第三节 电能转化为化学能——电解
第1课时 电解的原理
1．下图所示装置中，属于电解池的是（ ）
2．如图是电解CuCl2溶液的装置示意图。其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是（ ）
A．a为负极、b为正极
B．a为阳极、b为阴极
C．电解过程中，d电极质量增加
D．电解过程中，氯离子浓度不变
3．右图装置中发生反应的离子方程式为：Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑，下列说法错误的是（ ）
A．a、b不可能是同种材料的电极
B．该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸
C．该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸
D．该装置可看作是铜－锌原电池，电解质溶液是稀硫酸
4．下列关于如图所示装置的叙述中正确的是（ ）
A．甲、乙装置中的锌片都作负极
B．甲、乙装置中溶液内的H＋都在铜片被还原
C．甲、乙装置中锌片上发生的反应都是还原反应
D．甲装置中铜片上有气泡生成，乙装置中铜片质量减小
5．电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。
已知：3I2＋6OH－＝IO＋5I－＋3H2O
下列说法不正确的是（ ）
A．右侧发生的电极方程式：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－
B．电解结束时，右侧溶液中含有IO
C．电解槽内发生反应的总化学方程式KI＋3H2O＝KIO3＋3H2↑
D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变
6．下列各组中，每种电解质溶液电解（惰性电极）时只生成氢气和氧气的是（ ）
A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2 B．NaOH、CuSO4、H2SO4
C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2 D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2
7．用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的（ ）
A. CuSO4 B. H2O C. CuO D. CuSO4·5H2O
8．如图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无味的气体放出，符合这一情况的是（ ）
选项 a 极板 b 极板 X 电极 Z
A 锌 石墨 负极 CuSO4
B 石墨 石墨 负极 NaOH
C 银 铁 正极 AgNO3
D 铜 石墨 负极 CuCl2
9．用石墨作电极，电解碘化钾溶液（含有少量酚酞和淀粉）。下列说法错误的是（ ）
A．阴极附近溶液呈红色 B．阴极逸出气体
C．阳极附近溶液呈蓝色 D．溶液的pH减小
10．用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4－H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是（ ）
A．待加工铝制工件为阳极
B．表面生成的致密氧化膜不溶于稀疏酸
C．阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－===Al
D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
11．用石墨作电极电解1 000 mL 0.1 mol·L－1AgNO3溶液，通电一段时间后关闭电源，测得溶液的质量减少了13.4 g。下列有关叙述正确的是（NA代表阿伏加德罗常数的值） （ ）
A．电解过程中流经外电路的电子数目为0.1NA
B．在标准状况下，两极共产生3.92 L气体
C．电解后溶液中H＋浓度为0.01 mol·L－1（假设溶液体积不变）
D．加入13.8 g Ag2CO3可将溶液恢复到与电解前完全相同
12．用石墨电极完成下列电解实验。
实验一 实验二
装置
现象 a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生；……
下列对实验现象的解释或推测不合理的是（ ）
A．a、d处：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－
B．b处：2Cl－－2e－＝Cl2↑
C．c处发生了反应：Fe－2e－＝Fe2＋
D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜
13．某混合溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，且n（NaCl）∶n（H2SO4）＝3∶1。若以石墨为电极电解该混合液时，根据电极产物可明显分为三个阶段，下列叙述中不正确的是（ ）
A．阴极先析出H2，后析出O2
B．阳极先析出Cl2，后析出O2
C．电解最后阶段为电解水
D．电解液的c（OH－）不断增大，最终溶液呈碱性
14．某同学欲完成反应：2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑，设计了下列四个实验，你认为可行的是（ ）
15．如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯中分别盛放200 mL含酚酞的NaCl溶液、CuSO4溶液、MgCl2溶液，a、b，e、f电极均为石墨电极。通电一段时间后，a极附近首先变红色，下列有关说法正确的是 （ ）
A．M接电源的正极
B．乙中d电极上有红色固体析出
C．当f极生成0．224 L某一种气体时（已经换算为标准状况），常温下甲中溶液的pH＝13（忽略溶液体积的变化）
D．丙中原理可用于工业制备镁单质
