第三课时 多池串联装置 电解的计算
1.如图所示，两个电解槽中a、b、c、d均为石墨电极，若电解过程中共有0.02 mol电子通过电路，则下列叙述正确的是（ ）
A.甲烧杯中a极上最多可析出铜0.64 g
B.甲烧杯中b极上的电极反应为4OH－－4e－2H2O＋O2↑
C.乙烧杯中滴入酚酞试液，d极附近先变红
D.乙烧杯中c极上的电极反应为4H＋＋4e－2H2↑
2.铅酸蓄电池的工作原理为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，由图分析，下列判断正确的是（ ）
A.K闭合时，c电极的电极反应为PbSO4＋2H2O－2e－PbO2＋4H＋＋S
B.当电路中转移0.2 mol电子时，Ⅱ中消耗的H2SO4为0.2 mol
C.K闭合时，Ⅱ中S向c电极迁移
D.K闭合一段时间，电流计的指针读数逐渐变小直至为零后不再偏转
3.如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分析错误的是（ ）
A.闭合K1构成原电池，闭合K2构成电解池
B.闭合K1，铁棒上发生的反应为Fe－2e－Fe2＋
C.闭合K2，铁棒不会被消耗
D.闭合K1，石墨棒周围溶液pH逐渐减小
4.电化学装置能够实现化学能与电能的相互转化。利用下列装置（电极均为惰性电极），实现电解饱和食盐水，下列说法正确的是（ ）
A.导线中电子的流动方向：M→Q，N→P
B.N电极的电极反应：O2＋4e－＋2H2O4OH－
C.气体a能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
D.溶液A为饱和食盐水，溶液C为稀食盐水
5.室温下，如图装置电解一段时间，当某极析出0.32 g Cu时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中溶液pH分别为（溶液足量，体积均为100 mL且电解前后溶液体积变化忽略不计）（ ）
A.13、7、1 B.12、7、2
C.1、7、13 D.7、13、1
6.用惰性电极电解硫酸铜溶液，整个过程转移电子的物质的量与产生气体总体积的关系如图所示（气体体积均在相同状况下测定）。欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入（ ）
A.0.1 mol CuO
B.0.1 mol CuCO3
C.0.075 mol Cu（OH）2
D.0.05 mol Cu2（OH）2CO3
7.用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入19.6 g Cu（OH）2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则下列说法正确的是 （ ）
A.电解过程中阴极没有气体生成
B.电解过程中转移的电子的物质的量为0.6 mol
C.原CuSO4溶液的浓度为0.1 mol·L－1
D.电解过程中阴、阳极共收集到气体的体积为8.96 L（标准状况下）
8.如图是铅酸蓄电池的工作原理示意图，已知放电时电池反应为PbO2＋Pb＋4H＋＋2S2PbSO4＋2H2O。下列有关说法正确的是（ ）
A.K与N连接时，该装置中电能转化为化学能
B.K与N连接时，H＋向负极移动
C.K与M连接时，a为电源的负极
D.K与M连接时，阳极附近溶液的pH逐渐增大
9.400 mL KNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中c（N）＝0.6 mol·L－1，用石墨作为电极电解此溶液，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400 mL，下列说法正确的是（ ）
A.原混合溶液中c（K＋）为0.04 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0.5 mol·L－1
10.K-O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是（ ）
A.隔膜允许K＋通过，不允许O2通过
B.放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阴极
C.产生1 Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22
D.用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9 g钾时，铅酸蓄电池消耗1.8 g水
11.如图是一套电解装置，两U形管中均盛有50.0 mL电解质溶液，a、b、c、d为Pt电极，通电一段时间后，d电极上析出金属Ag 2.16 g，没有气体产生，同时在b、c两电极收集到标准状况下相同体积的气体。请回答：
（1）c电极为 极，写出c电极上的电极反应： ，c电极收集到的气体体积在标准状况下为 L。
（2）b电极为 极，写出b电极上的电极反应，开始时是 ，后来是
。
（3）原CuCl2溶液中溶质的物质的量浓度为 mol·L－1。
12.常温下用惰性电极电解200 mL 氯化钠、硫酸铜的混合溶液，所得气体的体积随时间的变化如图所示，根据图中信息回答下列问题。（气体体积已换算成标准状况下的体积，且忽略气体在水中的溶解和溶液体积的变化）
（1）曲线 （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）表示阳极产生气体的变化。
（2）氯化钠的物质的量浓度为 ，硫酸铜的物质的量浓度为 。
（3）t2时所得溶液的pH为 。
第三课时 多池串联装置 电解的计算
1.C 甲烧杯中a极为阳极，有氧气生成，b极为阴极，有铜单质生成；乙烧杯中c极为阳极，有氯气生成，d极为阴极，有氢气生成。a极上不可能有铜析出，A项错误；b极上的电极反应为Cu2＋＋2e－Cu，B项错误；d极周围生成氢气的同时有氢氧根离子生成，能使酚酞变红，C项正确；c极上的电极反应为2Cl－－2e－Cl2↑，D项错误。
2.D 结合图像可知Ⅰ为原电池装置，Ⅱ为电解池装置。K闭合时，a电极作正极，b电极作负极，c电极作阴极，d电极作阳极。故c电极的电极反应为PbSO4＋2e－Pb＋S，A错误；当电路中转移0.2 mol电子时，Ⅱ中生成的H2SO4为0.2 mol，B错误；电解池中的阴离子向阳极移动，C错误；一段时间后，Ⅰ、Ⅱ两池的电压相等时，放电过程和充电过程结束，电路中电流为零，D正确。
3.D 闭合K1构成原电池，铁棒是负极，铁失去电子，铁棒上发生的反应为Fe－2e－Fe2＋，B正确；闭合K2构成电解池，铁棒与电源的负极相连，作阴极不会被消耗，A、C正确；闭合K1构成原电池，石墨棒是正极，电极反应为O2＋4e－＋2H2O4OH－，石墨棒周围溶液pH逐渐升高，D错误。
