4.2 电解池 同步练习(含解析)2023--2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

4.2 电解池 同步练习
一、单选题
1．下列描述中不符合生产实际的是（　　）
A．电解水制氢气时，用铜作阳极
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
2．甲池是一种常见的氢氧燃料电池，如下图所示。一段时间乙池内，从D口通入10mol混合气体，其中含苯的物质的量分数为20%(杂质不参与反应)，C出来的气体中含苯的物质的量分数为10%的混合气体(不含H2，该条件下苯、环己烷都为气态)，下列说法正确的是（　　）
A．甲池中A处为负极，通入H2
B．乙池中多孔性惰性电极上发生：+6H++6e-=
C．导线中共传导12mol电子
D．甲池中H+由G极移向F极，乙池中H+由多孔性惰性电极移向惰性电极
3．用石墨作电极电解溶液，当两极共收集到。标准状况气体时(忽略电解前后溶液体积的变化)。下列有关说法正确的是（　　）
A．阴极增重6.4g
B．电路中转移电子的数目为
C．电解后的溶液为1
D．在电解后的溶液中加入可使溶液复原
4．非水性嵌入铝电池是一种二次电池，该电池放电过程的示意图如图所示(R+表示某有机阳离子)。充电时阳极的电极反应为Cn+AlCl-e-=CnAlCl4。下列说法正确的是（　　）
A．放电时，电极a的电极反应为Al+-3e-+3Cl-=
B．放电时，电解质中AlCl的物质的量基本不变
C．充电时，电极b应与外接电源负极相连
D．充电时，电极a和电极b的质量均增加
5．用甲醇燃料电池作电源，用铁作电极电解含 的酸性废水，最终可将 转化成 沉淀而除去，装置如下图。下列说法正确的是（　　）
A． 为阳极
B．M电极的电极反应式为
C．电解一段时间后，在 极附近有沉淀析出
D．电路中每转移6mol电子，最多有1mol 被还原
6．镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd+2NiOOH +2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2有关该电池的说法正确的是（　　）
A．充电时阳极反应：Ni(OH)2－e－+ OH－＝NiOOH + H2O
B．放电时负极附近溶液的pH不变
C．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动
D．充电时Cd与外电源的正极相连
7．电解原理在工业生产中应用广泛，下列有关电解原理的应用正确的是（　　）
A．工业上用电解饱和食盐水制备烧碱、氯气等化工原料
B．可通过电解熔融冶炼铝
C．电镀时，镀层金属作阴极，待镀金属作阳极
D．电解精炼铜时，阳极减少的质量一定等于阴极增加的质量
8．截至到2013年12月末，中国光伏发电新增装机容量达到10.66GW，光伏发电累计装机容量达到17.16GW，图1为光伏并网发电装置．图2为电解尿素[CO（NH2）2]的碱性溶液制氢的装置示意图（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）．下列叙述中正确的是（　　）
A．图1中N型半导体为正极，P型半导体为负极
B．图2溶液中电子流向：从B极流向A极
C．X2为氧气
D．工作时，A极的电极反应式为CO（NH2）2+8OH﹣﹣6e﹣═CO32﹣+N2↑+6H2O
9．如图，设计电解饱和食盐水的装置，通电后两极均有气泡产生，下列叙述正确的是（　　）
A．铜电极附近观察到黄绿色气体 B．石墨电极附近溶液显红色
C．溶液中的Na＋向石墨电极移动 D．铜电极上发生还原反应
10．氯碱工业是一种高耗能产业，一种将燃料电池与电解池组合的新工艺可节能30%以上，如图是该工艺图示（电极未标出）．下列说法正确的是（　　）
A．X为H2，Y为Cl2
B．A池为电解池，且m＜n
C．B池为燃料电池，且a＞b
D．该工艺优点是燃料电池提供电能且能提高烧碱产品的浓度
11．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Cu-Si合金作硅源，在950℃利用三层液熔盐进行电解精炼，有关说法正确的是（　　）
A．电子由液态Cu-Si合金流出，流入液态铝电极
B．液态铝电极与正极相连，作为电解池的阳极
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使电子能够在三层间自由流动