16．如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解。
请回答：
（1）b、c的电极名称分别为 。
（2）a、c的电极反应式分别为 、 。
（3）电解后，甲、乙装置内溶液的 pH 分别有什么变化？ 。
（4）甲装置电解后，要恢复原溶液，需加入 。
（5）电解CuSO4溶液的离子方程式为 。
17．由于Fe（OH）2极易被氧化，所以实验室很难直接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。
（1）a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，则电解质溶液d是 （填序号，下同）；若白色沉淀在两极之间的溶液中生成，则电解质溶液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 （填序号）。
A．改用稀硫酸作电解液
B．适当增大电源电压
C．适当降低电解液温度
1．下列关于电解槽的叙述中不正确的是（ ）
A．与电源正极相连的是电解槽的阴极 B．与电源负极相连的是电解柄的阴极
C．在电解槽的阳极上发生氧化反应 D．电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极
2．如图是电解熔融NaCl制备金属钠的装置示意图。下列有关判断正确的是（ ）
A．通过该装置可以将化学能转化为电能
B．石墨电极为正极
C．Na＋在铁电极上得到电子被还原为钠原子
D．若装置中两个电极互换，则不能形成电解池
3．如图所示，两电极上发生的电极反应为a极：Cu2＋＋2e－===Cu；b极：Fe－2e－===Fe2＋。下列说法不正确的是（ ）
A．该装置的电解质溶液中一定含有Cu2＋
B．该装置一定是将化学能转化为电能
C．a、b可能是同种电极材料
D．a极上一定发生还原反应
4．某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生，一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。下列有关描述正确的是（ ）
A．断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：2H＋＋2Cl－ Cl2↑＋H2↑
B．断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红
C．断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应式为：Cl2＋2e－＝2Cl－
D．断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极
5．如图所示为直流电源电解稀Na2SO4溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是（ ）
A．逸出气体的体积a电极小于b电极
B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出有刺激性气味气体
C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
6．用惰性电极进行电解，下列说法正确的是（ ）
A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液的pH不变
B．电解稀NaOH溶液，要消耗OH－，故溶液的pH减小
C．电解Na2SO4溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2
D．电解CuCl2溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
7．用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种物质（方括号内物质），能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是（ ）
A．AgNO3[AgNO3] B．NaOH[H2O]
C．NaCl[NaCl] D．CuSO4[Cu（OH）2]
8．下图所示的电解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b＜d。符合上述实验结果的盐溶液是（ ）
选项 X Y
A MgSO4 CuSO4
B AgNO3 Pb(NO3)2
C FeSO4 Al2(SO4)3
D CuSO4 AgNO3
9．用石墨电极电解CuCl2溶液（见右图）。下列分析正确的是（ ）
A．a端是直流电源的负极
B．通电使CuCl2发生电离
C．阳极上发生的反应：Cu2＋＋2e－＝Cu
D．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体
10．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理论设计的制取Cu2O的电解池示意图如图，电解总反应为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法正确的是（ ）
A．石墨电极上产生氢气
B．铜电极发生还原反应
C．铜电极接直流电源的负极
D．当有0．1 mol电子转移时，有0．1 mol Cu2O生成
11．用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入0．1 mol Cu2（OH）2CO3后恰好恢复到电解前的状态（不考虑二氧化碳的溶解），则电解过程中阳极产生气体的体积（标准状况）为 （ ）
A．3．36 L B．4．48 L
C．6．72 L D．2．24 L
12．为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。其反应原理如下：
电池：Pb（s）＋PbO2（s）＋2H2SO4（aq）＝2PbSO4（s）＋2H2O（l）
电解池：2Al＋3H2O Al2O3＋3H2↑
