4.2 电解池（含解析） 课后训练 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 课后训练
一、单选题
1．下列不是氯碱工业的直接产品的是（　　）
A．氢气 B．氯气 C．氯化氢 D．氢氧化钠
2．化学与生产生活密切相关，下列说法错误的是（　　）
A．利用丁达尔效应可鉴别Al(OH)3胶体和KCl溶液
B．电解饱和食盐水可得到氢氧化钠溶液
C．将Cl2通入澄清石灰水中可制得漂白粉
D．服用小苏打片可以治疗胃酸过多
3．某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是（　　）
A．铅笔端作阳极，发生还原反应 B．铂片端作阴极，发生氧化反应
C．铅笔端有少量的氯气产生 D．a点是负极，b点是正极
4．化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是 （　　）
A．氯碱工业是电解熔融的，在阳极能得到
B．电渗析法淡化海水利用了离子交换膜技术
C．晶体硅制得的光电池，能直接将光能转化为电能
D．煤经过气化和液化等化学变化可转化为清洁能源
5．铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是（　　）
A．正极 B．负极 C．阳极 D．阴极
6．铝合金(含Cu、Mg和Si等)用途广泛，可利用电解原理处理铝合金废料获得高纯铝，从而使资源得到合理利用。下列有关说法正确的是（　　）
A．铝合金与电源的负极相连
B．铝合金电极只发生反应Al-3e-=Al3+
C．电解槽中可以盛装等浓度的H2SO4和Al2(SO4)3的混合溶液
D．理论上阴阳两极的质量变化值：阳极>阴极
7．将等物质的量的K2SO4、NaCl、Ba（NO3）2、AgNO3混合均匀后，置于指定容器中，加入足量的水，搅拌、静置、过滤．取滤液，用铂电极电解一段时间．则两极区析出的氧化产物与还原产物的质量比约为（　　）
A．35.5：108 B．108：35.5 C．8：1 D．1：2
8．如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法中正确的是（　　）
A．X是正极，Y是负极 B．Pt是阴极，Cu是阳极
C．硫酸铜溶液的pH逐渐增大 D．硫酸铜溶液的浓度逐渐增大
9．用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为升高、不变、降低的是（　　）
A．AgNO3 CuCl2 Cu(NO3)2 B．KCl Na2SO4 CuSO4
C．CaCl2 KOH NaNO3 D．HCl HNO3 K2SO4
10．科学家近年发明了一种新型Zn-CO2水介质可充电电池，放、充电时可以实现CO2和HCOOH的互相转化。其电池结构如图所示，电池中间由反向放置的双极膜分隔两极的电解质溶液，双极膜中的H2O可解离为H+和OH-，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列关于该电池的说法错误的是（　　）
A．放电时锌箔电极的反应式为：Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)
B．若膜A和A'、B和B'分别为阴、阳离子交换膜，则放电时膜A、B工作
C．充电时Pd电极的反应式为：
D．若放电时外电路通过1mol电子，则理论上通过双极膜向两极迁移的离子数为NA
11．已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池．铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“+”，另一个接线柱旁标有“﹣”．关于标有“+”的接线柱，下列说法中正确的是（　　）
A．充电时作阳极，放电时作负极 B．充电时作阳极，放电时作正极
C．充电时作阴极，放电时作负极 D．充电时作阴极，放电时作正极
12．用石墨电极电解100 mL H2SO4与CuSO4的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到224mL 气体(标准状况)，则原混合溶液中Cu2+的物质的量浓度为（　　）