12．臭氧(O3)是一种强氧化剂，常用于消毒灭菌等，可用下图电解稀硫酸制得O3，下列说法正确的是（　　）
A．图中特制惰性电极C为阳极
B．电解一段时间后停止电解，溶液的pH显著变大
C．电解开始后电子的移动方向为：A→C→D→B
D．电解一段时间后E、F处分别收集到xL和yL气体(标准状况)，则F处收集的气体中O3所占的体积分数为 (忽略O3的分解)
13．稀土金属元素铈 在空气中易氧化变暗，受热时燃烧，遇水很快反应。已知：铈常见的化合价为 和 ，氧化性： ．下列说法正确的是（　　）
A．在一定条件下，电解熔融状态的 制 ，在阴极获得铈
B．铈溶于氢碘酸的化学方程式可表示为：
C．用 溶液滴定硫酸亚铁溶液，其离子方程式为：
D．四种稳定的核素 、 、 、 ，它们互称为同系物
14．镍镉电池是二次电池，其工作原理如图(L为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。下列说法错误的是（　　）
A．断开K2、合上K1，电极A的电势低于电极B
B．断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生氧化反应
C．电极B发生还原反应过程中，溶液中的KOH浓度有变化
D．镍镉二次电池的总反应式： Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiOOH+2H2O
15．SO2和NOx是主要大气污染物，利用下图装置可同时吸收SO2和NO。下列有关说法错误的是（　　）
A．a极为直流电源的负极，与其相连的电极发生还原反应
B．阴极得到2mol电子时，通过阳离子交换膜的H+为2mol
C．吸收池中发生反应的离子方程式为：2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-
D．阳极发生的反应式为SO2+2e-+2H2O=SO42-+4H+
16．如下图甲、乙两个容器中，分别加入0.1 mol·L－1的NaCl溶液与0.1 mol·L－1的AgNO3溶液后，以Pt为电极进行电解时，在A，B，C，D各电极上生成物的物质的量之比为（　　）
A．2∶2∶4∶1 B．2∶3∶4∶1 C．1∶4∶2∶2 D．1∶1∶1∶1
二、综合题
17．下图装置所示，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）A极是电源的　 　，一段时间后，甲中溶液颜色　 　。丁中X极附件的颜色逐渐变浅，Y极附件的颜色逐渐变深，这说明　 　。在电场作用下向Y极移动。
（2）若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为　 　。
（3）现用丙装置给铜件镀银，则G应该是　 　 (填“镀层金属”或“镀件”)，电镀液是　 　溶液。当乙中溶液的c(OH-)=0.1mol· L-1(此时乙溶液体积为1000mL)，丙中镀件上析出银的质量为　 　，甲中溶液的c(H+)pH　 　 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
（4）若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是　 　。
18．金属锌具有储量丰富、电池理论容量高、氧化还原电位低、对环境友好等诸多优势；锌的化合物在防腐、电镀、医学、纺织等领域有诸多应用。
（1）一种水性电解液离子选择双隔膜电池如图所示。放电结束后对左侧电极片进行紫外测试，可观测到在765nm处有一个较强的吸收峰，在615nm处有一个肩峰，与标准图像吻合。(注：可溶于水，强碱性环境下最终转化为)。
①该电池中b膜为　 　离子交换膜。(填“阴”或“阳”)
②该电池正极的电极反应式为　 　；当电路中转移1mol电子时，电极质量减少　 　g。
（2）的浓溶液可形成配合酸，因此浓溶液常用作除锈剂。的溶液的酸性就相当千的酸。根据以上信息，请写出的浓溶液除铁锈的化学方程式　 　。
（3）已知难溶于水，在强碱溶液中发生反应，下图是二价锌在水溶液中的存在形式与pH的关系，其中c为或浓度的值。
①　 　。
②向的溶液中加入等体积的HCl后，体系中的Zn元素主要以　 　(写微粒符号)形式存在。
19．如图所示的装置进行电解．通电一会儿，发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色．