电解过程中，以下判断正确的是（ ）
选项 电池 电解池
A H＋移向Pb电极 H＋移向Pb电极
B 每消耗3 mol Pb 生成2 mol Al2O3
C 正极：PbO2＋4H＋＋2e－＝Pb2＋＋2H2O 阳极：2Al＋3H2O－6e－＝Al2O3＋6H＋
D
13．250 mL K2SO4和CuSO4的混合溶液中c（SO）＝0．5 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到1.12 L气体（标准状况）。假定电解后溶液体积仍为250 mL，下列说法不正确的是（ ）
A．电解得到Cu的质量为3.2 g
B．上述电解过程中共转移电子0.2 mol
C．电解后的溶液中c（H＋）＝0.2 mol·L－1
D．原混合溶液中c（K＋）＝0.6 mol·L－1
14．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在下图中，下列有关分析完全正确的是（ ）
选项 A B C D
a电极 阳极 阴极 阳极 阴极
d电极 正极 正极 负极 负极
Q 离子 阳离子 阳离子 阴离子 阴离子
15．某小组为研究电化学原理，设计甲、乙、丙三种装置（C1、C2、C3均为石墨）。下列叙述不正确的是（ ）
A．甲装置中是将化学能转化为电能，乙、丙装置中是将电能转化为化学能
B．C1、C2分别是阳极、阴极，锌片、铁片上都发生氧化反应
C．C1上和C3上放出的气体相同，铜片和铁片上放出的气体也相同
D．甲、丙中氢离子浓度都逐渐减少
16．用惰性电极电解下列电解质溶液：①硫酸；②盐酸；③NaOH溶液；④Na2SO4溶液；⑤CuCl2溶液；⑥NaCl溶液；⑦CuSO4溶液。
请依据所学知识回答下列问题（填序号）：
（1）阴极反应与①相同的有 ，与⑤相同的有 。
（2）阳极反应与①相同的有 ，与②相同的有 。
（3）写出电解下列溶液的化学方程式：
③ ；
⑥ ；
⑦ 。
（4）只有水被电解的是 ，只有电解质本身被电解的是 ，电解质和水都被电解的是 。
（5）电解后溶液的pH显著增大的是 ，减小的是 。
（6）欲使电解后的⑥复原需 ，欲使电解后的⑦复原需加入 。
17．金属铜不溶于稀硫酸，可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐。现将一定量的铜片加入到稀硫酸和硫酸铁溶液组成的100 mL混合溶液中，铜片完全溶解。
（1）写出铜溶于上述混合溶液的离子方程式： 。
（2）若在如图1所示的装置中发生了（1）中的反应，则X电极是 （填“正极”或“负极”），电极反应式是 。
（3）铜片完全溶解时，所得溶液中Fe3＋、Cu2＋、H＋的浓度均为0．2 mol·L－1（假设溶液体积不变），现用电解方法回收铜，装置如图2所示。
①电解开始阶段，阳极的电极反应式为 ，阴极的电极反应式为 。
②判断溶液中的Cu2＋已完全析出的现象是 。
当Cu2＋恰好完全析出时，转移电子的物质的量为 。第三节 电能转化为化学能——电解
第1课时 电解的原理
1．下图所示装置中，属于电解池的是（ ）
【答案】C
【解析】根据电解池的构成条件进行判断：装置A、B、D中无直流电源，装置D中不能形成闭合回路，则A、B、D不能形成电解池。
2．如图是电解CuCl2溶液的装置示意图。其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是（ ）
A．a为负极、b为正极
B．a为阳极、b为阴极
C．电解过程中，d电极质量增加
D．电解过程中，氯离子浓度不变
【答案】C
【解析】根据电流的方向判断a为正极，b为负极，则c为阳极，d为阴极。电解CuCl2溶液的电极反应式为：阳极2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极Cu2＋＋2e－===Cu，C正确。
3．右图装置中发生反应的离子方程式为：Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑，下列说法错误的是（ ）
A．a、b不可能是同种材料的电极
B．该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸
C．该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸
D．该装置可看作是铜－锌原电池，电解质溶液是稀硫酸
【答案】D
【解析】A和B．图示装置既可以是电解池，阳极的电极材料为Zn、阴极的电极材料为Zn或其他可导电的材料，如Cu、石墨等，电解质溶液为盐酸或硫酸等；故A错误，B正确；C和D．该装置也可是原电池，此时电池负极材料为Zn、正极材料为比Zn活泼性差的可导电的材料，如Cu、石墨等，电解质溶液为盐酸或硫酸等，故C、D项正确。
4．下列关于如图所示装置的叙述中正确的是（ ）
A．甲、乙装置中的锌片都作负极
B．甲、乙装置中溶液内的H＋都在铜片被还原
C．甲、乙装置中锌片上发生的反应都是还原反应
D．甲装置中铜片上有气泡生成，乙装置中铜片质量减小
【答案】D
【解析】乙为电解池，锌片为阴极，故A错误；乙为电解池，溶液内的H＋在锌片（阴极）上被还原，故B错误；甲为原电池，锌片为负极，发生氧化反应，故C错误；甲装置中铜片为正极，H＋在铜片上得电子被还原为氢气，乙装置中铜片为阳极，发生氧化反应，铜片质量减小，故D正确。
5．电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。
已知：3I2＋6OH－＝IO＋5I－＋3H2O
下列说法不正确的是（ ）
A．右侧发生的电极方程式：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－
B．电解结束时，右侧溶液中含有IO
C．电解槽内发生反应的总化学方程式KI＋3H2O＝KIO3＋3H2↑
D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变
【答案】D