A．0.1mol·L-1 B．0.2 mol·L-1 C．0.3 mol·L-1 D．0.4 mol·L-1
13．电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属的方法。下列叙述错误的是（　　）
A．电镀铜时，只能选用氯化铜溶液作电解质溶液
B．镀层金属通常是在空气或溶液里不易起变化的金属或合金
C．电镀的方法可以应用在铜的精炼上
D．电镀的主要目的之一是使金属增强抗腐蚀的能力
14．原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应分别是（　　）
A．氧化、还原 B．还原、氧化 C．氧化、氧化 D．还原、还原
15．如图为阳离子交换膜法以石墨为电极电解饱和食盐水原理示意图．据图判断下列说法不正确的是（　　）
A．标准状况下，生成22.4LCl2的同时有2molNaOH生成
B．从C口流出的是NaOH溶液
C．从E口逸出的气体是H2
D．从F口逸出的气体是Cl2
16．某有色金属工业的高盐废水中主要含有、、、、和，利用如图电解装置可回收、并尽可能除去和，其中双极膜(BP)中间层的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移，M膜、N膜需在一价阴离子交换膜和阳离子交换膜中选择。下列说法错误的是
A．BP膜中均向右侧溶液迁移，M膜为一价阴离子交换膜
B．溶液a的溶质主要为HF和HCl，溶液b的溶质主要为和
C．当阳极产生22.4L气体(标准状况)时，有4mol离子通过N膜
D．电解过程中，应控制高盐废水的pH不能过高
二、综合题
17．电池和电解池在日常生活中有着广泛的应用。
（1）干电池应用广泛，其电解质溶液是混合溶液。该电池的负极材料是　 　，电池工作时，电子流向　 　(填“正极”或“负极”)。若混合溶液中含有杂质，会加速某电极的反应，形成“自放电”现象，其主要原因是　 　。
（2）铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料分别是和，电解质溶液为硫酸。该电池总反应式为：。请根据上述情况判断：该蓄电池放电时，发生　 　(填“氧化”或“还原”)反应；正极附近溶液的酸性　 　(填“增强”、“减弱”或“不变”)；充电时，电解质溶液中阴离子移向　 　(填“”或“”)电极，阴极的电极反应式为　 　。
（3）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。
已知一：甲槽电解的是一定浓度的与的混合溶液，理论上两极所得气体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)。原混合溶液中的物质的量浓度为　 　。
已知二：若乙槽为溶液，通电一段时间后，向所得的乙槽溶液中加入的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　 　(用表示)。
已知三：若乙槽中溶液的溶质为和，且均为。通电一段时间后，阴极析出固体质量m与通过电子的物质的量n关系如图所示，则、、氧化能力由大到小的顺序是　 　。
18．现有一套电化学装置，如图所示，E 为沾有 Na2SO4溶液的滤纸，并加入几滴酚酞．A、B分别为Pt片，压在滤纸两端，R、S为电源的电极．M、N是用多微孔的 Ni 制成的电极材料，它在碱性溶液中可以视为惰性电极．G为电流计，K为开关．C、D和电解池中都充满浓KOH溶液．若在滤纸中央点上一滴紫色的 KMnO4溶液，断开K，接通外电源一段时间后，C、D中有气体产生．
（1）S为　 　（填“正”或“负”）极．
（2）A极附近溶液的现象是　 　，B 极附近发生的电极反应式为　 　．
（3）滤纸上的紫色点向　 　（填“A”或“B”）方移动．
（4）当 C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间，C、D中气体逐渐减少，D中的电极为　 　 （填“正”或“负”）极，电极反应式为　 　．
19．氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础的基本化学工业。下图是某氯碱工业生产原理示意图：
（1）A装置所用食盐水由粗盐水精制而成。精制时，为除去食盐水中的Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为　 　、　 　。