（1）D电极上发生的电极反应：　 　．左杯中发生反应的化学方程式为：　 　．
（2）在右杯中观察到的现象是：　 　．
20．如图中，甲是电解氯化钠溶液，乙是铜的电解精炼，丙是电镀，回答：
（1）a极上的电极反应式为 　 　 。
（2）在粗铜的电解过程中，图中c电极的材料是
　 　 填“粗铜板”或“纯铜板” ；在 d电极上发生的电极反应为 　 　。
（3）如果要在铁制品上镀镍 二价金属 ，则 e电极的材料是 　 　 填“铁制品”或“镍块”)。
（4）用人工光合作用得到的甲醇 、氧气和稀硫酸制作燃料电池，则甲醇应通入该燃料电池的　 　极 填“正”或“负” ，通入氧气一极的电极反应式：　 　
21．电解原理在化学工业中有广泛应用．如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连．请回答以下问题：
（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：
①电解池中X极上的电极反应式为　 　；在X极附近观察到的现象是　 　．
②Y电极上的电极反应式为　 　；检验该电极反应产物的方法是　 　．
（2）如用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
①X电极的材料是　 　，电极反应式为　 　．
②Y电极的材料是　 　，电极反应式为　 　．（说明：杂质发生的电极反应不必写出）
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】A．电解水制氢气时，用铜作阳极，则阳极Cu-2e-=Cu2+，得不到氧气，A符合题意；
B．电解法精炼铜时，用粗铜作阳极，用纯铜作阴极，电解硫酸铜溶液，B不合题意；
C．电解饱和食盐水制烧碱，用碳棒作阳极，用涂镍碳钢网作阴极，C不合题意；
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极，镀件作阴极，含有镀层金属离子的可溶性盐作电解质，D不合题意；
故答案为：A。
【分析】A．活泼金属作阳极，阳极上金属失电子；
B．电解精炼粗铜时，粗铜作阳极、纯铜作阴极；
C．反应物的接触面积越大，反应速率越快；
D．电镀时，镀层作阳极、镀件作阴极。
2．【答案】B
【解析】【解答】A．根据分析，甲中A为正极，通入氧气，故A不符合题意；
B．乙中左侧惰性电极为阴极，发生还原反应：+6H++6e-=，故B符合题意；
C．乙中左侧惰性电极为阴极，电极反应式为C6H6+6e-+6H+=C6H12，参加反应苯的物质的量为10mol×20%-10mol×10%=1mol，转移电子的物质的量为1mol×6=6mol，故C不符合题意；
D．甲池为原电池，原电池中阴离子移向正极，F为正极；乙池为电解池，阳离子移向阴极，多孔惰性电极为阴极，则H+移向多孔性惰性电极，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】乙池中惰性电极上，苯转化为环己烷，发生还原反应，惰性电极为阴极，多孔性惰性电极为阳极，则F为正极，G为负极，氢氧燃料电池中通入氢气的一极为负极，通入氧气的一极为正极；
A.A为正极，通氧气；
B.多孔性惰性电极为阳极，发生失电子的氧化反应；
C.参加反应苯的物质的量为10mol×20%-10mol×10%=1mol，转移6mol电子；
D.原电池中阳离子向正极移动，电解池中阳离子向阴极移动。
3．【答案】B
【解析】【解答】A．用石墨做电极电解CuSO4溶液，开始时阴极上Cu2+放电生成Cu，当Cu2+完全放电后，溶液中H+放电生成H2，则阴极增重为铜元素的质量，m=nM=0.5mol/L×0.1L×64g/mol=3.2g，A不符合题意；
B．用石墨做电极电解CuSO4溶液，开始时阳极上OH-放电生成O2，阴极上Cu2+放电生成Cu，当Cu2+完全放电后，溶液中H+放电生成H2，两极共收集到标准状况气体即物质的量为，假设生成xmol H2和ymol O2，x+y=0.1mol，由得失电子相等有0.5×0.1×2+2x=4y，解得x=0.05，y=0.05，则电路中转移电子的数目为0.05mol×4×NAmol-1=，B符合题意；
C．第一步电解生成氢离子，第二步电解实际上是电解水，溶液中n(H+)不变，铜离子放电时离子方程式为2Cu2++2H2O=O2↑+2Cu+4H+，根据Cu和氢离子关系式得n(H+)=2n(Cu)=2×0.5mol/L×0.1L =0.1mol，c(H+)=，电解后的溶液pH不等于1，C不符合题意；
