7H2O＋2Cr3+＋6Fe3+，酸性减弱，Cr3+、Fe3+水解生成Cr(OH)3、Fe(OH)3。
【分析】（1）氯化钠属于强电解质，可以增强导电性
（2）阳极铁单质失去电子，发生氧化反应，阴极
（3）阳极产生的亚铁离子具有还原性，而在酸性条件下Cr2O72-具有很强的氧化性，发生氧化还原反应，随着氢离子的消耗，生成氢氧化铁和氢氧化铬
14．（2020高三上·哈尔滨期末）Ni常被镀在金属制品上以保护金属不生锈。
（1）镀镍的方法有：方法Ⅰ： 电镀镍。以NiSO4为电镀液。
①待镀零件与电源 相连。
方法Ⅱ：化学镀。将待镀零件浸泡在含有Ni2+和H2PO2－的溶液中，在酸性等条件下发生下述反应：
（a） Ni2++ H2PO2－+ → Ni ++ H2PO3－+ ，
（b）6H2PO2－+ 2H+＝ 2P+ 4H2PO3－+ 3H2↑
上述反应可在塑料镀件表面沉积镍—磷合金，从而达到化学镀镍的目的。
②写出并配平反应式（a）。
（2）LiNiO2是一种前景很好的锂离子电池正极材料。当温度高于850℃时，LiNiO2会分解。工业上用Ni(OH)2与LiOH的混合物在空气流中加热到700～800℃制得 LiNiO2，该反应的化学方程式为 ，加热温度不宜过高的原因是 ，工业上也可用LiNO3代替上述工艺中的LiOH，存在的缺点可能是 。
（3）以废旧二次电池为原料回收利用合成Ni(OH)2的工艺：
已知：酸浸后滤液中含有Ni2+、Al3+、Fe3+、Mn2+；Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10－38，Ksp[Al(OH)3]=1.0×10－33，Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10－14；
①“氧化除锰”是将锰元素最终转化为MnO2而除去，反应历程如下：
i.5S2O82－+2Mn2++8H2O=2MnO4－+10SO42－+16H+；
ii． (用离子方程式表示)。
②调pH=5操作时，已知溶液中Ni2+浓度为2.0mol/L，则“滤渣II”中是否存在Ni(OH)2沉淀 (列式计算，并使用必要的文字说明)。
【答案】（1）负极；2；1；1H2O；2；1；2H+
（2）4Ni(OH)2+4LiOH+O2 4LiNiO2+6H2O；防止温度高于850℃时LiNiO2分解；产生氮氧化物，污染环境
（3）2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+；pH=5，滤液中c(OH-)=10-9mol/L，Qc=c2(OH-)·c(Ni2+)=2×10-18＜Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-14，故无Ni(OH)2沉淀产生。
【知识点】氧化还原反应方程式的配平；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；电镀
【解析】【解答】(1)①电镀镍的过程中Ni2+要在镀件上被还原生成Ni单质，所以镀件为阴极，与电源负极相连；②根据题目给出的部分反应物和生成物可知该过程中Ni2+被还原成Ni+，化合价降低1价，H2PO2－被氧化成H2PO3－，化合价升高2价，所以二者的系数比为2：1，结合元素守恒可知方程式为2Ni2++1H2PO2-+1H2O=2Ni++1H2PO3-+2H+；(2)已知反应物有Ni(OH)2与LiOH，产物为LiNiO2，该过程中Ni元素被氧化，根据“在空气流中加热”可知氧化剂应为氧气，结合电子守恒和元素守恒可得方程式为：4Ni(OH)2+4LiOH+O2 4LiNiO2+6H2O；根据题目信息可知温度高于850℃时LiNiO2分解；LiNO3中硝酸根具有氧化性，反应中硝酸根被还原会生成氮氧化物污染环境；(3)氧化除锰”是将锰元素最终转化为MnO2而除去，反应i中锰元素转化为MnO4－，需要将其还原得到MnO2，根据各元素价态变化规律和元素守恒可知该过程中MnO4－和Mn2+发生归中反应，方程式为2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+；(4)pH=5，滤液中c(OH-)=10-9mol/L，Qc=c2(OH-)·c(Ni2+)=2×10-18＜Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-14，故无Ni(OH)2沉淀产生。
【分析】废旧二次电池加入硫酸，结合题目信息可知，酸浸后滤液中含有Ni2+、Al3+、Fe3+、Mn2+，过滤得到残渣I为炭粉；滤液中加入NiO调节溶液pH，使溶液中Al3+、Fe3+转化为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，过滤分离出滤渣II为Al(OH)3、Fe(OH)3，氧化除去锰离子，过滤分离出滤渣III为MnO2，滤液中加NaOH生成Ni(OH)2．过滤分离得到Ni(OH)2，以此来解答。
15．（2020高一下·长春月考）如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的 溶液、 溶液、x溶液，a、b、c、d电极均为石墨电极，接通电源经过一段时间后，乙中c电极质量增加，据此回答问题：
（1）电源的M端为 极；（填名称）
（2）电极d上发生的电极反应式为 ，乙池溶液 （填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）甲池中的总反应式为 ；
（4）当电路中有 电子通过时，a、b、c、d电极上产生的气体或固体的物质的量之比是 ；
（5）若利用丙池实现铁上镀铜，则e、f、x依次是 （填化学式）；若利用丙池实现电解精炼铜，则f电极材料是 （填具体物质）；
（6）实验测得， 甲醇 液体在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出 的热量，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为：
【答案】（1）负
（2）4OH--4e-＝2H2O+O2↑；减小
