第1章第3节电能转化为化学能——电解同步练习 （含解析）2022-2023学年上学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修1

第1章第3节电能转化为化学能——电解同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。它是通过一种物质从高浓度状态向低浓度状态的转移而获得电动势。如图所示装置是利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得、、和。下列说法不正确的是
A．a电极的电极反应为
B．c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜
C．电池放电过程中，电极上的电极反应为
D．电池从开始工作时，阴离子交换膜右侧溶液的浓度会增大
2．工业上处理含的酸性工业废水用Fe为电极进行电解；经过一段时间有和沉淀产生；过滤回收沉淀，废水达到排放标准。下列说法错误的是
A．电解时阴极的电极反应式为
B．转变成的离子反应方程式为
C．两极都能用Cu电极来代替Fe电极
D．实验时若加入适量的电解效果更好
3．在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如下。下列说法错误的是
A．碳纳米电极为阳极，发生氧化反应生成氯气
B．离子交换膜为阳离子交换膜
C．精制饱和NaCl溶液从b处进，NaOH溶液从c处出
D．迁移过交换膜的数量等于导线上通过电子的数量
4．在日常生活中，很多物品都离不开电镀，现将一块铜牌镀上一层银，工作示意图如下，下列说法正确的是
A．银片与电源的正极相连
B．电镀一段时间后，溶液的浓度会变小
C．阴极发生的电极反应式为
D．反应一段时间后，将电源反接，铜牌可以恢复到原来的状态
5．无膜氯液流电池是一种先进的低成本高储能电池，可广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等，工作原理如图所示，M为多孔碳电极，N为和电极。下列说法正确的是
A．放电时，M极电势低于N极
B．充电时，左侧储液器中的浓度减小
C．充电时，电路中每转移，两电极质量变化的差值为23g
D．放电时，N极的电极反应式为
6．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．该装置是将电能转化为化学能的装置
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2Cl-+2H+Cl2+2H2
D．装置中出口①处的物质是氯气，出口②处的物质是氢气
7．三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加入适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO-，把二价镍氧化为三价镍。以下说法不正确的是
A．可用铁作阳极材料
B．电解过程中阴极附近溶液的pH升高
C．阳极反应方程式为：
D．1mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1mol电子
8．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt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)
A．阳极发生还原反应，其电极反应式为
B．电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量一定相等
C．电解后，电解槽底部的阳极泥中含有Cu和Pt
D．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有和
9．工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。下列说法不正确的是
已知：①Ni2+在弱酸性溶液中发生水解；②氧化性：Ni2+ (高浓度)＞H+＞ Ni2+(低浓度)
A．碳棒上发生的电极反应：4OH- -4e- =O2↑+2H2O
B．若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应总方程式发生改变
C．电解过程中，B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小