【解析】A．由右侧放出氢气可知，阴极的电极反应为2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－或2H＋＋2e－＝H2↑；故A正确。B．由左侧溶液变蓝色可知，则阳极电极反应为2I－－2e－＝I2；为了保持电中性，阴极剩余的OH－通过阴离子交换膜向阳极移动，一段时间后，蓝色变浅，则3I2＋6OH－＝IO＋5I－＋3H2O，电解结束时，IO通过阴离子交换膜向右侧移动；故B正确。C．电解总反应式为KI＋3H2O＝KIO3＋3H2↑；故C正确。D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，阳极的电极反应为2I－－2e－＝I2，这时K＋富余，为了保持电中性，K＋通过阳离子交换膜迁移至阴极，不会发生3I2＋6OH－＝IO＋5I－＋3H2O；故D错误。
6．下列各组中，每种电解质溶液电解（惰性电极）时只生成氢气和氧气的是（ ）
A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2 B．NaOH、CuSO4、H2SO4
C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2 D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2
【答案】C
【解析】电解质溶液电解时只生成氧气和氢气，相当于是电解水，根据电解时离子的放电顺序，当电解强含氧酸、强碱、活泼金属含氧酸盐的溶液时均相当于电解水；故选C。
7．用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的（ ）
A. CuSO4 B. H2O C. CuO D. CuSO4·5H2O
【答案】C
【解析】电解硫酸铜溶液时，氢氧根离子和铜离子分别在阳极和阴极放电，出来的是O2和Cu，要使其复原，需加入适量的氧化铜。故选C
8．如图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无味的气体放出，符合这一情况的是（ ）
选项 a 极板 b 极板 X 电极 Z
A 锌 石墨 负极 CuSO4
B 石墨 石墨 负极 NaOH
C 银 铁 正极 AgNO3
D 铜 石墨 负极 CuCl2
【答案】A
【解析】a极是阴极，溶液中金属元素在金属活动性顺序中处于氢元素后边；b极是阳极，电极材料必须是惰性电极或不活泼的非金属，电解质溶液中的阴离子必须是氢氧根离子或含氧酸根离子。电解硫酸铜溶液，阳极生成氧气，阴极析出铜单质，A正确；电解质溶液中的金属元素钠元素在金属活动性顺序中处于氢元素前边，阴极生成氢气，阳极生成氧气，两极都生成气体，B错误；铁是活泼金属，在阳极失电子，在b极上得不到气体，C错误；电解氯化铜溶液，阳极生成有色气体氯气，阴极析出铜单质，不符合b极板处有无色无味的气体放出的现象，D错误。
9．用石墨作电极，电解碘化钾溶液（含有少量酚酞和淀粉）。下列说法错误的是（ ）
A．阴极附近溶液呈红色 B．阴极逸出气体
C．阳极附近溶液呈蓝色 D．溶液的pH减小
【答案】D
【解析】用石墨作电极，电解碘化钾溶液类似于电解氯化钠溶液，阳极反应式为2I－－2e－=== I2，阳极附近溶液变蓝色；阴极反应式为2H＋＋2e－=== H2↑，阴极有氢气逸出，附近溶液中氢氧根离子浓度增大呈碱性，溶液变红色。
10．用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4－H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是（ ）
A．待加工铝制工件为阳极
B．表面生成的致密氧化膜不溶于稀疏酸
C．阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－===Al
D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
【答案】C
【解析】用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，铝被氧化，故金属铝是阳极材料，A正确；电解质溶液中含有硫酸，说明表面生成的致密氧化膜不溶于稀硫酸，B正确；阴极上氢离子发生得电子的还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，C错误；在电解池中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，所以硫酸根离子在电解过程中向阳极移动，D正确。
11．用石墨作电极电解1 000 mL 0.1 mol·L－1AgNO3溶液，通电一段时间后关闭电源，测得溶液的质量减少了13.4 g。下列有关叙述正确的是（NA代表阿伏加德罗常数的值） （ ）
A．电解过程中流经外电路的电子数目为0.1NA
B．在标准状况下，两极共产生3.92 L气体
C．电解后溶液中H＋浓度为0.01 mol·L－1（假设溶液体积不变）
D．加入13.8 g Ag2CO3可将溶液恢复到与电解前完全相同
【答案】B
【解析】用石墨作电极电解1 000 mL 0.1 mol·L－1AgNO3溶液，阴极反应首先是Ag＋＋e－===Ag，假设0.1 mol银离子全部放电，转移电子的物质的量为0.1 mol，则析出金属银的质量为0.1 mol×108 g·mol－1＝10.8 g，此时阳极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，转移0.1 mol电子时生成的氧气的质量是0．025 mol×32 g·mol－1＝0.8 g，溶液质量共减少10.8 g＋0.8 g＝11.6 g＜13.4 g，则Ag＋完全消耗后，阴极放电的是H＋，阳极仍是OH－放电，此阶段相当于电解水，电解消耗水的质量为13.4 g－11.6 g＝1.8 g，电解1.8 g（即0.1 mol）水转移电子的物质的量为0.2 mol，所以整个过程电路中转移电子的总物质的量为0.3 mol，个数为0.3NA，A错误；阳极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，当转移0.3 mol电子时，产生氧气的物质的量为0．075 mol，阴极上产生氢气的物质的量为0．1 mol，所以在标准状况下，两极共产生（0.075＋0．1） mol×22.4 L·mol－1＝3.92 L气体，B正确；电解过程中溶液中共产生0.1 mol H＋，最后溶液中c（H＋）＝＝0.1 mol·L－1，C错误；电解过程相当于消耗了氧化银和水，只加入Ag2CO3不能将溶液彻底复原，D错误。
