第三节 电解池
第1课时 电解原理
【学习目标】
1.会描述电解池的工作原理，能正确书写电解池的电极反应式和总反应方程式。
2.熟悉电解规律和电解产物的判断方法。
一 电解原理
【新知导学】
1．用氧化还原反应的观点分析判断下列各组微粒具有的性质，填写下表。
组别
微粒
性质
强弱顺序
第1组
①Zn2＋、②Na＋、③Cu2＋、④H＋
第2组
①Cu、②Fe、③OH－、④Cl－
2.按下图所示装置完成实验，并填写下表。
实验现象
实验结论
电流表指针发生偏转
与负极相连的b极上逐渐覆盖了一层____________
与正极相连的a极上有刺激性气味的气体产生，能使湿润的碘化钾淀粉试纸________
3.实验原理分析
(1)氯化铜溶液中的电离过程有①________________________________，②______________________________；溶液中存在的离子有________________________，通电前，这些离子在溶液中作自由运动。
(2)通电时，在电场的作用下，溶液中的离子作______________________，即________________趋向a极，________________趋向b极。
(3)a极电极反应式是_______________________________，b极电极反应式是______________，总反应式是________________________。
(4)结论：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的________过程。
【归纳总结】
电解原理
(1)电解是使电流通过____________或熔融电解质而在两个电极上引起________________的过程。
(2)电解池是将________转化为________的装置。
(3)电极名称
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。
(4)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____________。
(5)电子和离子移动方向
电子：从电源________流向电解池的________，从电解池的________流向电源的________。
离子：阳离子移向电解池的________；阴离子移向电解池的________。
提醒 金属导电是因为在电场作用下，自由电子发生定向移动，是物理变化；而电解质溶液导电是因为发生了氧化还原反应，是化学变化。
【活学活用】
1．如下图所示装置中，属于电解池的是( )
2．如图是电解CuCl2溶液的装置，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
二 酸、碱、盐溶液的电解规律
【新知导学】
1．有下列两组离子：①Cu2＋、Na＋、H＋、Ag＋；②Cl－、I－、SO、OH－。电解时，移向阳极的是____，放电先后顺序是________________________；移向阴极的是____，放电先后顺序是________________________。
2．用惰性电极电解酸、碱、盐溶液，填写下表：
电解质及类别
电极反应式
电解物质
pH变化
溶液复原方法
电解水型
H2SO4含氧酸
阳极：
阴极：
H2O
加入
NaOH强碱
Na2SO4活泼金属的含氧酸盐
电解电解质型
HCl无氧酸
阳极：
阴极：
增大
加入
CuCl2不活泼金属的无氧酸盐
阳极：
阴极：
加入
放H2生碱型
NaCl活泼金属的无氧酸盐
阳极：
阴极：
加入
放O2生酸型
CuSO4不活泼金属的含氧酸盐
阳极：
阴极：
加入
【归纳总结】
1.分析电解问题的基本方法思路
(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。
(2)再分析通电前溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H＋和OH－)。
(3)然后根据通电后，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁先在电极放电。
(4)判断电极产物，正确书写电极反应式要注意遵循原子守恒和电荷守恒。
(5)结合题目要求分析电解时的各种变化情况，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH变化等。
2．电极反应规律
(1)阴极：无论是惰性电极还是活泼电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子放电顺序：Ag＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Fe2＋>Zn2＋……
电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。
(2)阳极：溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，或者电极材料本身失去电子被氧化而溶入溶液中。其放电顺序：金属阳极>S2－>I－>Cl－>OH－>含氧酸根。
3．电解质溶液复原措施
一般加入阳极产物和阴极产物的化合物。
【活学活用】
3．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．KCl[KCl]
D．CuSO4[Cu(OH)2]
4．用石墨作电极，在Na＋、Cu2＋、Cl－、SO等离子中选出适当离子组成电解质，电解其溶液，写出符合条件的一种电解质的化学式：
(1)当阴极放出H2，阳极放出O2时，电解质是________。
(2)当阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质是______。
(3)当阴极放出H2，阳极放出Cl2时，电解质是________。
(4)通过电子的物质的量与阴极析出的金属的物质的量、阳极放出的气体的物质的量之比为4∶2∶1时，电解质是________。
【学习小结】
【达标检测】
1．下列关于电解池工作原理的说法中，错误的是( )
A．电解池是一种将电能转变成化学能的装置
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．用惰性电极电解下列溶液，其中随着电解的进行，溶液pH逐渐减小的是( )
①氯化钠溶液 ②硫酸铜溶液 ③氢氧化钠溶液 ④稀硫酸 ⑤稀盐酸 ⑥硫酸钠溶液
A．①③⑤
B．②④⑤
C．②④
D．②④⑥
3．如图为直流电源电解稀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．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
B．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
C．逸出气体的体积，a极的小于b极的
D．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
4．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．X是负极，Y是正极
C．CuSO4溶液的pH逐渐增大
D．CuSO4溶液的pH不变
5.