D．阳极上生成氧气、阴极上生成Cu和氢气，所以相当于析出CuO和H2O，根据Cu原子守恒得n(CuO)=n(Cu)=0.05mol，根据H原子守恒得n(H2O)=n(H2)=0.05mol，根据“析出什么加入什么”原则加入物质使溶液恢复原状，则进入的物质质量=m(CuO)+m(H2O)=0.05mol×80g/mol+0.05mol×18g/mol=4.9g，则加入不能使溶液复原，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】此类题型要结合离子分析，硫酸铜溶液中，阳离子有氢离子和铜离子，阴离子有硫酸根和氢氧根，阳离子为铜离子优先放电，生成铜，阴离子为氢氧根放电，生成氧气，结合题干铜离子的物质的量，可知当铜离子刚好完全反应时，即转移0.1mol电子，此时由0.025mol氧气生成，结合题干信息，可知此时氢离子也参与放电，再根据氧气和氢气的物质的量计算电子的物质的量。
4．【答案】D
【解析】【解答】A．放电时，电极a为Al，为负极，电极反应为，并且非水性体系中不存在氯离子，所以电极反应不符合题意，故A项不符合题意；
B．放电时，负极反应为，正极反应为，所以总反应为，电解质溶液中的物质的量减小，故B项不符合题意；
C．充电时，电极b为阳极，应与外接电源的正极相连，故C项不符合题意；
D．充电时，电极b为阳极，电极反应为，a为阴极，电极反应为，电极a和电极b的质量均增加，故D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．非水性体系中不存在氯离子；
B．利用电极反应式分析；
C．阳极与外接电源的正极相连；
D．利用电极反应式分析。
5．【答案】C
【解析】【解答】A. H+向右移动，表明M电极是负电极，Fe（Ⅱ）为阴极，故A不符合题意；
B. 酸性溶液中没有大量OH-，M电极的电极反应式为CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+，故B不符合题意；
C. Fe（I）为阳极，产生Fe2+，反应的离子方程式为6Fe2++Cr2O +14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，电解一段时间后，Fe（Ⅱ）产生的OH-大量移向阳区，在Fe（I）极附近产生Fe（OH）3、Cr（OH）3沉淀析出，故C符合题意；
D. 根据电荷守恒可知电路中每转移6mo电子，阳极产生3mol Fe2+，由6Fe2+～～Cr2O 可判断最多有0.5mol Cr2O 被还原，故D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】由图可知H+向右移动，表明M电极是负电极，Fe（Ⅱ）为阴极，Fe（I）为阳极，电极反应 ：Fe-2e-=Fe2+，反应的离子方程式6Fe2++Cr2O +14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，因此，电路中每转移6mol电子，最多有0.5molCr2O72-被还原，由此结合电化学原理分析解答。
6．【答案】A
【解析】【解答】A. 充电时为电解池，阳极的Ni化合价由+2价变为+3价，失电子，反应式：Ni(OH)2－e－+ OH－＝NiOOH + H2O，A符合题意；
B. 放电时负极Cd失电子与氢氧根离子反应生成Cd(OH)2，电极附近溶液的c（OH-）减小，则pH减小，B不符合题意；
C. 放电时为原电池，电解质溶液中的OH－向负极移动，C不符合题意；
D. 充电时Cd(OH)2得电子，生成Cd，与外电源的负极相连，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.充电时阳极上发生的电极反应式为：Ni（OH）2+OH--e-→NiOOH+H2O，阴极上发生的电极反应式为：Cd（OH）2+2e-═Cd+2OH-；
B.该电池中，放电时，负极反应式为Cd-2e-+2OH-=Cd（OH）2，正极上发生的电极反应式为：NiOOH+e-+H2O═Ni（OH）2+OH-；
C.放电时阴离子向负极移动、阳离子向正极移动；
D. 充电时正极失去电子。
7．【答案】A
【解析】【解答】A．烧碱、氯气等重要化工原料是通过氯碱工业，即电解饱和食盐水得到的，选项A符合题意；
B．是分子晶体，熔融状态不能电离出，不能通过电解得到铝，选项B不符合题意；
C．电镀时，待镀金属作阴极，镀层金属作阳极，选项C不符合题意；
