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化学选择性必修1第四章 化学反应与电能第二节 电解池第2课时练习
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这是一份化学选择性必修1第四章 化学反应与电能第二节 电解池第2课时练习，共10页。
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[合格过关练]
1．如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法中不正确的是( )
A．装置中出口①处的物质是氯气，出口②处的物质是氢气
B．该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过
C．装置中发生反应的离子方程式为Cl－＋2H＋eq \(=====,\s\up10(电解))Cl2↑＋H2↑
D．该装置是将电能转化为化学能
C [由图看出①处为电解池阳极产生氯气，②处为电解池阴极产生氢气，A对；该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过，能防止氯气与碱反应，且在阴极区得到浓度较高的烧碱溶液，B对；电解饱和食盐水有烧碱生成且H2O应写化学式，C错；电解装置是将电能转化为化学能的装置，D对。]
2．利用如图所示装置可以在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法正确的是( )
A．通电后，Ag＋向阳极移动
B．银片与电源负极相连
C．该电解池的阴极反应可表示为Ag＋＋e－===Ag
D．当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初
C [铜牌上镀银，银片为阳极，Ag＋向阴极移动，阴极反应为Ag＋＋e－===Ag。由于实验中镀层不可能非常均匀致密，所以将电源反接，阳极上Cu、Ag均会溶解，铜牌不可能恢复如初。]
3．在冶金工业中，钠、镁、铝等金属常用电解法得到，其原因是( )
A．都属于轻金属
B．都属于活泼金属
C．成本低廉
D．这些金属的化合物熔点较低
B [金属冶炼方法的选取主要依据是金属的活泼性强弱，不活泼的金属可以用热分解法制备，如加热氧化汞；比较活泼的金属用热还原法制备，如用焦炭炼铁；活泼的金属离子很难被其他还原剂还原，只能用电解法制备。由于钠、镁、铝是活泼金属，所以只能用电解法。]
4．如图所示，能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是( )
D [电解NaCl溶液时，阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，阳极产物为Cl2；阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，阴极放出H2；Cl2可用KI淀粉溶液检验。因H2密度小，在阴极生成，结合e－转移方向知D正确。]
5．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，用电解法制备高纯度的镍，下列叙述中正确的是( )
A．阳极发生还原反应，其电极反应式为：Ni2＋＋2e－===Ni
B．电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等
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只有Cu和Pt
D [本题为“电解精炼铜”的迁移应用，A项，阳极应发生氧化反应。C项，溶液中的阳离子主要为Ni2＋，根据金属原子的还原性和金属阳离子的氧化顺序，阳极反应为Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Ni－2e－===Ni2＋，Cu、Pt在该条件下不失电子，阴极反应为Ni2＋＋2e－===Ni，Fe2＋、Zn2＋在该条件下不得电子。比较两电极反应，因Zn、Fe、Ni的相对原子质量不等，当两极通过相同的电量时，阳极减少的质量与阴极增加的质量不等。]
6．中学阶段介绍的应用电解法制备物质主要有三种：一是铝的工业制备，二是氯碱工业，三是金属钠的制备。下列关于这三种工业生产的描述中正确的是( )
A．电解法制金属钠时，阳极反应式：Na＋＋e－===Na
B．电解法生产铝时，需对铝土矿进行提纯，在提纯过程中应用了氧化铝或氢氧化铝的两性
C．在氯碱工业中，电解池中的阴极产生的是H2，NaOH在阳极附近产生
D．氯碱工业和金属钠的冶炼都用到了NaCl，在电解时它们的阴极都是Cl－失电子
B [A项，阴极反应式为Na＋＋e－===Na，错误；B项，氧化铝和氢氧化铝具有两性，在分离提纯时可用NaOH溶液将其溶解，过滤除去难溶物，再将AlOeq \\al(－,2)转化成Al(OH)3，Al(OH)3热分解即得Al2O3，正确；C项，阴极产物为H2和NaOH，阳极产物为Cl2，错误；D项，阳极都是Cl－失电子，错误。]
7．某兴趣小组设计如图微型实验装置。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－eq \(=====,\s\up10(电解))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，石墨电极做正极
D [解答本题时应特别注意，金属Cu在电解池和原电池中作何种电极。当断开K2，闭合K1时为电解池，由于两极都有气泡冒出，故相当于惰性电极电解饱和食盐水，故铜作阴极而石墨作阳极，阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，电池总反应的离子方程式为2Cl－＋2H2Oeq \(=====,\s\up10(电解))H2↑＋Cl2↑＋2OH－，A、B都错；当断开K1，闭合K2时组成原电池，铜作负极而石墨做正极，故C错而D正确。]
8．氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。下列说法正确的是( )
电解池 燃料电池
