2020版高考化学复习第6章化学反应与能量转化第19讲电能转化为化学能——电解学案新人教版.docx

电能转化为化学能电解考纲要求1.理解电解池的构成、工作原理及应用。2.能书写电极反应和总方程式。考点一电解的原理1电解和电解池(1)电解：在电流作用下，电解质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：电能转化为化学能的装置。(3)电解池的构成有与电源相连的两个电极。电解质溶液(或熔融电解质)。形成闭合回路。2电解池的工作原理(1)电极名称及电极反应式(电解CuCl2溶液为例)总反应式：CuCl2CuCl2(2)电子和离子的移动方向电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流出后流向电源的正极。离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。3阴阳两极上放电顺序(1)阴极：(与电极材料无关)。氧化性强的先放电，放电顺序：(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。若是惰性电极作阳极，放电顺序为注意阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。最常用、最重要的放电顺序为阳极：ClOH；阴极：AgCu2H。电解水溶液时，KAl3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。4用惰性电极电解电解质溶液的规律类型实例电极反应特点或反应式电解产物溶液pH变化溶液复原电解水型含氧酸H2SO4溶液中的H和OH分别在阴阳两极放电：阴极：_阳极：_H2 O2强碱NaOH活泼金属的含氧酸盐KNO3电解电解质型无氧酸(氢氟酸除外)HCl电解质电离的阴阳离子分别在两极放电：阳极：_H2Cl2不活泼金属的无氧酸盐CuCl2CuCl2放氢生碱型活泼金属的无氧酸盐NaCl阴极水电离的H放电，阳极电解质电离的阴离子放电阴极：_阳极：_放氧生酸性不活泼金属的含氧酸盐AgNO3阳极水电离的OH放电，阴极电解质的阳离子放电阴极：_Ag阳极：_答案4H4e=2H24OH4e=2H2OO2减小增大不变水2Cl2e=Cl2增大HClCuCl2H2(或H2、NaOH)Cl2增大HClAge=AgO2减小Ag2O(1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程()(2)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现()(3)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极()(4)电解稀硫酸制H2、O2时，可用不活泼的铜做阳极()(5)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色()(6)电解盐酸、硫酸等溶液，H放电，溶液的pH均增大()1根据金属活动性顺序表，Cu和稀H2SO4不反应，怎样根据电化学的原理实现Cu和稀H2SO4反应产生H2?答案Cu做阳极，C做阴极，稀H2SO4做电解质溶液，通入直流电就可以实现该反应。电解反应式为阳极：Cu2e=Cu2，阴极：2H2e=H2。总反应式：Cu2HCu2H2。2若用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，需加入98 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多少？答案4NA解析方法一：98 g Cu(OH)2的物质的量为1 mol，相当于电解了1 mol的CuSO4后，又电解了1 mol的水，所以转移的电子数为2NA2NA4NA。方法二：可以认为整个电路中转移的电子数与Cu(OH)2的O2失电子数相等，共4NA。题组一电解规律及电极产物的判断1用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为升高、不变、降低的是()AAgNO3CuCl2Cu(NO3)2BKClNa2SO4CuSO4CCaCl2KOHNaNO3DHClHNO3K2SO4答案B解析由电解电解质溶液的四种类型可知：类型化学物质pH变化放O2生酸型CuSO4、AgNO3、Cu(NO3)2降低放H2生碱型KCl、CaCl2升高电解电解质型CuCl2HCl升高电解H2O型NaNO3、Na2SO4、K2SO4不变KOH升高HNO3降低2.