4.C 装置Ⅰ为氢氧燃料电池即原电池，通入氢气的M电极是负极，通入氧气的N电极是正极，装置Ⅱ属于电解池，根据图片知，P是阳极，Q是阴极。A项，导线中电子的流动方向为负极→阴极，阳极→正极，即M→Q，P→N，错误；B项，N电极是正极，电极反应：O2＋4e－＋4H＋2H2O，错误；C项，P是阳极，氯离子失电子放出氯气即气体a，所以气体a能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，正确；D项，Q是阴极，氢离子得电子放出氢气，则钠离子移向Q电极，则溶液C为浓NaOH 溶液，错误。
5.A n（Cu）＝＝0.005 mol，由电极反应Cu2＋＋2e－Cu可知转移的电子的物质的量为0.01 mol，电解时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中溶液电解方程式分别为2KCl＋2H2O2KOH＋H2↑＋Cl2↑、2H2O2H2↑＋O2↑、2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。Ⅰ中生成0.01 mol OH－，c（OH－）＝＝0.1 mol·L－1，pH＝13；Ⅱ中实质是电解水，溶液仍然呈中性，溶液的pH＝7；Ⅲ中生成0.01 mol H＋，c（H＋）＝＝0.1 mol·L－1，pH＝1，A正确。
6.D 电解CuSO4溶液时，开始发生反应：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，一段时间后，转移相同数目电子时得到的气体体积增大，说明发生反应：2H2O2H2↑＋O2↑。由题图可知，第一阶段析出的Cu为＝0.1 mol，放出的氧气为＝0.05 mol，则欲恢复为电解前的浓度需要加入0.1 mol CuO；第二阶段消耗的水为＝0.05 mol，则欲恢复为电解前的浓度还需要加入0.05 mol H2O。加入0.1 mol CuCO3相当于加入0.1 mol CuO，加入0.075 mol Cu（OH）2相当于加入0.075 mol CuO和0.075 mol H2O，都不能恢复为电解前的浓度；Cu2（OH）2CO3可以改写为2CuO·H2O·CO2，加入0.05 mol Cu2（OH）2 CO3等效为加入0.1 mol CuO和0.05 mol H2O，溶液可恢复为电解前的浓度，选D。
7.D 电解硫酸铜溶液的总反应是2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，现在加入了0.2 mol Cu（OH）2，即相当于加了0.2 mol CuO和0.2 mol H2O，说明还电解了水。电解的前期反应为2H2O＋2CuSO42Cu＋O2↑＋2H2SO4，转移电子为0.2 mol×2＝0.4 mol，后期反应为2H2O2H2↑＋O2↑，转移电子为0.2 mol×2＝0.4 mol。A项，阴极上开始为Cu2＋放电，后来为H＋放电，有氢气放出，错误；B项，电解过程中转移的电子的物质的量为0.4 mol＋0.4 mol＝0.8 mol，错误；C项，原硫酸铜溶液的体积未知，无法计算其浓度，错误；D项，在电解过程中，阳极的电极反应为2H2O－4e－4H＋＋O2↑，则n（O2）＝＝0.2 mol，阴极Cu2＋得到0.4 mol e－，H＋得到0.4 mol e－，则n（H2）＝＝0.2 mol，故两极共产生气体0.4 mol，标准状况下的体积为0.4 mol×22.4 L·mol－1＝8.96 L，正确。
8.C K与N连接时，该装置是原电池，放电过程中化学能转化为电能，A错误；形成原电池时H＋向正极移动，B错误；K与M连接时，装置进行充电过程，Pb作为原电池的负极连接到电源的负极，所以a是电源的负极，C正确；K与M连接时，阳极生成PbO2和H＋，附近溶液的pH逐渐减小，D错误。
9.D 电解硝酸钾和硝酸铜混合溶液时，阳极上水放电生成氧气和H＋：2H2O－4e－4H＋＋O2↑，阴极上铜离子先放电生成铜单质：Cu2＋＋2e－Cu，当铜离子完全析出时，H＋再放电生成氢气：2H＋＋2e－H2↑，两极均收集到2.24 L气体（标准状况下），气体的物质的量均是0.1 mol，每生成1 mol氧气转移4 mol电子，每生成1 mol氢气转移2 mol电子，每生成1 mol铜转移2 mol电子，所以根据得失电子守恒可知，电解得到的铜的物质的量是0.1 mol，则铜离子的物质的量浓度为＝0.25 mol·L－1，根据电荷守恒可知，钾离子的物质的量浓度为0.6 mol·L－1－0.25 mol·L－1×2＝0.1 mol·L－1，当电解硝酸铜时溶液中生成H＋，当电解硝酸钾溶液时，实际上是电解水，所以电解后溶液中H＋的物质的量为生成的铜的2倍，c（H＋）＝＝0.5 mol·L－1，D正确。
10.B 由题图可知，b极上O2转化为KO2，则b极为电池正极，a极为电池负极，K＋通过隔膜由a极向b极迁移，为避免O2氧化K电极，O2不能通过隔膜，A正确；放电时，电流由正极经导线流向负极，即由b极经导线流向a极，充电时，b极接外接电源的正极，b电极为阳极，B错误；产生1 Ah电量时，生成KO2与消耗O2的质量比为71∶32≈2.22，C正确；消耗3.9 g钾时，转移0.1 mol e－，铅酸蓄电池消耗0.1 mol H2O，其质量为1.8 g，D正确。
11.（1）阳 2H2O－4e－4H＋＋O2↑ 0.112
（2）阴 Cu2＋＋2e－Cu 2H2O＋2e－H2↑＋2OH－
（3）0.10
解析：（1）连接电源负极的电极作阴极，连接电源正极的电极作阳极，则c电极作阳极，阴离子在阳极失去电子，放电能力：OH－＞N，则OH－先失去电子，电极反应为2H2O－4e－4H＋＋O2↑，d电极作阴极，其电极反应为Ag＋＋e－Ag，析出金属银单质2.16 g，整个电路转移电子的物质的量为0.02 mol，故产生氧气的物质的量为×0.02 mol＝0.005 mol，其在标准状况下的体积V（O2）＝0.005 mol×22.4 L·mol－1＝0.112 L。（2）b电极作阴极，阳离子在阴极上放电，Cu2＋先得到电子，其电极反应：Cu2＋＋2e－Cu，根据题目信息，此电极有气体产生，应是H＋得到电子，其电极反应：2H2O＋2e－H2↑＋2OH－。（3）b、c两电极产生气体体积相等，即产生氢气的物质的量为0.005 mol，需得到电子0.01 mol，但整个电路共通过0.02 mol电子，推得n（Cu2＋）＝ mol＝0.005 mol，故c（CuCl2）＝ mol·L－1＝0.10 mol·L－1。
12.（1）Ⅱ （2）0.1 mol·L－1 0.1 mol·L－1 （3）1
解析：（1）阴极上Cu2＋首先放电，故开始时，阴极上无气体生成，故曲线Ⅱ表示阳极产生气体的变化。