（3）2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
（4）2：2：4：1
（5）Fe-Cu-CuSO4；粗铜
（6）CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH＝－725.76kJ/mol
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电镀；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)接通电源，经过一段时间后，乙中c电极质量增加，说明c是银离子放电生成单质银，所以c是阴极，则M是负极，N是正极；(2)电极d是阳极，电极上发生的电极反应式为4OH--4e-＝2H2O+O2↑，惰性电极电解硝酸银溶液生成硝酸、氧气和银，则电解后乙池溶液的pH减小；(3)甲池为电解饱和食盐水，总反应式为2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑；(4)当电路中有0.04mol电子通过时，a是氢离子放电，生成氢气，b是氯离子放电生成氯气、c极是银离子放电生成单质银、d电极是氢氧根离子放电生成氧气，所以有0.04mol电子通过时产生的气体或固体的物质的量分别是0.02mol、0.02mol、0.04mol、0.01mol，因此a、b、c、d电极上产生的气体或固体的物质的量之比是2：2：4：1；(5)若利用丙池实现铁上镀铜，所以e阴极是铁，f阳极是铜，电解质溶液是硫酸铜，若利用丙池实现电解精炼铜，e阴极是纯铜，f阳极是粗铜，电解质溶液是硫酸铜；(6)实验测得， 甲醇 液体在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出 的热量，则1mol甲醇液体在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出的热量为32×22.68kJ＝725.76kJ，因此表示甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH＝－725.76kJ/mol。
【分析】(1)根据乙中c电极质量增加分析；
(2)电极d是阳极，电极反应式为4OH--4e-＝2H2O+O2↑；
(3)甲池为电解饱和食盐水，生成NaOH、Cl2和H2；
(4)根据转移电子数守恒计算；
(5)镀铜时纯Cu为阳极，电解精炼Cu时阳极为粗铜；
(6)燃烧热是1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，根据1g甲醇的放热计算1mol甲醇的放热。
16．（2020高二下·成都开学考）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的相关问题，其中乙装置中X为离子交换膜。
请按要求回答相关问题：
（1）甲烷燃料电池负极电极反应式是： 。
（2）乙中X是交换膜，工作一段时间后若要恢复成原溶液，应 。
（3）欲用丙装置给铜镀银，b应是 （填化学式）。
（4）若乙池中的饱和氯化钠溶液换成一定量CuSO4溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1molCu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子数为 mol。（忽略溶液体积的变化）
（5）通过膜电池可除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚（ ），其原理如图所示，A极的电极反应为 。
（6）化学在环境保护中起十分重要的作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐污染，电化学降解NO3-的原理如图所示。
①Ag-Pt电极上的电极反应式为 。
②若电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)为 g。
【答案】（1）CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O
（2）阳离子通入一定量HCl气体
（3）Ag
（4）0.4
（5） +H++2e-→Cl-+
（6）2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O；14.4g
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电镀；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)甲烷燃料电池负极上CH4失电子，发生氧化反应，在碱性条件下产物为碳酸钾，则负极电极反应式是CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；(2)燃料电池通氧气的极为正极，则乙中电解池的阴极为Fe、阳极为C，电解产物为H2、Cl2和NaOH，工作一段时间后若要恢复成原溶液，应通入适量HCl气体，恰好完全中和NaOH即可；(3)丙为电镀池，其中b为阳极，a为阴极，现铜镀银，则应选择Ag为阳极， Cu为阴极，即b极材料是Ag；(4)乙池加入0.1mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH，发生如下电解：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4、2H2O 2H2↑+O2↑，Cu(OH)2从组成上可看成CuO H2O，根据“析出什么加入什么”的原则知，析出的物质是氧化铜和水，则阴极上析出氢气和铜，生成0.1mol铜转移电子=0.1mol×2mol=0.2mol，根据原子守恒知，生成0.1mol水需要0.1mol氢气，生成0.1mol氢气转移电子=0.1mol×2mol=0.2mol，所以电解过程中共转移电子数为0.4mol；(5)A为正极，正极有氢离子参与反应，电极反应式为 +H++2e-→Cl-+ ；(6)①由题给原理图知，Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应，酸性介质中，电极反应式为：2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O；②A为电源正极，Pt电极为电解池的阳极，电极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，转移2mol电子时，阳极区消耗1mol水，产生2molH+进入阴极室，阳极室质量减少18g；电极反应式为2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O，阴极室中放出0.2molN2(即5.6g)，同时有2molH+(即2g)进入阴极室，因此阴极室质量减少5.6g-2g=3.6g，故膜两侧电解液的质量变化差(△m左-△m右)=14.4g。
【分析】(1)甲烷燃料电池负极上CH4失电子，发生氧化反应，在碱性条件下产物为碳酸钾；(2)燃料电池通氧气的极为正极，则乙中电解池的阴极为Fe、阳极为C，电解产物为H2、Cl2和NaOH；(3)丙为电镀池，其中b为阳极，a为阴极，现铜镀银，则应选择Ag为阳极，Cu为阴极；(4)用C为阳极电解CuSO4溶液，加入0.1mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH，发生如下电解：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4、2H2O 2H2↑+O2↑，再根据“析出什么加入什么”的原则分析；(5)原电池中阳离子移向正极，根据原电池中氢离子的移动方向可知A为正极，正极有氢离子参与反应；(6)由题给原理图可知，Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应生成N2，则Ag-Pt电极为阴极，则B为负极，A为电源正极，Pt电极为电解池的阳极，电极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，据此计算膜两侧电解液的质量变化差。
1 / 1高中化学人教版（2019）选择性必修1第四章实验活动4简单的电镀实验
一、单选题
1．（2021高二下·嘉兴期末）电镀废液中 可通过下列反应转化成铬黄 ： ΔH< 0
该反应达平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是（ ）
A． B．
C． D．
2．（2021·成都模拟）利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用，下列说法正确的是（ ）
A．氯碱工业中，X电极上的反应式是4OH--4e-＝2H2O+O2↑
B．电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2+浓度不变
C．在铁片上镀铜时，每转移2mol电子，Y极增重64g
D．制取金属铝时，Z是熔融的氯化铝
3．（2021高二下·郫都期中）利用如图所示装置（示意图），当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛用于工业生产。下列说法中错误的是（ ）
A．氯碱工业中，Y附近能得到氢氧化钠溶液
B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4
C．电镀工业中，Y是待镀金属，X是镀层金属
D．外加电流的阴极保护法中，Y是待保护金属
4．（2021高二下·温州期中）下列说法错误的是（ ）
A．燃煤发电和潮汐发电均是将化学能转化为电能
B．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法
C．铁表面镀锌时，铁作阴极
D．使用植物秸秆转化而来的乙醇为燃料，不会额外增加大气中 的含量
5．（2021高二下·吴中期中）下列有关说法正确的是（ ）
A．钢铁水闸可用牺牲阳极的阴极保护法或外加电流的阴极保护法进行保护
B．铜锌原电池中，盐桥中的 和 分别移向负极和正极
C．铅蓄电池放电时负极质量减轻，充电时阳极质量增加
D．在铁片上镀锌时，将铁片与电源的正极相连
6．（2021高二下·昆山期中）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
B．电解法精炼粗铜，用粗铜作阴极
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
7．（2021高二下·扬州开学考）下列各图所示装置能达到实验目的的是（ ）
A．图甲，验证铁的吸氧腐蚀 B．图乙，保护水体中的钢铁设备
C．图丙，在铁制品表面镀锌 D．图丁，测定中和热
8．（2021·梅州模拟）如下图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究铜的精炼原理和电镀原理。下列说法正确的是（ ）
A．一段时间后，甲装置中溶液 pH升高
B．电解一段时间后，乙、丙装置中 CuSO4溶液的浓度均不变
C．通入氧气的一极为正极，发生的电极反应为
D．丙装置中实现铁片上镀铜，b 应为铁片
9．（2020高三上·武安期中）若在铜片上镀银时，下列叙述正确的是（ ）
①将铜片接在电池的正极上 ②将银片接在电源的正极上 ③需用CuSO4溶液作电解液 ④在银片上发生的反应是4OH－－4e－=O2↑＋2H2O ⑤需用AgNO3溶液作电解液 ⑥在铜片上发生的反应是Ag＋＋e－=Ag
A．①③⑥ B．②⑤⑥ C．①④⑤⑥ D．②③④⑥
10．（2020高二上·丰台期中）若要在铁钉上镀铜，下列设计正确的是（ ）
选项 接电源正极 接电源负极 电解质溶液
A Cu Fe CuSO4溶液
B Cu Fe FeSO4溶液
C Fe Cu CuSO4溶液
D Fe Cu FeSO4溶液
A．A B．B C．C D．D
二、综合题
11．（2021高一下·五莲期中）采用如图所示装置模拟工业生产。已知：钾离子交换摸只让钾离子通过分子及其它离子均不能通过。
回答下列问题：