(2019天津高三调研)以石墨为电极，电解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列说法错误的是()A阴极附近溶液呈红色 B阴极逸出气体C阳极附近溶液呈蓝色 D溶液的pH变小答案D解析以石墨为电极，电解KI溶液，发生的反应为2KI2H2O2KOHH2I2(类似于电解饱和食盐水)，阴极产物是H2和KOH，阳极产物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以阳极附近的溶液会变蓝(淀粉遇碘变蓝)，阴极附近的溶液会变红(溶液呈碱性)，A、B、C正确；由于电解产物有KOH生成，所以溶液的pH逐渐增大，D错误。3.用石墨做电极，电解稀Na2SO4溶液的装置如图所示，通电后在石墨电极A和B附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列有关叙述正确的是()A逸出气体的体积：A电极B电极B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体CA电极附近呈红色，B电极附近呈蓝色D电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性答案D解析SO、OH移向B电极，在B电极OH放电，产生O2，B电极附近c(H)c(OH)，石蕊溶液变红，Na、H移向A电极，在A电极H放电产生H2，A电极附近c(OH)c(H)，石蕊溶液变蓝，C项错误、D项正确；A电极产生的气体体积大于B电极，A项错误；两种气体均为无色无味的气体，B项错误。题组二电子守恒在电化学计算中的应用4(2018宜昌调研)以铅蓄电池为电源，石墨为电极电解CuSO4溶液，装置如下图。若一段时间后Y电极上有6.4 g 红色物质析出，停止电解。下列说法正确的是()Aa为铅蓄电池的负极B电解过程中SO向右侧移动C电解结束时，左侧溶液质量增重8 gD铅蓄电池工作时，正极电极反应式为：PbSO42e=PbSO答案C解析Y极有Cu析出，发生还原反应，Y极为阴极，故b为负极，a为正极，A错误；电解过程中阴离子向阳极移动，B错误；阴极反应式为Cu22e=Cu，阳极反应式为4OH4e=O22H2O，当有6.4 g Cu析出时，转移0.2 mol e，左侧生成1.6 g O2，同时有0.1 mol (9.6 g) SO进入左侧，则左侧质量净增加9.6 g1.6 g8 g，C正确；铅蓄电池的负极是Pb，正极是PbO2，正极反应式为PbO22e4HSO=PbSO42H2O，D错误。5500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)0.6 molL1，用石墨做电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是()A原混合溶液中c(K)为0.2 molL1B上述电解过程中共转移0.2 mol电子C电解得到的Cu的物质的量为0.05 molD电解后溶液中c(H)为0.2 molL1答案A解析石墨做电极电解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，阳极反应式为4OH4e=2H2OO2，阴极先后发生两个反应：Cu22e=Cu,2H2e=H2。从收集到O2为2.24 L可推知上述电解过程中共转移0.4 mol 电子，而在生成2.24 L H2的过程中转移0.2 mol电子，所以Cu2共得到0.4 mol0.2 mol0.2 mol 电子，电解前Cu2的物质的量和电解得到的Cu的物质的量都为 0.1 mol。电解前后分别有以下守恒关系：K2Cu2NO，KHNO，不难算出：电解前K0.2 molL1，电解后H0.4 molL1。电化学综合计算的三种常用方法(1)根据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出比例式计算。(2)根据电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。用于混合溶液中电解的分阶段计算。(3)根据关系式计算根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。如以通过4 mol e为桥梁可构建如下关系式：(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。题组三电极反应式的书写与判断6按要求书写电极反应式和总反应方程式：(1)用惰性电极电解MgCl2溶液阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应离子方程式：_。(2)用Al做电极电解NaOH溶液阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应离子方程式：_。(3)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜阳极反应式：_；阴极反应式：_；总反应方程式：_。