（2）写出装置A在通电条件下反应的化学方程式　 　。
（3）氯碱工业是高耗能产业，按上图将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30％以上，且相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。
①图中Y是　 　（填化学式）；X与稀NaOH溶液反应的离子方程式是：　 　。
②分析比较图示中氢氧化钠质量分数a％与b％的大小　 　。
③若用B装置作为A装置的辅助电源，每当消耗标准状况下氧气的体积为11.2 L时，则B装置可向A装置提供的电量约为　 　（一个e-的电量为1.60×10-19C；计算结果精确到0.01）。
20．镍氢电池广泛用于油电一体的混合动力汽车，该电池材料的回收利用也成为研究热点。
（1）Ⅰ.某品牌镍氢电池的总反应为，其中，MH为吸附了氢原子的储氢合金。图1为该电池放电时的工作原理示意图。
混合动力车上坡时利用电池放电提供能源。
①电极A是　 　(填“正极”或“负极”)。
②正极的电极反应式为　 　。
（2）混合动力车下坡时利用动能回收给电池充电，此时电极A附近的pH　 　(填“变大”“不变”或“变小”)
（3）Ⅱ.该品牌废旧镍氢电池回收过程中，金属镍的转化过程如下：
转化过程中所用和NaOH溶液通过电解溶液获得，装置如图2。
已知：阴离子交换膜可选择性透过阴离子，阳离子交换膜可选择性透过阳离子。
图2中，电极C为电解池的　 　(填“阴极”或“阳极”)。
（4）产生的是　 　(填“甲池”“乙池”或“丙池”)，结合化学用语说明产生的原理：　 　。
（5）回收该品牌废旧镍氢电池过程中，在阴极收集到气体134.4L(标准状况下)，理论上最多可回收得到(摩尔质量为)的质量为　 　。
21．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，e、f是小试管。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336mL（标准状况）气体。
请回答下列问题：
（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：　 　。
（4）AgNO3溶液的浓度　 　（填增大、减小或不变。下同），H2SO4溶液的pH　 　。
（5）若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H2SO4溶液为　 　g。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】电解饱和食盐水阳极氯离子失去电子，化合价从-1价变化为0价，发生氧化反应,电极反应为:2Cl--2e-═Cl2↑，阴极氢离子得到电子，氢元素化合价从+1价变化为0价，发生还原反应，电极反应为:2H++2e-═H2↑；总反应为:2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2，所以氯化氢不是氯碱工业的直接产品，故C符合题意；
故答案为：C。
【分析】工业上制取氯气大多采用电解饱和食盐水的方法，以此为基础的工业称为“氯碱工业”，电解饱和食盐水可产生氯气、氢气和氢氧化钠，据此分析进行解答。
2．【答案】C
【解析】【解答】A．丁达尔效应是胶体特有性质，利用丁达尔效应可以可鉴别Al(OH)3胶体和KCl溶液，故A不符合题意；
B．电解饱和食盐水可得到氯气、氢气和氢氧化钠溶液，故B不符合题意；
C．氢氧化钙微溶，应该将Cl2通入石灰乳中可制得漂白粉，故C符合题意；
D．碳酸氢钠能与盐酸反应，且碱性较弱，服用小苏打片可以治疗胃酸过多，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、丁达尔效应可以鉴别胶体和溶液；
B、电解饱和食盐水可以制取氢氧化钠、氯气和氢气；
C、澄清石灰水中氢氧化钙含量很少；
D、小苏打为碳酸氢钠，可以治疗胃酸。
3．【答案】D
【解析】【解答】A.铅笔端作阴极，发生还原反应，故A不符合题意；
B.铂片端作阳极，发生氧化反应，故B不符合题意；
C.铅笔端作阴极，溶液中的阳离子在铅笔端放电，所以不会生成氯气，故C不符合题意；
D.铅笔端作阴极，则a是电源的负极，b是正极，故D符合题意；
