1、电解池【原卷】一、选择题（共5题）1.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，下列说法正确的是（ ）APt为阴极，Cu为阳极Bb极的电极反应式是2H+2e-=H2C电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大D当a极产生2.24L(标准状况)气体时，Pt极上有6.4gCu析出2如图用石墨作电极的电解池中，放入某足量蓝色溶液500mL进行电解，观察到A电极表面有红色固体生成，B电极有无色气体生成；通电一段时间后，取出A电极，洗涤、干燥、称量，A电极增重1.6g。下列说法错误的是（ ）A图中B极同电源正极相连B该蓝色溶液可能是Cu(NO3)2或CuCl2溶液C电解后溶液的pH约为1（
2、溶液体积变化忽略不计）D要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则可加入2gCuO3.模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。下列说法错误的是( )A该电解槽的阳极反应式为4OH4e=2H2OO2B制得的氢氧化钾溶液从出口D导出C通电开始后，阴极附近溶液pH增大D若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为：O2 2H2O 4e = 4OH4.一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极)。该装置工作时，下列说法不正确的是( )A甲为正极，丙为阴极B丁极的电极反应
3、式为MnOe=MnOCKOH溶液的质量分数：c%a%b%D标准状况下，甲电极上每消耗22.4L气体时，理论上有4molK+移入阴极区5.将NaCl和CuSO4两种溶液等体积混合后用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液pH随时间t变化的曲线如图所示，则下列说法正确的是（ ）AAB段pH增大是因为电解NaCl溶液生成NaOH的缘故B整个过程中阳极先产生Cl2，后产生O2C原混合溶液中NaCl和CuSO4浓度之比小于2：1D电解至D点时，往溶液中加入适量Cu(OH)2一定可使其复原为B点溶液二、非选择题（共16题）6.如图，p、q为直流电源两极，A由2价金属单质X制成，B、C、D为铂电极，接通电源，金
4、属X沉积于B极，同时C、D产生气泡。试回答：(1)p为_极，A极发生了_反应。(2)C为_极，试管里收集到的气体是_；D为_极，试管里收集到的气体是_。(3)C极的电极反应方程式为_。(4)当反应进行一段时间后，A、B电极附近溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。(5)当电路中通过0.004mol电子时，B电极上沉积金属X为0.128g，则此金属的摩尔质量为_。7.下列四种装置中，盛200 mL硫酸铜溶液盛200 mL 0.01 molL-1硫酸溶液盛200 mL氯化锌溶液盛200 mL氯化钾溶液(1)上述装置中为_池，反应一段时间溶液浓度基本不变的是_。装置中两电极的电极反应式分别是
5、_、_ (注明电极名称)。(2)用离子方程式回答：通电时装置中的总反应是_溶液中可能发生的副反应是_。(3)若将装置中的外加电源拆去，用导线将两个电极连接，则Fe极上发生的反应是_。8.电解原理在化学工业中有广泛应用。图中表示一个电解池，装有电解液C；A、B是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若A、B都是惰性电极，c是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在U形管两边各滴入几滴酚酞试液，则：B是_ 极(填“阴”或“阳”) ，B极逸出_(填“黄绿色”或“无色”)气体，同时B极附近溶液呈_色。电解池中A极上的电极反应式为_，B极上的电极反应式为_。(2)如要进行粗铜(含Al、Z
6、n、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，电解液c选用CuSO4溶液，则：A电极的材料是_，电极反应式是_。 B电极的材料是_，电极反应式是_。(说明：杂质发生的电极反应不必写出)下列说法正确的是_。a电能全部转化为化学能b在电解精炼过程中，电解液中伴随有Al3+、Zn2+产生c溶液中Cu2+向阳极移动d利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属(3)用惰性电极电解足量的CuSO4溶液。若阴极析出Cu的质量为12.8g，则阳极上产生的气体在标准状况下的体积为_L。9.按照要求回答下列问题。(1)用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4
7、，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。图中b极要连接电源的_(填“正”或“负”)极。SO放电的电极反应式为_。(2)用零价铁(Fe)去除酸性水体中的硝酸盐(NO)已成为环境修复研究的热点之一。Fe还原水体中的NO的反应原理如图1所示。作负极的物质是_。正极的电极反应式是_。(3)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如图2所示。Pt电极上发生的是_反应(填“氧化”或“还原”)。写出NiO电极的电极反应式：_。10.如图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O。据此完成下列问题：(1)图中甲池是_装置；A(石墨)电极的名称是