电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，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溶液。请回答以下问题：
(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______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)Y电极上的电极反应式为__________________________________________________，
检验该电极反应产物的方法是___________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案精析
一
新知导学
1．(从左到右，从上到下)氧化性 ③>④>①>② 还原性 ②>①>④>③
2．说明电解质溶液导电，形成闭合回路 红色物质 析出金属铜 变蓝 产生了氯气
3．(1)CuCl2===Cu2＋＋2Cl－ H2O??H＋＋OH－ Cu2＋、Cl－、H＋、OH－ (2)定向运动 Cl－、OH－ Cu2＋、H＋ (3)2Cl－－2e－===Cl2↑ Cu2＋＋2e－===Cu CuCl2Cu＋Cl2↑
(4)电解
归纳总结
(1)电解质溶液 氧化还原反应 (2)电能 化学能 (3)负极 还原 正极 氧化 (4)直流电源 电解质 电解质 闭合回路
(5)负极 阴极 阳极 正极 阴极 阳极
活学活用
1．C [判断某装置是否为电解池，要以构成电解池的三个基本条件为标准。构成电解池的三个条件：①有与直流电源相连的两个电极；②有电解质溶液或熔融态电解质；③能形成闭合回路。]
2．C [根据图示电流方向，先确定a是电源正极，b是电源负极；则c是电解池的阳极，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，溶液中氯离子不断减少；d是电解池的阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，d电极质量不断增加。]
二
新知导学
1．② I－>Cl－>OH－>SO ① Ag＋>Cu2＋>H＋>Na＋
2．(从左到右，从上到下)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 4H＋＋4e－===2H2↑ 减小 增大 不变 H2O 2Cl－－2e－===Cl2↑
2H＋＋2e－===H2↑ HCl 增大 HCl 2Cl－－2e－===Cl2↑ Cu2＋＋2e－===Cu CuCl2 CuCl2 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H＋＋2e－===H2↑ NaCl、H2O 增大 HCl 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 2Cu2＋＋4e－===2Cu CuSO4、H2O 减小 CuO或CuCO3
活学活用
3．B
4．(1)Na2SO4 (2)CuSO4 (3)NaCl (4)CuSO4
解析 惰性电极电解电解质溶液的类型有电解水型、电解电解质型、放氢气生碱型和放氧气生酸型。再根据阴、阳离子在电极的放电顺序判断。
(1)阴极有H2生成，阳极有O2生成，实质为电解水，故电解质是活泼金属的含氧酸盐，即Na2SO4。
(2)实质为放氧气生酸型，即电解质为不活泼金属的含氧酸盐，即CuSO4。
(3)实质为放氢气生碱型，即电解质为活泼金属的无氧酸盐，即NaCl。
(4)由阳极生成气体和转移电子的物质的量之比为1∶4，知阳极产生气体为O2,1
mol
O2转移4
mol
e－，金属与电子的物质的量之比为1∶2，故金属为＋2价，即Cu2＋，即为CuSO4。
达标检测 提升技能
1．D 2.C
3．B [a极为阴极，H2O电离出的H＋放电，促进H2O的电离平衡向右移动，c(OH－)增大，石蕊溶液变蓝色，b极为阳极，H2O电离出的OH－放电，c(H＋)增大，石蕊溶液变红色，A项不正确、B项正确；a极产生H2，b极产生O2，H2的体积是O2体积的2倍，故C、D项不正确。]
4．A [根据题意，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色，说明b极上有H2产生，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，即b为阴极，则Y为负极，X为正极，A正确、B错误；X为正极，则Pt作阳极，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，c(OH－)不断减小，则c(H＋)不断增大，溶液的pH逐渐减小，C、D错误。]
5．(1)2H＋＋2e－===H2↑ 放出气体，溶液变红 (2)2Cl－－2e－===Cl2↑ 把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色
解析 据图可知，X是阴极，Y是阳极，阴极反应式是2H＋＋2e－===H2↑，现象为放出气体，溶液变红；阳极反应式是2Cl－－2e－===Cl2↑，检验氯气，可用湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色即证明有氯气产生。第2课时 电解原理的应用
【学习目标】
1.熟知电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理，会写其电极反应式及化学方程式。
2.学会电解的有关计算。
一 电解原理的应用
【新知导学】
1．电解硫酸铜溶液
在硫酸铜溶液中，插入两个电极进行电解。
(1)若两极均为Pt电极，则阳极反应式是________________________________，阴极反应式是________________________，电解的化学方程式是____________________________。
