专题1 化学反应与能量变化
第二单元 化学能与电能的转化
第3课时 电解池的工作原理
1．电解熔融氯化钠的原理
(1)电解熔融态氯化钠原理图
(2)过程分析：
通电前，熔融NaCl中存在可以自由移动的Na＋、Cl－。
通电后，阴、阳离子发生定向迁移，其中，Na+离子向阴极移动，发生还原反应； Cl－向阳极移动，发生氧化反应。
(3)电极反应和电解反应：
阴极：2Na＋＋2e－===2Na；阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑。
电解反应：2NaCl2Na+Cl2↑
2．电解和电解池
(1)概念
①电解是在直流电作用下，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
②电解池是将电能转化为化学能的装置。
(2)电解池的工作原理
①电极名称及反应类型
阴极：与电源负极相连的电极，发生还原反应；
阳极：与电源正极相连的电极，发生氧化反应。
②电子流向：负极→阴极、阳极→正极。
③离子的移动方向：阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。
(3)电解池的构成条件
具有与直流电源相连接的两个电极（阴极、阳极），插入电解质溶液或熔融电解质中，形成闭合回路。
3．实验探究电解氯化铜溶液
(1)实验探究
实验现象：①溶液颜色变浅；②阴极上有红色物质生成；③阳极附近有刺激性气味的气体产生，能使湿润的淀粉 KI试纸变蓝。
实验结论：电解CuCl2溶液，生成了铜和氯气。
(2)实验原理
①放电顺序：通电时，在电场的作用下，溶液中的离子做定向移动，Cu2＋、H＋向阴极移动，Cl－、OH－向a阳极移动。
在阴极，Cu2+优于H+在电极上发生反应，在阳极，Cl-优于OH-在电极上发生反应。
②反应原理
电极名称 阴极 阳极
反应类型 还原反应 氧化反应
电极反应式 Cu2＋＋2e－===Cu 2Cl－－2e－===Cl2↑
电解反应 CuCl2Cu＋Cl2↑
【易错提示】
(1)电解时必须使用直流电源，不能使用交流电源。
(2)电解质的水溶液或熔融电解质均可以被电解，因为它们均可电离出自由移动的阴、阳离子。
(3)电解法是一种强氧化还原手段，以完成非自发的氧化还原反应。
(4)“惰性”是指电极本身还原性很弱，不易发生反应。活性电极是指金属活动性顺序表中的Ag和排在Ag前面的金属，惰性电极是指石墨、铂(Pt)、金(Au)等。
二、电解池电极反应规律
1．电极反应规律
(1)阴极：无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的一般是溶液中的阳离子。
阳离子放电顺序：
(2)阳极：溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，或者电极材料（电极为活性电极）本身失去电子被氧化而溶入溶液中。
阴离子放电顺序：
2．以惰性电极电解电解质溶液的规律
类型 电解质溶液 电极反应特点 pH 变化 复原加入的物质
电解水型 含氧酸（如H2SO4） 阴极：4H＋＋4e－=2H2↑ 阳极：2H2O-4e-=O2↑+4H+ 减小 H2O
强碱（如NaOH） 阴极：4H2O+4e-=2H2↑+4OH- 阳极：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 增大 H2O
活泼金属的含氧酸盐溶液（如Na2SO4） 阴极：4H2O+4e-=2H2↑+4OH- 阳极：2H2O-4e-=O2↑+4H+ 不变 H2O
电解电解质型 无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液（如HCl、CuCl2） 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 增大 电解质
放H2生碱型 活泼金属的无氧酸盐（如NaCl） 阴极：2H2O+2e-=H2↑+2OH- 阳极：电解质阴离子放电 增大 无氧酸
放O2生酸型 不活泼金属的含氧酸盐溶液（如AgNO3、CuSO4） 阴极：电解质阳离子放电 阳极：2H2O-4e-=O2↑+4H+ 减小 金属氧化物或碳酸盐
【名师点拨】电解后溶液pH的变化规律
(1)电解区域：①当阴极是由H+放电产生H2时，阴极区pH 变大；②当阳极是由OH-放电产生O2时，阳极区pH变小。
(2)电解质溶液：①电解过程中，既产生H2， 又产生O2， 实质是电解水，溶液浓度增大(饱和溶液除外)， 因而原溶液若呈酸性，则pH变小；原溶液若呈碱性，则pH变大；原溶液若呈中性，则pH不变。②电解过程中，无H2和O2产生，pH几乎不变。③电解过程中，只产生H2， 溶液中OH-浓度增大，pH变大。④电解过程中，只产生O2， 溶液中H+浓度增大，pH变小。
【易错提示】1．书写电解池电极反应式应注意的问题：
(1)书写电解池中电极反应式时，可以用实际放电的离子表示，但书写电解总反应方程式时，弱电解质要写成化学式形式。
(2)书写两极电极反应式时，要确保两极得失电子数目相等。
(3)铁作阳极时，铁失去电子生成Fe2+，而不是Fe3+。
(4)书写电极反应式时，要判断阳极溶解生成的阳离子是否和电解质溶液中的阴离子发生反应。
2．对于电解质的复原问题，不仅要求溶质不变，还有注意溶质的浓度也不变。如用惰性电极电解CuSO4溶液，使电解质溶液复原的方法是加入一定量的CuO或CuCO3，而不是Cu(OH)2。
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)电解池的两个电极必须是活泼性不同的电极(×)
(2)电解池是把化学能转化为电能的装置(×)
(3)电解质溶液导电的过程为物理过程(×)
(4)电解池的阴极是指和直流电源负极相连的电极(√)
(5)电解池在工作时，阴极上发生还原反应(√)
(6)某些不能自发的氧化还原反应，可以通过电解来实现(√)
(7)用石墨作电极电解氯化钠和硫酸铜的混合液，最初一段时间阴极和阳极生成的物质分别是铜和氯气(√)
(8)用石墨作电极电解熔融氯化钠的阴极反应式为Na＋＋e－===Na(√)
(9)用石墨作阴极、铜作阳极电解硫酸铜溶液的阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋(×)
(10)用石墨作电极电解硝酸银溶液的离子方程式为4Ag＋＋2H2O4Ag＋4H＋＋O2↑(√)
(11)铜作阳极电解盐酸的化学方程式为Cu＋2HClCuCl2＋H2↑(√)
(12)用惰性电极电解盐酸、稀硫酸，H＋放电，溶液的pH逐渐增大(×)
2．用惰性电极电解下列酸、碱、盐电解质溶液：