（1）若在A池中实现铁上镀铜，b电极的电极材料为 。
（2）若A池中a、b电极材料均为惰性电极，电解一段时间后，两极均有气体产生，则向溶液中加入 (填化学式固体可以使溶液恢复到电解前的情况。
（3）B池中，c电极为 极(填“正”或“负”)，电极反应式为 。
（4）若在C池中用 溶液制取 溶液和氯气，高浓度的 溶液从 口出(填图中字母)，当d电极消耗标准状况下 时，C池中阳极室溶液质量减少 g。
12．（2020高二上·温州期中）按要求回答下列问题。
（1）甲图是一种利用微生物将有机废水中的有机物质转化为环境友好物质的原电池装置，若有机废水中主要含有甲醛(HCHO)，则装置甲中M极发生的电极反应为 。当有300mg的甲醛参与反应时，通过质子交换膜的H+为 mol。
（2）乙图是一种用惰性电极电解饱和食盐水的消毒液发生器。装置乙中的b极要与装置甲的 极（填“X”或“Y”）连接，该电极的电极反应式为 。
（3）丙图是一种可以在铁牌表面电镀一层银的电镀装置，装置丙中的A溶液为 ，电镀一段时间后A溶液浓度 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
13．（2020高二上·丰台期中）电镀行业产生的酸性含铬废水对环境有污染，其中所含的+6价铬(以Cr2O 形式存在)是主要污染物，可采用电解法将其除去。向酸性含铬废水中加入适量NaCl固体，以Fe为阴、阳电极进行电解。经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，从而使废水中铬含量低于排放标准。装置如图所示。
已知：pH=3.2时Fe3+完全转化为Fe(OH)3；pH=5.6时Cr3+完全转化为Cr(OH)3
（1）向酸性含铬废水中加入适量NaCl固体的作用是 。
（2）B极上有大量氢气产生，电极反应为 。
（3）结合化学用语分析酸性废水中Cr2O 转化为Cr(OH)3的主要原因 。
14．（2020高三上·哈尔滨期末）Ni常被镀在金属制品上以保护金属不生锈。
（1）镀镍的方法有：方法Ⅰ： 电镀镍。以NiSO4为电镀液。
①待镀零件与电源 相连。
方法Ⅱ：化学镀。将待镀零件浸泡在含有Ni2+和H2PO2－的溶液中，在酸性等条件下发生下述反应：
（a） Ni2++ H2PO2－+ → Ni ++ H2PO3－+ ，
（b）6H2PO2－+ 2H+＝ 2P+ 4H2PO3－+ 3H2↑
上述反应可在塑料镀件表面沉积镍—磷合金，从而达到化学镀镍的目的。
②写出并配平反应式（a）。
（2）LiNiO2是一种前景很好的锂离子电池正极材料。当温度高于850℃时，LiNiO2会分解。工业上用Ni(OH)2与LiOH的混合物在空气流中加热到700～800℃制得 LiNiO2，该反应的化学方程式为 ，加热温度不宜过高的原因是 ，工业上也可用LiNO3代替上述工艺中的LiOH，存在的缺点可能是 。
（3）以废旧二次电池为原料回收利用合成Ni(OH)2的工艺：
已知：酸浸后滤液中含有Ni2+、Al3+、Fe3+、Mn2+；Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10－38，Ksp[Al(OH)3]=1.0×10－33，Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10－14；
①“氧化除锰”是将锰元素最终转化为MnO2而除去，反应历程如下：
i.5S2O82－+2Mn2++8H2O=2MnO4－+10SO42－+16H+；
ii． (用离子方程式表示)。
②调pH=5操作时，已知溶液中Ni2+浓度为2.0mol/L，则“滤渣II”中是否存在Ni(OH)2沉淀 (列式计算，并使用必要的文字说明)。
15．（2020高一下·长春月考）如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的 溶液、 溶液、x溶液，a、b、c、d电极均为石墨电极，接通电源经过一段时间后，乙中c电极质量增加，据此回答问题：
（1）电源的M端为 极；（填名称）
（2）电极d上发生的电极反应式为 ，乙池溶液 （填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）甲池中的总反应式为 ；
（4）当电路中有 电子通过时，a、b、c、d电极上产生的气体或固体的物质的量之比是 ；
（5）若利用丙池实现铁上镀铜，则e、f、x依次是 （填化学式）；若利用丙池实现电解精炼铜，则f电极材料是 （填具体物质）；
（6）实验测得， 甲醇 液体在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出 的热量，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为：
16．（2020高二下·成都开学考）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的相关问题，其中乙装置中X为离子交换膜。
请按要求回答相关问题：
（1）甲烷燃料电池负极电极反应式是： 。
（2）乙中X是交换膜，工作一段时间后若要恢复成原溶液，应 。
（3）欲用丙装置给铜镀银，b应是 （填化学式）。
（4）若乙池中的饱和氯化钠溶液换成一定量CuSO4溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1molCu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子数为 mol。（忽略溶液体积的变化）
（5）通过膜电池可除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚（ ），其原理如图所示，A极的电极反应为 。
（6）化学在环境保护中起十分重要的作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐污染，电化学降解NO3-的原理如图所示。
①Ag-Pt电极上的电极反应式为 。