D．为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pH
10．下列图示中关于铜电极的连接错误的是
A．铜锌原电池 B．电解精炼铜 C．在镀件上镀铜 D．电解氯化铜溶液
A．A B．B C．C D．D
11．氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。下列说法正确的是
A．电解池的阴极反应式为
B．通入空气(除)的电极为负极
C．电解池中产生2mol时，理论上燃料电池中消耗0.5mol
D．a、b、c的大小关系为
12．下列说法正确的是
A．电镀池中电解液必须含镀层金属阳离子，且电镀时浓度保持不变
B．盐桥可以把负极区的阳离子转移到正极区，把正极区的阴离子转移到负极区
C．原电池的正极和电解池的阳极均发生失去电子的氧化反应
D．电解精炼铜时，阳极为粗铜，阴极为纯铜，电解液中c(Cu2+)保持不变
13．某电化学装置如图所示，A、B分别为两个电极。下列说法错误的是
A．若A、B均为相同的石墨电极，a、b之间接上电流计，则电流计指针不偏转
B．若A为锌片，B为铜片，a、b之间接上电流计，则电流计指针发生偏转
C．若A为锌片，B为铜片，a接电源负极、b接电源正极，则溶液中基本不变
D．若B为粗铜，A为精铜，a接电源正极、b接电源负极，则A减少的质量与B增加的质量不相等
14．关于如图所示各装置的叙述中，正确的是
A．图1是原电池，总反应是：Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋
B．图2通电一段时间后石墨I电极附近溶液红褐色加深(已知氢氧化铁胶粒带正电荷)
C．若用图3精炼铜，则d极为纯铜，电子迁移方向为b→d→c→a
D．若用图4电镀，M为CuSO4溶液，可以实现在铁上镀铜
15．镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染，镁电池放电时电压高且平稳，因此成为人们研制绿色电池所关注的重点。有一种镁二次电池的反应为。下列说法错误的是
A．放电时向正极移动
B．放电时正极反应式为
C．放电时发生氧化反应
D．充电时阴极的电极反应式为
二、填空题
16．粗铜提纯
(1)原理图
(2)电极材料：阳极为___________；阴极为___________。
(3)电解质溶液：___________。
(4)电极反应：
阳极：___________、___________；
阴极：___________；
(5)特点：当电路中转移2 mol电子时，阳极质量减少不等于64 g，阴极质量增加64 g，电解液的浓度铜离子减小。
17．电镀
(1)原理图
(2)含义：利用电解原理在某些金属表面再镀上一层其他金属或合金，增强金属的抗腐蚀、表面硬度或美观目的。
(3)电镀池构成：
①电极材料：待镀件作___________极，镀层金属作___________极。
②电解质溶液：___________。
(4)电极反应：阳极：X—ne—=Xn+；阴极：Ym+＋me-=Y。
(5)特点：当电路中转移1mol电子时，阳极质量减少质量与阴极质量增加质量相等，电镀液的浓度基本不变。
三、实验题
18．由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。若用如图所示实验装置则可制得纯净的Fe(OH)2沉淀， 两极材料分别为石墨和铁。
①a电极材料为_______，该电极的电极反应式为________.
②若白色沉淀在电极周围生成，则电解液d是____(填序号，下同)；若白色沉淀在两极之间的溶液中生成，则电解液d是____。
A．纯水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液D．CuCl2溶液
③液体c为苯，其作用是__________
④要想尽早在两极之间的溶液中看到白色沉淀， 可以采取的措施是( )
A．改用稀硫酸作电解 B．适当增大电源电压 C．适当降低电解液温度
19．某兴趣小组利用电解装置，探究“铁作阳极”时发生反应的多样性，实验过程如下。
I.KCl作电解质
（1）一定电压下，按图-1装置电解，现象如下：
石墨电极上迅速产生无色气体，铁电极上无气体生成，铁逐渐溶解。
5min后U形管下部出现灰绿色固体，之后铁电极附近也出现灰绿色固体，10min后断开K。按图-2进行实验。
①石墨电极上的电极反应式是________。