①H2SO4；②HCl；③NaOH；④Na2SO4；⑤CuCl2；⑥NaCl；⑦CuSO4。
回答下列问题：
(1)分别写出上述电解的电极反应式和总反应式
电解质 阴极反应 阳极反应 电解方程式
①H2SO4
②HCl
③NaOH
④Na2SO4
⑤CuCl2
⑥NaCl
⑦CuSO4
(2)电解后溶液的pH显著增大的是_________，减小的是_________，不变的是_________。
(3)欲使电解的溶液复原，只加入水的是_________，只加入电解质本身的是_________；欲使电解后的⑥复原需加入_________，欲使电解后的⑦复原需加入_________。
答案：(1)
电解质 阴极反应 阳极反应 电解方程式
①H2SO4 4H＋＋4e－=2H2↑ 2H2O-4e-=O2↑+4H+ 2H2O2H2↑＋O2↑
②HCl 2H＋＋2e－=H2↑ 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2HClH2↑＋Cl2↑
③NaOH 4H2O+4e-=2H2↑+4OH- 4OH－-4e－=2H2O＋O2↑ 2H2O2H2↑＋O2↑
④Na2SO4 4H2O+4e-=2H2↑+4OH- 2H2O-4e-=O2↑+4H+ 2H2O2H2↑＋O2↑
⑤CuCl2 Cu2＋＋2e－===Cu 2Cl－－2e－===Cl2↑ CuCl2Cu＋Cl2↑
⑥NaCl 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
⑦CuSO4 Cu2＋＋2e－===Cu 2H2O-4e-=O2↑+4H+ 2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑
(2)②③⑥ ①⑦ ④
(3)①③④ ②⑤ HCl CuO
3．按下图所示的装置进行电解，在通电一段时间后，铁电极的质量增加。
(1)写出甲杯中两极发生的电极反应式
阴极：_____________________；阳极：______________________。
(2)写出甲杯中发生反应的化学方程式：
______________________________________。
(3)C—C—Fe—Ag 4个电极上析出或溶解物质的物质的量之比是________。
答案：(1)2Cu2＋＋4e－===2Cu 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(2)2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑
(3)2∶1∶4∶4
解析：铁电极的质量增加，说明铁电极是阴极。则银电极是阳极，左碳电极是阴极，右碳电极是阳极。装置甲是硫酸铜溶液的电解池，装置乙是铁上镀银的电镀池。有关电极反应式为：
甲 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu 阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
乙 阳极：Ag－e－===Ag＋ 阴极：Ag＋＋e－===Ag
若将电子转移数定为“4e－”，4个电极上析出或溶解物质的物质的量之比显而易见。
问题一 电解原理
【典例1】利用如图装置电解硫酸铜溶液，下列说法正确的是( )
A．b电极上发生氧化反应
B．该装置能将化学能转变成电能
C．电解质溶液中Cu2+从b电极向a电极迁移
D．若a为铜，则a的电极反应式为Cu-2e-===Cu2+
答案：D
解析：b与电源负极相连，b为阴极，阴极上发生还原反应，A项错误；该装置是电解池，将电能转化为化学能，B项错误；电解池中，阳离子(Cu2+)向阴极(b极)移动，C项错误；a为阳极，若a为Cu，属于活性电极，则阳极反应为Cu-2e-===Cu2+，D项正确。
【解题必备】1．电解池的工作原理
(1)与电源正极相连的电极为阳极，阳极发生氧化反应；与电源负极相连的电极为阴极，阴极发生还原反应。
(2)电子流向：负极→阴极、阳极→正极。
(3)离子的移动方向：阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。
2．分析电解问题的基本方法思路
(1)通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H＋和OH－)。
(2)通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁优先放电(注意活泼金属作阳极时优先放电)。
(3)正确书写电极反应式，要注意原子数、电荷数是否守恒。
(4)能结合题目要求分析电解时的各种变化情况，如两极现象、离子浓度的变化、pH变化等。
【变式1-1】如下图所示装置中属于电解池的是________(填序号)。
答案：③⑥
解析：根据电解池的构成条件逐个判断。①②⑤无外接直流电源，不能构成电解池；④无电解质溶液或熔融电解质，⑦中蔗糖属于非电解质，不能构成电解池；⑧没有形成闭合回路，不能构成电解池。
【变式1-2】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：根据题图知，该装置有外接电源，属于电解池，根据电子流向知，c是负极，d是正极，a是阴极，b是阳极，电解时，电解质溶液中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则Q离子是阳离子，P离子是阴离子，故B正确。
问题二 电极反应式的书写
【典例2】下面列出了用惰性电极电解不同物质的电极反应式，其中错误的是( )
A．电解饱和食盐水 阴极：Na++e-=Na
B．电解CuSO4溶液 阴极：Cu2++2e-=Cu
C．电解熔融NaCl 阴极：Na++e-=Na
D．电解NaOH溶液 阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑
答案：A
解析：饱和食盐溶液中离子有Na+、H+及Cl-、OH-四种，得电子能力H+>Na+，阴极反应为2H++2e-=H2↑，故A错误；电解CuSO4溶液，阴极上是铜离子得电子发生还原反应，即Cu2++2e-=Cu，故B正确；电解熔融NaCl，阴极上是钠离子得电子发生还原反应，即：Na++e-=Na，故C正确；电解NaOH溶液，阳极上是氢氧根离子失电子发生氧化反应：4OH--4e-=2H2O+O2↑，故D正确。
【解题必备】在书写电极反应时，要遵循下列步骤：
(1)首先看阳极的电极材料，阴极不用关注电极材料。