答案选D。
【分析】出现红色字迹，说明溶液中有OH－生成，所以铅笔端作阴极，氢离子放电，发生还原反应，因此a是电源的负极，b是正极。
4．【答案】A
【解析】【解答】A.氯碱工业是指电解NaCl溶液制氢氧化钠及氯气，故A符合题意；
B.海水淡化的方法有蒸馏法、离子交换法和电渗析法等，其中电渗析法淡化海水利用了离子交换膜技术，故B不符合题意；
C.硅是良好的半导体材料，晶体硅制得的光电池，能直接将光能转化为电能，故C不符合题意；
D.煤经过气化和液化等化学变化可转化为清洁能源，故D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A、氯碱工业是电解氯化钠溶液；
B、电渗析法利用离子交换膜技术淡化海水；
C、太阳能电池将光能转化为电能；
D、煤的气化和液化为化学变化。
5．【答案】B
【解析】【解答】锌比铜活泼，铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是负极，故B符合题意。
【分析】原电池中活泼金属易被氧化，做原电池的负极，据此解答即可。
6．【答案】D
【解析】【解答】A．利用电解原理处理铝合金废料时，铝合金应与电源的正极相连，A不符合题意；
B．铝合金电极即阳极上，比Al活泼的金属失电子生成离子，还发生Mg-2e-=Mg2+，B不符合题意；
C．若电解槽中可以盛装等浓度的H2SO4和Al2(SO4)3的混合溶液，则H+先于Al3+在阴极上反应，C不符合题意；
D．阳极上Mg和Al失电子变为离子，同时还有阳极泥生成，阴极上Al3+得电子生成Al，转移相同电子时，阴阳两极的质量变化值：阳极>阴极，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】依据电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，阳极失电子，发生氧化反应，与电源负极相连的电极是阴极，阴极上得电子，发生还原反应；及电解时放电顺序分析。
7．【答案】C
【解析】【解答】解：将等物质的量的K2SO4、NaCl、Ba（NO3）2、AgNO3混合均匀后，置于指定容器中，加入足量的水，发生反应：
K2SO4+Ba（NO3）2=BaSO4↓+2KNO3，AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3，搅拌、静置、过滤，滤液为KNO3和NaNO3溶液，
电解时发生：2H2O 2H2↑+O2↑，氧化产物为O2，还原产物为H2，
两极区析出的氧化产物与还原产物的质量比约为32：2×2=8：1，
故选C．
【分析】将等物质的量的K2SO4、NaCl、Ba（NO3）2、AgNO3混合均匀后，置于指定容器中，加入足量的水，发生反应：
K2SO4+Ba（NO3）2=BaSO4↓+2KNO3，AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3，反应后为KNO3和NaNO3溶液，用铂电极电解，实际上电解的为水，在两极上分别生成氧气和氢气．
8．【答案】A
【解析】【解答】U型管中是NaCl和酚酞溶液，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色，则b极得到NaOH和H2，作阴极，与其连接的Y极是外接直流电源的负极；则X是正极，Pt是阳极，Cu是阴极，a是阳极。
A．据以上分析，X是正极，Y是负极，A符合题意；
B．据以上分析，Pt是阳极，Cu是阴极，B不符合题意；
C．据以上分析，形成惰性电极电解硫酸铜溶液，阳极是，阴极是，溶液酸性增强，pH逐渐减小，C不符合题意；
D．据C项分析，铜离子不断生成铜单质析出，硫酸铜溶液的浓度逐渐较小，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】依据题目的现象，利用电解原理判断。
9．【答案】B
【解析】【解答】由电解规律可得：
类型 化学物质 pH变化
放O2生酸型 CuSO4、AgNO3、Cu(NO3)2 降低
放O2生酸型 KCl、CaCl2 升高
电解电解质型 CuCl2 升高
HCl 升高
电解H2O型 NaNO3、Na2SO4、K2SO4 不变
KaOH 升高
HNO3 降低
故答案为：B。
