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高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池同步测试题
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这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池同步测试题，共27页。试卷主要包含了下列关于电解的说法错误的是，下列有关工业生产的叙述正确的是等内容，欢迎下载使用。
第2课时 电解原理的应用
培优第一阶——基础过关练
1．（2022·四川省绵阳南山中学高二阶段练习）下列关于电解的说法错误的是
A．电解过程中，两极分别发生氧化和还原反应
B．氯碱工业是指电解熔融的氯化钠
C．工业上常用电解法获得钠、镁、铝等活泼金属
D．电解法是最强有力的氧化还原手段
2．（2022·贵州·高二学业考试）如图所示是电解NaCl溶液(滴加有酚酞溶液)装置，其中c、d为石墨电极。下列有关的判断正确的是
A．a为负极，d为阳极
B．电解过程中，d电极附近溶液变红
C．电解过程中，氯离子的浓度保持不变
D．c电极上的电极反应式为：
3．（2023·北京市第三中学高二期中）模拟铁制品镀铜的装置如图，下列说法正确的是
A．a电极为铁制品B．可用CuSO4溶液作电镀液
C．b电极上发生氧化反应D．电镀过程中，理论上溶液中Cu2+浓度不断减小
4．（2022·四川成都·高二期中）电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属的方法。下列叙述错误的是
A．电镀铜时，只能选用氯化铜溶液作电解质溶液
B．镀层金属通常是在空气或溶液里不易起变化的金属或合金
C．电镀的方法可以应用在铜的精炼上
D．电镀的主要目的之一是使金属增强抗腐蚀的能力
5．（2022·江苏·扬州中学高二阶段练习）一种“分步法电解制氢气和氧气”的装置如图所示(a、b均为惰性电极)：该方法分两步，第一步在惰性电极产生 H2；第二步在另一个惰性电极产生 O2。以下有关说法正确的是
A．当 K与 K1相连时，a 极产生的是氧气
B．当 a、b两极产生的气体的物质的量之比为 1：1 时，NiOOH/Ni(OH)2电极恢复为电解前的状态
C．当 K与 K2相连时，b极附近的 pH 会降低
D．产生氢气时，NiOOH/Ni(OH)2电极反应方程式：NiOOH+e-+H2O =Ni(OH)2+OH-
6．（2022·四川·射洪中学高二阶段练习）氯碱工业用离子交换膜法电解饱和食盐水，装置示意图如图。下列说法错误的是
A．a为阳极，发生氧化反应生成氯气
B．b极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C．电解时，Na+穿过离子交换膜进入阳极室
D．饱和食盐水从c处进入，淡盐水从d处流出
7．（2022·广西·北海市教育教学研究室高二期末）利用含双膜(阴离子交换膜和过滤膜)电解装置将普通电解精炼铜所制备的精铜(仍含微量杂质)提纯为高纯度铜。下列有关叙述中不正确的是
A．电极a为高纯度铜，电极b为精铜
B．电极b上发生的主要反应为
C．甲膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区
D．相同时间内b电极减少的质量和a电极增加的质量相等
8．（2022·湖北·荆州中学高二期末）下列有关工业生产的叙述正确的是
A．工业上通常采用电解熔融的MgO制得金属Mg
B．在铁的表面镀铝的工艺中，镀件作阴极，镀层金属为阳极，饱和氯化铝溶液作为电镀液
C．电解饱和食盐水制烧碱采用阳离子交换膜法，可防止阴极室产生的OH-进入阳极室
D．电解精炼铜时，同一时间内阳极减少的质量一定等于阴极增加的质量
9．（2023·河南·濮阳市油田第二高级中学高二期末）如图甲、乙为相互串联的两个电解池。下列说法正确的是
A．甲池若为精炼铜的装置，A极材料是粗铜
B．Fe极的电极反应式为
C．乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后石墨极附近变浅红色
D．若甲池为电镀铜的装置，阴极增重12.8g，乙池阳极放出气体为4.48L
10．（2022·福建省连城县第一中学高二阶段练习）某研究性学习小组的课题为“Mg-C原电池电解淀粉-KI溶液的研究”，其研究装置如图所示。下列有关说法不正确的是
A．镁为负极，发生还原反应
B．原电池中碳极反应式为Fe3++e-=Fe2+
C．电解池中阳极处变蓝色
D．电解池中阴极处变红色
培优第二阶——拓展培优练
11．（2022·安徽宿州·高二期末）利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt 等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是
A．电解时以精铜作阳极
B．粗铜接电源的负极，其电极反应是Cu-2e - = Cu2+
C．电解后，电解槽底部会形成含少量Fe、Ag、Pt等金属的阳极泥
D．以CuSO4溶液为电解质溶液，同时应向电解液中加入硫酸以抑制金属阳离子水解
12．（2023·北京丰台·高二期末）实验室用石墨电极电解含有酚酞的饱和NaCl溶液，装置如右图所示，下列说法不正确的是
A．a极为电解池的阳极
B．a极发生的电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑
C．在电场作用下Cl-、OH-向阴极移动
D．b极酚酞变红的原因是：H+放电，导致H2O⇌H++OH-正向移动，c(OH-)＞c(H+)
13．（2022·辽宁朝阳·高二期中）利用甲醇燃料电池电解溶液、溶液，装置如图所示：
已知甲醇电池总反应式为。下列说法正确的是
A．甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化为电能的装置
B．反应一段时间后，向乙池中加入一定量能使溶液恢复到原浓度
C．甲池通入的电极反应式为
D．甲池中消耗280mL，此时丙池中理论上最多产生1.45g固体
14．（2022·江苏·南京市宁海中学高二期末）CO2资源化利用是实现碳中和的一种有效途径。下图是CO2在电催化下产生合成气(CO和H2)的一种方法。下列说法不正确的是
A．a电极连接电源的负极B．从a极区向b极区移动
C．b极区中c(CH3COO-)逐渐增大D．a极区中c()逐渐增大
15．（2022·浙江杭州·高二期中）利用微生物处理有机废水，可在获得电能的同时实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用图甲所示装置处理含的有机废水，并用该装置在铁上镀铜(如图乙)，下列说法不正确的是
A．a极生物膜上发生的电极反应为：
B．隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜
C．电极b应与铜棒相连，溶液浓度基本保持不变
D．当生成时，模拟海水理论上除盐117g
16．（2022·北京八中高二期末）电化学装置能够实现化学能与电能的相互转化。利用下列装置(电极均为惰性电极)，实现电解饱和食盐水，下列说法正确的是
A．导线中电子的流动方向：M→Q，N→P
B．N电极的电极反应：
C．气体a能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
D．溶液A为饱和食盐水，溶液C为稀食盐水
17．（2022·山东·曹县一中高二阶段练习）电解法制取Fe(OH)2，由于Fe(OH)2易被氧化，实验室很难用亚铁盐与烧碱反应得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，用如图所示电解实验，来探究能否制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，两电极的材料分别为石墨和铁。
(1)a电极材料应是_______；b电极的电极反应式是_______。
(2)电解液c可以是(填编号)_______。
A．纯水B．NaOH溶液C．Na2SO4D．CuCl2溶液
(3)d为苯，其作用是_______，在加入苯之前，对c溶液应作简单处理：_______。可否用其他试剂来代替苯？_______。
(4)为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是_______
A．改用稀硫酸作电解液B．适当增大电源的电压
C．适当减小两电极间的距离D．适当降低电解液的浓度
(5)若换为Na2SO4溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，继续电解，除了电极上看到气体，另一明显现象为_______。
18．（2023·河北·滦南县第一中学高二阶段练习）图甲为甲烷燃料电池，图乙是在铜钥匙上镀银，图丙是电解精炼铜(粗铜中只含银、铜和锌)，请回答下列问题：
(1)甲图中a极发生_______反应(填“氧化”、“还原”)，电极反应式为_______。电解质溶液中从_______极移向_______极(填“a、b”)，b极区碱性_______(填“增强”、“减弱”)。
(2)丙中A电极上发生的电极反应有_______、_______。溶液中_______(填“变大”、“变小”或“不变”。)
(3)乙图中阴极上发生的电极反应式为_______。溶液中_______(填“变大”、“变小”或“不变”。)
(4)如果利用甲电池给铅蓄电池充电，阳极的电极反应式为_______。(已知铅蓄电池的工作原理为：)
19．（2022·广西·钦州一中高二期中）某化学活动小组利用如图甲装置对原电池进行探究，请回答以下问题(其中盐桥为含有饱和KCl溶液的琼脂)：
(1)甲装置Zn极做_______(填“正极”或“负极”)，当装置中指针发生偏转时，盐桥中的K+移向_______烧杯(填“A”或“B”)，Cu极上出现的现象是_______。电池总反应离子方程式为_______。
(2)乙装置是将甲的盐桥换成了铜导线，也发现电流计指针同样发生偏转。对于乙中产生电流的原因：
①有同学认为：ZnSO4溶液有酸性(溶液水解产生硫酸)，Zn、Cu为电极，H2SO4溶液为电解质溶液而构成了原电池。如观点正确，则烧杯B中铜片为_______(填写电极名称)，B中另一电极的电极反应式为_______。
②另有同学认为：是溶液中溶解的氧气作氧化剂，使得Zn、Cu之间形成原电池。如观点正确，那么原电池的正极反应式为_______。
(3)若用惰性电极电解200 mL 2 ml•L-1的CuSO4溶液，若阳极产生112mL(标况下)的气体，此时溶液中H+浓度为_______(不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入_______(填字母序号)。
A．Cu B．CuO C．Cu(OH)2 D．CuCO3
20．（2023·河北·开滦第一中学高二期中）电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y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X、Y都是惰性电极，a是1000mL饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
①X电极上的现象是_______。
②Y电极上的电极反应式为_______。
③通电一段时间后，X电极收集到1.12L气体(标准状况)，则电路中有_______ml电子通过，此时溶液的pH为_______。