(2)弄清溶质，无论单一溶液还是混合溶液，需将溶液中存在的离子按阳离子、阴离子分成两组。
(3)根据放电顺序的先后，判断发生反应的离子，但是还要考虑离子的浓度对放电顺序的影响。
(4)写出两极的电极反应式，得出结论。
【变式2-1】用如图装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中所列各项对应关系均正确的一组是( )
选项 电源 实验前U形管中液体 通电后现象或结论
A 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色
B 正极 AgNO3溶液 b管中电极反应式是4OH--4e-2H2O+O2↑
C 负极 KCl和CuCl2混合溶液 相同条件下，a、b两管中产生的气体总体积可能相等
D 负极 Fe(OH)3胶体 b管中液体颜色加深
答案：C
解析：A．电源X极为正极，a管中石墨电极为阳极，b管中石墨电极为阴极，电解硫酸钠溶液的实质是电解水，H+在阴极区放电，OH-在阳极区放电，故在阴极区有大量的OH-，滴入酚酞后，b管中呈红色，在阳极区有大量的H+，a管中呈无色，A错误。B．电解硝酸银，Ag+在阴极放电，电极反应式为4Ag++4e-=4Ag，OH-在阳极反应：4OH--4e-=2H2O+O2↑，当X为正极，b管中电极反应是析出金属银的反应，B错误。C．电解KCl和CuCl2混合溶液时，当X为负极时，氢离子在铜离子放电完毕之后放电，则a管中产生的气体是氢气，b管中产生的气体是氯气，此后可能是氧气，结合电解水生成的氢气与氧气体积关系判断，两管中产生的气体总体积可能相等，C正确。D．Fe(OH)3胶体粒子带正电，胶体具有电泳性质，会向电源的负极移动，即向着X极移动，所以a管中液体颜色加深，D错误。
【变式2-2】日常生活、科学研究、工业生产中有许多问题与原电池或电解池的工作原理有关，回答下列问题：
写出三个装置中铁电极的电极反应式：
(1) ，
(2) ，
(3) 。
答案：(1)Fe-2e-=Fe2+ (2)O2+4e-+2H2O=4OH- (3)2H++2e-=H2↑
解析：(1)装置为原电池，铁为负极被腐蚀，铁电极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+；(2)装置为原电池，锌作负极被腐蚀，铁电极上氧气得电子产生氢氧根离子，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；(3)装置为电解池，铁作阴极被保护，铁上氢离子得电子产生氢气，电极反应式为2H++2e-=H2↑。
问题三 电极放电规律
【典例3】为了加深对电解规律的理解，某同学做了以下探究，要求从H＋、Cu2＋、Na＋、SO、Cl－ 5种离子中两两组成电解质，按下列要求进行电解：
(1)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则采用的电解质是____________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是_________。
(2)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量不变，水量减少，则采用的电解质是____________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是____________。
(3)以碳棒为阳极，铁棒为阴极，电解过程中电解质和水量都减少，则电解质是____________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是______________。
答案：(1)HCl、CuCl2 HCl、CuCl2
(2)Na2SO4、H2SO4 H2O
(3)CuSO4、NaCl CuO或CuCO3、HCl
解析：(1)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则阳离子只能为H＋、Cu2＋，阴离子只能是Cl－，其电解质分别是HCl、CuCl2。
(2)实质上是电解水，H＋、OH－分别在两极上放电，其电解质是Na2SO4、H2SO4。
(3)若电解质是CuSO4,2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑，若恢复到原状态，可加入CuO，也可加入CuCO3；若电解质是NaCl,2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，要恢复到原状态可通入HCl。
【解题必备】根据实验现象判断阴、阳极和电极产物
实际题目中往往不给出电解池的电源，而是给出一些实验现象，据此先判断出是何种离子放电，从而确定出电源的正负极和电解池的阴阳极，并进行有关问题的分析。
(1)滴入酚酞试剂显红色的一极（说明H+放电显碱性）是阴极，接电源的负极。
(2)滴入石蕊试剂显红色的一极（说明OH-放电显酸性）是阳极，接电源的正极。
(3)电极增重的一极（说明不活泼金属离子放电析出金属）是阴极，接电源的负极。
【变式3-1】下列各组中，每种电解质溶液电解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HCl、CuCl2溶液就是电解电解质本身，电解NaBr、CuSO4溶液时，电解质、水均被电解，分别属于放氢生碱型、放氧生酸型。
【变式3-2】用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的一组是( )
组号 X Y Z W
A C Fe NaCl H2O
B Pt Cu CuSO4 CuSO4溶液
C C C H2SO4 H2O
D Ag Fe AgNO3 AgNO3晶体
答案：C
解析：复原溶液，A应通HCl，B应加CuO或CuCO3，C应加H2O，D不需加任何物质。
1．下列关于电解池工作原理的说法错误的是( )
A．电解池是一种将电能转化成化学能的装置
B．电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应
C．电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应
D．与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应
答案：D
解析：如果阳极是活泼电极，电极本身失去电子，发生氧化反应。
2．如图是电解CuCl2溶液的装置，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：