D．电解精炼铜时，阳极活泼金属杂质先发生电极反应，而阴极只有铜析出，阳极减少的质量不等于阴极增加的质量，选项D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气；
B.氯化铝为共价化合物，工业上通常电解熔融的氧化铝冶炼金属铝；
C.电镀时，待镀金属作阴极，镀层金属作阳极；
D.电解精炼铜时，阳极有比铜活泼的金属在铜之前放电。
8．【答案】D
【解析】【解答】解：A．该电池反应时中，氮元素化合价由﹣3价变为0价，H元素化合价由+1价变为0价，则氮元素被氧化，氢元素被还原，所以生成氮气的电极A是阳极，生成氢气的电极B是阴极，则图1中N型半导体为负极，P型半导体为正极，故A错误；
B．电解时，电子的流向为：阳极→电源，电源→阴极，故B错误；
C．阴极B上水得电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O+2e﹣═H2↑+2OH﹣，故C错误；
D．A极为阳极，电极反应式为：CO（NH2）2+80H﹣﹣6e﹣═CO32﹣+N2↑+6H2O，故D正确；
故选：D．
【分析】该电池反应时中，氮元素化合价由﹣3价变为0价，H元素化合价由+1价变为0价，所以生成氮气的电极A是阳极，生成氢气的电极B是阴极，结合电解池的工作原理分析解答．
9．【答案】D
【解析】【解答】A．铜电极是阴极，电极反应为2H++2e-=H2↑，铜电极附近观察到无色气体，故A不符合题意；
B．石墨电极是阳极，电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，可以观察到黄绿色气体产生，故B不符合题意；
C．电解池中，阳离子移向阴极，即Na+移向铜电极，故C不符合题意；
D．铜电极是阴极，电极反应为2H++2e-=H2↑，属于还原反应，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据电解饱和食盐水的装置，如果通电后两极均有气泡产生，则金属铜电极一定是阴极，电极反应为2H++2e-=H2↑，阳极上是氯离子失电子，电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑。
10．【答案】D
【解析】【解答】解：根据图片知，B装置中通入空气和Y，空气作氧化剂，且整个装置是原电池和电解池组合的装置，B能自发的进行氧化还原反应，所以B是原电池，则A是电解池；
A．通过以上分析知，A是电解池，B是原电池，原电池中燃料是氢气，所以Y是氢气，则X是氯气，故A错误；
B．A是电解池，电解氯化钠过程中，氯化钠溶液被电解时生成氯气、氢气和氢氧化钠，所以导致溶液中氯化钠浓度降低，所以m＞n，故B错误；
C．B是燃料电池，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，导致正极区域氢氧化钠浓度增大，所以a＜b，故C错误；
D．B装置是把化学能转变为电能的装置，属于原电池，且正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，导致正极区域氢氧化钠浓度增大，故D正确；
故选D．
【分析】根据图片知，B装置中通入空气和Y，空气作氧化剂，且整个装置是原电池和电解池组合的装置，B能自发的进行氧化还原反应，所以B是原电池，则A是电解池；
燃料电池中氢气是燃料，在负极上反应，空气是氧化剂，在正极上反应，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，电解池中，电解氯化钠溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，同时得到氢氧化钠．
11．【答案】A
【解析】【解答】A.图示得到：液态Cu-Si合金为阳极，电子由液态Cu-Si合金流出；液态铝为阴极，连接电源负极，所以电子从液态铝流入；A符合题意；
B.图中，铝电极是Si4+得电子被还原为Si，因此与电源负极相连，该电极为阴极，B不符合题意；
C.由图示得到，电解的阳极反应为Si失电子转化为Si4+，阴极反应为Si4+得电子转化为Si， C不符合题意；
D.使用三层液熔盐的可以有效的增大电解反应的面积，使单质硅高效的在液态铝电极上沉积，而不是方便电子通过，电子不通过电解质，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A.由图可知，液态铝得到电子，液态Cu-Si合金失去电子；