A．电解池的阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
B．通入空气的电极为负极
C．电解池中产生2 ml Cl2时，理论上燃料电池中消耗0.5 ml O2
D．a、b、c的大小关系为a>b＝c
A [题给电解池的阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，A项正确；题给燃料电池为氢氧燃料电池，通入空气的电极为正极，B项错误；由整个电路中得失电子守恒可知，电解池中产生2 ml Cl2，理论上转移4 ml e－，则燃料电池中消耗1 ml O2，C项错误；题给燃料电池的负极反应式为2H2－4e－＋4OH－===4H2O，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，所以a、b、c的大小关系为c>a>b，D项错误。]
9．在标准状况下，用铂电极电解硫酸铜溶液，当阴极产生12.8 g铜时，阳极放出的气体是( )
A．1.12 L H2 B．1.12 L O2
C．2.24 L H2D．2.24 L O2
D [溶液中有Cu2＋、H＋及SOeq \\al(2－,4)、OH－四种离子，得电子能力Cu2＋>H＋，失电子能力OH－>SOeq \\al(2－,4)。则阴极反应为2Cu2＋＋4e－===2Cu，阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，总反应为2CuSO4＋2H2Oeq \(=====,\s\up10(电解))2Cu＋2H2SO4＋O2↑。n(Cu)＝12.8 g÷64 g·ml－1＝0.2 ml，n(O2)＝0.1 ml，在标准状况下体积为2.24 L，D正确。]
10．用含少量银和锌的粗铜作阳极，纯铜片作阴极，CuSO4溶液作电解液，电解一段时间后，阳极质量减少了x g，则( )
A．电解液质量增加x g
B．阴极质量增加x g
C．阴极质量增加b g，b>x
D．阴极质量增加b g，b
D [由于粗铜中含有Zn和Ag，在电解过程中阳极先是锌失去电子，然后是铜失去电子，Ag落入阳极泥；而阴极一直是铜析出。在电解过程中，两极得失电子相等，所以溶解的锌和铜的物质的量之和等于析出的铜的物质的量，但由于M(Zn)>M(Cu)，且还有一部分Ag要落入阳极泥，所以阳极溶解的金属的质量大于阴极析出铜的质量，即b
[素养培优练]
11．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H2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是( )
A．待加工铝质工件为阳极
B．可选用不锈钢网作为阴极
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
C [A项，根据电解原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，正确；B项，阴极仅作导体，可选用不锈钢网，且不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，正确；C项，阴极应为氢离子得电子生成氢气，错误；D项，电解时，阴离子移向阳极，正确。]
12．高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色水处理剂。工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，两端隔室中离子不能进入中间隔室。下列说法错误的是( )
A．阳极反应式：Fe－6e－＋8OH－===FeOeq \\al(2－,4)＋4H2O
B．甲溶液可循环利用
C．离子交换膜a是阴离子交换膜
D．当电路中通过2 ml电子的电量时，会有1 ml H2生成
C [A项，阳极发生氧化反应，电极反应式：Fe－6e－＋8OH－===FeOeq \\al(2－,4)＋4H2O，正确；B项，阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，甲溶液为浓氢氧化钠溶液，可循环利用，正确；C项，电解池中阳离子向阴极移动，通过离子交换膜a的是Na＋，故a为阳离子交换膜，错误；D项，阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，当电路中通过2 ml电子的电量时，会有1 ml H2生成，正确。]
13．某些无公害免农药果园利用如图所示电解装置，进行果品的安全生产，解决了农药残留所造成的生态及健康危害问题。下列说法正确的是( )
A．a为直流电源的负极，与之相连的电极为阴极
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．“酸性水”具有强氧化性，能够杀菌
D．阴极反应式为H2O＋2e－===H2↑＋O2－
C [由碱性水可推知b为直流电源的负极，a为直流电源的正极，A项错误；右侧生成OH－，K＋穿过离子交换膜移到右侧，即该离子交换膜为阳离子交换膜，B项错误；阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2＋H2OHCl＋HClO，故“酸性水”中含HClO，具有强氧化性，能够杀菌，C项正确；水溶液中不可能存在O2－，D项错误。]
14．电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2Oeq \\al(2－,7))时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2Oeq \\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，最后Cr3＋以Cr(OH)3形式除去。下列说法不正确的是( )
A．阳极反应为Fe－2e－===Fe2＋
B．电解过程中溶液pH不会变化
C．过程中有Fe(OH)3沉淀生成
D．电路中每转移12 ml电子，最多有1 ml Cr2Oeq \\al(2－,7)被还原