（2）0～t1时间内阳极发生的反应为2Cl－－2e－Cl2↑，n（Cl2）＝＝0.01 mol，n（NaCl）＝n（Cl－）＝2n（Cl2）＝0.02 mol，c（NaCl）＝＝0.1 mol·L－1；阴极上依次发生反应Cu2＋＋2e－Cu、2H2O＋2e－H2↑＋2OH－，阳极上依次发生反应2Cl－－2e－Cl2↑、2H2O－4e－O2↑＋4H＋，由图可知V（H2）＝0.672 L，V（Cl2）＝0.224 L，V（O2）＝0.448 L，由得失电子守恒可知×2＋c（Cu2＋）×0.2 L×2＝×2＋×4，解得c（Cu2＋）＝0.1 mol·L－1。
（3）由4OH－～O2～4H＋可得：n（H＋）＝×4＝0.02 mol，则溶液中的c（H＋）＝＝0.1 mol·L－1，pH＝1。
4 / 4第三课时 多池串联装置 电解的计算
课程 标准 1.能分析原电池、电解池串联装置，能利用电化学原理解答问题。 2.掌握与电解有关的计算，建立相关知识模型
分点突破（一） 多池串联的模型及分析
1.（多池串联）如图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。
（1）甲池是 装置，乙池是 装置。
（2）Pt为 极，b为 极。
（3）铜电极上的反应为 。
若b电极上生成0.1 mol气体，则铜电极的质量 （填“增加”或“减少”） g。
2.（一池两用）用如图所示装置进行实验：
（1）若开始时K与N连接，则构成 ，铁电极发生的电极反应为 ；
石墨电极产生的现象为 。
（2）若开始时K与M连接，则构成 ，铁电极发生的电极反应为 ；
石墨电极产生的现象为 。
一段时间后，溶液的pH 。
（3）若用铝条和镁条分别代替图中石墨和铁电极，电解质溶液为氢氧化钠溶液，请写出原电池负极的电极反应式： 。
解答串联类电池问题的思维流程
1.如图所示装置，下列说法不正确的是（ ）
选项 开关状态 溶液A 电极B 说明
A 打开K1，闭合K2 NaCl 石墨 正极反应：O2＋2H2O＋4e－4OH－
B 打开K1，闭合K2 NaCl Zn 金属Zn逐渐 溶解
C 打开K2，闭合K1 CuSO4 Cu 铁表面镀铜
D 打开K2，闭合K1 CuSO4 粗铜 电解精炼铜
2.如图所示，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O2＋4e－＋4H＋2H2O
D.丙装置中实现铁片上镀铜，b应为铁片
分点突破（二） 电解的相关计算
1.把分别盛有熔融的KCl、MgCl2、Al2O3的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为多少？
2.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的相对原子质量是多少？
1.计算方法
有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、某元素的化合价、元素的相对原子质量、溶液的pH及物质的量浓度等。不论哪种计算，均可概括为下列三种方法：
电子守恒计算 用于串联电路，通过阴、阳两极的电量相同等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等
总反应计算 先写出电极反应，再写出总反应，最后根据总反应列比例式计算
关系式计算 根据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需要的关系式
2.等量关系
（1）电解池中阳极失去的电子总数＝阴极得到的电子总数。
（2）当电流通过一个或多个串联的电解池时， 它们皆处于同一闭合电路中，所以各池的电流强度相等，同一时间内通过的电子的物质的量相等。
（3）常见电化学计算的对应关系：
H2～Cl2～O2～Cu～2Ag～2H＋～2OH－。
如电解池中析出气体时，在同温同压下析出各气体的物质的量之比为n（H2）∶n（Cl2）∶n（O2）＝1∶1∶0.5。
1.用石墨作电极电解0.1 mol·L－1的CuSO4溶液，当有0.4 mol电子通过电路时，发现阴极增重6.4 g，则要使电解后的溶液恢复到电解前状态，则可向电解后的溶液中加入（ ）
A.0.1 mol Cu（OH）2
B.0.1 mol CuO
C.0.2 mol CuO
D.0.1 mol CuO和0.2 mol H2O
2.将含有0.4 mol Cu（NO3）2和0.4 mol KCl的水溶液1 L，用惰性电极电解一段时间后，在一电极上析出19.2 g Cu；此时，在另一电极上放出气体的体积在标准状况下为（不考虑产生的气体在水中的溶解）（ ）
A.3.36 L B.5.6 L
C.6.72 L D.13.44 L
1.某研究性学习小组的课题为“Mg-C原电池电解淀粉-KI溶液的研究”，其研究装置如图所示。下列有关说法不正确的是（ ）
A.镁为负极，发生还原反应
B.原电池中碳极反应式为Fe3＋＋e－Fe2＋
C.电解池中阳极处变蓝色
D.电解池中阴极处变红色
2.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
3.假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。①～⑧为各装置中的电极编号。当K闭合后，下列说法正确的是（ ）
A.D装置中粗Cu电极反应为Cu2＋＋2e－Cu
B.整个电路中电子的流动方向为③→②，①→⑧，⑦→⑥，⑤→④
C.C装置原理上是一个电镀池（Ag表面镀Cu），其中Cu作阴极，Ag作阳极
D.A装置中C电极反应为O2＋4e－＋2H2O4OH－
4.在如图所示的装置中，通电5 min后，铜电极的质量增加2.16 g。试回答下列问题：
（1）X极为直流电源的 极。
（2）溶液pH的变化情况：A （填“增大”“减小”或“不变”，下同），B ，C 。
（3）通电5 min后，B装置中共收集224 mL（标准状况下）气体，溶液体积为200 mL，则通电前该装置溶液中CuSO4的物质的量浓度为 （设电解前后溶液体积无变化）。
（4）若A装置中KCl足量且溶液的体积也是200 mL，则电解后恢复至常温，溶液的pH为 （设电解前后溶液体积无变化）。
第三课时 多池串联装置 电解的计算
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
探究活动
1.提示：（1）电解池 电解池 （2）阳 阴
（3）Cu2＋＋2e－Cu 增加 6.4
2.提示：（1）原电池 Fe－2e－Fe2＋ 有无色气泡产生
（2）电解池 2H＋＋2e－H2↑ 有淡黄绿色气泡产生 增大
（3）Al＋4OH－－3e－[Al（OH）4]－
自主练习
1.D 打开K1、闭合K2时为原电池，Fe为负极，石墨为正极，正极上氧气得电子，则正极反应：O2＋2H2O＋4e－4OH－，A正确；打开K1、闭合K2时为原电池，Zn为负极，Zn失去电子生成Zn2＋，负极逐渐溶解，B正确；打开K2、闭合K1时为电解池，Fe为阴极，Cu为阳极，阳极的金属铜逐渐溶解，阴极上Cu2＋得电子生成Cu附着在铁的表面，C正确；打开K2、闭合K1时为电解池，Fe为阴极，粗铜为阳极，电解精炼铜时阴极应该是纯铜，D错误。