解析：根据电流方向可知a为正极，b为负极，c为阳极，d为阴极，电解过程中，d电极铜离子得到电子变为铜单质，质量增加，c极氯离子失去电子变为氯气，因此浓度减小；综上所述，答案为C。
3．如图装置分别通电一段时间后，溶液的质量增加的是( )
答案：D
解析：在电解池装置中，与电池正极相连的电极是阳极，发生氧化反应，D中，银失去电子进入溶液，在阴极上生成铜，溶液的质量是增加的，故此题选D。
4．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)，不能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是( )
A．AgNO3溶液[AgOH(s)] B．K2SO4溶液[H2O(l)]
C．KCl溶液[HCl(g)] D．CuSO4溶液[CuCO3(s)]
答案：A
解析：电解AgNO3溶液，Ag＋在阴极放电生成Ag，水电离出的OH－在阳极放电生成O2，结合元素守恒可知，应加入AgO使溶液恢复到原来的成分和浓度，A错误；电解K2SO4溶液，水电离出的OH－在阳极放电生成O2，水电离出的H＋在阴极放电生成H2，实质为电解水，加入一定量的H2O(l)能使溶液恢复到原来的成分和浓度，B正确；电解KCl溶液，水电离出的H＋在阴极放电生成H2，Cl－在阳极放电生成Cl2，结合元素守恒可知，加入一定量的HCl(g)能使溶液恢复到原来的成分和浓度，C正确；电解CuSO4溶液，Cu2＋在阴极放电生成Cu，水电离出的OH－在阳极放电生成O2，结合元素守恒可知，应加入一定量的CuO使溶液恢复到原来的成分和浓度，由于CuCO3(s)与硫酸反应生成CuSO4、CO2和H2O，CO2从溶液中逸出，加入一定量的CuCO3(s)也可以使溶液恢复到原来的成分和浓度，D正确。
5．用石墨作电极，电解1 mol·L－1下列物质的溶液，则电解前后溶液的pH保持不变的是( )
A．硫酸 B．氢氧化钠 C．硫酸钠 D．氯化钠
答案：C
解析：用惰性电极电解硫酸、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液的实质是电解水，浓度增大，硫酸溶液的pH减小，氢氧化钠溶液的pH增大，硫酸钠溶液的pH不变；电解氯化钠溶液时生成氢氧化钠，溶液的pH增大。
6．某学生欲完成2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑反应，设计了下列四个实验，你认为可行的实验是( )
答案：C
解析：Ag不能和HCl自发进行氧化还原反应，所以要使反应2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑能进行，应该设计成电解池，Ag失电子发生氧化反应，所以Ag作阳极，氢离子得电子发生还原反应，所以电解质溶液中氢离子放电，则符合条件的是C；故选C。
7．如图所示的电化学装置电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则下列说法正确的是( )
A．电子流动方向：电极Ⅳ→电流表→电极Ⅰ
B．电极Ⅰ的电极反应：Al－3e－===Al3＋
C．电极Ⅱ发生氧化反应
D．右池中的Cu2＋向电极Ⅲ移动
答案：B
解析：Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则左边装置构成原电池，Ⅰ为负极，Ⅱ为正极，右边装置为电解池，Ⅲ为阳极，Ⅳ为阴极，结合原电池、电解池相关知识解答。A．由分析可知电极Ⅰ是负极、电极Ⅳ是阴极、电极Ⅱ是正极、电极Ⅲ是阳极，电子流动方向：电极Ⅰ→电流表→电极Ⅳ，故A错误；电极Ⅰ为负极，铝失去电子发生氧化反应，电极反应：Al－3e－===Al3＋，故B正确；电极Ⅱ为正极，发生还原反应，故C错误；右池为电解池，Cu2＋为阳离子，移向阴极，所以Cu2＋应向电极Ⅳ移动，故D错误。答案选B。
8．用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为3∶1的硫酸铜和氯化钠的混合溶液，不可能发生的反应有( )
A．2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑
B．Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑
C．2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑
D．2H2O2H2↑＋O2↑
答案：C
解析：设混合溶液的体积为4 L，CuSO4和NaCl的物质的量浓度均为1 mol·L－1，溶液中硫酸铜和氯化钠的物质的量分别为3 mol 和1 mol，根据转移电子守恒，第一阶段：阳极上氯离子放电，阴极上铜离子放电，电解方程式是Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑，氯离子完全反应时，剩余2.5 mol铜离子；第二阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，电解方程式是2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑；第三阶段：阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，电解方程式是2H2O2H2↑＋O2↑。
9．铝及铝合金经过阳极氧化，铝表面能生成几十微米厚的氧化铝膜。某研究性学习小组模拟工业法对铝片表面进行氧化处理，按照如图所示装置连接，电解40 min后取出铝片，用水冲洗，放在水蒸气中封闭处理20～30 min，即可得到更加致密的氧化膜。下列有关说法正确的是( )
A．电解时，电子从电源负极→导线→铝极，铅极→导线→电源正极
B．在电解过程中，H＋向铝片移动，SO向铅片移动
C．电解过程阳极周围溶液的pH下降
D．电解的总反应为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
答案：D
解析：电子流向和电流流向相反，电解时电子从电源负极→导线→铅极，铝极→导线→电源正极，A错误；在电解过程中，氢离子向阴极移动，硫酸根离子向阳极移动，B错误；电解时，阳极是活泼金属铝电极时，放电的是电极本身，pH基本不变，C错误；阳极是活泼金属铝电极，金属铝在该极失电子，阴极是氢离子得电子，所以电解的总反应式可表示为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，D正确。