12．用石墨电极完成下列电解实验。
实验一 实验二
装置
现象 a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生；……
下列对实验现象的解释或推测不合理的是（ ）
A．a、d处：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－
B．b处：2Cl－－2e－＝Cl2↑
C．c处发生了反应：Fe－2e－＝Fe2＋
D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜
【答案】B
【解析】A．a、d处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，氢氧根离子剩余造成的；故A正确。B．b处变红，局部褪色，说明是溶液中的氯离子放电生成氯气同时与H2O反应生成HClO和H＋，Cl－－2e－＋H2O＝HClO＋H＋；故B错误。C．c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子；故C正确。D．实验一中ac形成电解池，bd形成电解池，所以实验二中形成3个电解池，n（右面）有气泡生成，为阴极产生氢气，n（左面）为阳极产生Cu2＋，Cu2＋在m的右面得电子析出铜；故D正确。
13．某混合溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，且n（NaCl）∶n（H2SO4）＝3∶1。若以石墨为电极电解该混合液时，根据电极产物可明显分为三个阶段，下列叙述中不正确的是（ ）
A．阴极先析出H2，后析出O2
B．阳极先析出Cl2，后析出O2
C．电解最后阶段为电解水
D．电解液的c（OH－）不断增大，最终溶液呈碱性
【答案】A
【解析】可以将溶质看成3 mol NaCl和1 mol H2SO4，或者可以看成2 mol HCl，1 mol Na2SO4，1 mol NaCl，由于1 mol Na2SO4自始至终无法放电，且其溶液呈中性，暂时可以忽略，则电解过程可看成先电解 HCl，再电解NaCl，最后电解水，即2HClH2↑＋Cl2↑，2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，2H2O2H2↑＋O2↑，生成的NaOH为碱性，c（OH－）增大。阴极自始至终是H＋放电，只析出H2，A错误；阳极Cl－先于OH－放电，先析出Cl2，后析出O2，B正确；电解最后阶段为电解水，C正确；溶液中c（OH－）不断增大，生成的NaOH为碱性，最终溶液呈碱性，D正确。
14．某同学欲完成反应：2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑，设计了下列四个实验，你认为可行的是（ ）
【答案】C
【解析】银在金属活动性顺序中位于氢之后，因此Ag不能直接与盐酸反应，可利用电解的方式使反应得以进行。根据反应关系及装置特点可知，Ag应为阳极。
15．如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯中分别盛放200 mL含酚酞的NaCl溶液、CuSO4溶液、MgCl2溶液，a、b，e、f电极均为石墨电极。通电一段时间后，a极附近首先变红色，下列有关说法正确的是 （ ）
A．M接电源的正极
B．乙中d电极上有红色固体析出
C．当f极生成0．224 L某一种气体时（已经换算为标准状况），常温下甲中溶液的pH＝13（忽略溶液体积的变化）
D．丙中原理可用于工业制备镁单质
【答案】C
【解析】通电一段时间后，a极附近首先变红色，即a极附近有OH－生成，所以在a极上逸出H2，a极为阴极，b极为阳极，故M接电源的负极，N接电源的正极，A错误；由分析知，d电极其为阳极，c电极为阴极，则c电极上有红色固体析出，B错误；f极为阳极，发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，n（Cl2）＝＝0．01 mol，则转移电子的物质的量n（e－）＝2n（Cl2）＝0．02 mol，甲中发生反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，若转移0．02 mol电子，反应产生NaOH的物质的量是0．02 mol，由于溶液的体积为0．2 L，则c（NaOH）＝＝0．1 mol·L－1，常温下，c（H＋）＝＝10－13mol·L－1，溶液的pH＝13，C正确；丙中阴极上H＋放电产生H2，产生的OH－与Mg2＋结合形成Mg（OH）2沉淀，阳极上Cl－放电产生Cl2，没有金属镁产生，所以不能用于工业制备镁单质，D错误。
16．如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解。
请回答：
（1）b、c的电极名称分别为 。
（2）a、c的电极反应式分别为 、 。
（3）电解后，甲、乙装置内溶液的 pH 分别有什么变化？ 。
（4）甲装置电解后，要恢复原溶液，需加入 。
（5）电解CuSO4溶液的离子方程式为 。
【解析】甲池：a接正极，为阳极，b为阴极，根据离子放电顺序可知：a极反应为H2O－2e－===O2↑＋2H＋，b极反应为Cu2＋＋2e－===Cu。乙池：d接负极，为阴极，c为阳极，根据离子放电顺序：d极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，c极：2Cl－－2e－===Cl2↑。根据两池电极反应，甲池减少Cu、O，需加CuO或CuCO3复原。
【答案】（1）阴极、阳极
（2）H2O－2e－===O2↑＋2H＋ 2Cl－－2e－===Cl2↑
（3）变小、变大
（4）CuO或CuCO3