(2)若要在铁制品上镀一定厚度的银层
①X电极材料是_______(写名称)；
②a是_______溶液(写化学式)；
③Y电极反应方程式：_______；
21．（2023·河北·邢台一中高二阶段练习）电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题：
(1)二氧化氯()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。目前已开发出用电解法制取的新工艺如图所示：
①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取。产生的电极应连接电源的___________(填“正极”或“负极”)，对应的电极反应式为___________。
②a极区___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③图中应使用___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(2)电解溶液制备。
①工业上，通常以软锰矿(主要成分是)与的混合物在铁坩埚(熔融池)中混合均匀，小火加热至熔融，即可得到绿色的，化学方程式为___________。
②用镍片作阳极(镍不参与反应)，铁板为阴极，电解溶液可制备。上述过程用流程图表示如下：
则阳极的电极反应式为___________；该工艺流程中循环利用的物质是___________。
(3)电解硝酸工业的尾气可制备，其工作原理如图所示：
①阴极的电极反应式为___________。
②将电解生成的全部转化为，则通入的与实际参加反应的的物质的量之比至少为___________。
第四章 化学反应与电能
第二节 电解池
第2课时 电解原理的应用
培优第一阶——基础过关练
1．（2022·四川省绵阳南山中学高二阶段练习）下列关于电解的说法错误的是
A．电解过程中，两极分别发生氧化和还原反应
B．氯碱工业是指电解熔融的氯化钠
C．工业上常用电解法获得钠、镁、铝等活泼金属
D．电解法是最强有力的氧化还原手段
【答案】B
【详解】A．电解的本质是氧化还原反应，电解过程中，两极分别发生氧化和还原反应，故A正确；
B．氯碱工业是指电解饱和氯化钠溶液，不是电解熔融的氯化钠，故B错误；
C．钠、镁、铝的金属性强，工业上常用电解法获得钠、镁、铝等活泼金属，故C正确；
D．电解是在通电的条件下发生了氧化还原反应，是最强有力的氧化还原手段，可以实现有些不能自发进行的氧化还原反应，故D正确；
故选B。
2．（2022·贵州·高二学业考试）如图所示是电解NaCl溶液(滴加有酚酞溶液)装置，其中c、d为石墨电极。下列有关的判断正确的是
A．a为负极，d为阳极
B．电解过程中，d电极附近溶液变红
C．电解过程中，氯离子的浓度保持不变
D．c电极上的电极反应式为：
【答案】B
【分析】电源的电流是从正极流出，由电流电流的流向知，a极是正极，b极是负极。
【详解】A.阳极与电源的正极连接，故c极是阳极，A错误；
B.d极是阴极，电极反应式为，有氢氧根生成，d电极附近溶液变红，B正确；
C.点解过程，氯离子失电子生成氯气，氯离子浓度变小，C错误；
D. c电极上的电极反应式为，D错误；
故选B。
3．（2023·北京市第三中学高二期中）模拟铁制品镀铜的装置如图，下列说法正确的是
A．a电极为铁制品
B．可用CuSO4溶液作电镀液
C．b电极上发生氧化反应
D．电镀过程中，理论上溶液中Cu2+浓度不断减小
【答案】B
【详解】A．由图示分析可知：该装置为电解池。a为阳极发生氧化反应，b为阴极发生还原反应，所以a电极为铜，b电极为铁制品，故A错；
B．为减少副反应发生的同时增加电镀液的导电性，所以应选CuSO4溶液作电镀液，故选B；
C．由A分析可知b电极为阴极，Cu2+在b电极上得到电子发生还原反应，故C错；
D．Cu2+在阴极(b电极)得到电子被还原为Cu，Cu在阳极(a电极)被氧化为Cu2+，根据得失电子守恒可知，理论上溶液中Cu2+浓不变，故D错。
答案选B
4．（2022·四川成都·高二期中）电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属的方法。下列叙述错误的是
A．电镀铜时，只能选用氯化铜溶液作电解质溶液
B．镀层金属通常是在空气或溶液里不易起变化的金属或合金
C．电镀的方法可以应用在铜的精炼上
D．电镀的主要目的之一是使金属增强抗腐蚀的能力
【答案】A
【详解】A．电镀铜时，可以选用可溶性铜盐作电解质溶液，不一定要选用氯化铜溶液，故A错误；
B．电镀的主要目的之一是使金属增强抗腐蚀的能力，镀层金属通常是在空气或溶液里不易起变化的金属或合金，故B正确；
C．电镀和精炼铜都是电解原理的应用，都是在阴极上析出金属，故C正确；
D．电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属的方法，电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属的方法，故D正确；
故选A。
5．（2022·江苏·扬州中学高二阶段练习）一种“分步法电解制氢气和氧气”的装置如图所示(a、b均为惰性电极)：该方法分两步，第一步在惰性电极产生 H2；第二步在另一个惰性电极产生 O2。以下有关说法正确的是
A．当 K与 K1相连时，a 极产生的是氧气
B．当 a、b两极产生的气体的物质的量之比为 1：1 时，NiOOH/Ni(OH)2电极恢复为电解前的状态
C．当 K与 K2相连时，b极附近的 pH 会降低
D．产生氢气时，NiOOH/Ni(OH)2电极反应方程式：NiOOH+e-+H2O =Ni(OH)2+OH-
【答案】C
【详解】A．当 K与 K1相连时，a 极为阴极，水得电子产生氢气，A错误；
B．当 a、b两极产生的气体的物质的量之比为 1：1 时，a极产生1ml氢气，电路中转移电子2ml，NiOOH/Ni(OH)2电极为阳极，电极反应方程式：Ni(OH)2+OH--e-= NiOOH+H2O，消耗2ml Ni(OH)2，生成2ml NiOOH；b极产生1mlO2时转移电子4ml，NiOOH/Ni(OH)2电极为阴极，电极反应为：NiOOH+e-+H2O =Ni(OH)2+OH-，消耗4mlNiOOH，生成4mlNi(OH)2，电极不会恢复为电解前的状态，B错误；
C．当 K与 K2相连时，b极为阳极，氢氧根失去电子生成氧气和水，氢氧根浓度降低，故附近的 pH 会降低，C正确；
D．产生氢气时，NiOOH/Ni(OH)2电极为阳极，电极反应方程式：Ni(OH)2+OH--e-= NiOOH+H2O，D错误；
故选C。
6．（2022·四川·射洪中学高二阶段练习）氯碱工业用离子交换膜法电解饱和食盐水，装置示意图如图。下列说法错误的是
A．a为阳极，发生氧化反应生成氯气
B．b极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C．电解时，Na+穿过离子交换膜进入阳极室
D．饱和食盐水从c处进入，淡盐水从d处流出
【答案】C
【分析】从图中看出，右侧通入水，故c侧通入饱和食盐水；e出口为氢氧化钠溶液，故b为阴极，钠离子通过离子交换膜移向右侧；a电极为阳极，d出口为淡盐水。
【详解】A．a为阳极，氯离子失去电子生成氯气，发生氧化反应，A正确；
B．b极为阴极，水得电子生成氢气和氢氧根，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B正确；
C．电解时，Na+穿过离子交换膜进入阴极室，C错误；
D．根据分析，饱和食盐水从c处进入，淡盐水从d处流出，D正确；
故选C。
7．（2022·广西·北海市教育教学研究室高二期末）利用含双膜(阴离子交换膜和过滤膜)电解装置将普通电解精炼铜所制备的精铜(仍含微量杂质)提纯为高纯度铜。下列有关叙述中不正确的是
A．电极a为高纯度铜，电极b为精铜
B．电极b上发生的主要反应为
C．甲膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区
D．相同时间内b电极减少的质量和a电极增加的质量相等
【答案】D
【详解】A．电解精炼金属时高纯铜为阴极，精铜为阳极，A正确；
B．精铜中主要成分是，故阳极上发生的主要反应为，B正确；
C．甲膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区在阴极上放电，得不到高纯铜，C正确；
D．电极为含有杂质的铜，铜和杂质中活泼的金属都能发生失电子的反应，杂质中还可能含有不参与电极反应的固体杂质，而电极上只析出金属铜，故相同时间内电极减少的质量和电极增加的质量不相等，D错误；
故选D。
8．（2022·湖北·荆州中学高二期末）下列有关工业生产的叙述正确的是
A．工业上通常采用电解熔融的MgO制得金属Mg
B．在铁的表面镀铝的工艺中，镀件作阴极，镀层金属为阳极，饱和氯化铝溶液作为电镀液
C．电解饱和食盐水制烧碱采用阳离子交换膜法，可防止阴极室产生的OH-进入阳极室
D．电解精炼铜时，同一时间内阳极减少的质量一定等于阴极增加的质量
【答案】C
【详解】A．MgO熔点很高，会消耗大量能源，工业上通常采用电解熔融的MgCl2制得金属Mg，故A错误；
B．阴极上溶液中铝离子难以放电，不能用氯化铝溶液作为电镀液，故B错误；
C．电解饱和食盐水制烧碱采用阳离子交换膜法，可防止阴极室产生的OH-进入阳极室，避免与氯气发生反应，故C正确；
D．阳极上比Cu活泼的金属先放电，然后Cu再放电，而阴极只有Cu析出，根据电子转移守恒，同一时间内阳极减少的质量一定不等于阴极增加的质量，故D错误；
故选：C。
9．（2023·河南·濮阳市油田第二高级中学高二期末）如图甲、乙为相互串联的两个电解池。下列说法正确的是
A．甲池若为精炼铜的装置，A极材料是粗铜
B．Fe极的电极反应式为
C．乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后石墨极附近变浅红色
D．若甲池为电镀铜的装置，阴极增重12.8g，乙池阳极放出气体为4.48L
【答案】B
【分析】由图可知，题给装置是两个串联的电解池，由直流电源上午正负极可知，甲池中A为阴极、B为阳极，乙池中铁为阴极，石墨为阳极。
【详解】A．由分析可知，甲池中A为阴极、B为阳极，甲池若为精炼铜的装置，粗铜为电解池的阳极，则B极材料是粗铜，故A错误；
B．由分析可知，乙池中铁为阴极，石墨为阳极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为，故B正确；
C．由分析可知，乙池中铁为阴极，石墨为阳极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后铁极附近变浅红色，故C错误；
D．缺标准状况下，无法计算甲池阴极增重12.8g时，乙池阳极放出氯气的体积，故D错误；
故选B。
10．（2022·福建省连城县第一中学高二阶段练习）某研究性学习小组的课题为“Mg-C原电池电解淀粉-KI溶液的研究”，其研究装置如图所示。下列有关说法不正确的是
A．镁为负极，发生还原反应
B．原电池中碳极反应式为Fe3++e-=Fe2+
C．电解池中阳极处变蓝色
D．电解池中阴极处变红色
【答案】A
【分析】原电池中，Mg易失电子作负极，C作正极，负极电极反应式为Mg-2e-=Mg2+、正极电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，电解池中，阳极上电极反应式为2I--2e-=I2、阴极电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，据此分析解答。