②确认灰绿色固体中含有Fe2+的实验现象是_______。
③灼烧晶体X，透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色。结合平衡移动原理，解释“试管i中析出白色晶体”的原因是_______。
（2）其他条件不变时，用图-3装置重复实验，10min后铁电极附近溶液依然澄清，断开K。按图-4进行实验
①盐桥的作用是_______。
②与实验I中vi、vii与ii~v中的现象比较，可以得出的结论是（答两点）：_______。
II.KOH作电解质
（3）用图-1装置电解浓KOH溶液，观察到铁电极上立即有气体生成，附近溶液逐渐变为淡紫色（），没有沉淀产生。
①铁电极上OH-能够放电的原因是______。
②阳极生成的总电极反应式是______。
③某同学推测生成的必要条件是浓碱环境，将图-5中的实验方案补充完整，证实推测成立。
______
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参考答案：
1．B
【分析】左侧的浓差电池中，Cu(1)电极为正极，电极反应为Cu2++2e =Cu，Cu(2)电极为负极，电极反应为Cu-2e =Cu2+；右侧的电解池中，NaOH在a电极处产生，获得浓NaOH溶液和H2，H2SO4在b电极处产生，获得较浓的硫酸和O2，则a电极为阴极，电极反应式为4H2O+4e-=2H2↑+4OH-，b电极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑。
【详解】A．由分析可知，a电极为阴极，电极反应式为4H2O+4e-=2H2↑+4OH-，A正确；
B．由分析可知，OH-在a电极上产生，并获得浓NaOH溶液，H+在b电极上产生，并获得较浓的硫酸，则c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜，B错误；
C．由分析可知，电池放电过程中，Cu(1)电极为正极，电极反应为Cu2++2e =Cu，C正确；
D．电池放电过程中，左侧c(Cu2+)逐渐减小，右侧c(Cu2+)逐渐增大，右侧溶液的浓度会增大，D正确；
故选B。
2．C
【详解】A．阳极为Fe，为活泼电极，本身失去电子生成：，阴极上溶液中的得电子生成：，A正确；
B．阳极上生成的具有还原性，与在酸性中发生氧化还原反应生成和，离子方程式为：，B正确；
C．将Fe换为Cu，阳极上Cu失去电子生成，而无还原性，不能与发生氧化还原反应使之生成低价的，从而达不到处理废水的目的，C不正确；
D．离子浓度越大，溶液的导电性越强，若污水中离子浓度较小，导电能力较差，可加入适量的来增强溶液导电性，故D正确。
故选C。
3．D
【详解】A．电解饱和食盐时氯离子在阳极放电生成氯气，所以碳纳米电极为阳极，发生氧化反应生成氯气，故A正确；
B．为防止阳极生成的氯气与阴极生成的H2、NaOH发生反应，所以离子交换膜为阳离子交换膜，故B正确；
C．Cl2在阳极，依据装置图分析可知精制饱和食盐水从阳极进入，即b处进，NaOH在阴极生成，NaOH溶液的从c处出，故C正确；
D．由B可知，离子交换膜为阳离子交换膜，不迁移，钠离子迁移，故D错误；
故选：D。
4．A
【分析】本图为在铜牌表面镀银，银作阳极，与电源正极相连，铜作阴极，与电源负极相连，电镀过程中电镀液浓度不变。
【详解】A．银片与电源的正极相连，A正确；
B．电镀过程中溶液的浓度不变，B错误；
C．铜作阴极，阴极发生的电极反应式为，C错误；
D．Cu活泼性比Ag强，将电源反接，铜牌作阳极，发生的电极反应式为，即Cu会溶于溶液中，铜牌不能恢复到原来的状态，D错误；
故选A。
5．C
【分析】该装置为二次电池，由信息可知放电时M极氯气得电子，发生还原反应，M为正极，N为负极，充电时M为阳极，N为阴极。
【详解】A．放电时，M极为正极，N极为负极，M极电势高于N极，A错误；
B．充电时，充电时， M为阳极，电极反应2Cl—-2e-=Cl2↑，左侧储液器中的浓度增大，B错误；
C．充电时， M为阳极，电极反应2Cl—-2e-=Cl2↑，N为阴极，电极反应，电路中每转移时，M电极质量不变，N电极质量增加23g，两电极质量变化的差值为23g，C正确；
D．放电时，N极为负极，发生失电子的氧化反应，电极反应式为，D错误；
故答案选C。
6．C
【分析】装置是电解饱和食盐水，将电能转化为化学能；电解过程是氯化钠和水反应生成氢氧化钠和氢气、氯气；出口①是电解池的阳极，出口②是电解池的阴极；依据装置图可知，阳离子向电解池的阴极移动，故离子交换膜是阳离子交换膜。