②若电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)为 g。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】化学平衡转化过程中的变化曲线；电镀
【解析】【解答】A.该反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，生成物的物质的量浓度减小，反应物的物质的量浓度增大，平衡常数随着温度的升高而减小，故A符合题意
B.pH增大，c(H+)减小，平衡向正反应方向移动，重铬酸根离子转化率增大，故B不符合题意
C.温度升高，正逆反应速率增大，故C不符合题意
D.增大反应物Pb2+的物质的量浓度，平衡正向移动，另一反应物重铬酸根离子的物质的量减小，故D不符合题意
故答案为：A
【分析】根据反应方程式 ΔH< 0 ，温度升高正逆速率均增大，且平衡逆向移动，因此平衡常数减小，当pH增大时促进正反应的发生，导致平衡右移，增加铅离子的浓度重铬酸根转化率增大，浓度降低
2．【答案】C
【知识点】铜的电解精炼；电极反应和电池反应方程式；电镀；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由图可知，X电极跟电源的正极相连，X为电解池的阳极，氯离子在阳极失电子发生氧化反应生成氯气，电极反应式为2Cl-－2e-＝Cl2↑，A项不符合题意；
B．精炼铜时，电解液为含Cu2＋的溶液，粗铜除含有Cu外，还含有比铜活泼的锌、铁等杂质，锌、铁和铜在阳极发生氧化反应生成离子，而阴极上只有Cu2＋得电子发生还原反应生成铜，则Z溶液中的Cu2+浓度减小，B项不符合题意；
C．由图可知，Y电极与电源的负极相连，Y为电解池的阴极。在铁片上镀铜时，铁片作阴极，铜作阳极，CuSO4溶液作电镀液。阴极发生还原反应：Cu2++2e-＝Cu。当转移2mol电子时，根据电极反应式可知，此时阴极生成1molCu，即Y电极上增重64g。C项符合题意；
D．氯化铝为共价化合物，熔融时不导电，制取金属铝，采用的是电解熔融氧化铝的方法，故制取金属铝时，Z是熔融的氧化铝。D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.X连接的时阳极，阳极吸引氯离子个氢氧根离子，但氯离子先失去电子
B.电解精炼铜时，阳极用的是粗铜，粗铜里含有铁、铜、锌等金属，导致浓度减小
C.铁上镀铜，铜离子在阴极即铁片上得到电子即可计算出质量
D.一般制取金属铝，采用的是电解熔融的氧化铝
3．【答案】B
【知识点】铜的电解精炼；以氯碱工业为基础的化工生产简介；电镀；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．Y是阴极，氯碱工业中，Y附反应式是 ，Y极得到氢氧化钠溶液，故A不符合题意；
B．X是阳极、Y是阴极，铜的精炼中， X是粗铜，Y是纯铜，Z是CuSO4，故B符合题意；
C．X是阳极、Y是阴极，电镀工业中，待镀金属作阴极，镀层金属作阳极，故C不符合题意；
D．Y是阴极，外加电流的阴极保护法中，待保护金属作阴极，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.Y极是负极，吸引大量的氢离子得到电子放电，留下大量的氢氧根离子姓曾氢氧化钠溶液
B.铜的精炼中，纯铜做阴极，粗铜做阳极，电解质溶液为硫酸铜
C.电镀工业中，镀层金属在阳极，待镀金属在阴极
D.外加电流保护金属时，保护金属在阴极极连接Y极
4．【答案】A
【知识点】化学反应中能量的转化；金属的电化学腐蚀与防护；电镀
【解析】【解答】A．燃煤发电是将化学能转化为电能，潮汐发电是潮汐能转化为电能，故A符合题意；
B．镁的活泼性大于铁，电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法，故B不符合题意；
C．电镀时，镀件做阴极、镀层金属做阳极，铁表面镀锌时，铁作阴极，故C不符合题意；
D．秸秆是一种可再生能源，根据碳元素守恒，使用植物秸秆转化而来的乙醇为燃料，不会额外增加大气中 的含量，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．潮汐能转化为电能；
B．依据牺牲阳极的阴极保护法；
C．电镀时，镀件做阴极；
D．根据碳元素守恒，进行分析；
5．【答案】A
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；原电池工作原理及应用；电镀；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法，铁分别为正极和阴极，都发生还原反应，可防止被氧化，故A符合题意；
B．铜锌原电池中，盐桥中的 和 分别移向正极和负极，故B不符合题意；
C．铅蓄电池放电时，负极反应为：Pb- 2e- +SO =PbSO4，充电时阳极反应为PbSO4 + 2H2O- 2e-=PbO2 + 4H++ SO ，所以负极质量增大，阳极质量减小，故C不符合题意；
D．电镀时，镀层金属为阳极，待镀金属作阴极，则在铁片上镀锌，铁片与电源的负极相连，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.牺牲阳极是形成原电池利用活泼金属做负极达到保护负极的目的，外加电流时时利用电解池的原理，将铁作为负极进行保护
B.铜锌电池，锌失去电子，变为阳离子，吸引氯离子，铜极积累大量的电子吸引阳离子
C.铅蓄电池是铅做负极，二氧化铅做正极，放电时，铅失去电子结合硫酸根离子变为硫酸铅质量增加，充电时阳极硫酸铅变为二氧化铅质量减小，
D.铁片上镀锌，铁做负极，锌离子在铁片上得到电子变为锌单质
6．【答案】B
【知识点】铜的电解精炼；金属冶炼的一般原理；电镀；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．工业上将Al2O3 熔在熔融的冰晶石Na3AlF6中进行电解制取金属铝，符合生产实际，故 A 不符合题意；
B．电解法精炼粗铜时，粗铜作阳极，活性金属如锌、镍在阳极失电子变为阳离子进入溶液中，铜失电子进入溶液，铜离子在阴极得电子，变为纯铜，粗铜做阴极不符合生产实际，故 B 符合题意；