(4)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl和AlCl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，阴极反应式为_。若改用AlCl3水溶液做电解液，则阴极产物为_。答案(1)2Cl2e=Cl2Mg22H2O2e=H2Mg(OH)2Mg22Cl2H2OMg(OH)2Cl2H2(2)2Al6e8OH=2Al(OH)46H2O6e=3H26OH(或6H6e=3H2)2Al6H2O2OH2Al(OH)43H2(3)2Al6e3H2O=Al2O36H6H6e=3H22Al3H2OAl2O33H2(4)负4Al2Cl3e=Al7AlClH2解析(4)电镀时，镀件做阴极，即钢制品做阴极，接电源负极，根据阴极生成Al可知反应式为4Al2Cl3e=Al7AlCl。若改用AlCl3水溶液做电解液，阴极反应为2H2e=H2，产物为H2。7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：S22e=S(n1)SS2=S写出电解时阴极的电极反应式：_。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：_。答案(1)2H2O2e=H22OHS2H=(n1)SH2S(2)NH3根据总反应：8NO7H2O3NH4NO32HNO3，电解产生的HNO3多，应补充NH3解析(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。由题给反应可知，阳极区生成了S，S可以理解为(n1)SS2，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3NO15e18H=3NH3H2O，阳极反应式为5NO15e10H2O=5NO20H，总反应式为8NO7H2O3NH4NO32HNO3，为了使电解产生的HNO3全部转化为NH4NO3，应补充NH3。做到“三看”，正确书写电极反应式(1)一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)做阳极，金属一定被电解(注：Fe生成Fe2而不是生成Fe3)。(2)二看介质，介质是否参与电极反应。(3)三看电解质状态，若是熔融状态，就是金属的电冶炼。考点二电解原理的应用1氯碱工业阳极反应式：2Cl2e=Cl2(氧化反应)阴极反应式：2H2e=H2(还原反应)总反应方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl22电镀与电解精炼电镀电解精炼铜示意图电极反应阳极Cu2e=Cu2Zn2e=Zn2，Cu2e=Cu2阴极Cu22e=CuCu22e=Cu电解质溶液的浓度变化CuSO4溶液的浓度不变CuSO4溶液的浓度变小3.电冶金电解冶炼冶炼钠冶炼铝电极反应阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2Na2e=2Na阳极：6O212e=3O2阴极：4Al312e=4Al总反应2NaCl(熔融)2NaCl22Al2O3(熔融)4Al3O2(1)在镀件上电镀铜时，也可以用惰性材料做阳极，用硫酸铜溶液做电解液()(2)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料()(3)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2)均保持不变()(4)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可以电解MgO和AlCl3()(5)电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料()(6)用Zn做阳极，Fe做阴极，ZnCl2做电解质溶液，由于放电顺序HZn2，不可能在铁上镀锌()题组一电解原理的常规应用1金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的镍。下列叙述中正确的是(已知：氧化性Fe2Ni2Cu2)()A阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni22e=NiB电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等C电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe2和Zn2D电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt答案D解析电解时，阳极Zn、Fe、Ni失去电子，发生氧化反应，A项错误；因氧化性Ni2Fe2Zn2，故阴极反应式为Ni22e=Ni，可见，阳极质量减少是因为Zn、Fe、Ni溶解，而阴极质量增加是因为Ni析出，B项错误；电解后溶液中的阳离子除Fe2和Zn2外，还有Ni2和H，C项错误。