【详解】A．根据上述分析可知：在原电池中，Mg失去电子作负极，发生氧化反应，A错误；
B．在原电池中，碳电极为正极，正极上Fe3+得到电子发生还原反应产生Fe2+，则碳电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，B正确；
C．在电解池中，在阳极上，溶液中的I-失去电子变为I2，I2遇淀粉溶液变为蓝色，故阳极处变蓝色，C正确；
D．在电解池中，在阴极上H2O电离产生的H+得到电子发生还原反应产生H2，使水电离平衡正向移动，最终达到平衡时，附近溶液中c(OH-)＞c(H+)，阴极附近溶液呈碱性，所以阴极附近溶液呈红色，D正确；
故合理选项是A。
培优第二阶——拓展培优练
11．（2022·安徽宿州·高二期末）利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt 等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是
A．电解时以精铜作阳极
B．粗铜接电源的负极，其电极反应是Cu-2e - = Cu2+
C．电解后，电解槽底部会形成含少量Fe、Ag、Pt等金属的阳极泥
D．以CuSO4溶液为电解质溶液，同时应向电解液中加入硫酸以抑制金属阳离子水解
【答案】D
【详解】A．电解时，阳极发生氧化反应，故精铜放在阴极，粗铜放在阳极，A错误；
B．粗铜接电源阴极，电极反应式有：、、，B错误；
C．电解时，活泼金属发生氧化反应，不活泼金属会沉到底部形成阳极泥。因此，电解槽底部会形成含有Ag、Pt等金属的阳极泥，C错误；
D．以CuSO4溶液为电解质溶液，同时向电解液中加入硫酸，因为溶液中存在大量Cu2+和H+，会抑制金属阳离子水解，D正确。
故本题选D。
12．（2023·北京丰台·高二期末）实验室用石墨电极电解含有酚酞的饱和NaCl溶液，装置如右图所示，下列说法不正确的是
A．a极为电解池的阳极
B．a极发生的电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑
C．在电场作用下Cl-、OH-向阴极移动
D．b极酚酞变红的原因是：H+放电，导致H2O⇌H++OH-正向移动，c(OH-)＞c(H+)
【答案】C
【分析】根据装置图可知，该装置为电解池，电极均为石墨，则a极为阳极，氯离子失电子生成氯气，b极为阴极，水得电子生成氢气和氢氧根离子。
【详解】A．a极与电池的正极相连，则其为电解池的阳极，A说法正确；
B．a极上氯离子失电子生成氯气，发生的电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，B说法正确；
C．此装置为电解池，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，故在电场作用下Cl-、OH-向阳极移动，C说法错误；
D．b极酚酞变红的原因是水提供的H+放电，则c(H+)减小，导致H2O⇌H++OH-正向移动，c(OH-)＞c(H+)，D说法正确；
答案为C。
13．（2022·辽宁朝阳·高二期中）利用甲醇燃料电池电解溶液、溶液，装置如图所示：
已知甲醇电池总反应式为。下列说法正确的是
A．甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化为电能的装置
B．反应一段时间后，向乙池中加入一定量能使溶液恢复到原浓度
C．甲池通入的电极反应式为
D．甲池中消耗280mL，此时丙池中理论上最多产生1.45g固体
【答案】C
【分析】该装置中甲醇燃料电池为原电池装置，是化学能转变为电能的装置，通入氧气的电极为正极，通入甲醇的电极为负极。乙和丙装置为电解池，与正极相连的为阳极，为负极相连的为阴极，故电解中的电极从左往右依次为阳极、阴极、阳极、阴极，能量转化方式为电能转变为化学能。
【详解】A．根据分析，甲池是化学能转化为电能的装置，乙、丙池是电能转化为化学能的装置，A错误；
B．乙池中阳极电极反应为：2H2O-4e-=O2+4H+，阴极的电极反应为2Cu2++4e-=2Cu，电解池中失去的元素为Cu和O，且物质的量之比为1:1，反应一段时间后，向乙池中加入一定量能使溶液恢复到原浓度, B错误；
C．甲池为原电池，根据已知甲醇转化为碳酸根，电极反应为：，C正确；
D．无标况， 280mL的物质的量无法计算，生成固体的质量也无法计算，D错误；
故选C。
14．（2022·江苏·南京市宁海中学高二期末）CO2资源化利用是实现碳中和的一种有效途径。下图是CO2在电催化下产生合成气(CO和H2)的一种方法。下列说法不正确的是
A．a电极连接电源的负极B．从a极区向b极区移动
C．b极区中c(CH3COO-)逐渐增大D．a极区中c()逐渐增大
【答案】C
【分析】从图中可以看出，在a电极，CO2、H2O得电子生成CO、H2，所以a为阴极，b为阳极。
【详解】A．由分析可知，a电极为阴极，则连接电源的负极，A正确；
B．为阴离子，应从阴极向阳极移动，所以从a极区向b极区移动，B正确；
C．b极为阳极， -2e-+2CH3COO-=+2CH3COOH，则溶液中c(CH3COO-)逐渐减小，C不正确；
D．a极为阴极，CO2+2e-+2=CO+2+H2O，2+2e-=H2↑+2，所以c()逐渐增大，D正确；
故选C。
15．（2022·浙江杭州·高二期中）利用微生物处理有机废水，可在获得电能的同时实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用图甲所示装置处理含的有机废水，并用该装置在铁上镀铜(如图乙)，下列说法不正确的是
A．a极生物膜上发生的电极反应为：
B．隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜
C．电极b应与铜棒相连，溶液浓度基本保持不变
D．当生成时，模拟海水理论上除盐117g
【答案】D
【分析】该装置为原电池，有机废水中的CH3COO-发生失电子的氧化反应生成CO2，则a极为负极，b极为正极，正极上H+得电子生成H2，反应式为2H++2e- =H2↑。
【详解】A．该原电池中a极为负极，b极为正极，有机废水中的CH3COO-在负极失电子生成CO2，电极反应式为，选项A正确；
B．原电池工作时，阴离子移向负极、阳离子移向正极，即NaCl溶液中的Na+通过阳离子交换膜移向b极、Cl-通过阴离子交换膜移向a极，达到海水淡化目的，所以隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜，选项B正确；
C．b极为正极，应与铜棒相连，铜为阳极，铜失电子产生铜离子，而溶液中铜离子得电子产生铜，故溶液浓度基本保持不变，选项C正确；
D．根据反应，生成1mlCO2转移4mle-，由于电子与Na+、Cl-所带电荷数相等，所以电路中转移1ml电子时，通过离子交换膜的Na+、Cl-物质的量均为1ml，当转移4mle-时质量为4ml58.5g/ml=234g，即模拟海水理论上除盐234g，选项D不正确；
答案选D。
16．（2022·北京八中高二期末）电化学装置能够实现化学能与电能的相互转化。利用下列装置(电极均为惰性电极)，实现电解饱和食盐水，下列说法正确的是
A．导线中电子的流动方向：M→Q，N→P
B．N电极的电极反应：
C．气体a能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
D．溶液A为饱和食盐水，溶液C为稀食盐水
【答案】C
【分析】装置Ⅰ为氢氧燃料电池为原电池，通入氢气的电极是负极失电子发生氧化反应，通入氧气的电极是正极得电子发生还原反应，装置Ⅱ有外接电源，属于电解池，根据图片知，是阳极氯离子失电子放出氯气，是阴极氢离子得电子放出氢气，据此分析解答。
【详解】．导线中电子的流动方向为负极阴极，阳极正极即，，故A错误；
B．通入氧气的电极是正极得电子发生还原反应，电极反应：，故B错误；
C．是阳极氯离子失电子放出氯气即气体，所以气体 能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，故C正确；
D．是阴极氢离子得电子放出氢气，则钠离子移向电极，则溶液为浓溶液，故D错误；
故答案为C。
17．（2022·山东·曹县一中高二阶段练习）电解法制取Fe(OH)2，由于Fe(OH)2易被氧化，实验室很难用亚铁盐与烧碱反应得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，用如图所示电解实验，来探究能否制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，两电极的材料分别为石墨和铁。
(1)a电极材料应是_______；b电极的电极反应式是_______。
(2)电解液c可以是(填编号)_______。
A．纯水B．NaOH溶液C．Na2SO4D．CuCl2溶液
(3)d为苯，其作用是_______，在加入苯之前，对c溶液应作简单处理：_______。可否用其他试剂来代替苯？_______。
(4)为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是_______
A．改用稀硫酸作电解液B．适当增大电源的电压
C．适当减小两电极间的距离D．适当降低电解液的浓度
(5)若换为Na2SO4溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，继续电解，除了电极上看到气体，另一明显现象为_______。
【答案】(1) 铁 2H2O+2e-=2OH-+H2↑
(2)BC
(3) 隔绝空气 加热煮沸 煤油等密度小于水且与水分层的试剂
(4)BC
(5)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色
【分析】两电极的材料分别为石墨和铁，制备氢氧化亚铁，则铁为阳极，与电源正极相连，石墨为阴极。
（1）a为阳极，发生反应Fe-2e-=Fe2+，则a材料为铁；b极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑。
（2）A.纯水导电性弱，不可；B.NaOH可以；C.Na2SO4溶液可以；D.若为CuCl2溶液，则b极Cu2++2e-=Cu，不可以；选BC。
（3）苯的作用为隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化；可对C进行煮沸除去溶解氧；可用煤油等密度小于水且与水分层的试剂。
（4）A.若用硫酸，则无法生成氢氧化亚铁；B.增大电压和C减小电极距离可加快反应；D.降低浓度减小了导电性，不能加快反应；故选BC。
（5）反接电源，发生反应2H2O2H2↑+O2↑，氧气可以氧化氢氧化亚铁，故现象为白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。
18．（2023·河北·滦南县第一中学高二阶段练习）图甲为甲烷燃料电池，图乙是在铜钥匙上镀银，图丙是电解精炼铜(粗铜中只含银、铜和锌)，请回答下列问题：
(1)甲图中a极发生_______反应(填“氧化”、“还原”)，电极反应式为_______。电解质溶液中从_______极移向_______极(填“a、b”)，b极区碱性_______(填“增强”、“减弱”)。
(2)丙中A电极上发生的电极反应有_______、_______。溶液中_______(填“变大”、“变小”或“不变”。)