8、_。(2)写出通入CH3OH的电极的电极反应式：_。(3)乙池中反应的化学方程式为_。当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2_mL(标准状况下)。11.膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置如图。(1)A装置是_，B装置是_(填“原电池”或“电解池”)。(2)N2O5在_(填“c极”或“d极”)区生成。(3)A装置中通入O2的电极反应式为_。12.知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一。某学习小组将有关“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理，形成如下问题(显示的电极均为石墨)（1）图1中，电解一段时间后，气球b中
9、的气体是_(填化学式)。（2）利用图2制作一种环保型消毒液发生器，电解可制备“84”消毒液的有效成分NaClO，则c为电源的_极；该发生器中反应的总离子方程式为_。（3）二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。如图是目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。阳极产生ClO2的电极反应式：_。当阴极产生标准状况下112mL气体时，通过阳离子交换膜离子的物质的量为_。（4）SO2和NOx是主要大气污染物，利用如图装置可同时吸收SO2和NO。已知电解池的阴极室中溶液的pH在47之间，阴极的电极反应为_。用离子方程式表示吸收NO的原理_。13.如图装置所
10、示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答：(1)B极是电源的_，一段时间后，甲中溶液颜色_，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明_，在电场作用下向Y极移动。(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为_。(3)现用丙装置给铜件镀银，则H应该是_(填“镀层金属”或“镀件”)，电镀液是_溶液。当乙中溶液的c(OH-)=0.1molL-1时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为_，甲中溶液的
11、pH_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是_。(5)若用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，需加入49 g Cu(OH)2固体，才能使电解质溶液复原，则这段时间，整个电路中转移的电子数为_14.某同学设计利用一氧化氮空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。(1)甲装置中Pt1上的电极反应式为_，每转移1mol电子，通过质子交换膜的H+的物质的量为_。(2)乙装置中C2上的电极反应式为_，乙装置中物质X是_(填化学式)。(3)装置丙用于粗铜的精炼。装置中电极A是_(填“粗铜”或“纯铜”
12、)，工作一段时间后，CuSO4溶液的浓度将_(填“增大”“减小”或“不变”)。15.利用所学电化学反应原理，解决以下问题：.如图所示，A为电源，B为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D为电解槽，其电极材料及电解质溶液如图所示。(1)闭合K1，断开K2，通电后，d端显红色，则电源b端为_极，若c、d为惰性电极，检验c端产物的方法为_。滤纸中央KMnO4溶液处发生的现象为_。(2)已知C装置中溶液的溶质为Cu(NO3)2和X(NO3)3，且均为0.1mol，打开K1，关闭K2， 通电一段时间后，阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(mol)关系如图所示，
13、则Cu2+、X3+、H+ 氧化能力由大到小的顺序是_。(3)D装置中溶液是H2SO4溶液，则电极C端从开始至一段时间后的实验现象是_。. 电化学技术是有效解决 CO、SO2、NOx 等大气污染的重要方法，某兴趣小组以SO2为原料，采用电化学方法制取硫酸，装置如下 ：(1)电解质溶液中离子向_(填“A极”或“B极” )移动。(2)请写出负极电极反应式_。(3)用该原电池做电源，石墨做电极电解2L AgNO3和KNO3混合溶液，通电一段时间，两极均产生2.24 L(标准状况)气体，假设电解前后溶液体积不变，则电解后溶液中H+的浓度为_，析出银的质量_g。(4)用Na2SO3溶液充分吸收SO2得Na
14、HSO3溶液，然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如下图。请写出开始时阳极反应的电极反应式：_。16.回答下列问题：(1)某同学根据漂白粉的制备原理和电解原理制作了一种家用环保型消毒液发生器(如图所示，没有使用离子交换膜)，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，则：利用Cl2与石灰乳反应可以制取漂白粉，反应的化学方程式为_。L极区的电极反应式为_。(2)电解法可以提纯粗镓，具体原理如图所示。镓在阳极溶解生成的Ga3+与NaOH溶液反应生成GaO，GaO在阴极放电的电极反应式_。(3)我国学者发明的一种分解硫化氢制氢并回收硫的装置如图所示：