2.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是()A氯碱工业中，X电极上的反应式是4OH4e=2H2OO2B电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2浓度不变C在铁片上镀铜时，Y是纯铜D制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁答案D解析氯碱工业中阳极是Cl放电生成Cl2；电解精炼铜时阳极上粗铜溶解，阴极上Cu2放电析出Cu，由于粗铜中含有锌、铁、镍等杂质，电解质溶液中Cu2浓度变小；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极是纯铜。3.电解饱和食盐水，若生成4 mol的NaOH，(a为饱和食盐水)，下列说法正确的是()A在X极生成2 mol Cl2B在X极生成2 mol H2C在Y极生成4 mol Cl2DNaOH在Y极生成答案B解析由装置图可知Y为电解池的阳极，电极反应：2Cl2e=Cl2，X为阴极，电极反应为：2H2e=H2。A项，X电极为阴极，生成的是氢气，错误；B项，由总反应方程式2NaCl2H2OH2Cl22NaOH知，生成4 mol的NaOH，同时生成2 mol H2，正确；C项，Y电极为电解池阳极，由总反应方程式2NaCl2H2OH2Cl22NaOH可知，生成4 mol 的NaOH，同时生成氯气2 mol，错误；D项，阴极附近氢离子放电促进水电离，溶液中氢氧根离子浓度增大，NaOH在X极生成，错误。题组二应用电解原理制备新物质4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：Fe6e8OH=FeO4H2OB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 mol电子的电量时，会有1 mol H2生成答案C解析A项，阳极发生氧化反应，电极反应式：Fe6e8OH=FeO4H2O，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，甲溶液为浓的氢氧化钠溶液，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2H2O2e=H22OH，当电路中通过2 mol电子的电量时，会有1 mol H2生成，正确。5用惰性电极电解法制备硼酸H3BO3或B(OH)3的工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子和阴离子通过)。下列有关说法正确的是()A阴极与阳极产生的气体体积比为12Bb极的电极反应式为2H2O2e=O24HC产品室中发生的反应是B(OH)3OH=B(OH)D每增加1 mol H3BO3产品，NaOH溶液增重22 g答案D解析由图可知，b电极为阳极，电解时阳极上水失电子生成O2和H，a电极为阴极，电解时阴极上水得电子生成H2和OH，原料室中的钠离子通过阳膜进入a极室，溶液中c(NaOH)增大，原料室中B(OH)通过阴膜进入产品室，b极室中氢离子通过阳膜进入产品室，B(OH)、H发生反应生成H3BO3；a、b电极反应式分别为2H2O2e=H22OH、2H2O4e=O24H，理论上每生成1 mol产品，b极生成1 mol H、a极生成0.5 mol H2。6(2018太原质检)采用电化学法还原CO2是一种使CO2资源化的方法。下图是利用此法制备ZnC2O4的示意图(电解液不参与反应)。下列说法中正确的是()AZn与电源的负极相连BZnC2O4在交换膜右侧生成C电解的总反应为2CO2ZnZnC2O4D通入11.2 L CO2时，转移0.5 mol电子答案C解析电解过程中Zn被氧化，做阳极，所以Zn与电源的正极相连，A错误；Zn2透过阳离子交换膜到达左侧与生成的C2O形成ZnC2O4，B错误；没有给出气体所处的温度和压强，D错误。题组三应用电解原理治理污染7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()Aa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H2O2e=H2O2答案C解析由“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2Cl2e=Cl2，Cl2H2O=HClHClO，故“酸性水”中含HClO，具有强氧化性，能杀菌，C项正确；水溶液中不可能存在O2，D项错误。8(2018湖北十堰调研)用铁和石墨作电极电解酸性废水，可将废水中的PO以FePO4(不溶于水)的形式除去，其装置如图所示。