(3)乙图中阴极上发生的电极反应式为_______。溶液中_______(填“变大”、“变小”或“不变”。)
(4)如果利用甲电池给铅蓄电池充电，阳极的电极反应式为_______。(已知铅蓄电池的工作原理为：)
【答案】(1) 氧化 b a 增强
(2) Zn-2e-=Zn2+ Cu-2e-=Cu2+ 变小
(3) Ag++e-=Ag 不变
(4)
【分析】由题可知，甲为甲烷燃料电池，属于原电池，则甲烷为负极，氧气为正极，则与正极相连接的银电极为阳极，与负极相连接的B电极为阴极，则待镀金属为阴极，A电极为阳极。图乙是在铜钥匙上镀银，图丙是电解精炼铜，所以A电极为粗铜，B电极为纯铜，据此解答。
（1）由分析可知，甲图中a极为负极，发生氧化反应，电极反应式为：；原电池中阴离子移向负极，则电解质溶液中从b极移向a极，b极氧气得到电子变为氢氧根，碱性增强；故答案为：氧化；；b；a；增强。
（2）丙中A电极为粗铜，只含银、铜和锌，则A极上发生的电极反应有：Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+；由于阳极锌和铜均失去电子，而阴极只有铜离子得到电子，所以溶液中变小；故答案为：Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+；变小。
（3）乙图中阴极上银离子得到电子生成银单质，发生的电极反应式为：Ag++e-=Ag；阳极银单质失去电子生成银离子，阴极银离子得到电子生成银单质，所以溶液中不变；故答案为：Ag++e-=Ag；不变。
（4）根据铅蓄电池的总反应：可得，充电时阳极的电极方程式为：；故答案为：。
19．（2022·广西·钦州一中高二期中）某化学活动小组利用如图甲装置对原电池进行探究，请回答以下问题(其中盐桥为含有饱和KCl溶液的琼脂)：
(1)甲装置Zn极做_______(填“正极”或“负极”)，当装置中指针发生偏转时，盐桥中的K+移向_______烧杯(填“A”或“B”)，Cu极上出现的现象是_______。电池总反应离子方程式为_______。
(2)乙装置是将甲的盐桥换成了铜导线，也发现电流计指针同样发生偏转。对于乙中产生电流的原因：
①有同学认为：ZnSO4溶液有酸性(溶液水解产生硫酸)，Zn、Cu为电极，H2SO4溶液为电解质溶液而构成了原电池。如观点正确，则烧杯B中铜片为_______(填写电极名称)，B中另一电极的电极反应式为_______。
②另有同学认为：是溶液中溶解的氧气作氧化剂，使得Zn、Cu之间形成原电池。如观点正确，那么原电池的正极反应式为_______。
(3)若用惰性电极电解200 mL 2 ml•L-1的CuSO4溶液，若阳极产生112mL(标况下)的气体，此时溶液中H+浓度为_______(不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入_______(填字母序号)。
A．Cu B．CuO C．Cu(OH)2 D．CuCO3
【答案】(1) 负极 B 铜极上有红色固体析出 Zn+Cu2+=Zn2++Cu
(2) 阴极 Cu-2e-=Cu2+
(3) 0.1 ml/L BD
【解析】(1)
甲装置为原电池，由于Zn活泼性比Cu强，所以Zn为负极，Cu为正极。根据原电池“同性相吸”，则甲装置中指针发生偏转时，盐桥中的K+移向负电荷较多的正极即K+向B烧杯移动。负极上是Zn失去电子变为Zn2+进入溶液，正极上是溶液中是Cu2+得到电子变为单质Cu，故Cu极上出现的现象是有红色固体析出，电池总反应离子方程式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu；
(2)
①有同学认为：ZnSO4溶液有酸性(溶液水解产生硫酸)，Zn、Cu为电极，H2SO4溶液为电解质溶液而构成了原电池。如观点正确，则由于锌和稀硫酸反应生成氢气和硫酸锌，可知铜为正极，A为原电池，则B为电解池。在烧杯B中铜片为阴极，B中另一电极为阳极，该电极上是铜失去电子变为铜离子，其电极反应是式为Cu-2e-=Cu2+；
②另有同学认为：是溶液中溶解的氧气作氧化剂，使得Zn、Cu之间形成原电池。如观点正确，那么原电池的正极上是溶解在溶液的氧气得到电子变为OH-，其电极反应式为；
(3)
是用惰性电极电解200 mL2 ml•L-1硫酸铜溶液，发生的总反应为，阳电极产生112 mL(标准状况)气体为O2，其物质的量为n(O2)=，同一闭合回路中电子转移数目相等，则此时消耗Cu2+的物质的量为n(Cu)=2n(O2)=0.01 ml，由于200 mL2 ml•L-1硫酸铜溶液中含有Cu2+的物质的量n(Cu2+)=2 ml/L×0.2 L=0.4 ml＞0.01 ml，说明Cu2+未完全参加反应，而有剩余，故在b电极上只有Cu2+放电生成Cu，转移电子的物质的量n(e-)=2 n(Cu2+)=0.02 ml，溶液中生成H+物质的量n(H+)=n(e-)= 0.02 ml，则溶液中H+的浓度；
在此电解过程中对于CuSO4溶液，每反应消耗2个Cu2+原子，就损失2个O原子变为O2逸出，相当于损失一个CuO，为了使CuSO4溶液恢复原浓度，应加入CuO，由CuCO3+H2SO4=CuSO4+CO2↑+H2O，相当于加CuO，所以也可以加入CuCO3；而Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O，除增加溶质外，还增加了水，因此不能加入Cu(OH)2。故合理选项是BD。
20．（2023·河北·开滦第一中学高二期中）电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y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X、Y都是惰性电极，a是1000mL饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
①X电极上的现象是_______。
②Y电极上的电极反应式为_______。
③通电一段时间后，X电极收集到1.12L气体(标准状况)，则电路中有_______ml电子通过，此时溶液的pH为_______。
(2)若要在铁制品上镀一定厚度的银层
①X电极材料是_______(写名称)；
②a是_______溶液(写化学式)；
③Y电极反应方程式：_______；
【答案】(1) 有气泡生成，溶液变红 2Cl- -2e- =Cl2↑ 0.1 13
(2) Fe AgNO3 Ag -e- =Ag+
【解析】(1)
①有题干信息可知，Y是阳极，X是阴极，阴极吸引阳离子，放电顺序水中H+>Na+，H+故转化成H2，留下OH-显碱性，故X电极上的现象是有气泡生成，溶液变红；
②Y是阳极吸引阴离子，放电顺序Cl->OH-，Cl-转化为Cl2，故Y电极上的电极反应式为2Cl- -2e- =Cl2↑；
③通电一段时间后，X电极收集到1.12L氢气，n(H2)= ，根据电极反应式为2 H++2e- =H2↑，故转移电子数为0.1ml，故电路中有0.1ml电子通过；溶液中消耗0.1mlH+，剩余0.1mlOH-，所以溶液中n(H+)= ，故此时溶液的pH为-lgc(H+)=13。
(2)
①电镀时候，镀层金属与正极相连，待镀金属与负极相连，故X电极材料是Fe；
②a是含有镀层金属的溶液，故为AgNO3溶液；
③Y与正极相连做阳极，由Ag转化成Ag+，故Y电极反应方程式为Ag -e- =Ag+。
21．（2023·河北·邢台一中高二阶段练习）电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题：
(1)二氧化氯()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。目前已开发出用电解法制取的新工艺如图所示：
①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取。产生的电极应连接电源的___________(填“正极”或“负极”)，对应的电极反应式为___________。
②a极区___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③图中应使用___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(2)电解溶液制备。
①工业上，通常以软锰矿(主要成分是)与的混合物在铁坩埚(熔融池)中混合均匀，小火加热至熔融，即可得到绿色的，化学方程式为___________。
②用镍片作阳极(镍不参与反应)，铁板为阴极，电解溶液可制备。上述过程用流程图表示如下：
则阳极的电极反应式为___________；该工艺流程中循环利用的物质是___________。
(3)电解硝酸工业的尾气可制备，其工作原理如图所示：
①阴极的电极反应式为___________。
②将电解生成的全部转化为，则通入的与实际参加反应的的物质的量之比至少为___________。
【答案】(1) 正极 增大 阳
(2)
(3) 1：4
【解析】(1)
由图可知，b电极为电解池的阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化氯气体和氢离子，电极反应式为，a电极为电解池的阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为，阳极区钠离子通过阳离子交换膜进入阴极区；
①由分析可知，b电极为电解池的阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化氯气体和氢离子，电极反应式为，故答案为：；
②由分析可知，a电极为电解池的阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为，由电极反应式可知，阴极附近溶液pH增大，故答案为：增大；
③由分析可知，电解池工作时，阳极区钠离子通过阳离子交换膜进入阴极区，故答案为：阳；
(2)
由图可知，熔融池中发生的反应为二氧化锰、氢氧化钾和氧气在加热条件下发生反应生成锰酸钾和水，反应生成的锰酸钾在阳极室中电离出的锰酸根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成高锰酸根离子，阴极室中水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，钾离子通过阳离子交换膜进入阴极室，在阴极室制得氢氧化钾溶液，氢氧化钾溶液经蒸发得到氢氧化钾固体，氢氧化钾固体可以进入熔融室循环使用；
①由分析可知，熔融池中发生的反应为二氧化锰、氢氧化钾和氧气在加热条件下发生反应生成锰酸钾和水，反应的化学方程式为，故答案为：；
②由分析可知，阳极室中电锰酸根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成高锰酸根离子，电极反应式为；阴极室制得氢氧化钾溶液经蒸发得到氢氧化钾固体，氢氧化钾固体可以进入熔融室循环使用，故答案为：；KOH；
(3)
由图可知，阴极室中一氧化氮在酸性条件下在阴极得到电子发生还原反应生成铵根离子，电极反应式为；阳极室中一氧化氮在水分子作用下在阳极失去电子发生氧化反应生成硝酸根离子和氢离子，电极反应式为向产品室中通入氨气与氢离子反应生成铵根离子，从而得到高浓度的硝酸铵溶液；
①由分析可知，阴极室中一氧化氮在酸性条件下在阴极得到电子发生还原反应生成铵根离子，电极反应式为，故答案为：；