(2)若两极均为铜片，则阳极反应式是________________________，阴极反应式是__________________________，电解过程中溶液的浓度________。
(3)若阳极为锌片，阴极为铜片，则阳极反应式是________________________，电解过程中________________________________________。
2．电解饱和食盐水
(1)通电前，氯化钠溶液中含有的离子：____________________________。通电时________________移向阴极，________放电，________________移向阳极，__________放电。电极反应式为
阳极：____________________________(________反应)；
阴极：____________________________(________反应)；
因________放电，导致水的电离平衡H2O??H＋＋OH－向右移动，致使生成________。
(2)电解的总反应式
化学方程式：_______________________________________________________；
离子方程式：______________________________________________________；
工业上习惯把电解饱和食盐水叫做____________。
3．电镀
(1)根据下图，回答下列问题：
①电极反应式
阳极：________________________________________________________________________；
阴极：________________________________________________________________________。
②可观察到的现象是铁件表面镀__________________，铜片____________。
③硫酸铜溶液浓度的变化是________。
(2)电镀的概念是应用________原理在某些金属表面镀上一薄层其他________或________的方法。
(3)电镀池的构成：一般都是用________________________________作电镀液；把____________浸入电镀液中与直流电源的正极相连，作为阳极；________________与直流电源的负极相连，作阴极。
4．电解精炼铜
(1)粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。其电解池的构成是用________作阳极，用________作阴极，用________作电解质溶液。
(2)电极反应式：阳极为__________________________、______________________、________________________等，阴极为________________________。
(3)电解精炼铜的原理是__________________________失去电子，产生的阳离子残留在溶液中，______________________以金属单质的形式沉积在电解槽的底部，形成阳极泥，粗铜中的铜在纯铜上析出。
5．电冶金
(1)金属冶炼的本质：使矿石中的________获得电子，从它们的化合物中________出来。如Mn＋＋ne－===M。
(2)电解法用于冶炼较活泼的金属如：K、Na、Mg、Al等，但不能电解其盐溶液，应电解其熔融态。
如：电解熔融的氯化钠可制取金属钠：
阳极反应式：____________________________________________________；
阴极反应式：_____________________________________________________；
总反应：________________________________________________________________________。
【归纳总结】
电解原理的应用
(1)氯碱工业：用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、Cl2、H2，并以它们为原料生产一系列化工产品。
(2)电镀的特点是阳极本身参与电极反应，电镀过程中相关离子的浓度、溶液pH等保持不变。
(3)电解精炼中，比需要精炼的金属活泼的杂质溶解，而不比需要精炼的金属活泼的杂质会沉积(如精炼镍时Cu也会沉积)。
【活学活用】
1．在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是( )
A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子
B．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子
C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子
D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子
2．某同学设计一个燃料电池(如下图所示)，目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。
根据要求回答相关问题：
(1)通入氢气的电极为________(填“正极”或“负极”)，负极的电极反应式为____________________。
(2)石墨电极为________(填“阳极”或“阴极”)，反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液，________(填“铁极”或“石墨极”)区的溶液先变红。
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将________(填“增大”“减小”或“不变”)。精铜电极上的电极反应式为____________________________