2.D 甲装置为甲醚燃料电池，电解质溶液显碱性，总反应为CH3OCH3＋4OH－＋3O22C＋5H2O，反应过程中消耗氢氧根离子，碱性减弱，pH减小，A错误；电解精炼铜时，阴极反应为Cu2＋＋2e－Cu，而阳极除了Cu参加反应还有比Cu活泼的金属如Zn等参加反应，所以乙装置中CuSO4溶液的浓度会发生改变，B错误；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，正极的电极反应为O2＋2H2O＋4e－4OH－，C错误；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正确。
分点突破（二）
探究活动
1.提示：在串联电路中，相同时间内通过的电量相同，当都通过6 mol电子时，析出K、Mg、Al的物质的量分别为6 mol、3 mol、2 mol，则n（K）∶n（Mg）∶n（Al）＝6∶3∶2。
2.提示：生成b L O2转移电子为 mol，根据得失电子守恒得到M的物质的量为 mol＝ mol，则M的摩尔质量为 mol＝ g·mol－1，M的相对原子质量为。
自主练习
1.A 该过程转移0.4 mol电子，则阳极应该生成0.1 mol 氧气，理论上阴极应该生成0.2 mol铜，但实际上阴极生成的铜为＝0.1 mol，故铜离子不足，阴极生成0.1 mol铜后，氢离子继续放电，生成氢气0.1 mol。因此应该补充0.1 mol CuO和0.1 mol H2O，或补充0.1 mol Cu（OH）2，A项正确。
2.B 根据电解原理知，阴极的电极反应为Cu2＋＋2e－Cu，由题意知，在阴极上析出0.3 mol Cu，则转移0.6 mol电子；阳极的电极反应为2Cl－－2e－Cl2↑，Cl－放电完全时，转移电子的物质的量为0.4 mol，生成0.2 mol Cl2，故根据得失电子守恒分析，阳极上Cl－放电完全后，OH－放电，即2H2O－4e－4H＋＋O2↑，转移电子的物质的量为0.2 mol时，生成0.05 mol O2，故阳极放出气体的体积为（0.2 mol＋0.05 mol）×22.4 L·mol－1＝5.6 L。
【教学效果·勤检测】
1.A 在原电池中，Mg失去电子作负极，发生氧化反应，碳电极为正极，正极上Fe3＋得到电子发生还原反应产生Fe2＋，则碳电极反应式为Fe3＋＋e－Fe2＋，A错误，B正确；在电解池中，在阳极上，溶液中的I－失去电子变为I2，淀粉溶液遇I2变为蓝色，故阳极处变蓝色，在阴极上H2O电离产生的H＋得到电子发生还原反应产生H2，使水电离平衡正向移动，最终达到平衡时，附近溶液中c（OH－）＞c（H＋），呈碱性，所以阴极附近溶液呈红色，C、D正确。
2.A 根据题设条件，阳离子放电顺序：Cu2＋＞H＋，阴极：首先Cu2＋＋2e－Cu，然后2H＋＋2e－H2↑；阳极：2H2O－4e－4H＋＋O2↑。既然阴极上收集到H2，说明Cu2＋已完全放电，根据得失电子守恒，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＋）＝＝1 mol·L－1。
3.B 根据装置图可判断，B装置是原电池，其中锌是负极，铜是正极，A、C、D是电解池。D装置中纯Cu作阴极，粗Cu作阳极，为铜的电解精炼装置，纯Cu电极反应为Cu2＋＋2e－Cu，A错误；B装置中锌是负极，铜是正极，整个电路中电子的流动方向为③→②，①→⑧，⑦→⑥，⑤→④，B正确；C装置中铜是阳极，银是阴极，是在银上镀铜的装置，C错误；当K闭合时，A装置中的铁与负极相连，作阴极，C为阳极，溶液中的氯离子在C电极放电生成氯气，D错误。
4.（1）负 （2）增大 减小 不变
（3）0.025 mol·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生成Ag，所以质量增加的铜电极是阴极，则银电极是阳极，故Y极是电源的正极，X极是电源的负极。（2）A装置中，电解KCl溶液生成KOH，溶液的pH增大；B装置中，电解CuSO4溶液生成H2SO4，电解K2SO4溶液的实质是电解水，溶液的pH减小；C装置中，电解AgNO3溶液，银为阳极，不断溶解，Ag＋的浓度基本不变，溶液的pH不变。（3）通电5 min后，C中析出0.02 mol Ag，电路中通过0.02 mol电子，经判断，B装置中阴极：Cu2＋＋2e－Cu，2H＋＋2e－H2↑，阳极：2H2O－4e－O2↑＋4H＋，根据得失电子守恒可知，2n（H2）＋2n（Cu）＝4n（O2）＝0.02 mol，又由B装置中收集到＝0.01 mol气体知，n（H2）＋n（O2）＝0.01 mol，解得n（Cu）＝0.005 mol，根据Cu元素守恒，c（CuSO4）＝＝0.025 mol·L－1。（4）通电5 min后，A装置中放出0.01 mol H2，溶液中生成0.02 mol KOH，c（OH－）＝＝0.1 mol·L－1，pH＝13。
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第三课时
多池串联装置 电解的计算
课程 标准 1.能分析原电池、电解池串联装置，能利用电化学原理解答
问题。
2.掌握与电解有关的计算，建立相关知识模型
目 录
1、基础知识·准落实
2、教学效果·勤检测
3、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一） 多池串联的模型及分析
1. （多池串联）如图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近
溶液显红色。
（1）甲池是 装置，乙池是 装置。
（2）Pt为 极，b为 极。
电解池
电解池
阳
阴
（3）铜电极上的反应为 。
若b电极上生成0.1 mol气体，则铜电极的质量 （填“增
加”或“减少”） g。
Cu2＋＋2e－ Cu
增加
6.4
2. （一池两用）用如图所示装置进行实验：
（1）若开始时K与N连接，则构成 ，铁电极发生的电极反应为 ；
石墨电极产生的现象为 。
提示：电池 Fe－2e－ Fe2＋
有无色气泡产生
（2）若开始时K与M连接，则构成 ，铁电极发生的电极反应
为 ；
石墨电极产生的现象为 。
一段时间后，溶液的pH 。
提示：电解池 2H＋＋2e－ H2↑ 有淡黄绿色气泡产生
增大
（3）若用铝条和镁条分别代替图中石墨和铁电极，电解质溶液为氢
氧化钠溶液，请写出原电池负极的电极反应式： 。
提示：Al＋4OH－－3e－ [Al（OH）4]－
解答串联类电池问题的思维流程
1. 如图所示装置，下列说法不正确的是（ ）
选项 开关状态 溶液A 电极B 说明
A 打开K1，闭合K2 NaCl 石墨
B 打开K1，闭合K2 NaCl Zn 金属Zn逐渐
溶解
C 打开K2，闭合K1 CuSO
4 Cu 铁表面镀铜