B [电解时用铁作阳极，失去电子生成Fe2＋，Fe2＋将废水中的Cr2Oeq \\al(2－,7)还原为Cr3＋，A项正确；阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，溶液的pH变大，B项错误；电解过程中H＋在阴极放电，Fe2＋还原Cr2Oeq \\al(2－,7)时也消耗H＋，使溶液的pH变大， Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，C项正确；根据电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋，可知每转移12 ml e－生成6 ml Fe2＋，6 ml Fe2＋可还原1 ml Cr2Oeq \\al(2－,7)，D项正确。]
15．电解的应用比较广泛。根据下列电解的应用，回答问题：
(1)如图为电解精炼银的示意图，________(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为______________________________________。
(2)利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为________(填化学式)溶液，阳极电极反应式为____________________________________________________________________，
电解过程中Li＋向________(填“A”或“B”)电极迁移。
(3)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cleq \\al(－,7)和AlCleq \\al(－,4)组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为____________________________________________________。
若改用氯化铝水溶液作电解液，则阴极产物为________________________。
[解析] (1)电解精炼银与电解精炼铜原理相似。电解精炼银装置中，含有杂质的粗银作阳极，电解池的阳极与电源的正极相连，则该装置中a极为含有杂质的粗银。该电解池的b极为阴极，阴极上有红棕色气体生成，可知NOeq \\al(－,3)被还原为NO2，电极反应式为NOeq \\al(－,3)＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O。
(2)根据电解装置图，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，B区产生H2，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，剩余OH－与Li＋结合生成LiOH，所以B极区电解液为LiOH溶液，B电极为阴极，则A电极为阳极，阳极区电解液为LiCl溶液，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，电解过程中Li＋向B电极迁移。
(3)在钢制品上电镀铝，故钢制品作阴极，与电源负极相连。由于电镀过程中“不产生其他阳离子且有机阳离子不参与电极反应”，Al元素在熔融盐中以Al2Cleq \\al(－,7)和AlCleq \\al(－,4)形式存在，则电镀过程中阴极电极反应式为4Al2Cleq \\al(－,7)＋3e－===Al＋7AlCleq \\al(－,4)。若电解液改为氯化铝水溶液，水溶液中得电子能力Al3＋
[答案] (1)a NOeq \\al(－,3)＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O
(或NOeq \\al(－,3)＋4H＋＋3e－===NO↑＋2H2O、2NO＋O2===2NO2)
(2)LiOH 2Cl－－2e－===Cl2↑ B
(3)负 4Al2Cleq \\al(－,7)＋3e－===Al＋7AlCleq \\al(－,4) H2
16．[素养题]整合有效信息书写电极反应
(1)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。
由硫化氢获得硫单质有多种方法。
将用烧碱吸收H2S后所得的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：
S2－－2e－===S↓
(n－1)S＋S2－===Seq \\al(2－,n)
①写出电解时阴极的电极反应式：__________________________________
________________________________________________________________。
②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成____________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是________，说明理由：_______________________
____________________________________________________。
[解析] (1)①电解时，阴极区溶液中的阳离子放电，即水溶液中的H＋放电生成H2。②由题给反应可知，阳极区生成了Seq \\al(2－,n)，Seq \\al(2－,n)可以理解为(n－1)S＋S2－，加入稀硫酸生成S单质和H2S气体。
(2)根据电解NO制备NH4NO3的工作原理示意图知：阴极反应式为3NO＋15e－＋18H＋===3NHeq \\al(＋,4)＋3H2O，阳极反应式为5NO－15e－＋10H2O===5NOeq \\al(－,3)＋20H＋，
总反应式为8NO＋7H2Oeq \(=====,\s\up10(电解))3NH4NO3＋2HNO3，为了使电解产生的HNO3全部转化为NH4NO3，应补充NH3。
[答案] (1)①2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ ②Seq \\al(2－,n)＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑
(2)NH3 根据总反应：8NO＋7H2Oeq \(=====,\s\up10(电解))3NH4NO3＋2HNO3，电解产生的HNO3更多，应补充NH3
(建议用时：40分钟)
[合格过关练]
1．如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法中不正确的是( )
A．装置中出口①处的物质是氯气，出口②处的物质是氢气
B．该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过
C．装置中发生反应的离子方程式为Cl－＋2H＋eq \(=====,\s\up10(电解))Cl2↑＋H2↑
D．该装置是将电能转化为化学能
C [由图看出①处为电解池阳极产生氯气，②处为电解池阴极产生氢气，A对；该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过，能防止氯气与碱反应，且在阴极区得到浓度较高的烧碱溶液，B对；电解饱和食盐水有烧碱生成且H2O应写化学式，C错；电解装置是将电能转化为化学能的装置，D对。]
2．利用如图所示装置可以在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法正确的是( )
A．通电后，Ag＋向阳极移动
B．银片与电源负极相连
C．该电解池的阴极反应可表示为Ag＋＋e－===Ag
D．当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初
C [铜牌上镀银，银片为阳极，Ag＋向阴极移动，阴极反应为Ag＋＋e－===Ag。由于实验中镀层不可能非常均匀致密，所以将电源反接，阳极上Cu、Ag均会溶解，铜牌不可能恢复如初。]
3．在冶金工业中，钠、镁、铝等金属常用电解法得到，其原因是( )
A．都属于轻金属
B．都属于活泼金属
C．成本低廉
D．这些金属的化合物熔点较低
B [金属冶炼方法的选取主要依据是金属的活泼性强弱，不活泼的金属可以用热分解法制备，如加热氧化汞；比较活泼的金属用热还原法制备，如用焦炭炼铁；活泼的金属离子很难被其他还原剂还原，只能用电解法制备。由于钠、镁、铝是活泼金属，所以只能用电解法。]
4．如图所示，能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是( )
D [电解NaCl溶液时，阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，阳极产物为Cl2；阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，阴极放出H2；Cl2可用KI淀粉溶液检验。因H2密度小，在阴极生成，结合e－转移方向知D正确。]
5．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，用电解法制备高纯度的镍，下列叙述中正确的是( )
A．阳极发生还原反应，其电极反应式为：Ni2＋＋2e－===Ni
B．电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等
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只有Cu和Pt
D [本题为“电解精炼铜”的迁移应用，A项，阳极应发生氧化反应。C项，溶液中的阳离子主要为Ni2＋，根据金属原子的还原性和金属阳离子的氧化顺序，阳极反应为Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Ni－2e－===Ni2＋，Cu、Pt在该条件下不失电子，阴极反应为Ni2＋＋2e－===Ni，Fe2＋、Zn2＋在该条件下不得电子。比较两电极反应，因Zn、Fe、Ni的相对原子质量不等，当两极通过相同的电量时，阳极减少的质量与阴极增加的质量不等。]
6．中学阶段介绍的应用电解法制备物质主要有三种：一是铝的工业制备，二是氯碱工业，三是金属钠的制备。下列关于这三种工业生产的描述中正确的是( )
A．电解法制金属钠时，阳极反应式：Na＋＋e－===Na
B．电解法生产铝时，需对铝土矿进行提纯，在提纯过程中应用了氧化铝或氢氧化铝的两性
C．在氯碱工业中，电解池中的阴极产生的是H2，NaOH在阳极附近产生
D．氯碱工业和金属钠的冶炼都用到了NaCl，在电解时它们的阴极都是Cl－失电子
B [A项，阴极反应式为Na＋＋e－===Na，错误；B项，氧化铝和氢氧化铝具有两性，在分离提纯时可用NaOH溶液将其溶解，过滤除去难溶物，再将AlOeq \\al(－,2)转化成Al(OH)3，Al(OH)3热分解即得Al2O3，正确；C项，阴极产物为H2和NaOH，阳极产物为Cl2，错误；D项，阳极都是Cl－失电子，错误。]
7．某兴趣小组设计如图微型实验装置。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－eq \(=====,\s\up10(电解))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，石墨电极做正极
D [解答本题时应特别注意，金属Cu在电解池和原电池中作何种电极。当断开K2，闭合K1时为电解池，由于两极都有气泡冒出，故相当于惰性电极电解饱和食盐水，故铜作阴极而石墨作阳极，阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，电池总反应的离子方程式为2Cl－＋2H2Oeq \(=====,\s\up10(电解))H2↑＋Cl2↑＋2OH－，A、B都错；当断开K1，闭合K2时组成原电池，铜作负极而石墨做正极，故C错而D正确。]
8．氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。下列说法正确的是( )
电解池 燃料电池
A．电解池的阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
B．通入空气的电极为负极
C．电解池中产生2 ml Cl2时，理论上燃料电池中消耗0.5 ml O2
D．a、b、c的大小关系为a>b＝c