【详解】A．装置是电解池，是将电能转化为化学能的装置，选项A正确；
B．依据装置图可知，离子交换膜是阳离子交换膜，只允许阳离子通过，不能让阴离子通过，选项B正确；
C．装置是电解饱和食盐水，电解过程是氯化钠和水反应生成氢氧化钠和氢气、氯气，反应的离子方程式为：2Cl-+2H2OCl2↑+2H2↑+2OH-，选项C不正确；
D．根据钠离子移向阴极确定②是阴极，出口①是电解池的阳极，溶液中的氯离子在阳极失电子生成氯气，出口②是电解池的阴极，溶液中的氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，选项D正确；
答案选C。
7．A
【详解】A．由题意知电解过程中氯离子失电子生成氯气，该反应应在阳极发生，阳极：2Cl--2e-=Cl2↑，则阳极应为惰性电极，因此不能是铁，故A错误，
B．阴极：2H＋＋2e-=H2↑，阴极溶液呈碱性，pH升高，故B正确；
C．由以上分析可知阳极反应为：，故C正确；
D．由Ni2＋→Ni3＋，失去1 mol e-，外电路中转移1 mol e-，即Cl-失去1 mol e-，H＋得到1 mol e-，故D正确；
故选：A。
8．C
【分析】金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，电解时粗镍作阳极，发生的电极反应为：Fe-2e-=Fe2+、Zn-2e-=Zn2+、Ni-2e-=Ni2+，纯镍作阴极，电极反应为：Ni2++2e-=Ni，NiSO4溶液作电解质溶液，据此分析解题：
【详解】A．由分析可知，阳极发生氧化反应，其电极反应式为Fe-2e-=Fe2+、Zn-2e-=Zn2+、Ni-2e-=Ni2+，A错误；
B．由分析可知，电解过程中，阳极发生的电极反应为：Fe-2e-=Fe2+、Zn-2e-=Zn2+、Ni-2e-=Ni2+，阴极发生的电极反应为：Ni2++2e-=Ni，根据电子守恒可知，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量不一定相等，B错误；
C．由分析可知，电解过程中，阳极发生的电极反应为：Fe-2e-=Fe2+、Zn-2e-=Zn2+、Ni-2e-=Ni2+，故Cu、Pt不放电，则电解后，电解槽底部的阳极泥中含有Cu和Pt，C正确；
D．由分析可知，电解过程中，阳极发生的电极反应为：Fe-2e-=Fe2+、Zn-2e-=Zn2+、Ni-2e-=Ni2+，阴极发生的电极反应为：Ni2++2e-=Ni，NiSO4为电解质溶液，则电解后，溶液中存在的金属阳离子主要有Ni2+，还含有和，D错误；
故答案为：C。
9．C
【分析】碳棒与电源正极相连，为电解池的阳极，发生氧化反应，氢氧根放电生成氧气，镀镍铁棒与电源负极相连，为电解池阴极，发生还原反应，Ni2+放电生成Ni单质，由于溶液显酸性，H+也会放电生成氢气。
【详解】A．碳棒与电源正极相连，为电解池的阳极，发生氧化反应，氢氧根放电生成氧气，电极反应为4OH- -4e- =O2↑+2H2O，A正确；
B．若将图中阳离子膜去掉，氯离子进入阳极室，阳极会生成氯气，总反应发生改变，B正确；
C．由于C室中Ni2+、H+不断减少，Cl-通过阴离子膜从C室移向B室，A室中OH-不断减少，Na+通过阳离子膜从A室移向B室，所以B室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，C错误；
D．由于H+氧化性大于Ni2+(低浓度)的氧化性，所以为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水的pH，D正确；
综上所述答案为C。
10．C
【详解】A．锌、铜、稀硫酸原电池中，锌作负极，铜作正极，A正确；
B．电解精炼铜时，粗铜作阳极，与电源正极相连，精铜作阴极，与电源负极相连，B正确；
C．在镀件上镀铜时，镀件作阴极，与电源负极相连，镀层金属铜作阳极，与电源正极相连，C错误；
D．电解氯化铜溶液时，铜电极不参予电极反应，则铜作阴极，与电源负极相连，D正确；
故选C。
11．A
【分析】左边是电解池，电解饱和食盐水得到氢氧化钠溶液、氢气和氯气，右边是燃料电池，通入空气(除)的电极为正极，则Y为氢气。
【详解】A．由题图可知Y是氢气，生成氢气的一极为电解池的阴极，溶液中水电离出的氢离子得到电子生成氢气，阴极反应式为，A正确。
B．由燃料电池的工作原理可知，氧气得电子发生还原反应，故通入空气(除)的电极为正极，B错误。