15、若Y极液中的电对(A/B)选用I/I-，装置工作时Y极上的电极反应式为_，Y极溶液中发生的离子反应为_。17.如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题，其中乙装置中 X 为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题： (1) 石 墨 电 极 (C) 作_极 ， 甲 中 甲 烷 燃 料 电 池 的 负 极 反 应 式 为_。 (2)若消耗 2.24 L(标况)氧气，则乙装置中铁电极上生成的气体体积(标况)为_ L。乙池中总反应的离子方程式 _(3)若丙中以 CuSO4 溶液为电解质溶液进行粗铜(含 Al、Zn、Ag、Pt、Au 等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_。 Aa 电极为
16、纯铜 B粗铜接电源正极，发生还原反应CCuSO4 溶液的浓度保持不变 D利用阳极泥可回收 Ag、Pt、Au等金属(4)若丙中以稀 H2SO4 为电解质溶液，电极材料 b 为铝，则能使铝表面生成一层致密的氧化膜，该电极反应式为_(5)若将乙装置中两电极用导线直接相连，则石墨(C) 电极上发生的电极反应式为:_18.课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法，某研究性学习小组将下列装置如图所示连接，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色试回答下列问题：(1)电源A极的名称是_，电极G的名称是_。(2)甲装置中电解反应相关方程式：C：_，D：_，总反
17、应方程式：_。如果起始时甲烧杯中盛有1000mL溶液，通电一段时间后溶液中的Cu2+恰好消耗掉(假设没有其它离子干扰)，此时收集到气体3.36L(标准状况下)，则原硫酸铜溶液的浓度是_mol/L，电路中通过的电子的物质的量是_mol；若要使溶液恢复到起始浓度(忽略溶液体积的变化)，可向溶液中加入_(填物质名称)。(3)如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是_。(4)欲用丙装置给铜镀银，G应该是_(填“铜”或“银”)，电镀液的主要成分是_(填化学式)。(5)装置丁中的现象是_。19.根据要求回答下列问题：(1)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)，在25 、
18、101 kPa下，已知每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6kJ，该反应的热化学方程式是_。(2)有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示，电池正极的电极反应式是_，A是_。(3)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示：负极区发生的反应有_、_(写反应方程式)。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气_L(标准状况)。20.能源问题是人类社会面临的重大课题，甲醇是一种可再生能源，具有广阔的开发和应用前景，研究甲醇具有重要意义。(
19、1)利用工业废气中的CO2可制取甲醇，其反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H0.为探究用CO2生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：在恒温条件下，向一容积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化的曲线如图所示。从反应开始到达平衡状态，v(H2)=_；该温度下的平衡常数数值K=_(molL-1)-2.能使平衡体系中增大的措施有_(任写一条)。(2)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种。甲醇部分氧化法。在一定温度下以Ag/CeO2-ZnO为催化剂时，原料气比例对反应的选择性(选择性越大
20、，表示生成的该物质越多)影响关系如图所示。则当=0.25时，CH3OH与O2发生的主要反应的化学方程式为CH3OH+O2_+_，_，在制备H2时最好控制=_。甲醇蒸气重整法。主要反应为CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol CH3OH(g)，体系压强为p1，在一定条件下达到平衡状态时，体系压强为p2，且=2.2，则该条件下CH3OH(g)的平衡转化率为_。(3)现以甲醇燃料电池，采用电解法来处理酸性含铬废水(主要含有)，实验室利用如图装置模拟该方法：M电极为电池的_(填“正”或“负”)极，N电极的电极反应式为_。请完成电解池中转化为Cr3
21、+的离子方程式：+Fe2+_=Cr3+_Fe3+_，_。21.电解是工业生产的常用方法。某研究性小组进行以下相关探究。实验：用图1装置电解CuCl2溶液制取少量漂白液：(1)导气管W端应与出气口_连接(填“X”或“Y”)，写出制取漂白液的化学方程式_。(2)实验后发现阴极碳棒上除了附着有红色物质，还附着有少量白色物质。查阅资料显示：物质名称及化学式氯化亚铜CuCl碱式碳酸铜Cu2(OH)3Cl性质白色固体、不溶于水绿色固体、不溶于水化学小组分析提出：白色物质为CuCl。红色物质可能有：_或者Cu2O；或者二者混合物.实验为探究阴极碳棒上附着的红色、白色物质，设计了如下实验：取出阴极碳棒，洗涤、