（5）2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑
17．由于Fe（OH）2极易被氧化，所以实验室很难直接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。
（1）a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，则电解质溶液d是 （填序号，下同）；若白色沉淀在两极之间的溶液中生成，则电解质溶液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 （填序号）。
A．改用稀硫酸作电解液
B．适当增大电源电压
C．适当降低电解液温度
【解析】（1）铁的化合价升高，铁作阳极与电源的正极相连，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋。（2）若要在电极周围生成白色沉淀，则电解质溶液应该选择氢氧化钠溶液。若在两极之间的溶液中产生白色沉淀，阴极的电极反应应该为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，氢氧根离子向阳极移动，亚铁离子向阴极移动，二者在两极之间的溶液中反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，因此电解质溶液应选择氯化钠溶液。（3）氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化，因此苯起到了隔绝空气的作用。（4）适当增大电压，反应速率加快，同时离子的迁移速率也加快，能尽早看到白色沉淀。
【答案】（1）Fe Fe－2e－===Fe2＋ （2）C B
（3）隔绝空气，防止白色沉淀被氧化 （4）B
1．下列关于电解槽的叙述中不正确的是（ ）
A．与电源正极相连的是电解槽的阴极 B．与电源负极相连的是电解柄的阴极
C．在电解槽的阳极上发生氧化反应 D．电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极
【答案】A
【解析】在电解槽中，“正阳负阴”，“阳极氧化、阴极还原”，“电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极，由电解槽的阳极流入电源的正极”；故A错误。
2．如图是电解熔融NaCl制备金属钠的装置示意图。下列有关判断正确的是（ ）
A．通过该装置可以将化学能转化为电能
B．石墨电极为正极
C．Na＋在铁电极上得到电子被还原为钠原子
D．若装置中两个电极互换，则不能形成电解池
【答案】C
【解析】该装置为电解池，可将电能转化为化学能，A项错误；石墨与电源正极相连，为电解池的阳极，B项错误；Na＋在阴极上得到电子被还原为钠原子，析出金属钠，C项正确；若两个电极互换，该装置仍为电解池，这时铁为阳极，D项错误。
3．如图所示，两电极上发生的电极反应为a极：Cu2＋＋2e－===Cu；b极：Fe－2e－===Fe2＋。下列说法不正确的是（ ）
A．该装置的电解质溶液中一定含有Cu2＋
B．该装置一定是将化学能转化为电能
C．a、b可能是同种电极材料
D．a极上一定发生还原反应
【答案】B
【解析】该装置既可构成原电池，也可构成电解池。当构成原电池时，a极材料是活动性比铁差的金属或石墨，b极为铁，电解质溶液中含Cu2＋；当构成电解池时，a极做阴极，b极做阳极且必须是铁电极，电解液中含Cu2＋。
4．某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生，一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。下列有关描述正确的是（ ）
A．断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：2H＋＋2Cl－ Cl2↑＋H2↑
B．断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红
C．断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应式为：Cl2＋2e－＝2Cl－
D．断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极
【答案】D
【解析】A．断开K2，闭合K1时，该装置为电解池，两极均有气泡产生，则表明石墨为阳极，铜为阴极，（若铜为阳极，则铜溶解），反应为2Cl－＋2H2O H2↑＋2OH－＋Cl2↑；故A错误。B．阳极电极反应式为2Cl－－2e－＝Cl2↑，阴极电极反应式为2H2O＋2e－＝2OH－＋H2↑，溶液变红；故B错误。C和D．断开K1、闭合K2时，该装置为原电池，电解产生的Cl2、H2为原电池的反应物，铜电极为负极，发生氧化反应为H2－2e－＋2OH－＝2H2O，而石墨为正极，发生还原反应，电极反应为Cl2＋2e－＝2Cl－；故C错误，D正确。
5．如图所示为直流电源电解稀Na2SO4溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是（ ）
A．逸出气体的体积a电极小于b电极
B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出有刺激性气味气体
C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
【答案】D
【解析】电解Na2SO4溶液时，根据离子放电顺序可判断出实质是电解水，a为阴极，电极反应式为4H＋＋4e－===2H2↑，b为阳极，电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。由以上分析可知，a电极逸出的气体体积大于b电极，且H2、O2均为无色无味气体，A、B错误；a电极周围由于H＋放电，溶液呈碱性，石蕊溶液显蓝色，b电极周围由于OH－放电，溶液呈酸性，石蕊溶液显红色，C错误，D正确。
6．用惰性电极进行电解，下列说法正确的是（ ）