下列说法中正确的是()A若X、Y电极材料连接反了，则仍可将废水中的PO除去BX极为石墨，该电极上发生氧化反应C电解过程中Y极周围溶液的pH减小D电解时废水中会发生反应：4Fe2O24H4PO=4FePO42H2O答案D解析根据题意分析，X电极材料为铁，Y电极材料为石墨，若X、Y电极材料连接反了，铁就不能失电子变为离子，也就不能生成FePO4，A项错误；Y电极材料为石墨，该电极发生还原反应，B项错误；电解过程中Y极上发生的反应为O24e4H=2H2O，氢离子浓度减小，溶液的pH变大，C项错误；铁在阳极失电子变为Fe2，通入的氧气把Fe2氧化为Fe3，Fe3与PO反应生成FePO4，D项正确。9SO2和NOx是主要大气污染物，利用下图装置可同时吸收SO2和NO。下列有关说法错误的是()Aa极为直流电源的负极，与其相连的电极发生还原反应B阴极得到2 mol电子时，通过阳离子交换膜的H为2 molC吸收池中发生反应的离子方程式为：2NO2S2O2H2O=N24HSOD阳极发生的反应式为SO22e2H2O=SO4H答案D解析A项，阴极发生还原反应，亚硫酸氢根离子得电子生成硫代硫酸根离子，a是直流电源的负极，正确；B项，阴极发生还原反应，电极反应式为：2HSO2e2H=S2O2H2O，阴极得到2 mol电子时，通过阳离子交换膜的H为2 mol，正确；C项，硫代硫酸根离子与一氧化氮发生氧化还原反应，生成氮气，离子反应方程式为：2NO2S2O2H2O=N24HSO，正确；D项，阳极发生失去电子的氧化反应，错误。1(2017全国卷，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Al33e=AlD硫酸根离子在电解过程中向阳极移动答案C解析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。2(2018全国卷，13)最近我国科学家设计了一种CO2H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下所示，其中电极分别为ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：EDTAFe2e=EDTAFe32EDTAFe3H2S=2HS2EDTAFe2该装置工作时，下列叙述错误的是()A阴极的电极反应：CO22H2e=COH2OB协同转化总反应：CO2H2S=COH2OSC石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D若采用Fe3/Fe2取代EDTAFe3/EDTAFe2，溶液需为酸性答案C解析由题中信息可知，石墨烯电极发生氧化反应，为电解池的阳极，则ZnO石墨烯电极为阴极。阳极接电源正极，电势高，阴极接电源负极，电势低，故石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的高，C项错误；由题图可知，电解时阴极反应式为CO22H2e=COH2O，A项正确；将阴、阳两极反应式合并可得总反应式为CO2H2S=COH2OS，B项正确；Fe3、Fe2只能存在于酸性溶液中，D项正确。3(2016全国卷，11)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离子向正极迁移，正极区溶液pH增大B该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C负极反应为2H2O4e=O24H，负极区溶液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生成答案B解析电解池中阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，即SO离子向正极区移动，Na 向负极区移动，正极区水电离的OH发生氧化反应生成氧气，H留在正极区，该极得到H2SO4产品，溶液pH减小，负极区水电离的H发生还原反应生成氢气，OH留在负极区，该极得到NaOH产品，溶液pH增大，故A、C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，D错误。42018全国卷，27(3)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。写出电解时阴极的电极反应式_。电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_，其迁移方向是_。与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有_(写出一点)。答案2H2O2e=2OHH2K由a到b产生Cl2易污染环境等解析电解液是KOH溶液，阴极的电极反应式为2H2O2e=2OHH2。电解过程中阳极反应为I6OH6e=IO3H2O。阳极的K通过阳离子交换膜由电极a迁移到电极b。“KClO3氧化法”的主要不足之处是产生Cl2，易污染环境。