22、干燥、称其质量为W1g，并将其放入图2所示装置b中，进行实验。实验中，碳棒上的白色物质完全变为红色，无水硫酸铜不变色，d中出现白色沉淀；实验结束时，称量其质量为W2g。(3)无水硫酸铜的作用是_。(4)装置b中发生反应的化学方程式是_。(5)碱石灰的作用是_。(6)加热之前要先通H2，目的是_；实验结束为了防止灼热的铜被氧化，实验操作是_。(7)电解CuCl2溶液时，阴极上产生白色物质的原因为_(用电极反应式解释)；阴极上产生白色物质的物质的量是_。(列出含W1、W2的表达式)电解池一、选择题（共5题）1.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，下列说法正确的是（ ）APt
23、为阴极，Cu为阳极Bb极的电极反应式是2H+2e-=H2C电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大D当a极产生2.24L(标准状况)气体时，Pt极上有6.4gCu析出【答案】B【分析】依据电解质溶液为含酚酞的氯化钠溶液，判断b电极和Cu极是阴极，a电极和Pt极是阳极，Y为电源负极，X为电源正极。此为解题的突破点。【详解】Ab极附近溶液变红，说明此电极产生OH，即电极反应式为2H2O2e=H22OH，说明b极为阴极，即Y为负极，X为正极，根据电解原理，Pt为阳极，铜为阴极，故A错误；Bb极附近溶液变红，说明此电极产生OH，即电极反应式为：2H2O2e=H22OH或，2H+2e-=H2，故B正确；C
24、电解过程中CuSO4溶液中的氢氧根离子在阳极Pt电极失电子生成氧气，溶液中铜离子在Cu电极得到电子析出铜，溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH逐渐减小，故C错误；D根据电解原理，Pt电极反应式为4OH4e=O22H2O，没有铜单质析出，故D错误；故选B。2如图用石墨作电极的电解池中，放入某足量蓝色溶液500mL进行电解，观察到A电极表面有红色固体生成，B电极有无色气体生成；通电一段时间后，取出A电极，洗涤、干燥、称量，A电极增重1.6g。下列说法错误的是（ ）A图中B极同电源正极相连B该蓝色溶液可能是Cu(NO3)2或CuCl2溶液C电解后溶液的pH约为1（溶液体积变化忽略不计）D要使电解后溶液恢
25、复到电解前的状态，则可加入2gCuO【答案】B【分析】根据题目，B电极有无色气体生成，说明B电极为阳极，水电离出的OH-在此电极上失电子生成O2，电极方程式为4OH-4e-=2H2O+O2；A电极表面有红色固体生成，说明A电极为阴极，Cu2+在此电极上得电子生成Cu单质，电极方程式为Cu2+2e-=Cu，据此分析。【详解】A根据分析，B电极为电解池阳极，与电池正极相连，A正确；B根据阴离子放电顺序，硝酸根在氢氧根后放电，Cl-在氢氧根前放电，因此，蓝色溶液不能为CuCl2，B错误；C电解后A电极增重1.6g，电解过程中转移0.05mol电子，剩余0.05mol H+，此时溶液中c(H+)=0.
26、1mol/L，溶液pH为1，C正确；D溶液中剩余0.05mol H+，需要加入0.025mol Cu2+将溶液还原，若利用CuO还原溶液，需要的质量m=0.025mol80g/mol=2g，D正确；故答案选B。3.模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。下列说法错误的是( )A该电解槽的阳极反应式为4OH4e=2H2OO2B制得的氢氧化钾溶液从出口D导出C通电开始后，阴极附近溶液pH增大D若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为：O2 2H2O 4e = 4OH【答案】D【详解】A左边电极连接电
27、源正极，为电解槽的阳极，其反应式为4OH4e=2H2OO2，故A正确；B右边电极是电解槽的阴极，阴极是水中氢离子得到电子，剩余氢氧根，钾离子穿过阳离子交换膜进入到阴极室与氢氧根反应生成氢氧化钾溶液从出口D导出，故B正确；C根据B选项分析，通电开始后，阴极生成KOH，因此溶液pH增大，故C正确；D若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为：O2 2H2O 4e 4OH，故D错误。综上所述，答案为D。4.一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极)。该装置工作时，下列说法不正确的是( )A甲为正极，丙为阴极B丁极的电极
28、反应式为MnOe=MnOCKOH溶液的质量分数：c%a%b%D标准状况下，甲电极上每消耗22.4L气体时，理论上有4molK+移入阴极区【答案】C【分析】根据题意，将燃料电池与电解池组合制备KMnO4，结合装置的特点可知：左边装置为燃料电池，右边装置为电解池；通入氧气的电极甲是燃料电池的正极，与甲电极相接的电极丁是电解池的阳极，丁电极上MnO失去电子被氧化为MnO，电极反应式为MnO-e-MnO；丙电极是电解池的阴极，溶液中氢离子在阴极被还原为氢气，即气体X为氢气，该燃料电池为碱性氢氧燃料电池，据此分析解答。【详解】A通入氧气的电极为燃料电池的正极，与电源正极相接的一极为电解池的阳极，所以丙电