A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液的pH不变
B．电解稀NaOH溶液，要消耗OH－，故溶液的pH减小
C．电解Na2SO4溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2
D．电解CuCl2溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
【答案】D
【解析】电解稀硫酸实质上是电解水，电解水后，H＋的浓度增大，溶液的pH减小，A项错误；电解NaOH溶液相当于电解水，OH－的浓度增大，溶液的pH增大，B项错误；电解Na2SO4溶液相当于电解水2H2O2H2↑＋O2↑，阴极上析出的H2和阳极上析出的O2的物质的量之比为2∶1，C项错误；电解CuCl2溶液的化学方程式为CuCl2Cu＋Cl2↑，阴极上析出的Cu和阳极上析出的Cl2的物质的量之比为1∶1，D项正确。
7．用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种物质（方括号内物质），能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是（ ）
A．AgNO3[AgNO3] B．NaOH[H2O]
C．NaCl[NaCl] D．CuSO4[Cu（OH）2]
【答案】B
【解析】选项A，电解硝酸银溶液时，氢氧根离子和银离子分别在阳极和阴极放电，要使其复原，需加入适量的氧化银；选项B，电解氢氧化钠溶液时，氢氧根离子和氢离子分别在阳极和阴极放电，要使其复原，需加入适量的水；选项C，电解氯化钠溶液时，氯离子和氢离子分别在阳极和阴极放电，要使其复原，需通入适量的氯化氢；选项D，电解硫酸铜溶液时，氢氧根离子和铜离子分别在阳极和阴极放电，要使其复原，需加入适量的氧化铜。
8．下图所示的电解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b＜d。符合上述实验结果的盐溶液是（ ）
选项 X Y
A MgSO4 CuSO4
B AgNO3 Pb(NO3)2
C FeSO4 Al2(SO4)3
D CuSO4 AgNO3
【答案】D
【解析】电极b和d上没有气体逸出，所以电解的盐溶液中，金属应在活动顺序表中氢以后；根据电子守恒，D项生成1 mol Cu的同时生成2 mol Ag，则b＜d；故选D。
9．用石墨电极电解CuCl2溶液（见右图）。下列分析正确的是（ ）
A．a端是直流电源的负极
B．通电使CuCl2发生电离
C．阳极上发生的反应：Cu2＋＋2e－＝Cu
D．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体
【答案】D
【解析】A．根据离子移动规律“阳极吸引阴离子、正阳”，可知a为电源负极，b为电源正极；故A正确。B．CuCl2在水分子的拖拽下发生了电离；故B错误。C．阳极电极反应式为2Cl－－2e－＝Cl2↑；故C错误。D．阴极电极反应式为Cu2＋＋2e－＝Cu，现象析出红色的铜；故D错误。
10．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理论设计的制取Cu2O的电解池示意图如图，电解总反应为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法正确的是（ ）
A．石墨电极上产生氢气
B．铜电极发生还原反应
C．铜电极接直流电源的负极
D．当有0．1 mol电子转移时，有0．1 mol Cu2O生成
【答案】A
【解析】由电解总反应式可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极 ，发生氧化反应，B选项错误；石墨作阴极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，A选项正确；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，当有0．1 mol电子转移时，有0．05 mol Cu2O生成，D选项错误。
11．用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入0．1 mol Cu2（OH）2CO3后恰好恢复到电解前的状态（不考虑二氧化碳的溶解），则电解过程中阳极产生气体的体积（标准状况）为 （ ）
A．3．36 L B．4．48 L
C．6．72 L D．2．24 L
【答案】A
【解析】电解CuSO4溶液可得到H2SO4，碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，所以加入0．1 mol碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]相当于加入0．2 mol CuO、0．1 mol H2O，电解过程分为两个阶段，第一个阶段阳极生成O2，阴极生成Cu，加入0．2 mol CuO可恢复原状，第二阶段阳极生成O2，阴极生成H2，加入0．1 mol H2O可恢复原状；根据氧原子守恒可知阳极生成O2的物质的量为＝0．15 mol，标准状况下体积为0．15 mol×22．4 L·mol－1＝3．36 L，答案选A。
12．为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。其反应原理如下：
电池：Pb（s）＋PbO2（s）＋2H2SO4（aq）＝2PbSO4（s）＋2H2O（l）
电解池：2Al＋3H2O Al2O3＋3H2↑
电解过程中，以下判断正确的是（ ）
选项 电池 电解池
A H＋移向Pb电极 H＋移向Pb电极
B 每消耗3 mol Pb 生成2 mol Al2O3
C 正极：PbO2＋4H＋＋2e－＝Pb2＋＋2H2O 阳极：2Al＋3H2O－6e－＝Al2O3＋6H＋
D
【答案】D
【解析】A．根据离子移动判断方法“正正负负”，可知H＋离子在原电池中移向正极，即PbO2电极；故A错误。B．每消耗3 mol Pb，根据电子守恒生成l mol Al2O3；故B错误。C．在原电池的正极电极反应是生成PbSO4；故C错误。D．在原电池中Pb电极的质量由于生成PbSO4，质量增加，在电解池中，Pb作阴极，质量不变；故D正确。