②由分析可知，阴极室中一氧化氮在酸性条件下在阴极得到电子发生还原反应生成铵根离子，阳极室中一氧化氮在水分子作用下在阳极失去电子发生氧化反应生成硝酸根离子和氢离子，由得失电子数目守恒可知，阴极消耗3ml一氧化氮和6ml氢离子，阳极消耗5ml一氧化氮，生成4ml氢离子，则电解过程中生成的2ml氢离子需消耗2ml氨气，所以通入氨气和反应一氧化氮的物质的量为2ml：(5ml+3ml)=1：4，故答案为：1：4。
第2课时 电解原理的应用
培优第一阶——基础过关练
1．（2022·四川省绵阳南山中学高二阶段练习）下列关于电解的说法错误的是
A．电解过程中，两极分别发生氧化和还原反应
B．氯碱工业是指电解熔融的氯化钠
C．工业上常用电解法获得钠、镁、铝等活泼金属
D．电解法是最强有力的氧化还原手段
2．（2022·贵州·高二学业考试）如图所示是电解NaCl溶液(滴加有酚酞溶液)装置，其中c、d为石墨电极。下列有关的判断正确的是
A．a为负极，d为阳极
B．电解过程中，d电极附近溶液变红
C．电解过程中，氯离子的浓度保持不变
D．c电极上的电极反应式为：
3．（2023·北京市第三中学高二期中）模拟铁制品镀铜的装置如图，下列说法正确的是
A．a电极为铁制品B．可用CuSO4溶液作电镀液
C．b电极上发生氧化反应D．电镀过程中，理论上溶液中Cu2+浓度不断减小
4．（2022·四川成都·高二期中）电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属的方法。下列叙述错误的是
A．电镀铜时，只能选用氯化铜溶液作电解质溶液
B．镀层金属通常是在空气或溶液里不易起变化的金属或合金
C．电镀的方法可以应用在铜的精炼上
D．电镀的主要目的之一是使金属增强抗腐蚀的能力
5．（2022·江苏·扬州中学高二阶段练习）一种“分步法电解制氢气和氧气”的装置如图所示(a、b均为惰性电极)：该方法分两步，第一步在惰性电极产生 H2；第二步在另一个惰性电极产生 O2。以下有关说法正确的是
A．当 K与 K1相连时，a 极产生的是氧气
B．当 a、b两极产生的气体的物质的量之比为 1：1 时，NiOOH/Ni(OH)2电极恢复为电解前的状态
C．当 K与 K2相连时，b极附近的 pH 会降低
D．产生氢气时，NiOOH/Ni(OH)2电极反应方程式：NiOOH+e-+H2O =Ni(OH)2+OH-
6．（2022·四川·射洪中学高二阶段练习）氯碱工业用离子交换膜法电解饱和食盐水，装置示意图如图。下列说法错误的是
A．a为阳极，发生氧化反应生成氯气
B．b极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C．电解时，Na+穿过离子交换膜进入阳极室
D．饱和食盐水从c处进入，淡盐水从d处流出
7．（2022·广西·北海市教育教学研究室高二期末）利用含双膜(阴离子交换膜和过滤膜)电解装置将普通电解精炼铜所制备的精铜(仍含微量杂质)提纯为高纯度铜。下列有关叙述中不正确的是
A．电极a为高纯度铜，电极b为精铜
B．电极b上发生的主要反应为
C．甲膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区
D．相同时间内b电极减少的质量和a电极增加的质量相等
8．（2022·湖北·荆州中学高二期末）下列有关工业生产的叙述正确的是
A．工业上通常采用电解熔融的MgO制得金属Mg
B．在铁的表面镀铝的工艺中，镀件作阴极，镀层金属为阳极，饱和氯化铝溶液作为电镀液
C．电解饱和食盐水制烧碱采用阳离子交换膜法，可防止阴极室产生的OH-进入阳极室
D．电解精炼铜时，同一时间内阳极减少的质量一定等于阴极增加的质量
9．（2023·河南·濮阳市油田第二高级中学高二期末）如图甲、乙为相互串联的两个电解池。下列说法正确的是
A．甲池若为精炼铜的装置，A极材料是粗铜
B．Fe极的电极反应式为
C．乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后石墨极附近变浅红色
D．若甲池为电镀铜的装置，阴极增重12.8g，乙池阳极放出气体为4.48L
10．（2022·福建省连城县第一中学高二阶段练习）某研究性学习小组的课题为“Mg-C原电池电解淀粉-KI溶液的研究”，其研究装置如图所示。下列有关说法不正确的是
A．镁为负极，发生还原反应
B．原电池中碳极反应式为Fe3++e-=Fe2+
C．电解池中阳极处变蓝色
D．电解池中阴极处变红色
培优第二阶——拓展培优练
11．（2022·安徽宿州·高二期末）利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt 等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是
A．电解时以精铜作阳极
B．粗铜接电源的负极，其电极反应是Cu-2e - = Cu2+
C．电解后，电解槽底部会形成含少量Fe、Ag、Pt等金属的阳极泥
D．以CuSO4溶液为电解质溶液，同时应向电解液中加入硫酸以抑制金属阳离子水解
12．（2023·北京丰台·高二期末）实验室用石墨电极电解含有酚酞的饱和NaCl溶液，装置如右图所示，下列说法不正确的是
A．a极为电解池的阳极
B．a极发生的电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑
C．在电场作用下Cl-、OH-向阴极移动
D．b极酚酞变红的原因是：H+放电，导致H2O⇌H++OH-正向移动，c(OH-)＞c(H+)
13．（2022·辽宁朝阳·高二期中）利用甲醇燃料电池电解溶液、溶液，装置如图所示：
已知甲醇电池总反应式为。下列说法正确的是
A．甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化为电能的装置
B．反应一段时间后，向乙池中加入一定量能使溶液恢复到原浓度
C．甲池通入的电极反应式为
D．甲池中消耗280mL，此时丙池中理论上最多产生1.45g固体
14．（2022·江苏·南京市宁海中学高二期末）CO2资源化利用是实现碳中和的一种有效途径。下图是CO2在电催化下产生合成气(CO和H2)的一种方法。下列说法不正确的是
A．a电极连接电源的负极B．从a极区向b极区移动
C．b极区中c(CH3COO-)逐渐增大D．a极区中c()逐渐增大
15．（2022·浙江杭州·高二期中）利用微生物处理有机废水，可在获得电能的同时实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用图甲所示装置处理含的有机废水，并用该装置在铁上镀铜(如图乙)，下列说法不正确的是
A．a极生物膜上发生的电极反应为：
B．隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜
C．电极b应与铜棒相连，溶液浓度基本保持不变
D．当生成时，模拟海水理论上除盐117g
16．（2022·北京八中高二期末）电化学装置能够实现化学能与电能的相互转化。利用下列装置(电极均为惰性电极)，实现电解饱和食盐水，下列说法正确的是
A．导线中电子的流动方向：M→Q，N→P
B．N电极的电极反应：
C．气体a能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
D．溶液A为饱和食盐水，溶液C为稀食盐水
17．（2022·山东·曹县一中高二阶段练习）电解法制取Fe(OH)2，由于Fe(OH)2易被氧化，实验室很难用亚铁盐与烧碱反应得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，用如图所示电解实验，来探究能否制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，两电极的材料分别为石墨和铁。
(1)a电极材料应是_______；b电极的电极反应式是_______。
(2)电解液c可以是(填编号)_______。
A．纯水B．NaOH溶液C．Na2SO4D．CuCl2溶液
(3)d为苯，其作用是_______，在加入苯之前，对c溶液应作简单处理：_______。可否用其他试剂来代替苯？_______。
(4)为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是_______
A．改用稀硫酸作电解液B．适当增大电源的电压
C．适当减小两电极间的距离D．适当降低电解液的浓度
(5)若换为Na2SO4溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，继续电解，除了电极上看到气体，另一明显现象为_______。
18．（2023·河北·滦南县第一中学高二阶段练习）图甲为甲烷燃料电池，图乙是在铜钥匙上镀银，图丙是电解精炼铜(粗铜中只含银、铜和锌)，请回答下列问题：
(1)甲图中a极发生_______反应(填“氧化”、“还原”)，电极反应式为_______。电解质溶液中从_______极移向_______极(填“a、b”)，b极区碱性_______(填“增强”、“减弱”)。
(2)丙中A电极上发生的电极反应有_______、_______。溶液中_______(填“变大”、“变小”或“不变”。)
(3)乙图中阴极上发生的电极反应式为_______。溶液中_______(填“变大”、“变小”或“不变”。)
(4)如果利用甲电池给铅蓄电池充电，阳极的电极反应式为_______。(已知铅蓄电池的工作原理为：)
19．（2022·广西·钦州一中高二期中）某化学活动小组利用如图甲装置对原电池进行探究，请回答以下问题(其中盐桥为含有饱和KCl溶液的琼脂)：
(1)甲装置Zn极做_______(填“正极”或“负极”)，当装置中指针发生偏转时，盐桥中的K+移向_______烧杯(填“A”或“B”)，Cu极上出现的现象是_______。电池总反应离子方程式为_______。
(2)乙装置是将甲的盐桥换成了铜导线，也发现电流计指针同样发生偏转。对于乙中产生电流的原因：
①有同学认为：ZnSO4溶液有酸性(溶液水解产生硫酸)，Zn、Cu为电极，H2SO4溶液为电解质溶液而构成了原电池。如观点正确，则烧杯B中铜片为_______(填写电极名称)，B中另一电极的电极反应式为_______。
②另有同学认为：是溶液中溶解的氧气作氧化剂，使得Zn、Cu之间形成原电池。如观点正确，那么原电池的正极反应式为_______。
(3)若用惰性电极电解200 mL 2 ml•L-1的CuSO4溶液，若阳极产生112mL(标况下)的气体，此时溶液中H+浓度为_______(不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入_______(填字母序号)。
A．Cu B．CuO C．Cu(OH)2 D．CuCO3
20．（2023·河北·开滦第一中学高二期中）电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y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X、Y都是惰性电极，a是1000mL饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
①X电极上的现象是_______。
②Y电极上的电极反应式为_______。
③通电一段时间后，X电极收集到1.12L气体(标准状况)，则电路中有_______ml电子通过，此时溶液的pH为_______。
(2)若要在铁制品上镀一定厚度的银层
①X电极材料是_______(写名称)；
②a是_______溶液(写化学式)；
③Y电极反应方程式：_______；
21．（2023·河北·邢台一中高二阶段练习）电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题：