【分析】本题是用惰性电极电解，所以无需考虑阳极材料的放电问题，只需确定好离子的放电顺序便可以。
A.电解硝酸银生成硝酸，pH减小。
C.电解氢氧化钾相当于电解水，氢氧根浓度变大，pH变大。
D.电解硝酸相当于电解水氢离子浓度变大，pH变小。
10．【答案】D
【解析】【解答】A．放电时，锌箔为负极，锌失去电子发生氧化反应，电解质溶液为KOH，则电极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，故A不符合题意；
B．放电时为原电池，原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，则双极膜中的H2O解离的OH-通过膜A(阴离子交换膜)移向负极，H+通过膜B(阳离子交换膜)移向正极，故B不符合题意；
C．充电时Pd电极为阳极，HCOOH在阳极失电子发生氧化反应得到CO2，电极反应式为，故C不符合题意；
D．若放电时外电路通过1mol电子，理论上有1molOH-移向负极，1molH+移向正极，则理论上通过双极膜向两极迁移的离子数为2NA，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据题干信息，放电时为原电池，锌为负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)42-；Pd为正极，发生还原反应，电极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH。原电池工作时，阳离子想正极移动，阴离子向负极移动。充电时为电解池，Pd为阳极，发生氧化反应；锌为阴极，发生还原反应。注意充电时的电极反应式与放电时的正好相反。
11．【答案】B
【解析】【解答】解：铅蓄电池为二次电池，标有“+”的接线柱，放电时为原电池的正极，充电时为电解池的阳极，
故选B．
【分析】标有“+”的接线柱，放电时为原电池的正极，充电时为电解池的阳极，以此来解答．
12．【答案】A
【解析】【解答】电解100 mL H2SO4与CuSO4的混合溶液，阳极发生的反应为： 4OH--4e=2H2O+O2↑，阴极上发生的电极反应为：Cu2+ +2e- =Cu；2H++2e-=H2↑，两极均收集到0.224L (标况)气体，即均生成0.01mol的气体，阳极生成0.01mol氧气说明转移了0.04mol电子，而阴极上生成的0.01molH2只得到了0.02mol电子，所以剩余0.02mol电子由铜离子获得，且溶液中有0.01mol铜离子，据c= 即得到铜离子的浓度c=0.1mol/ L，故A符合题意；
故答案为A。
【分析】阳极发生的反应为： 4OH--4e=2H2O+O2↑，阴极上发生的电极反应为：Cu2+ +2e- =Cu；2H++2e-=H2↑，根据电子转移守恒计算。
13．【答案】A
【解析】【解答】A．电镀铜时，可以选用可溶性铜盐作电解质溶液，不一定要选用氯化铜溶液，故A符合题意；
B．电镀的主要目的之一是使金属增强抗腐蚀的能力，镀层金属通常是在空气或溶液里不易起变化的金属或合金，故B不符合题意；
C．电镀和精炼铜都是电解原理的应用，都是在阴极上析出金属，故C不符合题意；
D．电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属的方法，电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属的方法，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.电镀铜时粗铜作阳极，纯铜作阴极，含铜离子的盐溶液作电解质溶液；
B.镀层金属化学性质稳定，抗腐蚀性能强；
C.电镀和电解精炼铜都是应用的电解原理；
D.电镀是在容易被腐蚀的金属上镀上不易被腐蚀的金属，隔绝空气，防止易腐蚀的金属被腐蚀。
14．【答案】D
【解析】【解答】解：原电池放电时，正极上得电子发生还原反应；电解池工作时，阴极上得电子发生还原反应，
故选D．
【分析】根据原电池正极和电解池阴极上得失电子判断反应类型，得电子的物质发生还原反应，失电子的物质发生氧化反应．
15．【答案】B
【解析】【解答】解：A．电解原理方程式2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑，标准状况下每生成22.4L即1molCl2，便产生2molNaOH，故A正确；