D 打开K2，闭合K1 CuSO
4 粗铜 电解精炼铜
解析： 打开K1、闭合K2时为原电池，Fe为负极，石墨为正极，
正极上氧气得电子，则正极反应：O2＋2H2O＋4e－ 4OH－，A
正确；打开K1、闭合K2时为原电池，Zn为负极，Zn失去电子生成
Zn2＋，负极逐渐溶解，B正确；打开K2、闭合K1时为电解池，Fe为
阴极，Cu为阳极，阳极的金属铜逐渐溶解，阴极上Cu2＋得电子生成
Cu附着在铁的表面，C正确；打开K2、闭合K1时为电解池，Fe为阴
极，粗铜为阳极，电解精炼铜时阴极应该是纯铜，D错误。
2. 如图所示，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
D. 丙装置中实现铁片上镀铜，b应为铁片
解析： 甲装置为甲醚燃料电池，电解质溶液显碱性，总反应为
CH3OCH3＋4OH－＋3O2 2C ＋5H2O，反应过程中消耗氢氧
根离子，碱性减弱，pH减小，A错误；电解精炼铜时，阴极反应为
Cu2＋＋2e－ Cu，而阳极除了Cu参加反应还有比Cu活泼的金属
如Zn等参加反应，所以乙装置中CuSO4溶液的浓度会发生改变，B
错误；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，正极的电极反应为O2＋2H2O＋4e－ 4OH－，C错
误；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正确。
分点突破（二） 电解的相关计算
1. 把分别盛有熔融的KCl、MgCl2、Al2O3的三个电解槽串联，在一定
条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为多少？
提示：在串联电路中，相同时间内通过的电量相同，当都通过6 mol
电子时，析出K、Mg、Al的物质的量分别为6 mol、3 mol、2 mol，
则 n （K）∶ n （Mg）∶ n （Al）＝6∶3∶2。
2. 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
质量是多少？
提示：生成 b L O2转移电子为 mol，根据得失电子守恒得到M的
物质的量为 mol＝ mol，则M的摩尔质量为 mol＝
g·mol－1，M的相对原子质量为 。
1. 计算方法
有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、某元
素的化合价、元素的相对原子质量、溶液的pH及物质的量浓度等。
不论哪种计算，均可概括为下列三种方法：
电子守 恒计算 用于串联电路，通过阴、阳两极的电量相同等类型的计
算，其依据是电路中转移的电子数相等
总反应 计算 先写出电极反应，再写出总反应，最后根据总反应列比例
式计算
关系式 计算 根据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，
建立计算所需要的关系式
2. 等量关系
（1）电解池中阳极失去的电子总数＝阴极得到的电子总数。
（2）当电流通过一个或多个串联的电解池时， 它们皆处于同一闭
合电路中，所以各池的电流强度相等，同一时间内通过的电
子的物质的量相等。
（3）常见电化学计算的对应关系：
H2～Cl2～ O2～Cu～2Ag～2H＋～2OH－。
如电解池中析出气体时，在同温同压下析出各气体的物质的
量之比为 n （H2）∶ n （Cl2）∶ n （O2）＝1∶1∶0.5。
1. 用石墨作电极电解0.1 mol·L－1的CuSO4溶液，当有0.4 mol电子通过
电路时，发现阴极增重6.4 g，则要使电解后的溶液恢复到电解前状
态，则可向电解后的溶液中加入（ ）
A. 0.1 mol Cu（OH）2
B. 0.1 mol CuO
C. 0.2 mol CuO
D. 0.1 mol CuO和0.2 mol H2O
解析： 该过程转移0.4 mol电子，则阳极应该生成0.1 mol 氧气，
理论上阴极应该生成0.2 mol铜，但实际上阴极生成的铜为
＝0.1 mol，故铜离子不足，阴极生成0.1 mol铜后，氢离子继续放
电，生成氢气0.1 mol。因此应该补充0.1 mol CuO和0.1 mol H2O，或
补充0.1 mol Cu（OH）2，A项正确。
2. 将含有0.4 mol Cu（NO3）2和0.4 mol KCl的水溶液1 L，用惰性电极
电解一段时间后，在一电极上析出19.2 g Cu；此时，在另一电极上
放出气体的体积在标准状况下为（不考虑产生的气体在水中的溶
解）（ ）
A. 3.36 L B. 5.6 L
C. 6.72 L D. 13.44 L
解析： 根据电解原理知，阴极的电极反应为Cu2＋＋2e－
Cu，由题意知，在阴极上析出0.3 mol Cu，则转移0.6 mol电子；阳
极的电极反应为2Cl－－2e－ Cl2↑，Cl－放电完全时，转移电子的
物质的量为0.4 mol，生成0.2 mol Cl2，故根据得失电子守恒分析，
阳极上Cl－放电完全后，OH－放电，即2H2O－4e－ 4H＋＋O2↑，
转移电子的物质的量为0.2 mol时，生成0.05 mol O2，故阳极放出气
体的体积为（0.2 mol＋0.05 mol）×22.4 L·mol－1＝5.6 L。
教学效果·勤检测
2
强化技能 查缺补漏
1. 某研究性学习小组的课题为“Mg-C原电池电解淀粉-KI溶液的研
究”，其研究装置如图所示。下列有关说法不正确的是（ ）
A. 镁为负极，发生还原反应
C. 电解池中阳极处变蓝色
D. 电解池中阴极处变红色
解析： 在原电池中，Mg失去电子作负极，发生氧化反应，碳电
极为正极，正极上Fe3＋得到电子发生还原反应产生Fe2＋，则碳电极
反应式为Fe3＋＋e－ Fe2＋，A错误，B正确；在电解池中，在阳
极上，溶液中的I－失去电子变为I2，淀粉溶液遇I2变为蓝色，故阳极
处变蓝色，在阴极上H2O电离产生的H＋得到电子发生还原反应产生
H2，使水电离平衡正向移动，最终达到平衡时，附近溶液中 c （OH
－）＞ c （H＋），呈碱性，所以阴极附近溶液呈红色，C、D正确。
2. 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
解析： 根据题设条件，阳离子放电顺序：Cu2＋＞H＋，阴极：首
先Cu2＋＋2e－ Cu，然后2H＋＋2e－ H2↑；阳极：2H2O－4e－
4H＋＋O2↑。既然阴极上收集到H2，说明Cu2＋已完全放电，根
据得失电子守恒，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＋）＝
＝1 mol·L－1。
3. 假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，
即为理想化。①～⑧为各装置中的电极编号。当K闭合后，下列说
法正确的是（ ）