(1)二氧化氯()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。目前已开发出用电解法制取的新工艺如图所示：
①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取。产生的电极应连接电源的___________(填“正极”或“负极”)，对应的电极反应式为___________。
②a极区___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③图中应使用___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(2)电解溶液制备。
①工业上，通常以软锰矿(主要成分是)与的混合物在铁坩埚(熔融池)中混合均匀，小火加热至熔融，即可得到绿色的，化学方程式为___________。
②用镍片作阳极(镍不参与反应)，铁板为阴极，电解溶液可制备。上述过程用流程图表示如下：
则阳极的电极反应式为___________；该工艺流程中循环利用的物质是___________。
(3)电解硝酸工业的尾气可制备，其工作原理如图所示：
①阴极的电极反应式为___________。
②将电解生成的全部转化为，则通入的与实际参加反应的的物质的量之比至少为___________。
第四章 化学反应与电能
第二节 电解池
第2课时 电解原理的应用
培优第一阶——基础过关练
1．（2022·四川省绵阳南山中学高二阶段练习）下列关于电解的说法错误的是
A．电解过程中，两极分别发生氧化和还原反应
B．氯碱工业是指电解熔融的氯化钠
C．工业上常用电解法获得钠、镁、铝等活泼金属
D．电解法是最强有力的氧化还原手段
【答案】B
【详解】A．电解的本质是氧化还原反应，电解过程中，两极分别发生氧化和还原反应，故A正确；
B．氯碱工业是指电解饱和氯化钠溶液，不是电解熔融的氯化钠，故B错误；
C．钠、镁、铝的金属性强，工业上常用电解法获得钠、镁、铝等活泼金属，故C正确；
D．电解是在通电的条件下发生了氧化还原反应，是最强有力的氧化还原手段，可以实现有些不能自发进行的氧化还原反应，故D正确；
故选B。
2．（2022·贵州·高二学业考试）如图所示是电解NaCl溶液(滴加有酚酞溶液)装置，其中c、d为石墨电极。下列有关的判断正确的是
A．a为负极，d为阳极
B．电解过程中，d电极附近溶液变红
C．电解过程中，氯离子的浓度保持不变
D．c电极上的电极反应式为：
【答案】B
【分析】电源的电流是从正极流出，由电流电流的流向知，a极是正极，b极是负极。
【详解】A.阳极与电源的正极连接，故c极是阳极，A错误；
B.d极是阴极，电极反应式为，有氢氧根生成，d电极附近溶液变红，B正确；
C.点解过程，氯离子失电子生成氯气，氯离子浓度变小，C错误；
D. c电极上的电极反应式为，D错误；
故选B。
3．（2023·北京市第三中学高二期中）模拟铁制品镀铜的装置如图，下列说法正确的是
A．a电极为铁制品
B．可用CuSO4溶液作电镀液
C．b电极上发生氧化反应
D．电镀过程中，理论上溶液中Cu2+浓度不断减小
【答案】B
【详解】A．由图示分析可知：该装置为电解池。a为阳极发生氧化反应，b为阴极发生还原反应，所以a电极为铜，b电极为铁制品，故A错；
B．为减少副反应发生的同时增加电镀液的导电性，所以应选CuSO4溶液作电镀液，故选B；
C．由A分析可知b电极为阴极，Cu2+在b电极上得到电子发生还原反应，故C错；
D．Cu2+在阴极(b电极)得到电子被还原为Cu，Cu在阳极(a电极)被氧化为Cu2+，根据得失电子守恒可知，理论上溶液中Cu2+浓不变，故D错。
答案选B
4．（2022·四川成都·高二期中）电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属的方法。下列叙述错误的是
A．电镀铜时，只能选用氯化铜溶液作电解质溶液
B．镀层金属通常是在空气或溶液里不易起变化的金属或合金
C．电镀的方法可以应用在铜的精炼上
D．电镀的主要目的之一是使金属增强抗腐蚀的能力
【答案】A
【详解】A．电镀铜时，可以选用可溶性铜盐作电解质溶液，不一定要选用氯化铜溶液，故A错误；
B．电镀的主要目的之一是使金属增强抗腐蚀的能力，镀层金属通常是在空气或溶液里不易起变化的金属或合金，故B正确；
C．电镀和精炼铜都是电解原理的应用，都是在阴极上析出金属，故C正确；
D．电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属的方法，电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属的方法，故D正确；
故选A。
5．（2022·江苏·扬州中学高二阶段练习）一种“分步法电解制氢气和氧气”的装置如图所示(a、b均为惰性电极)：该方法分两步，第一步在惰性电极产生 H2；第二步在另一个惰性电极产生 O2。以下有关说法正确的是
A．当 K与 K1相连时，a 极产生的是氧气
B．当 a、b两极产生的气体的物质的量之比为 1：1 时，NiOOH/Ni(OH)2电极恢复为电解前的状态
C．当 K与 K2相连时，b极附近的 pH 会降低
D．产生氢气时，NiOOH/Ni(OH)2电极反应方程式：NiOOH+e-+H2O =Ni(OH)2+OH-
【答案】C
【详解】A．当 K与 K1相连时，a 极为阴极，水得电子产生氢气，A错误；
B．当 a、b两极产生的气体的物质的量之比为 1：1 时，a极产生1ml氢气，电路中转移电子2ml，NiOOH/Ni(OH)2电极为阳极，电极反应方程式：Ni(OH)2+OH--e-= NiOOH+H2O，消耗2ml Ni(OH)2，生成2ml NiOOH；b极产生1mlO2时转移电子4ml，NiOOH/Ni(OH)2电极为阴极，电极反应为：NiOOH+e-+H2O =Ni(OH)2+OH-，消耗4mlNiOOH，生成4mlNi(OH)2，电极不会恢复为电解前的状态，B错误；
C．当 K与 K2相连时，b极为阳极，氢氧根失去电子生成氧气和水，氢氧根浓度降低，故附近的 pH 会降低，C正确；
D．产生氢气时，NiOOH/Ni(OH)2电极为阳极，电极反应方程式：Ni(OH)2+OH--e-= NiOOH+H2O，D错误；
故选C。
6．（2022·四川·射洪中学高二阶段练习）氯碱工业用离子交换膜法电解饱和食盐水，装置示意图如图。下列说法错误的是
A．a为阳极，发生氧化反应生成氯气
B．b极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C．电解时，Na+穿过离子交换膜进入阳极室
D．饱和食盐水从c处进入，淡盐水从d处流出
【答案】C
【分析】从图中看出，右侧通入水，故c侧通入饱和食盐水；e出口为氢氧化钠溶液，故b为阴极，钠离子通过离子交换膜移向右侧；a电极为阳极，d出口为淡盐水。
【详解】A．a为阳极，氯离子失去电子生成氯气，发生氧化反应，A正确；
B．b极为阴极，水得电子生成氢气和氢氧根，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B正确；
C．电解时，Na+穿过离子交换膜进入阴极室，C错误；
D．根据分析，饱和食盐水从c处进入，淡盐水从d处流出，D正确；
故选C。
7．（2022·广西·北海市教育教学研究室高二期末）利用含双膜(阴离子交换膜和过滤膜)电解装置将普通电解精炼铜所制备的精铜(仍含微量杂质)提纯为高纯度铜。下列有关叙述中不正确的是
A．电极a为高纯度铜，电极b为精铜
B．电极b上发生的主要反应为
C．甲膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区
D．相同时间内b电极减少的质量和a电极增加的质量相等
【答案】D
【详解】A．电解精炼金属时高纯铜为阴极，精铜为阳极，A正确；
B．精铜中主要成分是，故阳极上发生的主要反应为，B正确；
C．甲膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区在阴极上放电，得不到高纯铜，C正确；
D．电极为含有杂质的铜，铜和杂质中活泼的金属都能发生失电子的反应，杂质中还可能含有不参与电极反应的固体杂质，而电极上只析出金属铜，故相同时间内电极减少的质量和电极增加的质量不相等，D错误；
故选D。
8．（2022·湖北·荆州中学高二期末）下列有关工业生产的叙述正确的是
A．工业上通常采用电解熔融的MgO制得金属Mg
B．在铁的表面镀铝的工艺中，镀件作阴极，镀层金属为阳极，饱和氯化铝溶液作为电镀液
C．电解饱和食盐水制烧碱采用阳离子交换膜法，可防止阴极室产生的OH-进入阳极室
D．电解精炼铜时，同一时间内阳极减少的质量一定等于阴极增加的质量
【答案】C
【详解】A．MgO熔点很高，会消耗大量能源，工业上通常采用电解熔融的MgCl2制得金属Mg，故A错误；
B．阴极上溶液中铝离子难以放电，不能用氯化铝溶液作为电镀液，故B错误；
C．电解饱和食盐水制烧碱采用阳离子交换膜法，可防止阴极室产生的OH-进入阳极室，避免与氯气发生反应，故C正确；
D．阳极上比Cu活泼的金属先放电，然后Cu再放电，而阴极只有Cu析出，根据电子转移守恒，同一时间内阳极减少的质量一定不等于阴极增加的质量，故D错误；
故选：C。
9．（2023·河南·濮阳市油田第二高级中学高二期末）如图甲、乙为相互串联的两个电解池。下列说法正确的是
A．甲池若为精炼铜的装置，A极材料是粗铜
B．Fe极的电极反应式为
C．乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后石墨极附近变浅红色
D．若甲池为电镀铜的装置，阴极增重12.8g，乙池阳极放出气体为4.48L
【答案】B
【分析】由图可知，题给装置是两个串联的电解池，由直流电源上午正负极可知，甲池中A为阴极、B为阳极，乙池中铁为阴极，石墨为阳极。
【详解】A．由分析可知，甲池中A为阴极、B为阳极，甲池若为精炼铜的装置，粗铜为电解池的阳极，则B极材料是粗铜，故A错误；
B．由分析可知，乙池中铁为阴极，石墨为阳极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为，故B正确；
C．由分析可知，乙池中铁为阴极，石墨为阳极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后铁极附近变浅红色，故C错误；
D．缺标准状况下，无法计算甲池阴极增重12.8g时，乙池阳极放出氯气的体积，故D错误；
故选B。
10．（2022·福建省连城县第一中学高二阶段练习）某研究性学习小组的课题为“Mg-C原电池电解淀粉-KI溶液的研究”，其研究装置如图所示。下列有关说法不正确的是
A．镁为负极，发生还原反应
B．原电池中碳极反应式为Fe3++e-=Fe2+
C．电解池中阳极处变蓝色
D．电解池中阴极处变红色
【答案】A
【分析】原电池中，Mg易失电子作负极，C作正极，负极电极反应式为Mg-2e-=Mg2+、正极电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，电解池中，阳极上电极反应式为2I--2e-=I2、阴极电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，据此分析解答。
【详解】A．根据上述分析可知：在原电池中，Mg失去电子作负极，发生氧化反应，A错误；
B．在原电池中，碳电极为正极，正极上Fe3+得到电子发生还原反应产生Fe2+，则碳电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，B正确；