A [题给电解池的阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，A项正确；题给燃料电池为氢氧燃料电池，通入空气的电极为正极，B项错误；由整个电路中得失电子守恒可知，电解池中产生2 ml Cl2，理论上转移4 ml e－，则燃料电池中消耗1 ml O2，C项错误；题给燃料电池的负极反应式为2H2－4e－＋4OH－===4H2O，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，所以a、b、c的大小关系为c>a>b，D项错误。]
9．在标准状况下，用铂电极电解硫酸铜溶液，当阴极产生12.8 g铜时，阳极放出的气体是( )
A．1.12 L H2 B．1.12 L O2
C．2.24 L H2D．2.24 L O2
D [溶液中有Cu2＋、H＋及SOeq \\al(2－,4)、OH－四种离子，得电子能力Cu2＋>H＋，失电子能力OH－>SOeq \\al(2－,4)。则阴极反应为2Cu2＋＋4e－===2Cu，阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，总反应为2CuSO4＋2H2Oeq \(=====,\s\up10(电解))2Cu＋2H2SO4＋O2↑。n(Cu)＝12.8 g÷64 g·ml－1＝0.2 ml，n(O2)＝0.1 ml，在标准状况下体积为2.24 L，D正确。]
10．用含少量银和锌的粗铜作阳极，纯铜片作阴极，CuSO4溶液作电解液，电解一段时间后，阳极质量减少了x g，则( )
A．电解液质量增加x g
B．阴极质量增加x g
C．阴极质量增加b g，b>x
D．阴极质量增加b g，b
D [由于粗铜中含有Zn和Ag，在电解过程中阳极先是锌失去电子，然后是铜失去电子，Ag落入阳极泥；而阴极一直是铜析出。在电解过程中，两极得失电子相等，所以溶解的锌和铜的物质的量之和等于析出的铜的物质的量，但由于M(Zn)>M(Cu)，且还有一部分Ag要落入阳极泥，所以阳极溶解的金属的质量大于阴极析出铜的质量，即b
[素养培优练]
11．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H2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是( )
A．待加工铝质工件为阳极
B．可选用不锈钢网作为阴极
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
C [A项，根据电解原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，正确；B项，阴极仅作导体，可选用不锈钢网，且不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，正确；C项，阴极应为氢离子得电子生成氢气，错误；D项，电解时，阴离子移向阳极，正确。]
12．高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色水处理剂。工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，两端隔室中离子不能进入中间隔室。下列说法错误的是( )
A．阳极反应式：Fe－6e－＋8OH－===FeOeq \\al(2－,4)＋4H2O
B．甲溶液可循环利用
C．离子交换膜a是阴离子交换膜
D．当电路中通过2 ml电子的电量时，会有1 ml H2生成
C [A项，阳极发生氧化反应，电极反应式：Fe－6e－＋8OH－===FeOeq \\al(2－,4)＋4H2O，正确；B项，阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，甲溶液为浓氢氧化钠溶液，可循环利用，正确；C项，电解池中阳离子向阴极移动，通过离子交换膜a的是Na＋，故a为阳离子交换膜，错误；D项，阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，当电路中通过2 ml电子的电量时，会有1 ml H2生成，正确。]
13．某些无公害免农药果园利用如图所示电解装置，进行果品的安全生产，解决了农药残留所造成的生态及健康危害问题。下列说法正确的是( )
A．a为直流电源的负极，与之相连的电极为阴极
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．“酸性水”具有强氧化性，能够杀菌
D．阴极反应式为H2O＋2e－===H2↑＋O2－
C [由碱性水可推知b为直流电源的负极，a为直流电源的正极，A项错误；右侧生成OH－，K＋穿过离子交换膜移到右侧，即该离子交换膜为阳离子交换膜，B项错误；阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2＋H2OHCl＋HClO，故“酸性水”中含HClO，具有强氧化性，能够杀菌，C项正确；水溶液中不可能存在O2－，D项错误。]
14．电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2Oeq \\al(2－,7))时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2Oeq \\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，最后Cr3＋以Cr(OH)3形式除去。下列说法不正确的是( )
A．阳极反应为Fe－2e－===Fe2＋
B．电解过程中溶液pH不会变化
C．过程中有Fe(OH)3沉淀生成
D．电路中每转移12 ml电子，最多有1 ml Cr2Oeq \\al(2－,7)被还原
B [电解时用铁作阳极，失去电子生成Fe2＋，Fe2＋将废水中的Cr2Oeq \\al(2－,7)还原为Cr3＋，A项正确；阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，溶液的pH变大，B项错误；电解过程中H＋在阴极放电，Fe2＋还原Cr2Oeq \\al(2－,7)时也消耗H＋，使溶液的pH变大， Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，C项正确；根据电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋，可知每转移12 ml e－生成6 ml Fe2＋，6 ml Fe2＋可还原1 ml Cr2Oeq \\al(2－,7)，D项正确。]