C．根据得失电子守恒得关系式，则电解池中产生2mol时理论上燃料电池中消耗1mol，C错误。
D．阳离子交换膜只允许阳离子通过，燃料电池中通过阳离子交换膜从负极室移向正极室，正极上氧气得到电子产生，反应后正极室氢氧化钠的浓度升高，即小于；负极上氢气失电子生成的氢离子消耗氢氧根离子，且由负极室通过阳离子交换膜进入正极室，所以，因此，D错误。
故选A。
12．A
【详解】A．电镀时，含镀层金属阳离子的盐溶液作电解质溶液，两极通过电子数目相同，析出和消耗的金属相等，电镀液浓度不变，A正确；
B．盐桥靠内部离子定向移动导电和平衡两端电荷，不能让电解质溶液中离子通过，B错误；
C．原电池的正极得电子发生还原反应，电解池的阳极失电子发生氧化反应，C错误；
D．电解精炼铜时，阳极为粗铜，包括铜和比铜活泼的金属放电，阴极为纯铜，只有铜离子得电子，故电解液中c(Cu2+ )减小，D错误；
故选A。
13．D
【分析】自发的氧化还原反应可以设计成原电池；
【详解】A．若A、B均为相同的石墨电极，a、b之间接上电流计，不能构成原电池，电流计指针不偏转，A项正确；
B．若A为锌片，B为铜片，a、b之间接上电流计，构成铜锌、溶液原电池，电流计指针发生偏转，B项正确；
C．若A为锌片，B为铜片，a接电源负极、b接电源正极，构成电解池，阳极的电极反应式为、阴极的电极反应式为，溶液中基本不变，C项正确；
D．若B为粗铜，A为精铜，a接电源正极、b接电源负极，构成电解池，阳极的电极反应式为、阴极的电极反应式为，A减少的质量与B增加的质量相等，D项错误。
故选D。
14．D
【详解】A．根据形成原电池装置条件，图1为原电池装置，因为Fe比Cu活泼，且Fe能与Fe3+发生氧化还原反应，因此Fe作负极，总反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，故A错误；
B．氢氧化铁胶粒带正电荷，通电后向阴极移动，即向石墨Ⅱ电极移动，该电极附近溶液红褐色加深，故B错误；
C．根据图3电流方向，a为正极，b为负极，依据原电池工作原理，电子不通过电解质溶液，电子迁移方向是b→d，c→a，精炼铜时，纯铜作阴极，粗铜作阳极，即d电极为纯铜，故C错误；
D．电镀过程中，待镀金属作阴极，根据图4可知，铁作阴极，电解质溶液为硫酸铜溶液，根据原电池工作原理，阴极反应式为Cu2++2e-=Cu，可以实现在铁上镀铜，故D正确；
答案为D。
15．C
【分析】由二次电池的反应可知，放电时Mg为原电池的负极，电池反应为，为原电池的正极，电池反应为。
【详解】A．镁充电电池放电时是原电池，原电池反应中，电解质溶液中的阳离子移向正极，故A正确；
B．放电时，正极发生还原反应，电极反应式为，故B正确；
C．放电时在正极得电子发生还原反应，故C错误；
D． 充电时，原电池的负极与电源的负极相连，做阴极，发生还原反应，Mg2+变回Mg，电极反应式为，故D正确；
答案选C。
16． 粗铜 精铜 CuSO4(或CuCl2) Cu-2e-=Cu2+ Fe-2e-=Fe2+ Cu2++2e-=Cu
【详解】在粗铜提纯时，阳极材料是粗铜，阴极材料是精铜；电解质溶液是含有Cu2+的盐溶液，可以是CuSO4、CuCl2；在阳极上粗铜的主要成分Cu及活动性比Cu强的金属如Fe会失去电子发生氧化反应变为金属阳离子进入溶液，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+；Fe-2e-=Fe2+；而活动性比铜弱的金属，如Au、Ag则沉淀在阳极底部形成阳极泥；在阴极上只有Cu2+得到电子变为Cu单质，电极反应式为Cu2++2e-=Cu。由于在同一闭合回路中电子转移数目相等，所以当电路中转移2 mol电子时，由于Cu是+2价金属，在阴极上会析出1 mol Cu，其质量是64 g，但阳极上失去电子的物质为Cu及Fe、Zn等金属，同时有Au、Ag等沉淀在阳极底部，故阳极质量减少不等于64 g。
17． 阴 阳 含镀层金属阳离子的盐溶液
【详解】电镀时，待镀件作电解池的阴极，镀层金属作阳极，电解质溶液为含镀层金属阳离子的盐溶液，故答案为：阴；阳；含镀层金属阳离子的盐溶液。
18． Fe Fe-2e-=Fe2+ C B 隔绝空气，防止白色沉淀被氧化 B
【详解】①该装置为制备纯净Fe(OH)2沉淀的装置，则Fe作阳极，即a电极为Fe，发生的电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，故答案为：Fe；Fe-2e-=Fe2+；