B．阳离子交换膜仅允许Na+通过，则在C口不可能有NaOH导出，故B错误；
C．在电解池中，钠离子移向阴极，所以D极是阴极，发生2H++2e﹣=H2↑，故从E口逸出的气体是H2，故C正确；
D．左侧电极阳极，溶液中的阴离子氯离子失电子生成氯气，电极反应为：2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑，故D正确；
故选B．
【分析】由电源正负极可知左侧电极为阳极，发生：2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑，则右侧电极为阴极，发生2H++2e﹣=H2↑，电解时，阳极生成氯气，消耗NaCl，则应在阳极补充NaCl，阴极生成OH﹣，且Na+向阴极移动，则产品烧碱溶液从阴极区导出，注意题中阳离子交换膜仅允许Na+通过的特点．
16．【答案】B
【解析】【解答】A．电解池中阳离子向阴极移动，BP膜中均向右侧溶液迁移；氟离子、氯离子通过M膜向左侧迁移，故M膜为一价阴离子交换膜，A不符合题意；
B．溶液a中氟离子、氯离子通过M膜向左侧迁移，氢离子与右侧双极膜迁移出来的OH-中和，故反应后溶液a的溶质主要为和；溶液b的溶质主要为右侧迁移过来的氟离子、氯离子与左侧前过来的氢离子生成的为HF和HCl，B符合题意；
C．阳极反应为，当阳极产生22.4L气体(标准状况下为1mol)时，根据电子守恒可知，有4mol离子通过N膜，C不符合题意；
D．电解过程中，若pH过高则会导致锌离子、铜离子转化为沉淀，故应控制高盐废水的pH不能过高，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】AB．依据电解时，阴离子通过阴离子交换膜移向阳极，阳离子通过阳离子交换膜移向阴极判断；
C．根据电子守恒分析；
D．依据A项分析判断。
17．【答案】（1）(或锌)；正极；与反应生成，与构成微电池，加速锌极损失
（2）氧化；减弱；；
（3）0.1；；
【解析】【解答】（1）原电池的负极是发生氧化反应的一极：Zn-2e-===Zn2+；电池工作时，电子从负极流向正极；Zn与Cu2+发生氧化还原反应，生成的Cu附着在Zn的表面构成铜锌原电池，加快反应速率，从而加快Zn的腐蚀；
故答案为：Zn(或锌)；正极；Zn 与Cu2+反应生成Cu，Zn与Cu构成微电池，加速锌极损失；
（2）铅蓄电池工作时，放电时，铅为负极，失去电子被氧化，电极反应为：，硫酸参加反应生成硫酸铅同时生成水，导致硫酸浓度降低、酸性减弱，原电池放电时阴离子向负极移动；充电时，阴离子移向阳极，阴极的电极反应式为负极反应的逆反应；
故答案为：氧化；减弱；PbO2；；
（3）①阳极上离子放电顺序为Cl-＞OH-，阴极上离子放电顺序为，开始阶段阴极上析出Cu，阳极上产生Cl2，则图2中曲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，，由曲线Ⅱ可知，Cl-放电完全时生成标准状况下224mLCl2，根据Cl原子守恒，溶液中；
故答案为：0.1；
②电解CuSO4溶液时，Cu2+在阴极放电，水电离的OH-在阳极放电，电解反应的离子方程式当加入0.2molCu(OH)2相当于加入0.2molCuO和0.2molH2O，则电解过程中转移电子的物质的量为0.2mol×2+0.2mol×2=0.8mol，即0.8NA；
故答案为：0.8NA；
③根据电解C的图像可知，通电后就有固体生成，当通过电子为0.2mol时，析出固体质量达到最大，证明此时析出的固体是铜。如果是X3+析出，电子数应该是0.3mol，则氧化能力为Cu2+＞X3+，当电子超过0.2mol时，固体质量没变，说明这阴极产生的氢气即电解水，说明氧化能力H+＞X3+，故氧化能力为Cu2+>H+>X3+；
故答案为：Cu2+>H+>X3+。
【分析】（1） 锌锰原电池中负极材料为活泼金属Zn，MnO2为正极，电池工作时电子从负极经外电路流向正极；若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀；
（2） 铅蓄电池工作时，阴离子向负极移动负极上金属失电子化合价升高，正极得电子发生还原反应；充电时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应；