B. 整个电路中电子的流动方向为③→②，①→⑧，⑦→⑥，⑤→④
C. C装置原理上是一个电镀池（Ag表面镀Cu），其中Cu作阴极，Ag
作阳极
解析： 根据装置图可判断，B装置是原电池，其中锌是负极，铜
是正极，A、C、D是电解池。D装置中纯Cu作阴极，粗Cu作阳极，
为铜的电解精炼装置，纯Cu电极反应为Cu2＋＋2e－ Cu，A错
误；B装置中锌是负极，铜是正极，整个电路中电子的流动方向为
③→②，①→⑧，⑦→⑥，⑤→④，B正确；C装置中铜是阳极，银
是阴极，是在银上镀铜的装置，C错误；当K闭合时，A装置中的铁
与负极相连，作阴极，C为阳极，溶液中的氯离子在C电极放电生成
氯气，D错误。
4. 在如图所示的装置中，通电5 min后，铜电极的质量增加2.16 g。试
回答下列问题：
（1）X极为直流电源的 极。
解析：三个装置是串联的电解池。电解AgNO3溶液时，Ag＋在
阴极发生还原反应生成Ag，所以质量增加的铜电极是阴极，
则银电极是阳极，故Y极是电源的正极，X极是电源的负极。
负
（2）溶液pH的变化情况：A （填“增大”“减小”或“不
变”，下同），B ，C 。
解析：A装置中，电解KCl溶液生成KOH，溶液的pH增大；B装
置中，电解CuSO4溶液生成H2SO4，电解K2SO4溶液的实质是电
解水，溶液的pH减小；C装置中，电解AgNO3溶液，银为阳极，
不断溶解，Ag＋的浓度基本不变，溶液的pH不变。
增大
减小
不变
（3）通电5 min后，B装置中共收集224 mL（标准状况下）气体，溶
液体积为200 mL，则通电前该装置溶液中CuSO4的物质的量浓
度为 （设电解前后溶液体积无变化）。
0.025 mol·L－1
解析：通电5 min后，C中析出0.02 mol Ag，电路中通过0.02 mol
电子，经判断，B装置中阴极：Cu2＋＋2e－ Cu，2H＋＋2e－
H2↑，阳极：2H2O－4e－ O2↑＋4H＋，根据得失电子守
恒可知，2 n （H2）＋2 n （Cu）＝4 n （O2）＝0.02 mol，又由B
装置中收集到 ＝0.01 mol气体知， n （H2）＋ n
（O2）＝0.01 mol，解得 n （Cu）＝0.005 mol，根据Cu元素守
恒， c （CuSO4）＝ ＝0.025 mol·L－1。
（4）若A装置中KCl足量且溶液的体积也是200 mL，则电解后恢复至
常温，溶液的pH为 （设电解前后溶液体积无变化）。
解析：通电5 min后，A装置中放出0.01 mol H2，溶液中生成0.02
mol KOH， c （OH－）＝ ＝0.1 mol·L－1，pH＝13。
13
学科素养·稳提升
3
内化知识 知能升华
1. 如图所示，两个电解槽中a、b、c、d均为石墨电极，若电解过程中
共有0.02 mol电子通过电路，则下列叙述正确的是（ ）
A. 甲烧杯中a极上最多可析出铜0.64 g
C. 乙烧杯中滴入酚酞试液，d极附近先变红
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解析： 甲烧杯中a极为阳极，有氧气生成，b极为阴极，有铜单
质生成；乙烧杯中c极为阳极，有氯气生成，d极为阴极，有氢气生
成。a极上不可能有铜析出，A项错误；b极上的电极反应为Cu2＋＋
2e－ Cu，B项错误；d极周围生成氢气的同时有氢氧根离子生
成，能使酚酞变红，C项正确；c极上的电极反应为2Cl－－2e－
Cl2↑，D项错误。
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2. 铅酸蓄电池的工作原理为Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O，
由图分析，下列判断正确的是（ ）
B. 当电路中转移0.2 mol电子时，Ⅱ中消
耗的H2SO4为0.2 mol
D. K闭合一段时间，电流计的指针读数逐渐变小直至为零后不再偏转
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解析： 结合图像可知Ⅰ为原电池装置，Ⅱ为电解池装置。K闭合
时，a电极作正极，b电极作负极，c电极作阴极，d电极作阳极。故c
电极的电极反应为PbSO4＋2e－ Pb＋S ，A错误；当电路中
转移0.2 mol电子时，Ⅱ中生成的H2SO4为0.2 mol，B错误；电解池中
的阴离子向阳极移动，C错误；一段时间后，Ⅰ、Ⅱ两池的电压相等
时，放电过程和充电过程结束，电路中电流为零，D正确。
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3. 如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分
析错误的是（ ）
A. 闭合K1构成原电池，闭合K2构成电解池
C. 闭合K2，铁棒不会被消耗
D. 闭合K1，石墨棒周围溶液pH逐渐减小
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解析： 闭合K1构成原电池，铁棒是负极，铁失去电子，铁棒上
发生的反应为Fe－2e－ Fe2＋，B正确；闭合K2构成电解池，铁
棒与电源的负极相连，作阴极不会被消耗，A、C正确；闭合K1构
成原电池，石墨棒是正极，电极反应为O2＋4e－＋2H2O 4OH
－，石墨棒周围溶液pH逐渐升高，D错误。
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4. 电化学装置能够实现化学能与电能的相互转化。利用下列装置（电极均为惰性电极），实现电解饱和食盐水，下列说法正确的是（ ）
A. 导线中电子的流动方向：M→Q，N→P
C. 气体a能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
D. 溶液A为饱和食盐水，溶液C为稀食盐水
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解析： 装置Ⅰ为氢氧燃料电池即原电池，通入氢气的M电极是负
极，通入氧气的N电极是正极，装置Ⅱ属于电解池，根据图片知，P
是阳极，Q是阴极。A项，导线中电子的流动方向为负极→阴极，
阳极→正极，即M→Q，P→N，错误；B项，N电极是正极，电极反
应：O2＋4e－＋4H＋ 2H2O，错误；C项，P是阳极，氯离子失电
子放出氯气即气体a，所以气体a能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，
正确；D项，Q是阴极，氢离子得电子放出氢气，则钠离子移向Q电
极，则溶液C为浓NaOH 溶液，错误。
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5. 室温下，如图装置电解一段时间，当某极析出0.32 g Cu时，Ⅰ、Ⅱ、
Ⅲ中溶液pH分别为（溶液足量，体积均为100 mL且电解前后溶液体