10．按下图所示的装置进行电解，在通电一段时间后，铁电极的质量增加。
(1)写出甲杯中两极发生的电极反应式
阴极：_____________________；阳极：______________________。
(2)写出甲杯中发生反应的化学方程式：______________________________________。
(3)C—C—Fe—Ag 4个电极上析出或溶解物质的物质的量之比是________。
答案：(1)2Cu2＋＋4e－===2Cu 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(2)2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑
(3)2∶1∶4∶4
解析：铁电极的质量增加，说明铁电极是阴极。则银电极是阳极，左碳电极是阴极，右碳电极是阳极。装置甲是硫酸铜溶液的电解池，装置乙是铁上镀银的电镀池。有关电极反应式为：
甲 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu 阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
乙 阳极：Ag－e－===Ag＋ 阴极：Ag＋＋e－===Ag
11．如图所示为在直流电源的作用下电解CuSO4溶液的装置，其中A、B为石墨电极，a、b为电源的两极，当接通电源，通电一段时间后，将B电极取出，洗干净并干燥后称量，其质量增加了3.2 g，则：
(1)a电极为电源的________极。
(2)写出电极反应式：A极：___________________，B极：__________________________。
(3)若使反应后的溶液恢复到原来状态，则应该加入________，质量为________ g。
答案：(1)正 (2)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
2Cu2＋＋4e－===2Cu (3)CuO 4.0
解析：B电极质量增加，则B电极为电解池的阴极，阴极发生还原反应，铜离子得到电子转化为铜单质，阴极与电源的负极相连，因此b电极为电源的负极、a电极为电源的正极。A电极为电解池的阳极，发生氧化反应，水失去电子转化为氧气和氢离子。应补充氧化铜使电解质溶液恢复到原来状态，阴极析出的铜的质量为3.2 g，而氧化铜中铜的质量分数为80%，因此需要补充的氧化铜的质量为4.0 g。
1．甲、乙两同学，均用惰性电极电解相同浓度的硫酸铜溶液，各通电一段时间后，甲、乙分别向所得的溶液中加入0.1 mol CuO和0.1 mol Cu(OH)2，都恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则甲、乙在电解过程中转移的电子的物质的量之比为( )
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4
答案：B
解析：加入0.1 mol CuO后恢复到电解前的浓度，可知发生反应
2H2O＋2CuSO42Cu＋O2↑＋2H2SO4 转移电子
2 mol 4 mol
0.1 mol 0.2 mol
故转移电子的总物质的量为0.2 mol；
Cu(OH)2从组成上可看成CuO·H2O，加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度，即电解了0.1 mol硫酸铜，并电解了0.1 mol H2O，由电解的总反应式可知，
2H2O＋2CuSO42Cu＋O2↑＋2H2SO4 转移电子
2 mol 4 mol
0.1 mol 0.2 mol
2H2O2H2↑＋O2↑ 转移电子
2 mol 4 mol
0．1 mol 0.2 mol
所以电解过程中共转移电子的物质的量为0.2 mol＋0.2 mol＝0.4 mol，则甲、乙在电解过程中转移的电子的物质的量之比为0.2 mol∶0.4 mol＝1∶2，B正确。
2．如图甲所示的电解池中，Pt电极位于含Cu(NO3)2和AgNO3均为0.05 mol·L－1的电解液中，图乙是该电解过程中转移电子数与阴极质量的变化关系图。下列说法错误的是( )
A．过程Ⅰ，在阴极上析出金属银
B．过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，溶液的pH均降低
C．过程Ⅱ，阳极上有氧气放出
D．过程Ⅱ析出固体的质量是过程Ⅰ析出固体的质量的2倍
答案：D
解析：过程Ⅰ发生反应：4Ag＋＋2H2O4Ag＋O2↑＋4H＋，过程Ⅱ发生反应：2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋，过程Ⅲ发生反应：2H2O2H2↑＋O2↑。因为氧化性：Ag＋>Cu2＋，故在阴极上Ag＋先放电，析出金属银，A项正确；过程Ⅰ、Ⅱ发生的电解反应中均有H＋生成，溶液中c(H＋)增大，pH降低，过程Ⅲ发生的电解反应是电解水的反应，溶液中c(H＋)增大，pH降低，B项正确；过程Ⅱ中阳极的电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，C项正确；过程Ⅱ析出的Cu和过程Ⅰ析出的Ag的物质的量相同，则析出Cu与Ag的质量比为64∶108，D项错误。
3．利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。下列说法正确的是( )
A．a为直流电源的负极
B．阴极的电极反应式为2HSO＋2H＋＋e－===S2O＋2H2O
C．阳极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋
D．电解时，H＋由阴极室通过阳离子交换膜转移到阳极室
答案：C
解析：在与a电极连接的电极上SO2失去电子，被氧化生成SO，所以阳极与电源正极a电极连接，A错误；a为正极，b为负极，所以阴极得电子发生还原反应，电极反应式为2HSO＋2H＋＋2e－===S2O＋2H2O，B错误；在阳极SO2失去电子被氧化产生SO，阳极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋，C正确；阳离子交换膜只允许阳离子通过，电解时，阳离子移向阴极，所以H＋由阳极室通过阳离子交换膜转移到阴极室，D错误。
4．由于Fe(OH)2极易被氧化，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，则电解液d是__________(填字母，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__________(填字母)。