C．在电解池中，在阳极上，溶液中的I-失去电子变为I2，I2遇淀粉溶液变为蓝色，故阳极处变蓝色，C正确；
D．在电解池中，在阴极上H2O电离产生的H+得到电子发生还原反应产生H2，使水电离平衡正向移动，最终达到平衡时，附近溶液中c(OH-)＞c(H+)，阴极附近溶液呈碱性，所以阴极附近溶液呈红色，D正确；
故合理选项是A。
培优第二阶——拓展培优练
11．（2022·安徽宿州·高二期末）利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt 等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是
A．电解时以精铜作阳极
B．粗铜接电源的负极，其电极反应是Cu-2e - = Cu2+
C．电解后，电解槽底部会形成含少量Fe、Ag、Pt等金属的阳极泥
D．以CuSO4溶液为电解质溶液，同时应向电解液中加入硫酸以抑制金属阳离子水解
【答案】D
【详解】A．电解时，阳极发生氧化反应，故精铜放在阴极，粗铜放在阳极，A错误；
B．粗铜接电源阴极，电极反应式有：、、，B错误；
C．电解时，活泼金属发生氧化反应，不活泼金属会沉到底部形成阳极泥。因此，电解槽底部会形成含有Ag、Pt等金属的阳极泥，C错误；
D．以CuSO4溶液为电解质溶液，同时向电解液中加入硫酸，因为溶液中存在大量Cu2+和H+，会抑制金属阳离子水解，D正确。
故本题选D。
12．（2023·北京丰台·高二期末）实验室用石墨电极电解含有酚酞的饱和NaCl溶液，装置如右图所示，下列说法不正确的是
A．a极为电解池的阳极
B．a极发生的电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑
C．在电场作用下Cl-、OH-向阴极移动
D．b极酚酞变红的原因是：H+放电，导致H2O⇌H++OH-正向移动，c(OH-)＞c(H+)
【答案】C
【分析】根据装置图可知，该装置为电解池，电极均为石墨，则a极为阳极，氯离子失电子生成氯气，b极为阴极，水得电子生成氢气和氢氧根离子。
【详解】A．a极与电池的正极相连，则其为电解池的阳极，A说法正确；
B．a极上氯离子失电子生成氯气，发生的电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，B说法正确；
C．此装置为电解池，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，故在电场作用下Cl-、OH-向阳极移动，C说法错误；
D．b极酚酞变红的原因是水提供的H+放电，则c(H+)减小，导致H2O⇌H++OH-正向移动，c(OH-)＞c(H+)，D说法正确；
答案为C。
13．（2022·辽宁朝阳·高二期中）利用甲醇燃料电池电解溶液、溶液，装置如图所示：
已知甲醇电池总反应式为。下列说法正确的是
A．甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化为电能的装置
B．反应一段时间后，向乙池中加入一定量能使溶液恢复到原浓度
C．甲池通入的电极反应式为
D．甲池中消耗280mL，此时丙池中理论上最多产生1.45g固体
【答案】C
【分析】该装置中甲醇燃料电池为原电池装置，是化学能转变为电能的装置，通入氧气的电极为正极，通入甲醇的电极为负极。乙和丙装置为电解池，与正极相连的为阳极，为负极相连的为阴极，故电解中的电极从左往右依次为阳极、阴极、阳极、阴极，能量转化方式为电能转变为化学能。
【详解】A．根据分析，甲池是化学能转化为电能的装置，乙、丙池是电能转化为化学能的装置，A错误；
B．乙池中阳极电极反应为：2H2O-4e-=O2+4H+，阴极的电极反应为2Cu2++4e-=2Cu，电解池中失去的元素为Cu和O，且物质的量之比为1:1，反应一段时间后，向乙池中加入一定量能使溶液恢复到原浓度, B错误；
C．甲池为原电池，根据已知甲醇转化为碳酸根，电极反应为：，C正确；
D．无标况， 280mL的物质的量无法计算，生成固体的质量也无法计算，D错误；
故选C。
14．（2022·江苏·南京市宁海中学高二期末）CO2资源化利用是实现碳中和的一种有效途径。下图是CO2在电催化下产生合成气(CO和H2)的一种方法。下列说法不正确的是
A．a电极连接电源的负极B．从a极区向b极区移动
C．b极区中c(CH3COO-)逐渐增大D．a极区中c()逐渐增大
【答案】C
【分析】从图中可以看出，在a电极，CO2、H2O得电子生成CO、H2，所以a为阴极，b为阳极。
【详解】A．由分析可知，a电极为阴极，则连接电源的负极，A正确；
B．为阴离子，应从阴极向阳极移动，所以从a极区向b极区移动，B正确；
C．b极为阳极， -2e-+2CH3COO-=+2CH3COOH，则溶液中c(CH3COO-)逐渐减小，C不正确；
D．a极为阴极，CO2+2e-+2=CO+2+H2O，2+2e-=H2↑+2，所以c()逐渐增大，D正确；
故选C。
15．（2022·浙江杭州·高二期中）利用微生物处理有机废水，可在获得电能的同时实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用图甲所示装置处理含的有机废水，并用该装置在铁上镀铜(如图乙)，下列说法不正确的是
A．a极生物膜上发生的电极反应为：
B．隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜
C．电极b应与铜棒相连，溶液浓度基本保持不变
D．当生成时，模拟海水理论上除盐117g
【答案】D
【分析】该装置为原电池，有机废水中的CH3COO-发生失电子的氧化反应生成CO2，则a极为负极，b极为正极，正极上H+得电子生成H2，反应式为2H++2e- =H2↑。
【详解】A．该原电池中a极为负极，b极为正极，有机废水中的CH3COO-在负极失电子生成CO2，电极反应式为，选项A正确；
B．原电池工作时，阴离子移向负极、阳离子移向正极，即NaCl溶液中的Na+通过阳离子交换膜移向b极、Cl-通过阴离子交换膜移向a极，达到海水淡化目的，所以隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜，选项B正确；
C．b极为正极，应与铜棒相连，铜为阳极，铜失电子产生铜离子，而溶液中铜离子得电子产生铜，故溶液浓度基本保持不变，选项C正确；
D．根据反应，生成1mlCO2转移4mle-，由于电子与Na+、Cl-所带电荷数相等，所以电路中转移1ml电子时，通过离子交换膜的Na+、Cl-物质的量均为1ml，当转移4mle-时质量为4ml58.5g/ml=234g，即模拟海水理论上除盐234g，选项D不正确；
答案选D。
16．（2022·北京八中高二期末）电化学装置能够实现化学能与电能的相互转化。利用下列装置(电极均为惰性电极)，实现电解饱和食盐水，下列说法正确的是
A．导线中电子的流动方向：M→Q，N→P
B．N电极的电极反应：
C．气体a能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
D．溶液A为饱和食盐水，溶液C为稀食盐水
【答案】C
【分析】装置Ⅰ为氢氧燃料电池为原电池，通入氢气的电极是负极失电子发生氧化反应，通入氧气的电极是正极得电子发生还原反应，装置Ⅱ有外接电源，属于电解池，根据图片知，是阳极氯离子失电子放出氯气，是阴极氢离子得电子放出氢气，据此分析解答。
【详解】．导线中电子的流动方向为负极阴极，阳极正极即，，故A错误；
B．通入氧气的电极是正极得电子发生还原反应，电极反应：，故B错误；
C．是阳极氯离子失电子放出氯气即气体，所以气体 能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，故C正确；
D．是阴极氢离子得电子放出氢气，则钠离子移向电极，则溶液为浓溶液，故D错误；
故答案为C。
17．（2022·山东·曹县一中高二阶段练习）电解法制取Fe(OH)2，由于Fe(OH)2易被氧化，实验室很难用亚铁盐与烧碱反应得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，用如图所示电解实验，来探究能否制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，两电极的材料分别为石墨和铁。
(1)a电极材料应是_______；b电极的电极反应式是_______。
(2)电解液c可以是(填编号)_______。
A．纯水B．NaOH溶液C．Na2SO4D．CuCl2溶液
(3)d为苯，其作用是_______，在加入苯之前，对c溶液应作简单处理：_______。可否用其他试剂来代替苯？_______。
(4)为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是_______
A．改用稀硫酸作电解液B．适当增大电源的电压
C．适当减小两电极间的距离D．适当降低电解液的浓度
(5)若换为Na2SO4溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，继续电解，除了电极上看到气体，另一明显现象为_______。
【答案】(1) 铁 2H2O+2e-=2OH-+H2↑
(2)BC
(3) 隔绝空气 加热煮沸 煤油等密度小于水且与水分层的试剂
(4)BC
(5)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色
【分析】两电极的材料分别为石墨和铁，制备氢氧化亚铁，则铁为阳极，与电源正极相连，石墨为阴极。
（1）a为阳极，发生反应Fe-2e-=Fe2+，则a材料为铁；b极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑。
（2）A.纯水导电性弱，不可；B.NaOH可以；C.Na2SO4溶液可以；D.若为CuCl2溶液，则b极Cu2++2e-=Cu，不可以；选BC。
（3）苯的作用为隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化；可对C进行煮沸除去溶解氧；可用煤油等密度小于水且与水分层的试剂。
（4）A.若用硫酸，则无法生成氢氧化亚铁；B.增大电压和C减小电极距离可加快反应；D.降低浓度减小了导电性，不能加快反应；故选BC。
（5）反接电源，发生反应2H2O2H2↑+O2↑，氧气可以氧化氢氧化亚铁，故现象为白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。
18．（2023·河北·滦南县第一中学高二阶段练习）图甲为甲烷燃料电池，图乙是在铜钥匙上镀银，图丙是电解精炼铜(粗铜中只含银、铜和锌)，请回答下列问题：
(1)甲图中a极发生_______反应(填“氧化”、“还原”)，电极反应式为_______。电解质溶液中从_______极移向_______极(填“a、b”)，b极区碱性_______(填“增强”、“减弱”)。
(2)丙中A电极上发生的电极反应有_______、_______。溶液中_______(填“变大”、“变小”或“不变”。)
(3)乙图中阴极上发生的电极反应式为_______。溶液中_______(填“变大”、“变小”或“不变”。)
(4)如果利用甲电池给铅蓄电池充电，阳极的电极反应式为_______。(已知铅蓄电池的工作原理为：)
【答案】(1) 氧化 b a 增强
(2) Zn-2e-=Zn2+ Cu-2e-=Cu2+ 变小
(3) Ag++e-=Ag 不变
(4)