C．电解饱和食盐水制烧碱用涂镍碳钢网作阴极，阴极材料不反应，阳极生成氯气，阴极上是氢离子放电生成氢气和氢氧化钠，符合生产实际，故 C 不符合题意；
D．电镀原理中，镀层金属做阳极，镀件金属做阴极，符合生产实际，故 D 不符合题意；
故答案为：B。
【分析】电解精炼铜时纯铜做的是负极，粗铜做的是正极，其他均正确
7．【答案】A
【知识点】中和热的测定；电镀；铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】A．图甲，该图是中性条件，发生吸氧腐蚀，A能达到实验目的；
B．图乙，铁比铜活泼，形成原电池时，铁为负极发生氧化反应被腐蚀，故不能用此装置保护水体中的钢铁设备，B不能达到实验目的；
C．图丙，锌比铁活泼，Fe2+得电子能力比Zn2+强，则在阴极上，Fe2+得电子生成铁单质，无法在铁电极上镀锌，应使用硫酸锌做电解液，C不能达到实验目的；
D．图丁，缺少环形玻璃搅拌棒，D不能达到实验目的；
故答案为：A。
【分析】A.在酸性条件下铁发生析氢腐蚀，在中性或碱性条件下发生吸氧腐蚀，
B.应该找比铁活泼的金属
C.镀锌应该是锌离子得到电子
D.需要搅拌使反应充分进行
8．【答案】D
【知识点】电镀；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．甲装置为甲醚燃料电池，电解质显碱性，总反应为CH3OCH3+4OH-+3O2=2CO +5H2O，反应过程中消耗氢氧根，碱性减弱，pH减小，A不符合题意；
B．电解精炼铜时，阴极反应为Cu2++2e-=Cu，而阳极除了Cu反应还有比Cu活泼的金属如Zn、Fe等反应，所以乙装置中CuSO4溶液的浓度会发生改变，B不符合题意；
C．燃料电池中通入氧气的一极发生还原反应，为正极，电解质溶液显碱性，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，C不符合题意；
D．电镀时，镀层金属阳离子在阴极发生还原反应生成金属单质，所以丙装置中实现铁片上镀铜，b 应为铁片，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】甲是原电池，乙是电解精炼铜，丙时电解池，甲中甲醚做负极原料发生氧化反应，并结合大量的氢氧根离子，氧气一端做正极，氧气得到电子发生还原反应，乙中粗铜中的金属失去电子，精铜极铜离子得到电子变成铜单质，导致铜离子浓度变小，丙中在b电极铜离子得到电子变成铜单质，铜离子浓度也减小。
9．【答案】B
【知识点】电镀
【解析】【解答】依据上述分析可知：①将铜片应接在电源的负极上，①项不符合题意；②将银片应接在电源的正极上，②项符合题意；③若用硫酸铜溶液为电镀液，阴极析出铜，③项不符合题意；④在银片上发生的反应是：2Ag++2e =2Ag，④项不符合题意；⑤需用硝酸银溶液为电镀液，⑤项符合题意；⑥在铜片上发生的反应是：Ag＋＋e－=Ag，⑥项符合题意；
综上所述，②⑤⑥符合题意，
故答案为：B。
【分析】1、镀件作阴极，镀金作阳极
2、和镀金一直的金属离子溶液作电解液
10．【答案】A
【知识点】电镀
【解析】【解答】若要在铁钉上镀铜，铜为镀层金属，铁钉为镀件，因此镀件(铁钉)作阴极，镀层金属(铜)作阳极，电解液为镀层金属盐溶液即硫酸铜、硝酸铜、氯化铜等，连接电源正极的是阳极，连接电源负极的是阴极，故A符合题意。
故答案为A。
【分析】电镀铜，需要设计电解池，且电解池的电解质必须含有铜离子，采用牺牲阳极的阴极保护法，铜做阳极，铁做阴极即可
11．【答案】（1）铁
（2）
（3）负极；
（4）h；14.9
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学电源新型电池；原电池工作原理及应用；电镀
【解析】【解答】(1)若在A池中实现铁上镀铜，则铁作阴极，铜作阳极，则b电极的电极材料为铁；
(2)A装置为电解池装置，a为阳极，b为阴极，a、b电极材料均为惰性电极，电解一段时间后，两极均有气体产生，则a极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，b电极先发生Cu2++2e-=Cu，后发生2H++2e-=H2↑，由电极反应式可知整个过程消耗了Cu2+和水(H和O)，产生了硫酸，因此则向溶液中加入Cu、H、O元素可以使溶液恢复到电解前的情况，即加入 ；
(3)B池为甲醇燃料电池装置，c电极通入甲醇，则c电极为负极，甲醇在c电极失电子，电极反应式为 ；
(4)若在C池中用 溶液制取 溶液和氯气，则e、f均为惰性电极，水在阴极得电子产生氢气和氢氧根离子，钾离子透过交换膜与阴极产生的氢氧根离子结合为KOH，即KOH在阴极(f)产生，因此高浓度的 溶液从h口出；d电极为燃料电池的正极，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，C池中阳极发生2Cl--2e-=Cl2↑，同时阳极室的部分K+移向阴极，由O2+2H2O+4e-=4OH-可知当d电极消耗标准状况下 (0.05mol)时，电子转移0.2mol，则C池中产生0.1mol氯气，以及0.2molK+移向阴极室，阳极室溶液质量减少0.1mol×71g/mol+0.2mol×39g/mol=14.9g。
【分析】结合图可知装置B为甲醇燃料电池，c电极为负极，电极反应式为 ，d电极为正极，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-；A为电解池装置，b与燃料电池负极相连，为阴极，a为阳极；C装置为电解池装置，e电极与燃料电池正极相连，为阳极，f为阴极，结合原电池、电解池相关知识解答。
12．【答案】（1）HCHO+H2O-4e-=CO2↑+4H+；0.04
（2）Y；2Cl--2e-=Cl2↑
（3）AgNO3溶液；不变