B.液态铝为阴极，与电源的负极相连；
C.由图可知，Si在阳极失电子转化为Si4+，Si4+在阴极得电子转化为Si；
D.电子不能通过电解质；
12．【答案】D
【解析】【解答】A. 由分析可知，图中特制惰性电极C为阴极，A不符合题意；
B. 由分析可知，电解过程中的总反应式为：3H2O O3↑+3H2↑或者2H2O O2↑+2H2↑，相当于电解水，故电解一段时间后停止电解，溶液的pH显著变小，B不符合题意；
C. 由分析可知，电极D为阳极，B为外接电源的正极，A为负极，C为阴极，故电解开始后电子的移动方向为：A→C，D→B，电子不能经过电解质溶液，C不符合题意；
D. 电解一段时间后E、F处分别收集到xL和yL气体(标准状况)，设F出收集到O3为aL，则O2为(y-a)L，根据电子守恒有： ，解得：a=(x-2y)L，则F处收集的气体中O3所占的体积分数为 (忽略O3的分解)，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由图示可知，F出口产物为O2和O3，电极D反应如下：3H2O=O3↑+6H++6e-；2H2O=O2↑+4H++4e-，说明D极发生氧化反应，应为电解池的阳极，B电极为正极，阴极即电极C发生还原反应，生成氢气，电极方程式为2H++2e-=H2↑，A电极为负极，以此分析解题：
13．【答案】A
【解析】【解答】A、电解熔融状态的CeO2时，在阴极上是Ce4+得电子发生还原反应生成单质铈的过程，即在阴极获得铈，故A符合题意；
B、Ce4+有氧化性，碘离子具有还原性，二者不能共存于一个溶液中，故B不符合题意；
C、根据氧化性：Ce4+＞Fe3+来判断反应能发生，应该为：Ce4++Fe2+═Ce3++Fe3+，故C不符合题意；
D、同系物是分子结构相似，组成上相差整数倍个“-CH2”结构的不同有机物之间的互称，四种核素 、 、 、 ，它们互称为同位素，故D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A. 根据电解池的工作原理：阴极上是阳离子发生得电子的还原反应来判断；
B. 根据氧化还原反应的有关知识来分析；
C. 根据电荷守恒来判断离子方程式的正误；
D. 根据同系物和同位素概念的区别来分析．
14．【答案】B
【解析】【解答】A．断开K2、合上K1，为原电池，电极A为负极，则其电势低于电极B，A不符合题意；
B．断开K1、合上K2，为充电过程，电极A为阴极，发生还原反应，电极反应式为Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，B符合题意；
C．放电时电极B为正极，正极上NiOOH得电子发生还原反应生成Ni(OH)2，正极反应式为2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-，溶液中的氢氧根浓度增大，C不符合题意；
D．根据分析，放电时总反应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，则镍镉二次电池总反应式： Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiOOH+2H2O，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据图示，电极A与直流电源的负极相连，电极A充电时为阴极，则放电时电极A为负极，负极上Cd失电子发生氧化反应生成Cd(OH)2，负极反应式为Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2，电极B充电时为阳极，则放电时电极B为正极，正极上NiOOH得电子发生还原反应生成Ni(OH)2，正极反应式为2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-，放电时总反应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，据此分析作答。
15．【答案】D
【解析】【解答】A. 阴极发生还原反应，是亚硫酸氢根离子，得电子，生成硫代硫酸根离子，a 是直流电源的负极，故A不符合题意；
B. 阴极发生还原反应，是亚硫酸氢根离子，得电子，生成硫代硫酸根离子，电极反应式为：2HSO3-+2e-+2H+═S2O42-+2H2O，阴极得到2mol电子时，通过阳离子交换膜的H+为2mol，故B不符合题意；