29、极为阴极，故A正确；B丁是电解池的阳极，阳极上MnO失去电子被氧化为MnO，电极反应式为MnO-e-MnO，故B正确；C丙电极为阴极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2，甲电极的反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，乙电极的反应式为H2+2OH-2e-=2H2O，则甲电极附近始终生成KOH并且不消耗，所以c%b%，丙电极附近也始终生成KOH，所以b%a%，故大小关系为c%b%a%，故C错误；D标准状况下，甲电极每消耗22.4L即1mol氧气时，转移4mol电子，并且K+与电子所带电荷相等，所以理论上有4molK+进入阴极区，故D正确；故选C。5.将NaCl和CuSO4两种溶液等体积
30、混合后用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液pH随时间t变化的曲线如图所示，则下列说法正确的是（ ）AAB段pH增大是因为电解NaCl溶液生成NaOH的缘故B整个过程中阳极先产生Cl2，后产生O2C原混合溶液中NaCl和CuSO4浓度之比小于2：1D电解至D点时，往溶液中加入适量Cu(OH)2一定可使其复原为B点溶液【答案】BC【分析】由图可知，用惰性电极电解等体积NaCl和CuSO4两种溶液，分3个阶段：AB段：电解氯化铜：阳极：2Cl-2e-=Cl2，阴极：Cu2+2e-=Cu；由于铜离子水解使溶液显酸性，铜离子浓度减小，酸性减弱，pH增大；BC段：电解硫酸铜溶液：阳极：4OH-4e= O2
31、+2H2O，阴极：Cu2+2e-=Cu；由于氢氧根离子被消耗，氢离子浓度增大，溶液的pH迅速减小；CD段：实质是电解水：阳极：4OH-4e= O2+2H2O，阴极：2H+2e-=H2；即为电解水的过程，溶剂减小，溶液中氢离子浓度增大，pH减小。【详解】A由以上分析可知，AB段pH增大，是因为电解氯化铜溶液，铜离子浓度减小，溶液的酸性减弱，pH增大，故A错误；B由以上分析可知，整个过程中阳极先产生Cl2，后产生O2，故B正确；CB点溶液为硫酸铜和硫酸钠的混合液，AB段实质是电解氯化铜溶液，BC段实质是电解硫酸铜溶液，所以n(Cl-) H +X3+ 产生无色气体，溶液变为蓝色，一段时间后有红色物质
32、析出 A极 SO2-2e-+2H2O =+4H+ 0.1 molL-1 21.6 g +H2O-2e-=+3H+ 【详解】I.(1)关闭K1，打开K2，为电解饱和食盐水装置，其电解总反应为:2NaCl+2H2O 2NaOH +Cl2 +H2，d端呈红色，说明d端生成了OH-，由此可知b为电源负极，a端为电源正极；c为电解池的阳极，若c为惰性电极，c端产物为Cl2 ，常用湿润淀粉碘化钾试纸检验，其检验方法为将湿润的淀粉碘化钾试纸置于电极附近，若试紙变蓝 ，则说明生成了Cl2；KMnO4溶液为电解质溶液，电解过程中， c端Cl-被氧化， MnO向c极移动，其现象为KMnO4紫红色液滴向c端移动；
33、(2) 根据电解C的图象可知，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+；(3) 断开K1 ，闭合K2，由(1)分析可知b为电源负极，即D装置中碳棒作为阴极，Cu电极作为阳极，阳极上是Cu失去电子变成Cu2+，阴极上的电极反应是H+得到电子变成氢气，之后Cu2+得到电子变成铜，所以实验现象是产生无色气体，溶液变为蓝色，一段时间后有红色物质析
34、出；.(1) 原电池中，阴离子向负极移动，负极为化合价升高的，所以A为负极，故SO向A电极移动；(2) 根据分析，负极为A电极，电极反应为SO2-2e-+2H2O =SO+4H+；(3) 石墨做电极电解AgNO3和KNO3混合溶液，先电解AgNO3溶液，后电解H2O。阴极发生反应Ag+e-=Ag，再发生反应2H2O+2e- =H2+2OH-，阳极发生反应2H2O-4e-=O2+4H+，两极均产生2.24L (标准状况)气体，即阴极产生0.1mol H2，阳极产生0.1mol O2。由阳极反应可知，反应转移的总电子为0.4mol，由阴极反应可知，电解AgNO3溶液时转移电子为0.2mol，电解水
35、时转移电子为0.2mol。反应后的H+的浓度根据电解AgNO3溶液计算，转移电子为0.2mol，生成的H+也为0.2mol，浓度为=0.1mol/L；根据阴极反应Ag+e-=Ag，电解AgNO3溶液时转移电子为0.2mol,生成的Ag质量为0.2mol108g/mol=21.6g；(4) 用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后电解该溶液可制得硫酸。电解池阳极发生氧化反应，阳极反应的电极反应式HSO+H2O-2e-= SO+3H+。16.回答下列问题：(1)某同学根据漂白粉的制备原理和电解原理制作了一种家用环保型消毒液发生器(如图所示，没有使用离子交换膜)，用石墨作电极电解饱和
36、氯化钠溶液。通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，则：利用Cl2与石灰乳反应可以制取漂白粉，反应的化学方程式为_。L极区的电极反应式为_。(2)电解法可以提纯粗镓，具体原理如图所示。镓在阳极溶解生成的Ga3+与NaOH溶液反应生成GaO，GaO在阴极放电的电极反应式_。(3)我国学者发明的一种分解硫化氢制氢并回收硫的装置如图所示：若Y极液中的电对(A/B)选用I/I-，装置工作时Y极上的电极反应式为_，Y极溶液中发生的离子反应为_。【答案】2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O 2Cl-2e-=Cl2 GaO+3e-+2H2O=Ga+4OH- 3