【分析】由题可知，甲为甲烷燃料电池，属于原电池，则甲烷为负极，氧气为正极，则与正极相连接的银电极为阳极，与负极相连接的B电极为阴极，则待镀金属为阴极，A电极为阳极。图乙是在铜钥匙上镀银，图丙是电解精炼铜，所以A电极为粗铜，B电极为纯铜，据此解答。
（1）由分析可知，甲图中a极为负极，发生氧化反应，电极反应式为：；原电池中阴离子移向负极，则电解质溶液中从b极移向a极，b极氧气得到电子变为氢氧根，碱性增强；故答案为：氧化；；b；a；增强。
（2）丙中A电极为粗铜，只含银、铜和锌，则A极上发生的电极反应有：Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+；由于阳极锌和铜均失去电子，而阴极只有铜离子得到电子，所以溶液中变小；故答案为：Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+；变小。
（3）乙图中阴极上银离子得到电子生成银单质，发生的电极反应式为：Ag++e-=Ag；阳极银单质失去电子生成银离子，阴极银离子得到电子生成银单质，所以溶液中不变；故答案为：Ag++e-=Ag；不变。
（4）根据铅蓄电池的总反应：可得，充电时阳极的电极方程式为：；故答案为：。
19．（2022·广西·钦州一中高二期中）某化学活动小组利用如图甲装置对原电池进行探究，请回答以下问题(其中盐桥为含有饱和KCl溶液的琼脂)：
(1)甲装置Zn极做_______(填“正极”或“负极”)，当装置中指针发生偏转时，盐桥中的K+移向_______烧杯(填“A”或“B”)，Cu极上出现的现象是_______。电池总反应离子方程式为_______。
(2)乙装置是将甲的盐桥换成了铜导线，也发现电流计指针同样发生偏转。对于乙中产生电流的原因：
①有同学认为：ZnSO4溶液有酸性(溶液水解产生硫酸)，Zn、Cu为电极，H2SO4溶液为电解质溶液而构成了原电池。如观点正确，则烧杯B中铜片为_______(填写电极名称)，B中另一电极的电极反应式为_______。
②另有同学认为：是溶液中溶解的氧气作氧化剂，使得Zn、Cu之间形成原电池。如观点正确，那么原电池的正极反应式为_______。
(3)若用惰性电极电解200 mL 2 ml•L-1的CuSO4溶液，若阳极产生112mL(标况下)的气体，此时溶液中H+浓度为_______(不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入_______(填字母序号)。
A．Cu B．CuO C．Cu(OH)2 D．CuCO3
【答案】(1) 负极 B 铜极上有红色固体析出 Zn+Cu2+=Zn2++Cu
(2) 阴极 Cu-2e-=Cu2+
(3) 0.1 ml/L BD
【解析】(1)
甲装置为原电池，由于Zn活泼性比Cu强，所以Zn为负极，Cu为正极。根据原电池“同性相吸”，则甲装置中指针发生偏转时，盐桥中的K+移向负电荷较多的正极即K+向B烧杯移动。负极上是Zn失去电子变为Zn2+进入溶液，正极上是溶液中是Cu2+得到电子变为单质Cu，故Cu极上出现的现象是有红色固体析出，电池总反应离子方程式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu；
(2)
①有同学认为：ZnSO4溶液有酸性(溶液水解产生硫酸)，Zn、Cu为电极，H2SO4溶液为电解质溶液而构成了原电池。如观点正确，则由于锌和稀硫酸反应生成氢气和硫酸锌，可知铜为正极，A为原电池，则B为电解池。在烧杯B中铜片为阴极，B中另一电极为阳极，该电极上是铜失去电子变为铜离子，其电极反应是式为Cu-2e-=Cu2+；
②另有同学认为：是溶液中溶解的氧气作氧化剂，使得Zn、Cu之间形成原电池。如观点正确，那么原电池的正极上是溶解在溶液的氧气得到电子变为OH-，其电极反应式为；
(3)
是用惰性电极电解200 mL2 ml•L-1硫酸铜溶液，发生的总反应为，阳电极产生112 mL(标准状况)气体为O2，其物质的量为n(O2)=，同一闭合回路中电子转移数目相等，则此时消耗Cu2+的物质的量为n(Cu)=2n(O2)=0.01 ml，由于200 mL2 ml•L-1硫酸铜溶液中含有Cu2+的物质的量n(Cu2+)=2 ml/L×0.2 L=0.4 ml＞0.01 ml，说明Cu2+未完全参加反应，而有剩余，故在b电极上只有Cu2+放电生成Cu，转移电子的物质的量n(e-)=2 n(Cu2+)=0.02 ml，溶液中生成H+物质的量n(H+)=n(e-)= 0.02 ml，则溶液中H+的浓度；
在此电解过程中对于CuSO4溶液，每反应消耗2个Cu2+原子，就损失2个O原子变为O2逸出，相当于损失一个CuO，为了使CuSO4溶液恢复原浓度，应加入CuO，由CuCO3+H2SO4=CuSO4+CO2↑+H2O，相当于加CuO，所以也可以加入CuCO3；而Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O，除增加溶质外，还增加了水，因此不能加入Cu(OH)2。故合理选项是BD。
20．（2023·河北·开滦第一中学高二期中）电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y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X、Y都是惰性电极，a是1000mL饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
①X电极上的现象是_______。
②Y电极上的电极反应式为_______。
③通电一段时间后，X电极收集到1.12L气体(标准状况)，则电路中有_______ml电子通过，此时溶液的pH为_______。
(2)若要在铁制品上镀一定厚度的银层
①X电极材料是_______(写名称)；
②a是_______溶液(写化学式)；
③Y电极反应方程式：_______；
【答案】(1) 有气泡生成，溶液变红 2Cl- -2e- =Cl2↑ 0.1 13
(2) Fe AgNO3 Ag -e- =Ag+
【解析】(1)
①有题干信息可知，Y是阳极，X是阴极，阴极吸引阳离子，放电顺序水中H+>Na+，H+故转化成H2，留下OH-显碱性，故X电极上的现象是有气泡生成，溶液变红；
②Y是阳极吸引阴离子，放电顺序Cl->OH-，Cl-转化为Cl2，故Y电极上的电极反应式为2Cl- -2e- =Cl2↑；
③通电一段时间后，X电极收集到1.12L氢气，n(H2)= ，根据电极反应式为2 H++2e- =H2↑，故转移电子数为0.1ml，故电路中有0.1ml电子通过；溶液中消耗0.1mlH+，剩余0.1mlOH-，所以溶液中n(H+)= ，故此时溶液的pH为-lgc(H+)=13。
(2)
①电镀时候，镀层金属与正极相连，待镀金属与负极相连，故X电极材料是Fe；
②a是含有镀层金属的溶液，故为AgNO3溶液；
③Y与正极相连做阳极，由Ag转化成Ag+，故Y电极反应方程式为Ag -e- =Ag+。
21．（2023·河北·邢台一中高二阶段练习）电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题：
(1)二氧化氯()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。目前已开发出用电解法制取的新工艺如图所示：
①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取。产生的电极应连接电源的___________(填“正极”或“负极”)，对应的电极反应式为___________。
②a极区___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③图中应使用___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(2)电解溶液制备。
①工业上，通常以软锰矿(主要成分是)与的混合物在铁坩埚(熔融池)中混合均匀，小火加热至熔融，即可得到绿色的，化学方程式为___________。
②用镍片作阳极(镍不参与反应)，铁板为阴极，电解溶液可制备。上述过程用流程图表示如下：
则阳极的电极反应式为___________；该工艺流程中循环利用的物质是___________。
(3)电解硝酸工业的尾气可制备，其工作原理如图所示：
①阴极的电极反应式为___________。
②将电解生成的全部转化为，则通入的与实际参加反应的的物质的量之比至少为___________。
【答案】(1) 正极 增大 阳
(2)
(3) 1：4
【解析】(1)
由图可知，b电极为电解池的阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化氯气体和氢离子，电极反应式为，a电极为电解池的阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为，阳极区钠离子通过阳离子交换膜进入阴极区；
①由分析可知，b电极为电解池的阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化氯气体和氢离子，电极反应式为，故答案为：；
②由分析可知，a电极为电解池的阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为，由电极反应式可知，阴极附近溶液pH增大，故答案为：增大；
③由分析可知，电解池工作时，阳极区钠离子通过阳离子交换膜进入阴极区，故答案为：阳；
(2)
由图可知，熔融池中发生的反应为二氧化锰、氢氧化钾和氧气在加热条件下发生反应生成锰酸钾和水，反应生成的锰酸钾在阳极室中电离出的锰酸根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成高锰酸根离子，阴极室中水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，钾离子通过阳离子交换膜进入阴极室，在阴极室制得氢氧化钾溶液，氢氧化钾溶液经蒸发得到氢氧化钾固体，氢氧化钾固体可以进入熔融室循环使用；
①由分析可知，熔融池中发生的反应为二氧化锰、氢氧化钾和氧气在加热条件下发生反应生成锰酸钾和水，反应的化学方程式为，故答案为：；
②由分析可知，阳极室中电锰酸根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成高锰酸根离子，电极反应式为；阴极室制得氢氧化钾溶液经蒸发得到氢氧化钾固体，氢氧化钾固体可以进入熔融室循环使用，故答案为：；KOH；
(3)
由图可知，阴极室中一氧化氮在酸性条件下在阴极得到电子发生还原反应生成铵根离子，电极反应式为；阳极室中一氧化氮在水分子作用下在阳极失去电子发生氧化反应生成硝酸根离子和氢离子，电极反应式为向产品室中通入氨气与氢离子反应生成铵根离子，从而得到高浓度的硝酸铵溶液；
①由分析可知，阴极室中一氧化氮在酸性条件下在阴极得到电子发生还原反应生成铵根离子，电极反应式为，故答案为：；
②由分析可知，阴极室中一氧化氮在酸性条件下在阴极得到电子发生还原反应生成铵根离子，阳极室中一氧化氮在水分子作用下在阳极失去电子发生氧化反应生成硝酸根离子和氢离子，由得失电子数目守恒可知，阴极消耗3ml一氧化氮和6ml氢离子，阳极消耗5ml一氧化氮，生成4ml氢离子，则电解过程中生成的2ml氢离子需消耗2ml氨气，所以通入氨气和反应一氧化氮的物质的量为2ml：(5ml+3ml)=1：4，故答案为：1：4。
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