（3）①根据计算；
②根据计算；
③通过电子为0.2mol时，析出固体质量达到最大，证明此时析出的固体是铜， 当电子超过0.2mol时，固体质量没变，说明阴极产生的是氢气，即电解水，说明氧化能力H+＞X3+。
18．【答案】（1）正
（2）溶液由无色逐渐变红色；4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑
（3）B
（4）正；O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣
【解析】【解答】解：（1）闭合K，通直流电，电极C、D及氢氧化钾溶液构成电解池，根据离子的放电顺序，溶液中氢离子、氢氧根离子放电，分别生成氢气和氧气，氢气和氧气的体积比为2：1，通过图象知，C极上气体体积是D极上气体体积的2倍，所以C极上得氢气，D极上得到氧气，故R是负极，S是正极，所以B极是阳极，A极是阴极，故答案为：正；（2）A极是阴极，电解高锰酸钾时，在该极上放电的是氢离子，所以该极上碱性增强，酚酞显红色，B极是阳极，该极附近发生的电极反应式为：4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑，故答案为：溶液由无色逐渐变红色；4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；（3）浸有高锰酸钾的滤纸和电极A、B与电源也构成了电解池，因为R是负极，S是正极，所以B极是阳极，A极是阴极，电解质溶液中的阴离子高锰酸跟离子向阳极移动，所以B极呈紫色，故答案为：B；（4）当C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，构成氢氧燃料电池，在燃料电池中，燃料氢气为负极，方程式为2H2+4OH﹣﹣4e﹣=4H2O；
氧气作正极，方程式为O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣，
故答案为：正；O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣．
【分析】（1）根据C、D两电极得到的气体体积判断电极名称，从而确定电源S电极名称；（2）先判断A、B 的电极名称，根据电解池的工作原理来书写电极反应式；（3）根据电解池的工作原理判断电解时溶液中离子的移动方向；（4）根据原电池中燃料电池的工作原理和规律来回答．
19．【答案】（1）NaOH溶液；Na2CO3溶液
（2）2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
（3）H2；2OH-＋Cl2＝ClO-＋Cl-＋H2O；b％＞a％；1.93×105C
【解析】【解答】（1）除去杂质不能引入新的杂质，即除去Mg2＋用NaOH，除去Ca2＋用Na2CO3；
故答案为：NaOH溶液 ； Na2CO3溶液。
（2）根据生产流程示意图，装置A是电解池装置，电解饱和食盐水，因此化学反应方程式为：2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；
故答案为：2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
（3）①装置A右端产生NaOH溶液，说明左端电极是阴极，发生2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，因此Y是氢气，装置A的左端是阳极，发生2Cl－－2e－=Cl2↑，X为Cl2，和NaOH溶液的反应式Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。
②装置B中通氧气的一极为正极，环境是NaOH，因此正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，产生NaOH，因此b%>a%。
故答案为：b%>a%。
③两者装置通过的电量相等，即转移的电量是：11.2×4×6.02×1023×1.6×10－19/22.4C=1.93×105C。
故答案为：1.93×105C。
【分析】（1）利用氢氧根离子除去镁离子，利用碳酸根离子除去钙离子；