________________________________________________________________________。
二 电解的有关计算
【新知导学】
例 用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液时，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1
mol
Cu2(OH)2CO3后，恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑二氧化碳的溶解)。则电解过程中转移的电子的物质的量为( )
A．0.4
mol
B．0.5
mol
C．0.6
mol
D．0.8
mol
【归纳总结】
1.计算类型
电解的相关计算包括两极产物的定量计算(如质量、气体的体积、某元素的化合价、溶液的pH及物质的量浓度等)。
2．方法技巧
(1)得失电子守恒法计算：用于串联电路，通过阴阳两极的电量相同等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。
(2)总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。
(3)关系式计算：借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。
【活学活用】
3．把两支惰性电极插入500
mL
AgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上应析出银的质量是( )
A．27
mg
B．54
mg
C．108
mg
D．216
mg
4．在100
mL
H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作电极进行电解，两极上均收集到2.24
L气体(标准状况)，则原混合液中，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
【学习小结】
【达标检测】
1．如图为电解饱和食盐水的简单装置，下列有关说法正确的是( )
A．电解一段时间后，向蛋壳内的溶液中滴加几滴酚酞，呈红色
B．蛋壳表面缠绕的铁丝上发生氧化反应
C．铁丝表面生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
D．蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触
2．金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2＋A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－===Ni
B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt，没有Zn、Fe、Ni
3．三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。
下列叙述正确的是( )
A．通电后中间隔室的SO向阳极迁移，阳极区溶液pH增大
B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品
C．阴极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，阴极区溶液pH降低
D．当电路中通过1
mol电子的电量时，会有0.5
mol的O2生成
4．如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05
mol·L－1的CuCl2溶液，B池中加入0.1
mol·L－1的AgNO3溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是( )
A．2∶2∶4∶1
B．1∶1∶2∶1
C．2∶1∶1∶1
D．2∶1∶2∶1
5．如图所示，若电解5
min时，测得铜电极的质量增加2.16
g。试回答下列问题：
(1)电源中X极是________(填“正”或“负”)极。
(2)通电5
min时，B中共收集到224
mL(标准状况)气体，溶液体积为200
mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)＝________。
(3)若A中KCl溶液的体积也是200
mL，电解后溶液中仍有Cl－，则电解后溶液的pH＝________。
答案精析
一
新知导学
1．(1)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 2Cu2＋＋4e－===2Cu 2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4 (2)Cu－2e－===Cu2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 不变 (3)Zn－2e－===Zn2＋ 阳极锌片不断溶解，阴极铜片质量不断增加
2．(1)Na＋、Cl－、H＋、OH－ Na＋、H＋ H＋ Cl－、OH－ Cl－ 2Cl－－2e－===Cl2↑ 氧化 2H＋＋2e－===H2↑ 还原 H＋ NaOH (2)2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH 2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－ 氯碱工业
3．(1)①Cu－2e－===Cu2＋ Cu2＋＋2e－===Cu ②一层红色的铜 不断溶解 ③不变 (2)电解 金属 合金 (3)含有镀层金属离子的电解质溶液 镀层金属 待镀金属制品