37、I-2e-=I I+H2S=S+2H+3I- 【详解】(1)利用Cl2与石灰乳反应可以制取漂白粉，反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O；通电时，为使Cl2被完全吸收，该装置的下端生成氯气，则L极区的电极反应式为2Cl-2e-=Cl2；(2)电解法可以提纯粗镓，则高纯镓作阴极，粗镓作阳极，阳极上Ga失去电子变为Ga3+，生成的Ga3+与NaOH溶液反应生成GaO，GaO在阴极放电生成Ga，电极反应式GaO+3e-+2H2O=Ga+4OH-；(3)根据图示，该装置是将光能转变为化学能和电能，X电极将H+转化为H2，化合价降低，发生还原反应，则Y电极发
38、生氧化反应，若Y极液中的电对(A/B)选用I/I-，则电极反应为3I-2e-= I，Y电极溶液中含有H2S，具有还原性，而I具有氧化性，二者发生氧化还原反应S单质、碘离子和氢离子，离子反应为：I+H2S=S+2H+3I-。17.如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题，其中乙装置中 X 为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题： (1) 石 墨 电 极 (C) 作_极 ， 甲 中 甲 烷 燃 料 电 池 的 负 极 反 应 式 为_。 (2)若消耗 2.24 L(标况)氧气，则乙装置中铁电极上生成的气体体积(标况)为_ L。乙池中总反应的离子方程式 _(3)若丙中以 CuSO
39、4 溶液为电解质溶液进行粗铜(含 Al、Zn、Ag、Pt、Au 等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_。 Aa 电极为纯铜 B粗铜接电源正极，发生还原反应CCuSO4 溶液的浓度保持不变 D利用阳极泥可回收 Ag、Pt、Au等金属(4)若丙中以稀 H2SO4 为电解质溶液，电极材料 b 为铝，则能使铝表面生成一层致密的氧化膜，该电极反应式为_(5)若将乙装置中两电极用导线直接相连，则石墨(C) 电极上发生的电极反应式为:_【答案】阳 CH48e10OH=CO7H2O 4.48 2Cl2H2O=2OH-H2Cl2 AD 2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+ O24e2H2O=4OH 【详
40、解】(1)甲装置为原电池，通氧气一极为正极，通甲烷一极为负极，b连接正极，作阳极，a为阴极，C为阳极，Fe为阴极，甲中电解质为KOH溶液，因此电极反应式为CH410OH8e=CO327H2O；(2)铁作阴极，其电极反应式为2H2e=H2，正极反应式为O22H2O4e=4OH，得失电子数目守恒，2H24e O2，在相同条件下，体积之比等于气体的物质的量之比，氢气的体积为2.242L=4.48L，电解饱和食盐水，阴极产生氢气和氢氧化钠，阳极生成氯气，总反应式是2Cl2H2O=2OH-H2Cl2；(3)精炼铜时，粗铜作阳极（Cu2e=Cu2），纯铜作阴极(Cu22e=Cu)，电解质溶液中含Cu2，C
41、u2浓度基本保持不变，粗铜中含有杂质，比铜活泼性弱的金属作为阳极泥沉降出来，故答案为：AD；(4)根据电解原理，以及铝表面产生氧化膜，说明铝作阳极，因此电极反应式为2Al3H2O6e=Al2O36H；(5) 若将乙装置中两电极用导线直接相连，构成原电池，铁做负极，石墨做正极，则石墨(C)发生吸氧腐蚀，电极上发生的电极反应式为O24e2H2O=4OH。18.课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法，某研究性学习小组将下列装置如图所示连接，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色试回答下列问题：(1)电源A极的名称是_，电极G的名称是_。(2)甲装
42、置中电解反应相关方程式：C：_，D：_，总反应方程式：_。如果起始时甲烧杯中盛有1000mL溶液，通电一段时间后溶液中的Cu2+恰好消耗掉(假设没有其它离子干扰)，此时收集到气体3.36L(标准状况下)，则原硫酸铜溶液的浓度是_mol/L，电路中通过的电子的物质的量是_mol；若要使溶液恢复到起始浓度(忽略溶液体积的变化)，可向溶液中加入_(填物质名称)。(3)如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是_。(4)欲用丙装置给铜镀银，G应该是_(填“铜”或“银”)，电镀液的主要成分是_(填化学式)。(5)装置丁中的现象是_。【答案】正极 阳极 4OH-4e-=O2+2H2O Cu2+2e-=
43、Cu 2CuSO4+2H2O2Cu+O2+H2SO4 0.3 0.6 氧化铜 11 银 AgNO3 Y极附近红褐色变深 【分析】C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，将电源接通后，乙为电解池，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色，说明F极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，F极为阴极，则A为正极，B为负极，C、E、G、X为阳极，D、F、H、Y为阴极；【详解】(1)由上述分析可知，电源A极的名称是正极，电极G的名称是阳极；(2)在甲装置中，C为阳极，氢氧根离子在C极失电子生成氧气，电极反应式为：4OH-4e-=O2+2H2O，D为阴极，铜离子在D极得电子生成Cu，电极反应式为：Cu2+2e-=Cu，总