13．250 mL K2SO4和CuSO4的混合溶液中c（SO）＝0．5 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到1.12 L气体（标准状况）。假定电解后溶液体积仍为250 mL，下列说法不正确的是（ ）
A．电解得到Cu的质量为3.2 g
B．上述电解过程中共转移电子0.2 mol
C．电解后的溶液中c（H＋）＝0.2 mol·L－1
D．原混合溶液中c（K＋）＝0.6 mol·L－1
【答案】C
【解析】根据溶液中离子放电能力的强弱，可知该混合溶液中的电解反应分两个阶段：第一阶段，当阴极析出铜时，阳极生成O2；第二阶段，当阴极生成H2时，阳极生成O2。已知通电一段时间后，两极均收集到1．12 L气体（标准状况），即第二阶段中在阴极生成0．05 mol H2，转移电子0．1 mol，同时，在阳极生成0．025 mol O2；则可知第一阶段在阳极生成的O2也是0．025 mol，转移电子0．1 mol，同时，在阴极析出0．05 mol Cu，溶液中生成0．1 mol H＋，电路中共转移电子0．2 mol，根据溶液中电荷守恒可求出K＋的浓度。根据上述分析，第一阶段，溶液中的Cu2＋在阴极全部放电，析出0．05 mol Cu，其质量为3．2 g，A正确；两个阶段转移电子都是0．1 mol，所以整个电解过程中共转移电子0．2 mol，B正确；溶液中的H＋是在第一阶段生成的，当阳极生成0．025 mol O2时，溶液中生成0．1 mol H＋，所以c（H＋）＝0．4 mol·L－1，C错误；n（Cu2＋）＝0．05 mol，n（SO）＝0．5 mol·L－1×0．25 L＝0．125 mol，由电荷守恒可得n（K＋）＝0．15 mol，c（K＋）＝0．6 mol·L－1，D正确。
14．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在下图中，下列有关分析完全正确的是（ ）
选项 A B C D
a电极 阳极 阴极 阳极 阴极
d电极 正极 正极 负极 负极
Q 离子 阳离子 阳离子 阴离子 阴离子
【答案】B
【解析】电子由电源的负极流出，故a是阴极，d是正极，溶液中的阳离子移向阴极。
15．某小组为研究电化学原理，设计甲、乙、丙三种装置（C1、C2、C3均为石墨）。下列叙述不正确的是（ ）
A．甲装置中是将化学能转化为电能，乙、丙装置中是将电能转化为化学能
B．C1、C2分别是阳极、阴极，锌片、铁片上都发生氧化反应
C．C1上和C3上放出的气体相同，铜片和铁片上放出的气体也相同
D．甲、丙中氢离子浓度都逐渐减少
【答案】B
【解析】甲没有外接电源，为原电池，乙、丙有外接电源，为电解池，A项正确；乙中C1、C2分别连接直流电源的正、负极，所以是电解池的阳极、阴极，甲中锌做负极，负极上锌失电子发生氧化反应，丙中铁片做阴极，阴极上H＋得电子发生还原反应，B项错误；C1和C3都是阳极，阳极上氯离子失电子发生氧化反应而生成氯气，铜片和铁片上都是氢离子得电子发生还原反应生成氢气，C项正确；甲、丙溶液中，甲中正极和丙中阴极上都是氢离子得电子生成氢气，随着反应的进行，氢离子浓度都逐渐减少，D项正确。
16．用惰性电极电解下列电解质溶液：①硫酸；②盐酸；③NaOH溶液；④Na2SO4溶液；⑤CuCl2溶液；⑥NaCl溶液；⑦CuSO4溶液。
请依据所学知识回答下列问题（填序号）：
（1）阴极反应与①相同的有 ，与⑤相同的有 。
（2）阳极反应与①相同的有 ，与②相同的有 。
（3）写出电解下列溶液的化学方程式：
③ ；
⑥ ；
⑦ 。
（4）只有水被电解的是 ，只有电解质本身被电解的是 ，电解质和水都被电解的是 。
（5）电解后溶液的pH显著增大的是 ，减小的是 。
（6）欲使电解后的⑥复原需 ，欲使电解后的⑦复原需加入 。
【答案】（1）②③④⑥ ⑦ （2）③④⑦ ⑤⑥
（3）2H2O2H2↑＋O2↑
2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑
（4）①③④ ②⑤ ⑥⑦ （5）②③⑥ ①⑦
（6）加入HCl CuO或CuCO3
17．金属铜不溶于稀硫酸，可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐。现将一定量的铜片加入到稀硫酸和硫酸铁溶液组成的100 mL混合溶液中，铜片完全溶解。
（1）写出铜溶于上述混合溶液的离子方程式： 。
（2）若在如图1所示的装置中发生了（1）中的反应，则X电极是 （填“正极”或“负极”），电极反应式是 。
（3）铜片完全溶解时，所得溶液中Fe3＋、Cu2＋、H＋的浓度均为0．2 mol·L－1（假设溶液体积不变），现用电解方法回收铜，装置如图2所示。
①电解开始阶段，阳极的电极反应式为 ，阴极的电极反应式为 。
②判断溶液中的Cu2＋已完全析出的现象是 。
当Cu2＋恰好完全析出时，转移电子的物质的量为 。
【解析】图1装置为原电池装置，X电极应为铜电极，作负极，Y电极作正极，铜失去电子转化为铜离子，铁离子在Y电极上得到电子转化为亚铁离子。图2装置为电解池装置，若回收铜，铜离子应该在铜电极上得到电子发生还原反应，则铜片作阴极，石墨作阳极，故在阳极上水失去电子发生氧化反应生成氧气，在阴极上铁离子先放电，得到电子被还原成亚铁离子，而后铜离子放电，得到电子转化为铜单质附着在铜片上。若铜离子反应完全，则在铜片上H＋得到电子生成氢气；当Cu2＋恰好完全析出时，铁离子完全转化为亚铁离子，该过程转移的电子为0．02 mol，铜离子完全转化为铜单质，该过程转移的电子为0．04 mol，共转移电子0．06 mol。
【答案】（1）Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
（2）负极 Cu－2e－===Cu2＋
（3）①2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 4Fe3＋＋4e－===4Fe2＋ ②阴极（或铜片）表面开始有气泡生成 0．06 mol