C. 硫代硫酸根离子与一氧化氮发生氧化还原反应，生成氮气，离子反应方程式为：2NO+2S2O42-+2H2O═N2+4HSO3-，故C不符合题意；
D. 阳极发生失去电子的氧化反应，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.a电极出来大量的硫代硫酸根，是二氧化硫得电子产生的，发生还原反应，故属于阴极区，与电池负极相连接
B.阴极区得到2mol电子，并同时消耗2mol氢离子
C.吸收池中根据反应物和生成物可以写出发生氧化还原反应
D.阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应
16．【答案】A
【解析】【解答】解：根据图示，得到A是阴极，该电极上是氢离子得电子，2H++2e-=H2↑，B是阳极，该电极上是氯离子失电子，级2Cl--2e-=Cl2↑，C是阴极，该电极上是析出金属银，Ag++e-=Ag，D是阳极，该电极上产生氧气，级4OH--4e-=O2↑+2H2O，各个电极上转移电子的物质的量是相等的，设转以电子1mol，所以在A、B、C、D各电极上生成的物质的量之比为0.5：0.5：1：0.25=2：2：4：1，
故答案为：A。
【分析】电化学的计算根据电路中转移的电子总数相等来计算。
17．【答案】（1）正极；逐渐变浅；氢氧化铁胶粒带正电荷
（2）1:2:2:2
（3）镀层金属；AgNO3；10.8g；变大
（4）Fe+Cu2+ Cu+Fe2+
【解析】【解答】（1）A电极是电源的正极，在A池中，电解硫酸铜的过程中，铜离子逐渐减少，导致溶液颜色变浅；Y极是阴极，该电极颜色逐渐变深，说明氢氧化铁胶体向该电极移动，异性电荷相互吸引，所以氢氧化铁胶体粒子带正电荷；
（2）C、D、E、F电极发生的电极反应分别为：4OH-═O2↑+2H2O+4e-、Cu2++2e-═Cu、2Cl-═Cl2↑+2e-、2H++2e-═H2↑，当各电极转移电子均为1mol时，生成单质的量分别为：0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol，所以单质的物质的量之比为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G应该是镀层金属，电镀液含有镀层金属阳离子，故电镀液为AgNO3溶液；当乙中溶液的c（OH-）=0.1mol L-1时（此时乙溶液体积为1000mL），根据电极反应2H2O+2e-═H2↑+2OH-，则放电的氢离子的物质的量为：0.1mol/l×1L=0.1mol，当转移0.1mol电子时，丙中镀件上析出银的质量=108g/mol×0.1mol=10.8g，电解硫酸铜的过程中水放电生成氧气，有硫酸生成，所以氢离子浓度增大，所以酸性增强，甲中溶液的pH变小；
（4）C电极换为铁，则阳极铁失电子，阴极铜离子得电子，电解池反应为：Fe+Cu2+ Cu+Fe2+。
【分析】（1）根据实验现象判断电解池的电极，进而得出电源的电极，然后进行分析即可；
（2）根据电荷守恒进行计算；
（3）根据电镀原理进行分析即可；
（4）活泼金属作阳极，则活泼金属被氧化。
18．【答案】（1）阴；；91
（2）6+=2Fe3+(n+3)H2O
（3）；Zn2+
【解析】【解答】（1）①电池中，Zn电极为负极，V2O5电极为正极，结合正极、负极电解质溶液及题干所给信息，可得两极电极反应式如下：正极：，负极：，由图可知，电池放电过程，浓硫酸钾变为稀硫酸钾溶液，根据离子移动规则可知，钾离子通过a膜移向正极，硫酸根通过b膜移向负极，则b膜为阴离子交换膜；
②由第一问可知，正极反应为：；根据电极反应式可知，当转移1mol电子时，V2O5溶解0.5mol，则；
（2）由信息可知，为酸，则的浓溶液除铁锈的化学方程式为：6+=2Fe3+(n+3)H2O；
（3）①由可知，当pH=5时，c(OH-)=10-9mol/L ，c(Zn2+)=1mol/L，则；
②向的溶液中加入等体积的HCl后，根据化学式可知，氢氧根离子和氢离子恰好完全反应，则此时Zn元素主要以Zn2+形式存在。
【分析】（1）①根据离子移动规则，阳离子通过阳膜移向正极，阴离子通过阴膜移向负极，则b膜为阴离子交换膜；
②依据得失电子守恒；
（2）根据反应物和产物的化学式，利用原子守恒书写。
（3）①选择pH=5时，计算Ksp；
②根据产物的化学式判断。
19．【答案】（1）2H++2e=H2↑；4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3；