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
答案：(1)Fe(或铁) Fe－2e－===Fe2＋ (2)C B
(3)隔绝空气，防止白色沉淀被氧化 (4)B
解析：(1)铁作阳极与电源的正极相连，电极反应式为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，阴极的电极反应式应该为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，可选择氯化钠溶液。(3)Fe(OH)2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。专题1 化学反应与能量变化
第二单元 化学能与电能的转化
第3课时 电解池的工作原理
1．电解熔融氯化钠的原理
(1)电解熔融态氯化钠原理图
(2)过程分析：
通电前，熔融NaCl中存在可以______________的_______。
通电后，阴、阳离子发生_______迁移，其中，Na+离子向_______极移动，发生_______反应； Cl－向_______极移动，发生_______反应。
(3)电极反应和电解反应：
阴极：____________________________；阳极：____________________________。
电解反应：___________________________________
2．电解和电解池
(1)概念
①电解是在_______作用下，在两个电极上分别发生_______反应和_______反应的过程。
②电解池是将_______能转化为_______能的装置。
(2)电解池的工作原理
①电极名称及反应类型
阴极：与电源_______相连的电极，发生_______反应；
阳极：与电源_______相连的电极，发生_______反应。
②电子流向：______________、______________。
③离子的移动方向：阳离子向_______移动，阴离子向_______移动。
(3)电解池的构成条件
具有与____________相连接的两个电极（阴极、阳极），插入_______溶液或熔融_______中，形成______________。
3．实验探究电解氯化铜溶液
(1)实验探究
实验现象：①溶液颜色_______；②阴极上有______________生成；③阳极附近有刺激性气味的气体产生，能使湿润的淀粉 KI试纸_______。
实验结论：_____________________。
(2)实验原理
①放电顺序：通电时，在电场的作用下，溶液中的离子做_______移动，_______向阴极移动，_______向a阳极移动。
在阴极，_______优于_______在电极上发生反应，在阳极，_______优于_______在电极上发生反应。
②反应原理
电极名称 阴极 阳极
反应类型
电极反应式
电解反应
【易错提示】
(1)电解时必须使用直流电源，不能使用交流电源。
(2)电解质的水溶液或熔融电解质均可以被电解，因为它们均可电离出自由移动的阴、阳离子。
(3)电解法是一种强氧化还原手段，以完成非自发的氧化还原反应。
(4)“惰性”是指电极本身还原性很弱，不易发生反应。活性电极是指金属活动性顺序表中的Ag和排在Ag前面的金属，惰性电极是指石墨、铂(Pt)、金(Au)等。
二、电解池电极反应规律
1．电极反应规律
(1)阴极：无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的一般是溶液中的阳离子。
阳离子放电顺序：
(2)阳极：溶液中_________强的阴离子失去电子被氧化，或者电极材料（电极为_______电极）本身失去电子被氧化而溶入溶液中。
阴离子放电顺序：
2．以惰性电极电解电解质溶液的规律
类型 电解质溶液 电极反应特点 pH 变化 复原加入的物质
电解水型 含氧酸（如H2SO4） 阴极：_____________________ 阳极：_____________________
强碱（如NaOH） 阴极：_____________________ 阳极：_____________________
活泼金属的含氧酸盐溶液（如Na2SO4） 阴极：_____________________ 阳极：_____________________
电解电解质型 无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液（如HCl、CuCl2） 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电
放H2生碱型 活泼金属的无氧酸盐（如NaCl） 阴极：_____________________ 阳极：电解质阴离子放电
放O2生酸型 不活泼金属的含氧酸盐溶液（如AgNO3、CuSO4） 阴极：电解质阳离子放电 阳极：_____________________
【名师点拨】电解后溶液pH的变化规律
(1)电解区域：①当阴极是由H+放电产生H2时，阴极区pH 变大；②当阳极是由OH-放电产生O2时，阳极区pH变小。
(2)电解质溶液：①电解过程中，既产生H2， 又产生O2， 实质是电解水，溶液浓度增大(饱和溶液除外)， 因而原溶液若呈酸性，则pH变小；原溶液若呈碱性，则pH变大；原溶液若呈中性，则pH不变。②电解过程中，无H2和O2产生，pH几乎不变。③电解过程中，只产生H2， 溶液中OH-浓度增大，pH变大。④电解过程中，只产生O2， 溶液中H+浓度增大，pH变小。
【易错提示】1．书写电解池电极反应式应注意的问题：
(1)书写电解池中电极反应式时，可以用实际放电的离子表示，但书写电解总反应方程式时，弱电解质要写成化学式形式。
(2)书写两极电极反应式时，要确保两极得失电子数目相等。
(3)铁作阳极时，铁失去电子生成Fe2+，而不是Fe3+。
(4)书写电极反应式时，要判断阳极溶解生成的阳离子是否和电解质溶液中的阴离子发生反应。
2．对于电解质的复原问题，不仅要求溶质不变，还有注意溶质的浓度也不变。如用惰性电极电解CuSO4溶液，使电解质溶液复原的方法是加入一定量的CuO或CuCO3，而不是Cu(OH)2。
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)电解池的两个电极必须是活泼性不同的电极( )
(2)电解池是把化学能转化为电能的装置( )
(3)电解质溶液导电的过程为物理过程( )