②A．纯水几乎不导电，不可作电解液，A不满足题意；
B．电解质液为NaCl溶液时，阳极反应为水电离的H+得电子产生OH-，OH-和Fe2+迁移后在两极之间的溶液产生白色Fe(OH)2沉淀，B满足白色沉淀在两极之间的溶液中生成；
C．电解质液为NaOH溶液，Fe电极附近有高浓度的OH-，白色沉淀在Fe电极负极产生，C满足色沉淀在电极周围生成；
D．电解质液为CuCl2溶液，阴极为Cu2+得电子得到Cu，不产生白色Fe(OH)2沉淀，D不满足题意；
故答案为：C；B；
③苯不溶于水，密度比水小，浮在电解液表面，可隔绝空气，防止白色沉淀被氧化，故答案为：隔绝空气，防止白色沉淀被氧化；
④A．改用稀硫酸作电解，稀硫酸为强酸，不会产生白色Fe(OH)2沉淀，A不满足题意；
B．适当增大电源电压，反应速率加快，可尽早在两极之间的溶液中看到白色沉淀，B满足题意；
C．降低电解液温度，反应速率减小，看到白色沉淀的时间变长，C不满足题意；
故答案为：B。
19． 2H++ 2e－= H2↑（或2H2O + 2e－= 2OH－+ H2↑） 试管iii中生成蓝色沉淀，试管v中没有蓝色沉淀 试管i中存在溶解平衡：KCl（s）K+(aq)+ Cl－(aq)，滴加12 mol/L的盐酸， 增大c（Cl－），平衡逆向移动，析出KCl晶体 阻碍OH－向阳极迁移，避免灰绿色固体生成 本实验条件下铁在阳极区的产物主要为Fe2+，Fe2+在碱性条件下更容易被氧化为Fe3+ c(OH－)增大，反应速率加快（更容易放电） Fe －6e－+ 8OH－= FeO42-+4H2O 水；生成红褐色沉淀和无色气体
【详解】(1)①石墨电极为阴极，溶液中的氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H++ 2e－= H2↑(或2H2O + 2e－= 2OH－+ H2↑)，故答案为2H++ 2e－= H2↑(或2H2O + 2e－= 2OH－+ H2↑)；
②灰绿色固体用盐酸溶解后的溶液中加入铁氰化钾溶液，生成蓝色沉淀，灰绿色悬浊液过滤后的溶液中加入铁氰化钾溶液，无蓝色沉淀生成，说明灰绿色悬浊液中含有Fe2+，故答案为试管iii中生成蓝色沉淀，试管v中没有蓝色沉淀；
③灼烧晶体X，透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色，说明含有钾元素，是因为试管i中存在溶解平衡：KCl(s)K+(aq)+ Cl－(aq)，滴加12 mol/L的盐酸，增大c(Cl－)，平衡逆向移动，析出KCl晶体，白色晶体为氯化钾晶体，故答案为试管i中存在溶解平衡：KCl(s)K+(aq)+ Cl－(aq)，滴加12 mol/L的盐酸，增大c(Cl－)，平衡逆向移动，析出KCl晶体；
(2)①盐桥中的氯离子代替氢氧根离子向阳极移动，避免灰绿色固体生成，故答案为阻碍OH－向阳极迁移，避免灰绿色固体生成；
②根据实验I中vi、vii与ii~v中的现象比较可知，①vii中加入铁氰化钾溶液后生成大量蓝色沉淀，说明在使用盐桥的实验条件下铁在阳极区的产物主要为Fe2+，vi中溶液在加入KSCN溶液后呈浅红色，说明Fe2+在碱性条件下更容易被氧化为Fe3+，故答案为本实验条件下铁在阳极区的产物主要为Fe2+；Fe2+在碱性条件下更容易被氧化为Fe3+；
(3)①c(OH－)增大，反应速率加快，使得铁电极上OH-能够放电，故答案为c(OH－)增大，反应速率加快(更容易放电)；
②阳极上生成的氧气能够将亚铁离子氧化生成FeO42-，反应的总电极反应式为Fe －6e－+ 8OH－= FeO42-+4H2O，故答案为Fe －6e－+ 8OH－= FeO42-+4H2O；
③要推测生成FeO42-的必要条件是浓碱环境，只需要改变溶液的碱性，看是否仍然生成FeO42-即可，实验方案为：将淡紫色(FeO42-)溶液加入水中稀释，使溶液的碱性减弱，4FeO42-+10H2O 4Fe(OH)3↓+8OH-+3O2↑，看到生成红褐色沉淀和无色气体，即可说明生成FeO42-的必要条件是浓碱环境，故答案为水；生成红褐色沉淀和无色气体。
点睛：本题以“铁作阳极”时发生反应的多样性探究实验考查了电解原理的应用。本题的难度中等，掌握铁及其化合物的性质和离子的检验是解题的关键。本题的易错点和难点为(3)③实验的设计，需要理解实验的目的并掌握高铁酸根离子的水解方程式。
答案第1页，共2页
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