1(2018湖南H11教育联盟联考)化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语正确的是()A用铜做阴极，石墨做阳极，电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为2Cl2e=Cl2B铅蓄电池放电时的正极反应式为Pb2eSO=PbSO4C粗铜精炼时，与电源正极相连的应是粗铜，该极发生的电极反应只有Cu2e=Cu2D钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式为Fe2e=Fe2答案A解析用铜做阴极，石墨做阳极，电解饱和食盐水时，氯离子的还原性大于氢氧根离子，阳极的电极反应式为2Cl2e=Cl2，A项正确；铅蓄电池放电时的正极反应式为PbO24HSO2e=PbSO42H2O，负极反应式为Pb2eSO=PbSO4，B项错误；粗铜精炼时，与电源正极相连的应是粗铜，该极发生的电极反应除Cu2e=Cu2外，还有比铜活泼的杂质金属失电子的反应，C项错误；钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe2e=Fe2，D项错误。2(2018潍坊期中)臭氧是常见的强氧化剂，广泛用于水处理系统。制取臭氧的方法很多，其中高压放电法和电解纯水法原理如下图所示。下列有关说法错误的是()A两种方法都是利用电解原理B高压放电出来的空气中，除含臭氧外还含有氮的氧化物C电解纯水时，电极b发生的电极反应有3H2O6e=O36H和2H2O4e=O24HD电解纯水时，H由电极b经聚合固体电解质膜流向电极a答案A解析A项，图1直接在放电条件下发生化学反应，图2是利用电解法分解水，所以图1是化学反应方法、图2是电解法，错误；B项，氮气和氧气在放电条件下生成NO，所以高压放电出来的空气中，除含臭氧外还含有氮的氧化物，正确；C项，根据图2知，电解纯水时，阳极上得到氧气、臭氧，说明阳极上部分水失电子生成氧气、部分水失电子生成臭氧，电极反应式为3H2O6e=O36H和2H2O4e=O24H，正确；D项，电解纯水时，阳极b电极上生成氧气、臭氧，同时电解质溶液中得到氢离子，氢离子在阴极a电极上生成氢气，所以H由电极b经聚合固体电解质膜流向电极a，正确。3电解法精炼含有Fe、Zn、Ag等杂质的粗铜。下列叙述正确的是()A电解时以硫酸铜溶液做电解液，精铜做阳极B粗铜与电源负极相连，发生氧化反应C阴极上发生的反应是 Cu22e=CuD电解后Fe、Zn、Ag等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥答案C解析根据电解池原理，粗铜做阳极，比铜活泼的Zn、Fe等杂质发生氧化反应，比Cu不活泼的金属单质，如Ag等在阳极底部沉积；精铜做阴极，只发生Cu22e=Cu。4我国预计在2020年前后建成自己的载人空间站。为循环利用人体呼出的CO2并提供氧气，我国科学家设计了一种装置(如图所示)，实现“太阳能电能化学能”转化，总反应为2CO2=2COO2，下列有关说法不正确的是()A该装置属于电解池BX极发生氧化反应，Y极发生还原反应C人体呼出的水蒸气参与Y极反应：CO2H2O2e=CO2OHDX极每产生标准状况下22.4 L气体，有2 mol的OH从Y极移向X极答案D解析A项，该装置实现“太阳能电能化学能”转化，将电能转化为化学能的装置为电解池，正确；B项，根据图中电子的流向“XY”可知，X极为阳极，失电子发生氧化反应，Y为阴极，得电子，发生还原反应，正确；C项，Y为阴极，根据总反应可知，阴极为CO2得电子，生成CO，电极反应为CO2H2O2e=CO2OH，正确；D项，X极为阳极，OH放电生成氧气，电极反应为4OH4e=2H2OO2，生成1 mol O2，阳极有4 mol OH放电，根据溶液电中性原理，X电极区阴离子减少，则会有4 mol OH从Y极透过阴离子交换膜移向X极，使得溶液保持电中性，错误。5(2019大连诊断)用惰性电极电解(电解质足量)下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质(括号内)，溶液能与原来完全一样的是()ACuCl2(CuO) BNaCl(HCl)CKNO3(KOH) DCuSO4Cu(OH)2答案B解析A项，电解氯化铜时，阳极放氯气，阴极生成金属铜，所以应加氯化铜让电解质溶液复原，错误；B项，电解NaCl溶液，氢离子和氯离子放电，则应加入HCl恢复原样，正确；C项，电极KNO3溶液实质上是电解水，应加入水恢复溶液浓度，错误；D项，电解CuSO4溶液，铜离子和氢氧根离子放电，则一段时间内应加入氧化铜能恢复原样，加入氢氧化铜多加了水，错误。6(2016北京理综，12)用石墨电极完成下列电解实验。