44、反应方程式为：2CuSO4+2H2O2Cu+O2+H2SO4；如果起始时甲烧杯中盛有1000mL溶液，通电一段时间后溶液中的Cu2+恰好消耗掉(假设没有其它离子干扰)，此时收集到气体3.36L(标准状况下)，气体为O2，O2的物质的量为：=0.15mol，根据总反应方程式可知，消耗CuSO4的物质的量为：0.15mol2=0.3mol，则原硫酸铜溶液的浓度是：=0.3mol/L；电路中通过的电子的物质的量是：0.15mol4=0.6mol；从反应体系中脱离出去的是Cu和O2，得到的是H2SO4溶液，若要使溶液恢复到起始浓度，则可向溶液中加入CuO，即氧化铜；(3)乙装置为电解饱和食盐水，总反应
45、方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2，根据总反应式可知，若收集乙中产生的气体，两种气体的体积比是：11；(4)欲用丙装置给铜镀银，镀层金属作阳极，待镀金属作阴极，含镀层金属离子的盐溶液作电解质溶液，G是阳极，则G应该是银，电镀液的主要成分是AgNO3；(5)氢氧化铁胶粒带有正电荷，移向阴极，则装置丁中的现象是Y极附近红褐色变深。19.根据要求回答下列问题：(1)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)，在25 、101 kPa下，已知每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6kJ，该反应的热化学方程式是_。(2)有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A
46、的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示，电池正极的电极反应式是_，A是_。(3)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示：负极区发生的反应有_、_(写反应方程式)。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气_L(标准状况)。【答案】NaBH4(s)+2H2O(l)NaBO2(s)+4H2(g)H=-216.0 kJmol-1 N2+8H+6e-2NH 氯化铵 Fe3+e-Fe2+ 4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O 5.6 【详解】(1)3.8gNaBH4的物质的量
47、等于3.8g38g/mol=0.1mol，在25、101kPa下，每消耗0.1mol NaBH4(s)放热21.6kJ，则消耗1mol NaBH4(s)放热216.0kJ，则热化学方程式为NaBH4(s)+2H2O(l)NaBO2(s)+4H2(g)H=-216.0 kJmol-1；(2)该电池的本质反应是合成氨反应，电池中氢气失电子，在负极发生氧化反应，氮气得电子在正极发生还原反应，则正极反应式为N2+8H+6e-2NH，氨气与HCl反应生成氯化铵，则电解质溶液为氯化铵溶液；(3)根据图示，电解池左侧发生反应Fe3+e-Fe2+，该反应为还原反应，属于电解池的阴极，负极通入氧气后Fe2+被O
48、2氧化而再生成Fe3+，该反应为4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O；根据电子守恒及4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O可知，电路中转移1mol电子，消耗氧气的物质的量为：1mol4=0.25mol，标况下0.25mol氧气的体积为：22.4L/mol0.25mol=5.6L。20.能源问题是人类社会面临的重大课题，甲醇是一种可再生能源，具有广阔的开发和应用前景，研究甲醇具有重要意义。(1)利用工业废气中的CO2可制取甲醇，其反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H0.为探究用CO2生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：在恒温条件下，向一容积为1 L的密闭容器
49、中，充入1 mol CO2和3 mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化的曲线如图所示。从反应开始到达平衡状态，v(H2)=_；该温度下的平衡常数数值K=_(molL-1)-2.能使平衡体系中增大的措施有_(任写一条)。(2)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种。甲醇部分氧化法。在一定温度下以Ag/CeO2-ZnO为催化剂时，原料气比例对反应的选择性(选择性越大，表示生成的该物质越多)影响关系如图所示。则当=0.25时，CH3OH与O2发生的主要反应的化学方程式为CH3OH+O2_+_，_，在制备H2时最好控制=_。甲醇蒸气重整法。主要反应为CH3OH(g)C
50、O(g)+2H2(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol CH3OH(g)，体系压强为p1，在一定条件下达到平衡状态时，体系压强为p2，且=2.2，则该条件下CH3OH(g)的平衡转化率为_。(3)现以甲醇燃料电池，采用电解法来处理酸性含铬废水(主要含有)，实验室利用如图装置模拟该方法：M电极为电池的_(填“正”或“负”)极，N电极的电极反应式为_。请完成电解池中转化为Cr3+的离子方程式：+Fe2+_=Cr3+_Fe3+_，_。【答案】0.225 molL-1min-1 降低温度(或增大压强或增大H2的浓度等) 2CH3OH+O22HCHO+2H2O 0.5 60% 负