（2）铜片溶解，气体生成、蓝色沉淀
【解析】【解答】解：通电一段时间后，发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色，则C端发生2I﹣﹣2e﹣=I2，则C端为阳极，D为阴极，即E为电源的负极，F为电源的正极，（1）因D电极为阴极，则阳离子在阴极放电，电极反应为2H++2e=H2↑，左侧烧杯中发生电解硝酸银溶液的反应，该电解反应为4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3，
故答案为：2H++2e=H2↑；4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3；（2）右侧烧杯中发生阳极发生Cu﹣2e﹣=Cu2+，阴极发生2H2O+2e=H2↑+2OH﹣，则观察到铜片溶解，气体生成、蓝色沉淀，
故答案为：铜片溶解，气体生成、蓝色沉淀．
【分析】通电一段时间后，发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色，则C端发生2I﹣﹣2e﹣=I2，则C端为阳极，D为阴极，即E为电源的负极，F为电源的正极，结合离子的放电顺序及发生的电极反应来计算解答．
20．【答案】（1）
（2）粗铜板；
（3）镍块
（4）；O2 +4H+=2H2O
【解析】【解答】(1) 甲是电解饱和食盐水，M为正极，则a为阳极发生氧化反应，电极反应式为 ，故答案为： ；(2)用电解法进行粗铜提纯时，粗铜应作阳极，精铜作阴极，该装置中M为原电池的正极，N为原电池的负极，所以c为电解池的阳极，c电极的材料是粗铜板，d为电解池的阴极，电解时以硫酸铜溶液为电解液，溶液中的Cu2+得到电子在阴极上发生还原反应，即 ，故答案为：粗铜板； ；(3)如果要在铁制品上镀镍(二价金属)，则铁做阴极，镍做阳极，e电极做阳极，故e电极的材料是镍块，故答案为：镍块；(4)燃料电池一般氧气在正极得电子，故甲醇在负极失电子，甲醇应通入该燃料电池的负极，通入氧气一极的电极即正极在稀硫酸做电解质溶液的情况下反应式为：O2 +4H+=2H2O，故答案为：负；O2 +4H+=2H2O。
【分析】（1）根据电源正负极确定阳极和阴极，阳极是吸引阴离子，阴离子失电子
（2）根据题目可以确定c是阳极，d是阴极，在电解精炼铜时，选择粗铜阳极材料失去电子，d是阴极发生还原反应
（3）e是阳极，f是阴极，电镀时是采用电镀金属在阳极
（4）甲醇是可燃性气体做负极材料，氧气在正极通入，发生的还原反应
21．【答案】（1）2H++2e﹣=H2↑；放出气体，溶液变红；2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑；把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色
（2）纯铜；Cu2++2e﹣=Cu；粗铜；Cu﹣2e﹣=Cu2+
【解析】【解答】解：（1）①和电源的负极相连的电极X极是阴极，该电极上氢离子发生得电子的还原反应，即2H++2e﹣=H2↑，所以该电极附近氢氧根浓度增大，碱性增强，滴入几滴酚酞试液会变红，故答案为：2H++2e﹣=H2↑；放出气体，溶液变红；②和电源的正极相连的电极Y极是阳极，该电极上氯离子发生失电子的氧化反应，即2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑，氯气能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，可以用于氯气的检验，故答案为：2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑；把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色；（2）①电解方法精炼粗铜，电解池的阴极材料是纯铜，电极反应为：Cu2++2e﹣=Cu，故答案为：纯铜； Cu2++2e﹣=Cu；②电解方法精炼粗铜，电解池的阳极材料是粗铜，电极反应为：Cu﹣2e﹣=Cu2+，故答案为：粗铜；Cu﹣2e﹣=Cu2+．
【分析】（1）电解饱和食盐水时，阳极上是氯离子失电子，阴极上是氢离子得电子，氯气能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝；（2）根据电解精炼铜的工作原理知识来回答．