(4)电解池的阴极是指和直流电源负极相连的电极( )
(5)电解池在工作时，阴极上发生还原反应( )
(6)某些不能自发的氧化还原反应，可以通过电解来实现( )
(7)用石墨作电极电解氯化钠和硫酸铜的混合液，最初一段时间阴极和阳极生成的物质分别是铜和氯气( )
(8)用石墨作电极电解熔融氯化钠的阴极反应式为Na＋＋e－===Na( )
(9)用石墨作阴极、铜作阳极电解硫酸铜溶液的阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋( )
(10)用石墨作电极电解硝酸银溶液的离子方程式为4Ag＋＋2H2O4Ag＋4H＋＋O2↑( )
(11)铜作阳极电解盐酸的化学方程式为Cu＋2HClCuCl2＋H2↑( )
(12)用惰性电极电解盐酸、稀硫酸，H＋放电，溶液的pH逐渐增大( )
2．用惰性电极电解下列酸、碱、盐电解质溶液：
①H2SO4；②HCl；③NaOH；④Na2SO4；⑤CuCl2；⑥NaCl；⑦CuSO4。
回答下列问题：
(1)分别写出上述电解的电极反应式和总反应式
电解质 阴极反应 阳极反应 电解方程式
①H2SO4
②HCl
③NaOH
④Na2SO4
⑤CuCl2
⑥NaCl
⑦CuSO4
(2)电解后溶液的pH显著增大的是_________，减小的是_________，不变的是_________。
(3)欲使电解的溶液复原，只加入水的是_________，只加入电解质本身的是_________；欲使电解后的⑥复原需加入_________，欲使电解后的⑦复原需加入_________。
3．按下图所示的装置进行电解，在通电一段时间后，铁电极的质量增加。
(1)写出甲杯中两极发生的电极反应式
阴极：_____________________；阳极：______________________。
(2)写出甲杯中发生反应的化学方程式：
______________________________________。
(3)C—C—Fe—Ag 4个电极上析出或溶解物质的物质的量之比是________。
问题一 电解原理
【典例1】利用如图装置电解硫酸铜溶液，下列说法正确的是( )
A．b电极上发生氧化反应
B．该装置能将化学能转变成电能
C．电解质溶液中Cu2+从b电极向a电极迁移
D．若a为铜，则a的电极反应式为Cu-2e-===Cu2+
【解题必备】1．电解池的工作原理
(1)与电源正极相连的电极为阳极，阳极发生氧化反应；与电源负极相连的电极为阴极，阴极发生还原反应。
(2)电子流向：负极→阴极、阳极→正极。
(3)离子的移动方向：阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。
2．分析电解问题的基本方法思路
(1)通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H＋和OH－)。
(2)通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁优先放电(注意活泼金属作阳极时优先放电)。
(3)正确书写电极反应式，要注意原子数、电荷数是否守恒。
(4)能结合题目要求分析电解时的各种变化情况，如两极现象、离子浓度的变化、pH变化等。
【变式1-1】如下图所示装置中属于电解池的是________(填序号)。
【变式1-2】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
问题二 电极反应式的书写
【典例2】下面列出了用惰性电极电解不同物质的电极反应式，其中错误的是( )
A．电解饱和食盐水 阴极：Na++e-=Na
B．电解CuSO4溶液 阴极：Cu2++2e-=Cu
C．电解熔融NaCl 阴极：Na++e-=Na
D．电解NaOH溶液 阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑
【解题必备】在书写电极反应时，要遵循下列步骤：
(1)首先看阳极的电极材料，阴极不用关注电极材料。
(2)弄清溶质，无论单一溶液还是混合溶液，需将溶液中存在的离子按阳离子、阴离子分成两组。
(3)根据放电顺序的先后，判断发生反应的离子，但是还要考虑离子的浓度对放电顺序的影响。
(4)写出两极的电极反应式，得出结论。
【变式2-1】用如图装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中所列各项对应关系均正确的一组是( )
选项 电源 实验前U形管中液体 通电后现象或结论
A 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色
B 正极 AgNO3溶液 b管中电极反应式是4OH--4e-2H2O+O2↑
C 负极 KCl和CuCl2混合溶液 相同条件下，a、b两管中产生的气体总体积可能相等
D 负极 Fe(OH)3胶体 b管中液体颜色加深
【变式2-2】日常生活、科学研究、工业生产中有许多问题与原电池或电解池的工作原理有关，回答下列问题：
写出三个装置中铁电极的电极反应式：
(1) ，
(2) ，
(3) 。
问题三 电极放电规律
【典例3】为了加深对电解规律的理解，某同学做了以下探究，要求从H＋、Cu2＋、Na＋、SO、Cl－ 5种离子中两两组成电解质，按下列要求进行电解：
(1)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则采用的电解质是____________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是_________。
(2)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量不变，水量减少，则采用的电解质是____________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是____________。
(3)以碳棒为阳极，铁棒为阴极，电解过程中电解质和水量都减少，则电解质是____________。若要恢复到电解前的状态，应加入的物质是______________。
【解题必备】根据实验现象判断阴、阳极和电极产物
实际题目中往往不给出电解池的电源，而是给出一些实验现象，据此先判断出是何种离子放电，从而确定出电源的正负极和电解池的阴阳极，并进行有关问题的分析。
(1)滴入酚酞试剂显红色的一极（说明H+放电显碱性）是阴极，接电源的负极。
(2)滴入石蕊试剂显红色的一极（说明OH-放电显酸性）是阳极，接电源的正极。
(3)电极增重的一极（说明不活泼金属离子放电析出金属）是阴极，接电源的负极。