15．电解的应用比较广泛。根据下列电解的应用，回答问题：
(1)如图为电解精炼银的示意图，________(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为______________________________________。
(2)利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为________(填化学式)溶液，阳极电极反应式为____________________________________________________________________，
电解过程中Li＋向________(填“A”或“B”)电极迁移。
(3)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cleq \\al(－,7)和AlCleq \\al(－,4)组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为____________________________________________________。
若改用氯化铝水溶液作电解液，则阴极产物为________________________。
[解析] (1)电解精炼银与电解精炼铜原理相似。电解精炼银装置中，含有杂质的粗银作阳极，电解池的阳极与电源的正极相连，则该装置中a极为含有杂质的粗银。该电解池的b极为阴极，阴极上有红棕色气体生成，可知NOeq \\al(－,3)被还原为NO2，电极反应式为NOeq \\al(－,3)＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O。
(2)根据电解装置图，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，B区产生H2，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，剩余OH－与Li＋结合生成LiOH，所以B极区电解液为LiOH溶液，B电极为阴极，则A电极为阳极，阳极区电解液为LiCl溶液，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，电解过程中Li＋向B电极迁移。
(3)在钢制品上电镀铝，故钢制品作阴极，与电源负极相连。由于电镀过程中“不产生其他阳离子且有机阳离子不参与电极反应”，Al元素在熔融盐中以Al2Cleq \\al(－,7)和AlCleq \\al(－,4)形式存在，则电镀过程中阴极电极反应式为4Al2Cleq \\al(－,7)＋3e－===Al＋7AlCleq \\al(－,4)。若电解液改为氯化铝水溶液，水溶液中得电子能力Al3＋
[答案] (1)a NOeq \\al(－,3)＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O
(或NOeq \\al(－,3)＋4H＋＋3e－===NO↑＋2H2O、2NO＋O2===2NO2)
(2)LiOH 2Cl－－2e－===Cl2↑ B
(3)负 4Al2Cleq \\al(－,7)＋3e－===Al＋7AlCleq \\al(－,4) H2
16．[素养题]整合有效信息书写电极反应
(1)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。
由硫化氢获得硫单质有多种方法。
将用烧碱吸收H2S后所得的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：
S2－－2e－===S↓
(n－1)S＋S2－===Seq \\al(2－,n)
①写出电解时阴极的电极反应式：__________________________________
________________________________________________________________。
②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成____________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是________，说明理由：_______________________
____________________________________________________。
[解析] (1)①电解时，阴极区溶液中的阳离子放电，即水溶液中的H＋放电生成H2。②由题给反应可知，阳极区生成了Seq \\al(2－,n)，Seq \\al(2－,n)可以理解为(n－1)S＋S2－，加入稀硫酸生成S单质和H2S气体。
(2)根据电解NO制备NH4NO3的工作原理示意图知：阴极反应式为3NO＋15e－＋18H＋===3NHeq \\al(＋,4)＋3H2O，阳极反应式为5NO－15e－＋10H2O===5NOeq \\al(－,3)＋20H＋，
总反应式为8NO＋7H2Oeq \(=====,\s\up10(电解))3NH4NO3＋2HNO3，为了使电解产生的HNO3全部转化为NH4NO3，应补充NH3。
[答案] (1)①2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ ②Seq \\al(2－,n)＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑
(2)NH3 根据总反应：8NO＋7H2Oeq \(=====,\s\up10(电解))3NH4NO3＋2HNO3，电解产生的HNO3更多，应补充NH3
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