积变化忽略不计）（ ）
A. 13、7、1 B. 12、7、2
C. 1、7、13 D. 7、13、1
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解析： n （Cu）＝ ＝0.005 mol，由电极反应Cu2＋＋2e
－ Cu可知转移的电子的物质的量为0.01 mol，电解时，Ⅰ、Ⅱ、
Ⅲ中溶液电解方程式分别为2KCl＋2H2O 2KOH＋H2↑＋
Cl2↑、2H2O 2H2↑＋O2↑、2CuSO4＋2H2O 2Cu＋O2↑＋
2H2SO4。Ⅰ中生成0.01 mol OH－， c （OH－）＝ ＝0.1 mol·L－
1，pH＝13；Ⅱ中实质是电解水，溶液仍然呈中性，溶液的pH＝7；Ⅲ中生成0.01 mol H＋， c （H＋）＝ ＝0.1 mol·L－1，pH＝1，A
正确。
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6. 用惰性电极电解硫酸铜溶液，整个过程转移电子的物质的量与产生
气体总体积的关系如图所示（气体体积均在相同状况下测定）。欲
使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入（ ）
A. 0.1 mol CuO
B. 0.1 mol CuCO3
C. 0.075 mol Cu（OH）2
D. 0.05 mol Cu2（OH）2CO3
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解析： 电解CuSO4溶液时，开始发生反应：2CuSO4＋2H2O
2Cu＋O2↑＋2H2SO4，一段时间后，转移相同数目电子时得
到的气体体积增大，说明发生反应：2H2O 2H2↑＋O2↑。由题
图可知，第一阶段析出的Cu为 ＝0.1 mol，放出的氧气为
＝0.05 mol，则欲恢复为电解前的浓度需要加入0.1 mol CuO；第二
阶段消耗的水为 ＝0.05 mol，则欲恢复为电解前的浓度还需要
加入0.05 mol H2O。
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加入0.1 mol CuCO3相当于加入0.1 mol CuO，加入0.075 mol Cu（OH）
2相当于加入0.075 mol CuO和0.075 mol H2O，都不能恢复为电解前的
浓度；Cu2（OH）2CO3可以改写为2CuO·H2O·CO2，加入0.05 mol Cu2
（OH）2 CO3等效为加入0.1 mol CuO和0.05 mol H2O，溶液可恢复为
电解前的浓度，选D。
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7. 用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液，通电一段时间后，向所得
溶液中加入19.6 g Cu（OH）2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则
下列说法正确的是 （ ）
A. 电解过程中阴极没有气体生成
B. 电解过程中转移的电子的物质的量为0.6 mol
C. 原CuSO4溶液的浓度为0.1 mol·L－1
D. 电解过程中阴、阳极共收集到气体的体积为8.96 L（标准状况下）
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解析： 电解硫酸铜溶液的总反应是2CuSO4＋2H2O 2Cu＋O2↑
＋2H2SO4，现在加入了0.2 mol Cu（OH）2，即相当于加了0.2 mol
CuO和0.2 mol H2O，说明还电解了水。电解的前期反应为2H2O＋
2CuSO4 2Cu＋O2↑＋2H2SO4，转移电子为0.2 mol×2＝0.4 mol，
后期反应为2H2O 2H2↑＋O2↑，转移电子为0.2 mol×2＝0.4 mol。
A项，阴极上开始为Cu2＋放电，后来为H＋放电，有氢气放出，错
误；B项，电解过程中转移的电子的物质的量为0.4 mol＋0.4 mol＝
0.8 mol，错误；C项，原硫酸铜溶液的体积未知，无法计算其浓
度，错误；
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D项，在电解过程中，阳极的电极反应为2H2O－4e－ 4H＋＋O2↑，
则 n （O2）＝ ＝0.2 mol，阴极Cu2＋得到0.4 mol e－，H＋得到0.4
mol e－，则 n （H2）＝ ＝0.2 mol，故两极共产生气体0.4 mol，
标准状况下的体积为0.4 mol×22.4 L·mol－1＝8.96 L，正确。
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8. 如图是铅酸蓄电池的工作原理示意图，已知放电时电池反应为PbO2
＋Pb＋4H＋＋2S 2PbSO4＋2H2O。下列有关说法正确的是
（ ）
A. K与N连接时，该装置中电能转化为化学能
B. K与N连接时，H＋向负极移动
C. K与M连接时，a为电源的负极
D. K与M连接时，阳极附近溶液的pH逐渐增大
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解析： K与N连接时，该装置是原电池，放电过程中化学能转化
为电能，A错误；形成原电池时H＋向正极移动，B错误；K与M连接
时，装置进行充电过程，Pb作为原电池的负极连接到电源的负极，
所以a是电源的负极，C正确；K与M连接时，阳极生成PbO2和H＋，
附近溶液的pH逐渐减小，D错误。
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9. 400 mL KNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中 c （N ）＝0.6 mol·L－
1，用石墨作为电极电解此溶液，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400 mL，下
列说法正确的是（ ）
A. 原混合溶液中 c （K＋）为0.04 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0.5 mol·L－1
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解析： 电解硝酸钾和硝酸铜混合溶液时，阳极上水放电生成氧
气和H＋：2H2O－4e－ 4H＋＋O2↑，阴极上铜离子先放电生成铜
单质：Cu2＋＋2e－ Cu，当铜离子完全析出时，H＋再放电生成氢
气：2H＋＋2e－ H2↑，两极均收集到2.24 L气体（标准状况