（2）电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气和氢气；
（3）B为燃料电池，一端通入氧气，另一端通入的肯定是可燃性气体，电解饱和氯化钠溶液生成的可燃性气体是氢气，结合氢氧为燃料电池的反应进行分析即可。
20．【答案】（1）负极；H2O+NiOOH+e-=Ni(OH)2+OH-
（2）变大
（3）阳极
（4）甲；电极C为该电解池的阳极，H2O在阳极失去电子生成O2，电极方程式为：2H2O-4e-= O2↑+4H+，生成H+，同时通过阴离子交换膜进入甲池，产生
（5）558
【解析】【解答】（1）①由电池中电子流向可知，电极A是负极；
②镍氢电池的总反应为，正极NiOOH得电子发生还原反应，电极方程式为：H2O+NiOOH+e-=Ni(OH)2+OH-。
（2）电池充电时A是阴极，由可知，充电时M得电子生成MH，电极方程式为：H2O+M+e-=MH+OH-，此时电极A附近的氢氧根浓度增大，pH变大。
（3）电解池中阳离子向阴极移动，由Na+的流向可知，电极D为阴极，电极C为阳极。
（4）电极C为该电解池的阳极，H2O在阳极失去电子生成O2，电极方程式为：2H2O-4e-= O2↑+4H+，生成H+，同时通过阴离子交换膜进入甲池，产生的是甲池。
（5）电解过程中，H2O在阴极得到电子生成H2，电极方程式为：2H2O+2e-= H2↑+2OH-，在阴极收集到H2的体积为134.4L(标准状况下)，物质的量为，转移电子12mol，则在阳极生成6mol，则生成6molNiSO4，最终得到6mol，质量为6mol×=558g。
【分析】Ⅰ.根据电子流向可知，电极A为该电池的负极，电极B为电池正极，电极反应式为H2O+NiOOH+e-=Ni(OH)2+OH-，则充电时，电极A为阴极，电极B为阳极；
Ⅱ.根据钠离子的移动方向可知，电池C为电解池的阳极，电极反应式为2H2O-4e-= O2↑+4H+，电极D为阴极，电极反应式为2H2O+2e-= H2↑+2OH-。
21．【答案】（1）正
（2）Ag；2.16
（3）4∶4∶1∶2
（4）不变；减小
（5）45.18
【解析】【解答】（1）右侧装置中盛有5.00%的稀H2SO4，实际上是电解其中的水，阴极产生H2，阳极产生O2，且V(H2)：V(O2)=2：1，由e、f中气体体积分析，可确定d极为阴极，则电源的N极为负极，M为正极。
（2）在c、d两极上共收集到336mL(标准状况)气体，根据电解硫酸溶液的反应：2H2O 2H2↑+O2↑得，V(H2)=336mL×2/3=224mL，即为0.01mol，V(O2)=336mL×1/3=112mL，即为0.005mol，因为电子转移关系：2H2~O2~4e-，则电路上有0.02mol电子，因此在Pt极(b、阴极)产生Ag，质量为：0.02mol×108g mol-1=2.16g。
（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，n(e-)：n(Ag)：n(O2)：n(H2)=0.02：0.02：0.005：0.01=4：4：1：2。
（4）左侧装置为由Ag(阳极)电极、Pt(阴极)电极和AgNO3溶液组成的电镀池，因此AgNO3溶液浓度不变；电解5.00%的H2SO4溶液，由于其中的水发生电解，因此H2SO4溶液浓度增大，pH减小。
（5）根据前面的计算，电解生成H20.01mol，由2H2O 2H2↑+O2↑得，电解消耗水0.01mol×18g mol-1=0.18g，设原5.00%的H2SO4溶液为xg，则：5.00% x=5.02% (x-0.18)，解得：x=45.18g。
【分析】（1）电解硫酸溶液，实质为电解水，阴极生成氢气，阳极生成氧气，且体积比为2：1，判断e为阳极，f为阴极，N为电源附近，M为电源正极；
（2）a为阳极，Ag失电子生成Ag+进入溶液中，b为阴极，溶液中的Ag+得电子生成Ag单质，从b极析出；根据氧化还原反应中得失电子守恒，利用氢气，氧气的体积计算出转移的电子数，以及Ag的质量；
（3）根据（2）中计算的物质的量，求比值；
（4）a为阳极，Ag失电子生成Ag+进入溶液中，b为阴极，溶液中的Ag+得电子生成Ag单质，溶液溶度不变；电解硫酸溶液实质为电解水，溶液中H+浓度增大，pH减小；
（5）根据电解过程中硫酸溶液中的溶质硫酸的质量不变解答；