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电镀；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）甲图是一种利用微生物将有机废水中的有机物质转化为环境友好物质的原电池装置，若有机废水中主要含有甲醛(HCHO)，则装置甲中M极（负极）发生的电极反应为HCHO+H2O-4e-=CO2↑+4H+。当有300mg的甲醛参与反应时，物质的量为0.01mol，根据负极反应可知通过质子交换膜的H+为0.04mol。（2）乙图是一种用惰性电极电解饱和食盐水的消毒液发生器，即氯气需要与氢氧化钠溶液充分接触，装置乙中的b极要与装置甲的Y极（正极）连接，发生氧化反应，该电极的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑。（3）丙图是电镀装置，装置丙中的A溶液为AgNO3溶液，银电极中银单质溶解为银离子，银离子移动到阴极生成银单质，电镀一段时间后A溶液浓度不变。
【分析】根据甲图物质转化可知，N极氧气发生还原反应，生成水，作为正极；M极在微生物作用下将有机废水转化为氢离子和二氧化碳，作为负极。乙图电解饱和食盐水，阴极产生氢气，阳极产生氯气。丙图为电镀原理，镀层金属在阳极，被镀元件为阴极，据此回答问题。
13．【答案】（1）增强溶液的导电性
（2）2H＋＋2e－＝H2↑
（3）6Fe2+＋Cr2O ＋14H＋＝7H2O＋2Cr3+＋6Fe3+，酸性减弱，Cr3+、Fe3+水解生成Cr(OH)3、Fe(OH)3
【知识点】电镀；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)向酸性含铬废水中加入适量NaCl固体的作用是增强溶液的导电性；故答案为：增强溶液的导电性。(2)B极上有大量氢气产生，电极反应为2H＋＋2e－＝H2↑；故答案为：2H＋＋2e－＝H2↑。(3)结合化学用语分析酸性废水中Cr2O 转化为Cr(OH)3的主要原因6Fe2+＋Cr2O ＋14H＋＝7H2O＋2Cr3+＋6Fe3+，酸性减弱，Cr3+、Fe3+水解生成Cr(OH)3、Fe(OH)3；故答案为：6Fe2+＋Cr2O ＋14H＋＝7H2O＋2Cr3+＋6Fe3+，酸性减弱，Cr3+、Fe3+水解生成Cr(OH)3、Fe(OH)3。
【分析】（1）氯化钠属于强电解质，可以增强导电性
（2）阳极铁单质失去电子，发生氧化反应，阴极
（3）阳极产生的亚铁离子具有还原性，而在酸性条件下Cr2O72-具有很强的氧化性，发生氧化还原反应，随着氢离子的消耗，生成氢氧化铁和氢氧化铬
14．【答案】（1）负极；2；1；1H2O；2；1；2H+
（2）4Ni(OH)2+4LiOH+O2 4LiNiO2+6H2O；防止温度高于850℃时LiNiO2分解；产生氮氧化物，污染环境
（3）2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+；pH=5，滤液中c(OH-)=10-9mol/L，Qc=c2(OH-)·c(Ni2+)=2×10-18＜Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-14，故无Ni(OH)2沉淀产生。
【知识点】氧化还原反应方程式的配平；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；电镀
【解析】【解答】(1)①电镀镍的过程中Ni2+要在镀件上被还原生成Ni单质，所以镀件为阴极，与电源负极相连；②根据题目给出的部分反应物和生成物可知该过程中Ni2+被还原成Ni+，化合价降低1价，H2PO2－被氧化成H2PO3－，化合价升高2价，所以二者的系数比为2：1，结合元素守恒可知方程式为2Ni2++1H2PO2-+1H2O=2Ni++1H2PO3-+2H+；(2)已知反应物有Ni(OH)2与LiOH，产物为LiNiO2，该过程中Ni元素被氧化，根据“在空气流中加热”可知氧化剂应为氧气，结合电子守恒和元素守恒可得方程式为：4Ni(OH)2+4LiOH+O2 4LiNiO2+6H2O；根据题目信息可知温度高于850℃时LiNiO2分解；LiNO3中硝酸根具有氧化性，反应中硝酸根被还原会生成氮氧化物污染环境；(3)氧化除锰”是将锰元素最终转化为MnO2而除去，反应i中锰元素转化为MnO4－，需要将其还原得到MnO2，根据各元素价态变化规律和元素守恒可知该过程中MnO4－和Mn2+发生归中反应，方程式为2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+；(4)pH=5，滤液中c(OH-)=10-9mol/L，Qc=c2(OH-)·c(Ni2+)=2×10-18＜Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-14，故无Ni(OH)2沉淀产生。
【分析】废旧二次电池加入硫酸，结合题目信息可知，酸浸后滤液中含有Ni2+、Al3+、Fe3+、Mn2+，过滤得到残渣I为炭粉；滤液中加入NiO调节溶液pH，使溶液中Al3+、Fe3+转化为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，过滤分离出滤渣II为Al(OH)3、Fe(OH)3，氧化除去锰离子，过滤分离出滤渣III为MnO2，滤液中加NaOH生成Ni(OH)2．过滤分离得到Ni(OH)2，以此来解答。
15．【答案】（1）负
（2）4OH--4e-＝2H2O+O2↑；减小
（3）2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
（4）2：2：4：1
（5）Fe-Cu-CuSO4；粗铜
（6）CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH＝－725.76kJ/mol