【变式3-1】下列各组中，每种电解质溶液电解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
【变式3-2】用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的一组是( )
组号 X Y Z W
A C Fe NaCl H2O
B Pt Cu CuSO4 CuSO4溶液
C C C H2SO4 H2O
D Ag Fe AgNO3 AgNO3晶体
1．下列关于电解池工作原理的说法错误的是( )
A．电解池是一种将电能转化成化学能的装置
B．电解池中发生的反应是非自发的氧化还原反应
C．电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应
D．与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应
2．如图是电解CuCl2溶液的装置，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．如图装置分别通电一段时间后，溶液的质量增加的是( )
4．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)，不能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是( )
A．AgNO3溶液[AgOH(s)] B．K2SO4溶液[H2O(l)]
C．KCl溶液[HCl(g)] D．CuSO4溶液[CuCO3(s)]
5．用石墨作电极，电解1 mol·L－1下列物质的溶液，则电解前后溶液的pH保持不变的是( )
A．硫酸 B．氢氧化钠 C．硫酸钠 D．氯化钠
6．某学生欲完成2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑反应，设计了下列四个实验，你认为可行的实验是( )
7．如图所示的电化学装置电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则下列说法正确的是( )
A．电子流动方向：电极Ⅳ→电流表→电极Ⅰ
B．电极Ⅰ的电极反应：Al－3e－===Al3＋
C．电极Ⅱ发生氧化反应
D．右池中的Cu2＋向电极Ⅲ移动
8．用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为3∶1的硫酸铜和氯化钠的混合溶液，不可能发生的反应有( )
A．2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑
B．Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑
C．2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑
D．2H2O2H2↑＋O2↑
9．铝及铝合金经过阳极氧化，铝表面能生成几十微米厚的氧化铝膜。某研究性学习小组模拟工业法对铝片表面进行氧化处理，按照如图所示装置连接，电解40 min后取出铝片，用水冲洗，放在水蒸气中封闭处理20～30 min，即可得到更加致密的氧化膜。下列有关说法正确的是( )
A．电解时，电子从电源负极→导线→铝极，铅极→导线→电源正极
B．在电解过程中，H＋向铝片移动，SO向铅片移动
C．电解过程阳极周围溶液的pH下降
D．电解的总反应为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
10．按下图所示的装置进行电解，在通电一段时间后，铁电极的质量增加。
(1)写出甲杯中两极发生的电极反应式
阴极：_____________________；阳极：______________________。
(2)写出甲杯中发生反应的化学方程式：______________________________________。
(3)C—C—Fe—Ag 4个电极上析出或溶解物质的物质的量之比是________。
11．如图所示为在直流电源的作用下电解CuSO4溶液的装置，其中A、B为石墨电极，a、b为电源的两极，当接通电源，通电一段时间后，将B电极取出，洗干净并干燥后称量，其质量增加了3.2 g，则：
(1)a电极为电源的________极。
(2)写出电极反应式：A极：___________________，B极：__________________________。
(3)若使反应后的溶液恢复到原来状态，则应该加入________，质量为________ g。
1．甲、乙两同学，均用惰性电极电解相同浓度的硫酸铜溶液，各通电一段时间后，甲、乙分别向所得的溶液中加入0.1 mol CuO和0.1 mol Cu(OH)2，都恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则甲、乙在电解过程中转移的电子的物质的量之比为( )
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4
2．如图甲所示的电解池中，Pt电极位于含Cu(NO3)2和AgNO3均为0.05 mol·L－1的电解液中，图乙是该电解过程中转移电子数与阴极质量的变化关系图。下列说法错误的是( )
A．过程Ⅰ，在阴极上析出金属银
B．过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，溶液的pH均降低
C．过程Ⅱ，阳极上有氧气放出
D．过程Ⅱ析出固体的质量是过程Ⅰ析出固体的质量的2倍
3．利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。下列说法正确的是( )
A．a为直流电源的负极
B．阴极的电极反应式为2HSO＋2H＋＋e－===S2O＋2H2O
C．阳极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋
D．电解时，H＋由阴极室通过阳离子交换膜转移到阳极室
4．由于Fe(OH)2极易被氧化，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，则电解液d是__________(填字母，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__________(填字母)。
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