下），气体的物质的量均是0.1 mol，每生成1 mol氧气转移4 mol电
子，每生成1 mol氢气转移2 mol电子，每生成1 mol铜转移2 mol电
子，所以根据得失电子守恒可知，电解得到的铜的物质的量是0.1
mol，则铜离子的物质的量浓度为 ＝0.25 mol·L－1，
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根据电荷守恒可知，钾离子的物质的量浓度为0.6 mol·L－1－0.25
mol·L－1×2＝0.1 mol·L－1，当电解硝酸铜时溶液中生成H＋，当电解硝
酸钾溶液时，实际上是电解水，所以电解后溶液中H＋的物质的量为生
成的铜的2倍， c （H＋）＝ ＝0.5 mol·L－1，D正确。
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10. K-O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关
于该电池，下列说法错误的是（ ）
A. 隔膜允许K＋通过，不允许O2通过
B. 放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；
充电时，b电极为阴极
C. 产生1 Ah电量时，生成KO2的质量与消
耗O2的质量比值约为2.22
D. 用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9 g钾时，铅酸蓄电池消耗1.8 g水
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解析： 由题图可知，b极上O2转化为KO2，则b极为电池正极，
a极为电池负极，K＋通过隔膜由a极向b极迁移，为避免O2氧化K电
极，O2不能通过隔膜，A正确；放电时，电流由正极经导线流向负
极，即由b极经导线流向a极，充电时，b极接外接电源的正极，b
电极为阳极，B错误；产生1 Ah电量时，生成KO2与消耗O2的质量
比为71∶32≈2.22，C正确；消耗3.9 g钾时，转移0.1 mol e－，铅酸
蓄电池消耗0.1 mol H2O，其质量为1.8 g，D正确。
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11. 如图是一套电解装置，两U形管中均盛有50.0 mL电解质溶液，a、
b、c、d为Pt电极，通电一段时间后，d电极上析出金属Ag 2.16 g，
没有气体产生，同时在b、c两电极收集到标准状况下相同体积的
气体。请回答：
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（1）c电极为 极，写出c电极上的电极反应：
，c电极收集到的气体体积在标准状况下
为 L。
阳
2H2O－4e－
4H＋＋O2↑
0.112
解析：连接电源负极的电极作阴极，连接电源正极的电极作
阳极，则c电极作阳极，阴离子在阳极失去电子，放电能
力：OH－＞N ，则OH－先失去电子，电极反应为2H2O－
4e－ 4H＋＋O2↑，d电极作阴极，其电极反应为Ag＋＋e－
Ag，析出金属银单质2.16 g，整个电路转移电子的物质
的量为0.02 mol，故产生氧气的物质的量为 ×0.02 mol＝
0.005 mol，其在标准状况下的体积 V （O2）＝0.005
mol×22.4 L·mol－1＝0.112 L。
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（2）b电极为 极，写出b电极上的电极反应，开始时是
Cu ，后来是 2H2O＋2e－ H2↑＋2OH－ 。
解析：b电极作阴极，阳离子在阴极上放电，Cu2＋先得到电子，
其电极反应：Cu2＋＋2e－ Cu，根据题目信息，此电极有气
体产生，应是H＋得到电子，其电极反应：2H2O＋2e－ H2↑
＋2OH－。
阴
Cu2＋＋2e－
Cu
2H2O＋2e－ H2↑＋2OH－
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（3）原CuCl2溶液中溶质的物质的量浓度为 mol·L－1。
解析：b、c两电极产生气体体积相等，即产生氢气的物质的量
为0.005 mol，需得到电子0.01 mol，但整个电路共通过0.02 mol
电子，推得 n （Cu2＋）＝ mol＝0.005 mol，故 c （CuCl2）＝
mol·L－1＝0.10 mol·L－1。
0.10
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12. 常温下用惰性电极电解200 mL 氯化钠、硫酸铜的混合溶液，所得
气体的体积随时间的变化如图所示，根据图中信息回答下列问
题。（气体体积已换算成标准状况下的体积，且忽略气体在水中
的溶解和溶液体积的变化）
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（1）曲线 （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）表示阳极产生气体的变化。
解析：阴极上Cu2＋首先放电，故开始时，阴极上无气体生
成，故曲线Ⅱ表示阳极产生气体的变化。
Ⅱ
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（2）氯化钠的物质的量浓度为 ，硫酸铜的物质的量浓度
为 。
解析：0～ t1时间内阳极发生的反应为2Cl－－2e－ Cl2↑， n
（Cl2）＝ ＝0.01 mol， n （NaCl）＝ n （Cl－）＝2 n
（Cl2）＝0.02 mol， c （NaCl）＝ ＝0.1 mol·L－1；
0.1 mol·L－1
0.1 mol·L－1
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阴极上依次发生反应Cu2＋＋2e－ Cu、2H2O＋2e－ H2↑＋2OH－，
阳极上依次发生反应2Cl－－2e－ Cl2↑、2H2O－4e－ O2↑＋4H＋，
由图可知 V （H2）＝0.672 L， V （Cl2）＝0.224 L， V （O2）＝0.448 L，
由得失电子守恒可知 ×2＋ c （Cu2＋）×0.2 L×2＝
×2＋ ×4，解得 c （Cu2＋）＝0.1 mol·L－1。
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（3） t2时所得溶液的pH为 。
解析：由4OH－～O2～4H＋可得： n （H＋）＝
×4＝0.02 mol，则溶液中的 c （H＋）＝ ＝0.1 mol·L－
1，pH＝1。
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感谢欣赏
THE END