51、O2+4e-+4H+=2H2O +6Fe2+14 H+=2Cr3+6Fe3+7 H2O 【分析】化学反应速率、化学平衡常数等按定义、结合图表中、及已知信息、运用三段式计算；反应的选择性与反应条件有关，结合化学反应原理、图表信息选择合理的反应条件；电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，阳极上失去电子发生氧化反应，与电源负极相连的电极是阴极，阴极上氧化剂得到电子发生还原反应，内电路中阴离子移向阳极、阳离子移向阴极；电解精炼时，不纯的金属作阳极、纯净的金属作阴极；原电池中，还原剂在负极失去电子发生氧化反应，正极上氧化剂得到电子发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，电化学反应时，电极上
52、电子数守恒，据此分析回答；【详解】(1)反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H0：从反应开始到达平衡状态， ，v(H2) =3v(CH3OH)= 0.225 molL-1min-1； ，该温度下的平衡常数 (molL-1)-2.；能使平衡体系中增大，应使平衡向正反应方向移动，可以降温、加压或增大氢气的量或将H2O(g)从体系中分离； (2)由图知：当=0.25时，CH3OH与O2发生的主要反应为甲醇的催化氧化生成甲醛，化学方程式为2CH3OH+O22HCHO+2H2O，在制备H2时最好控制=0.5时氢气生成最多。对反应：CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)。设在容积
53、为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol CH3OH(g)，体系压强为p1，在一定条件下达到平衡状态时，体系压强为p2，且=2.2，则， ， ，该条件下CH3OH(g)的平衡转化率为 。(3)氢离子由质子交换膜由M电极区移向N电极区，则M电极为电池的负极， N为正极，负极上发生氧化反应，甲醇失去电子，生成二氧化碳与氢离子，正极发生还原反应，氧气获得电子，与通过质子交换膜的氢离子结合为水，N电极的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O。电解池溶液里转化为Cr3+，化合价降低共6价，左侧Fe电极为阳极，Fe失去电子生成Fe2+，酸性条件Fe2+将还原为Cr3+，自身被氧化为Fe3+，化合价
54、升高共1价，化合价升降最小公倍数为6，则的系数为1，Fe2+的系数为6，反应离子方程式为： +6Fe2+14 H+=2Cr3+6Fe3+7 H2O。21.电解是工业生产的常用方法。某研究性小组进行以下相关探究。实验：用图1装置电解CuCl2溶液制取少量漂白液：(1)导气管W端应与出气口_连接(填“X”或“Y”)，写出制取漂白液的化学方程式_。(2)实验后发现阴极碳棒上除了附着有红色物质，还附着有少量白色物质。查阅资料显示：物质名称及化学式氯化亚铜CuCl碱式碳酸铜Cu2(OH)3Cl性质白色固体、不溶于水绿色固体、不溶于水化学小组分析提出：白色物质为CuCl。红色物质可能有：_或者Cu2O；或
55、者二者混合物.实验为探究阴极碳棒上附着的红色、白色物质，设计了如下实验：取出阴极碳棒，洗涤、干燥、称其质量为W1g，并将其放入图2所示装置b中，进行实验。实验中，碳棒上的白色物质完全变为红色，无水硫酸铜不变色，d中出现白色沉淀；实验结束时，称量其质量为W2g。(3)无水硫酸铜的作用是_。(4)装置b中发生反应的化学方程式是_。(5)碱石灰的作用是_。(6)加热之前要先通H2，目的是_；实验结束为了防止灼热的铜被氧化，实验操作是_。(7)电解CuCl2溶液时，阴极上产生白色物质的原因为_(用电极反应式解释)；阴极上产生白色物质的物质的量是_。(列出含W1、W2的表达式)【答案】X Cl2+2Na
56、OH=NaCl+NaClO+H2O Cu 检验产物中是否有水，进而检验红色物质中有无Cu2O 2CuCl+H22Cu+2HCl 干燥气体 防止氢气爆炸 继续通氢气，直到试管冷却为止 Cu2+e-+Cl-=CuCl mol 【详解】(1)氯离子在阳极失电子生成氯气，氯气用氢氧化钠溶液吸收，导气管W端应与出气口X连接，制取漂白液生成次氯酸钠、氯化钠和水，化学方程式Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；(2)依据假设和物质现象分析，红色物质可能为Cu或Cu2O、或二者都有；(3)由于无水硫酸铜不变色，证明b中反应产物没有水生成，碳棒上的红色物质中没有氧元素，一定不会含有氧化亚铜，一定含有
57、铜，则无水硫酸铜来检验红色物质中有无Cu2O；(4)装置b中发生反应为CuCl与氢气反应，反应的化学方程式是2CuCl+H22Cu+2HCl；(5)碱石灰具有吸水性，作用是干燥气体；(6)加热之前要先通H2，排尽装置中的空气，防止氢气爆炸；实验结束为了防止灼热的铜被氧化，实验操作是继续通氢气，直到试管冷却为止；(7)电解CuCl2溶液时，阴极上发生的反应为铜离子得到电子生成铜：Cu2+2e-=Cu和铜离子得到电子生成氯化亚铜：Cu2+e-+Cl-=CuCl；电解CuCl2溶液时，阴极上产生白色物质的原因为Cu2+e-+Cl-=CuCl；阴极上产生白色物质的物质的量是所以n(CuCl)=n(Cl)=mol。