实验一实验二装置现象a、d处试纸变蓝；b处变红，局部退色；c处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生下列对实验现象的解释或推测不合理的是()Aa、d处：2H2O2e=H22OHBb处：2Cl2e=Cl2Cc处发生了反应：Fe2e=Fe2D根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜答案B解析A项，a、d处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，氢氧根离子剩余造成的，正确；B项，b处变红，局部退色，说明是溶液中的氯离子放电生成氯气同时与H2O反应生成HClO和H，Cl2eH2O=HClOH，错误；C项，c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，正确；D项，实验一中ac形成电解池，bd形成电解池，所以实验二中形成3个电解池，n(右面)有气泡生成，为阴极产生氢气，n的另一面(左面)为阳极产生Cu2，Cu2在m的右面得电子析出铜，正确。7(2018镜湖区校级期中)某工业废气中的SO2经如图中的两个循环可分别得到S和H2SO4，假设循环、处理等质量的SO2。下列说法正确的是()A“反应1”和“电解”中的氧化产物分别是ZnFeO3.5和MnO2B“反应2”和“吸收”中的SO2均起还原剂的作用C铁网或石墨均可作为循环中电解过程中的阳极材料D循环、中理论上分别得到S和H2SO4的物质的量比为11答案D解析A项，循环中ZnFeO4和H2在加热条件下发生反应1生成ZnFeO3.5，铁元素化合价降低，发生还原反应，电解硫酸锰时，生成二氧化锰和硫酸，阳极上失电子发生氧化反应，电极反应式为Mn22e2H2O=MnO24H，二氧化锰为氧化产物，错误；B项，反应2为：ZnFeO3.5和SO2在加热条件下生成ZnFeO4、S，反应方程式为4ZnFeO3.5SO24ZnFeO4S，二氧化硫起到氧化剂作用，错误；C项，铁网作为循环中电解过程中的阳极材料时，铁失电子发生氧化反应，不能生成硫酸，错误；D项，假设循环、处理等质量的SO2，由元素守恒得到循环、中理论上分别得到S和H2SO4的物质的量比为11，正确。8.空气污染物NO通常用含Ce4的溶液吸收，生成HNO2、NO，再利用电解法将上述吸收液中的HNO2转化为无毒物质，同时生成Ce4，其原理如图所示。下列说法正确的是()AH由右室进入左室BCe4从电解槽的c口流出，且可循环使用C阴极的电极反应式：2HNO26H6e=N24H2OD若用甲烷燃料电池作为电源，当消耗标准状况下33.6 L甲烷时，理论上可转化HNO2 2 mol答案C解析A项，根据电解原理，H由左室向右室移动，错误；B项，空气污染物NO通常用含Ce4溶液吸收，生成HNO2、NO，N的化合价升高，Ce4的化合价降低，然后对此溶液进行电解，又产生Ce4，根据电解原理，应在阳极上产生，即Ce4从a口流出，可循环使用，错误；C项，根据电解原理，阴极上得电子，化合价降低，HNO2转化为无毒物质，即转化为N2，阴极电极反应式为2HNO26H6e=N24H2O，正确；D项，标准状况下，33.6 L甲烷参与反应转移电子物质的量为 mol12 mol，理论上可转化HNO2的物质的量为 mol4 mol，错误。9.铝阳极氧化处理后形成的氧化膜比铝的天然氧化膜耐磨性、耐腐蚀性及装饰性有明显的提高，工业中以铝为阳极，置于硫酸溶液中电解，装置如图所示，下列说法正确的是()A阳极电极反应式为2Al6e6OH=Al2O33H2OB随着电解的进行，溶液的pH逐渐增大C当阴极生成气体3.36 L(标准状况)时，阳极增重2.4 gD电解过程中H移向铝电极答案C解析A项，硫酸溶液显酸性，阳极反应式为2Al6e3H2O=Al2O36H；B项，阴极反应式为6H6e=3H2，电解过程中H2O减少，pH减小；D项，电解过程中H移向阴极(石墨极)。10如图所示，在一定电压下用惰性电极电解由等物质的量浓度的FeCl2、HCl组成的混合溶液。已知在此电压下，阴、阳离子根据放电能力顺序，都可能在阳极放电。下列分析正确的是()AC1电极上的电极反应式为2H2O2e=2OHH2BC1电极处溶液首先变黄色CC2电极上可依次发生的电极反应为Fe2e=Fe3，2Cl2e=Cl2D每当C1电极上有2 g物质生成时，就会有2NA个电子通过溶液答案C解析C1电极与电源的负极相连，做阴极，溶液中的氢离子放电，电极反应式为2H2e=H2，A项错误；C1电极处氢离子放电，溶液碱性增强，溶液不会变成黄色，B项错误；C2电极与电源的正极相连，做阳极，亚铁离子的还原性强于氯离子，则依次发生的电极反应为Fe2e=Fe3、2Cl2e=Cl2，C项正确；电子只能通过导线传递，不能通过溶液，D项错误。11图1是电解饱和氯化钠溶液示意图。图2中，x轴表示实验时流入阴极的电子的物质的量，则y轴表示()An(Na) Bn(Cl)Cc(OH) Dc(H)答案C解析该装置中，阳极氯离子放电生成氯气，其电极反应式为2Cl2e=Cl2；阴极氢离子放电，其电极反应式为2H2e=H2；总反应式为2Cl2H2O2