4．(1)粗铜 纯铜 CuSO4溶液 (2)Cu－2e－===Cu2＋ Zn－2e－===Zn2＋ Fe－2e－===Fe2＋ Cu2＋＋2e－===Cu (3)粗铜中比铜活泼的金属Zn、Fe等 不比铜活泼的金属Ag、Au等
5．(1)金属离子 还原 (2)2Cl－－2e－===Cl2↑ 2Na＋＋2e－===2Na 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
活学活用
1．A [本题考查的是电镀的原理。电镀原理是镀层金属作阳极，镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液。]
2．(1)负极 H2－2e－＋2OH－===2H2O
(2)阳极 铁极 (3)减小 Cu2＋＋2e－===Cu
解析 (1)通入氢气的电极为负极，由于电解质溶液是碱性的，所以该电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O。
(2)由于石墨电极与电源的正极连接，所以石墨电极为阳极，反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液，溶液中的H＋在阴极(Fe电极)放电，破坏了附近的水的电离平衡，该区域的溶液显碱性，因此铁极的溶液先变红。
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质，因为粗铜中有活动性比Cu强的金属失去电子，而得到电子的只有Cu2＋，所以丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度会减小；精铜电极上的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。
二
新知导学
例 C [用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液时，如果硫酸铜没有消耗完成或恰好消耗完，这时向电解液中加入氧化铜或碳酸铜就可以恢复到电解前的浓度和pH，而题中加入的是Cu2(OH)2CO3，说明CuSO4消耗完，并且又电解了一部分水。则电解的硫酸铜的物质的量为0.2
mol，电解的水的物质的量为0.1
mol，转移的电子的物质的量为0.2
mol×2＋0.1
mol×2＝0.6
mol。]
活学活用
3．B [由得失电子守恒知，e－～OH－～H＋～Ag，所以n(Ag)＝n(H＋)。AgNO3溶液电解后产生酸，产生的H＋的物质的量可由pH差来计算：pH从6.0变为3.0，即c(H＋)≈10－3
mol·L－1，所以n(Ag)＝n(H＋)＝10－3
mol·L－1×0.5
L＝5×10－4
mol，m(Ag)＝n(Ag)×M＝5×10－4
mol×108
g·mol－1＝0.054
g＝54
mg。]
4．A [分析电解H2SO4、CuSO4混合液的阴、阳两极的电极反应可知，两极产生的气体分别为H2、O2各0.1
mol，O2是由OH－失去0.4
mol电子而得到，H2是由H＋得到
0.2
mol
电子而生成。由电子得失守恒知，还有0.2
mol电子是Cu2＋得到的，故Cu2＋的物质的量是0.1
mol，则Cu2＋的物质的量浓度为＝1
mol·L－1。]
达标检测 提升技能
1．D [碳棒在蛋壳内，溶液中的Cl－在该极失电子被还原，溶液的碱性不增强，故A项错误；蛋壳表面缠绕的铁丝作阴极，H＋在该极发生还原反应得到氢气，B项错误；铁丝表面生成的气体是氢气，不能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，C项错误；蛋壳在该实验中的作用是阻止气体通过，D项正确。]
2．D [电解精炼镍时，粗镍作阳极，纯镍作阴极，电解质溶液中含有Ni2＋，则阳极发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Ni－2e－===Ni2＋，阴极电极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni，因此，电解过程中阳极减少的质量不等于阴极增加的质量，电解后，溶液中存在的金属阳离子有Fe2＋、Ni2＋、Zn2＋，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt，没有Zn、Fe、Ni。]
3．B [电解池中阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，即SO向阳极区移动，Na＋
向阴极区移动，阳极区水电离的OH－发生氧化反应生成氧气，H＋留在阳极区，该极得到H2SO4产品，溶液pH减小，阴极区水电离的H＋发生还原反应生成氢气，OH－留在阴极区，该极得到NaOH产品，溶液pH增大，故A、C项错误，B正确；该电解池相当于电解水，根据电解水的方程式可计算出当电路中通过1
mol电子的电量时，会有0.25
mol的O2生成，错误。]
4．A [由电解规律可知：a、c为阴极，b、d为阳极。a极上析出Cu，b极上析出Cl2，c极上析出Ag，d极上析出O2。由电子守恒可得出：2e－～Cu～Cl2～2Ag～O2，所以a、b、c、d四个电极上所析出物质的物质的量之比为2∶2∶4∶1。]
5．(1)负 (2)0.025
mol·L－1 (3)13
解析 (1)铜极增重，说明银在铜极析出，则铜极为阴极，X为负极。
(2)C中铜极增重2.16
g，即析出0.02
mol
Ag，线路中通过0.02
mol电子；由4e－～O2可知，B中产生的O2只有0.005
mol，即112
mL；但B中共收集到224
mL气体，说明还有112
mL是H2，即Cu2＋全部在阴极放电后，H＋接着放电产生了112
mL
H2，则通过0.01
mol电子时，Cu2＋已被电解完；由2e－～Cu，可知n(Cu2＋)＝0.005
mol，则c(CuSO4)＝＝0.025
mol·L－1。
(3)由4e－～4OH－知，A中生成0.02
mol
OH－，则c(OH－)＝0.1
mol·L－1，pH＝13。