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电镀；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)接通电源，经过一段时间后，乙中c电极质量增加，说明c是银离子放电生成单质银，所以c是阴极，则M是负极，N是正极；(2)电极d是阳极，电极上发生的电极反应式为4OH--4e-＝2H2O+O2↑，惰性电极电解硝酸银溶液生成硝酸、氧气和银，则电解后乙池溶液的pH减小；(3)甲池为电解饱和食盐水，总反应式为2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑；(4)当电路中有0.04mol电子通过时，a是氢离子放电，生成氢气，b是氯离子放电生成氯气、c极是银离子放电生成单质银、d电极是氢氧根离子放电生成氧气，所以有0.04mol电子通过时产生的气体或固体的物质的量分别是0.02mol、0.02mol、0.04mol、0.01mol，因此a、b、c、d电极上产生的气体或固体的物质的量之比是2：2：4：1；(5)若利用丙池实现铁上镀铜，所以e阴极是铁，f阳极是铜，电解质溶液是硫酸铜，若利用丙池实现电解精炼铜，e阴极是纯铜，f阳极是粗铜，电解质溶液是硫酸铜；(6)实验测得， 甲醇 液体在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出 的热量，则1mol甲醇液体在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出的热量为32×22.68kJ＝725.76kJ，因此表示甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH＝－725.76kJ/mol。
【分析】(1)根据乙中c电极质量增加分析；
(2)电极d是阳极，电极反应式为4OH--4e-＝2H2O+O2↑；
(3)甲池为电解饱和食盐水，生成NaOH、Cl2和H2；
(4)根据转移电子数守恒计算；
(5)镀铜时纯Cu为阳极，电解精炼Cu时阳极为粗铜；
(6)燃烧热是1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，根据1g甲醇的放热计算1mol甲醇的放热。
16．【答案】（1）CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O
（2）阳离子通入一定量HCl气体
（3）Ag
（4）0.4
（5） +H++2e-→Cl-+
（6）2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O；14.4g
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电镀；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)甲烷燃料电池负极上CH4失电子，发生氧化反应，在碱性条件下产物为碳酸钾，则负极电极反应式是CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；(2)燃料电池通氧气的极为正极，则乙中电解池的阴极为Fe、阳极为C，电解产物为H2、Cl2和NaOH，工作一段时间后若要恢复成原溶液，应通入适量HCl气体，恰好完全中和NaOH即可；(3)丙为电镀池，其中b为阳极，a为阴极，现铜镀银，则应选择Ag为阳极， Cu为阴极，即b极材料是Ag；(4)乙池加入0.1mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH，发生如下电解：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4、2H2O 2H2↑+O2↑，Cu(OH)2从组成上可看成CuO H2O，根据“析出什么加入什么”的原则知，析出的物质是氧化铜和水，则阴极上析出氢气和铜，生成0.1mol铜转移电子=0.1mol×2mol=0.2mol，根据原子守恒知，生成0.1mol水需要0.1mol氢气，生成0.1mol氢气转移电子=0.1mol×2mol=0.2mol，所以电解过程中共转移电子数为0.4mol；(5)A为正极，正极有氢离子参与反应，电极反应式为 +H++2e-→Cl-+ ；(6)①由题给原理图知，Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应，酸性介质中，电极反应式为：2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O；②A为电源正极，Pt电极为电解池的阳极，电极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，转移2mol电子时，阳极区消耗1mol水，产生2molH+进入阴极室，阳极室质量减少18g；电极反应式为2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O，阴极室中放出0.2molN2(即5.6g)，同时有2molH+(即2g)进入阴极室，因此阴极室质量减少5.6g-2g=3.6g，故膜两侧电解液的质量变化差(△m左-△m右)=14.4g。
【分析】(1)甲烷燃料电池负极上CH4失电子，发生氧化反应，在碱性条件下产物为碳酸钾；(2)燃料电池通氧气的极为正极，则乙中电解池的阴极为Fe、阳极为C，电解产物为H2、Cl2和NaOH；(3)丙为电镀池，其中b为阳极，a为阴极，现铜镀银，则应选择Ag为阳极，Cu为阴极；(4)用C为阳极电解CuSO4溶液，加入0.1mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH，发生如下电解：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4、2H2O 2H2↑+O2↑，再根据“析出什么加入什么”的原则分析；(5)原电池中阳离子移向正极，根据原电池中氢离子的移动方向可知A为正极，正极有氢离子参与反应；(6)由题给原理图可知，Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应生成N2，则Ag-Pt电极为阴极，则B为负极，A为电源正极，Pt电极为电解池的阳极，电极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，据此计算膜两侧电解液的质量变化差。
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