2023-2024学年高二化学2019选择性必修1试题1.2.4化学能与电能的转化（电解原理的应用）2

1.2.4化学能与电能的转化（电解原理的应用）基础知识清单基础知识清单一、氯碱工业1．概念用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取氢氧化钠、氢气和氯气，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。2．原理(1)阳极反应：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反应)；(2)阴极反应：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－(还原反应)；总反应式：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up17(通电))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。二、铜的电解精炼1．阳极材料：粗铜。阳极反应：Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Cu－2e－=Cu2＋，比Cu不活泼的金、银形成阳极泥。2．阴极材料：纯铜。阴极反应：Cu2＋＋2e－=Cu。3．电解质溶液：CuSO4溶液，经过精炼，溶液中Cu2＋浓度会减小。三、电镀与电冶金1．铁钉镀锌电镀操作：用烧杯作电镀槽，加入电镀液，用锌片作阳极，铁钉作阴极，接通6V的直流电源，电镀20～25min。实验现象：阳极(锌片)质量减少，电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋，阴极质量增多，电极反应式为Zn2＋＋2e－=Zn。2．电镀银装置原理：金属材料电镀时，通常以待镀金属制品为阴极，以镀层金属为阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电解质溶液。在直流电的作用下，镀层金属在待镀金属制品表面形成均匀、光亮而致密的镀层。3．电冶金：对于比较活泼的金属，常用电解其熔融盐的方法制取，如工业上钠、镁的制取是通过电解熔融的氯化钠、氯化镁，而铝的制取是通过电解熔融的氧化铝。四、电镀与铜的电解精炼的比较电镀铜的电解精炼定义应用电解原理在某些金属或非金属材料表面镀上一层其他金属或合金利用电解原理提纯铜装置举例形成条件①镀层金属作阳极接直流电源正极，镀件作阴极接直流电源负极②电镀液必须是含有镀层金属离子的盐溶液③形成闭合回路①粗铜作阳极，纯铜作阴极②含Cu2＋的盐溶液作电解质溶液③直流电源④形成闭合回路电极反应(以铁上镀锌为例)阳极：Zn－2e－=Zn2＋阴极：Zn2＋＋2e－=Zn阳极：Cu(粗铜)－2e－=Cu2＋(主要)阴极：Cu2＋＋2e－=Cu(纯铜)电解(镀)液浓度不变减小联系电镀池和电解精炼池是特定条件下的电解池五、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。①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。②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4mole－为桥梁可构建如下关系式：4e－～2Cl2(Br2、I2)～O2阳极产物～2H2～2Cu～4Ag～eq\f(4,n)M阴极产物(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。课后分层练课后分层练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\o(=,\s\up9(通电))Cl2↑＋H2↑D．该装置将电能转化为化学能[答案]C[解析]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．在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下电镀方案中正确的是()A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含Fe2＋B．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含Zn2＋C．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含Fe3＋D．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含Zn2＋[答案]D[解析]在电镀池中，镀件作阴极，镀层金属作阳极，含镀层金属阳离子的溶液作电解质溶液。3．关于电镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是()A．都用粗铜作阳极、纯铜作阴极B．电解液的成分都保持不变C．阳极反应都只有Cu－2e－=Cu2＋D．阴极反应都只有Cu2＋＋2e－=Cu[答案]D[解析]A项电镀时镀件作阴极；B项电解精炼铜时电解液成分改变；C项电解精炼铜时，若有比铜活泼的金属杂质如锌，则阳极还会发生Zn－2e－=Zn2＋的反应。4．金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量铁、锌、铜、铂等杂质，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＋<Ni2＋<Cu2＋)()A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－=NiB．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铜和铂，没有锌、铁、镍[答案]D[解析]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铜和铂，没有锌、铁、镍。5．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0.05mol·L－1的氯化铜溶液，B池中加入0.1mol·L－1的硝酸银溶液，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∶1C．2∶1∶1∶1 D．2∶1∶2∶1[答案]A[解析]由电解规律可知：a、c为阴极，b、d为阳极。a极上析出铜，b极上析出氯气，c极上析出银，d极上析出氧气。由得失电子守恒可得出：2e－～Cu～Cl2～2Ag～eq\f(1,2)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。6．下列叙述中错误的是()A．电解池的阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应B．电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应C．电解池中，电子从电源负极流向电解池阳极D．电解饱和食盐水时，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气[答案]C[解析]电子从电解池的阳极流向电源正极，然后从电源的负极流向电解池的阴极，C错误。7．下列关于图示四个装置的叙述不正确的是()A．装置甲是可以在铁钉上镀铜的装置B．若装置乙为电解精炼铜装置，则X电极为精铜C．装置丙的a端产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝D．装置丁接通电源后可以观察到白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变红褐色[答案]D[解析]由图可知，装置甲是可以在铁钉上镀铜的电镀池，与直流电源正极相连的铜为阳极，镀件铁为阴极，故A正确；由图可知，装置乙为电解精炼铜的精炼池，与直流电源负极相连的X电极为阴极，则X为精铜，故B正确；由图可知，与直流电源正极相连的a电极为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，故C正确；由图可知，与直流电源负极相连的铁为阴极，铁不参与电极反应，所以电解时不能产生氢氧化亚铁，故D错误。8．工业上用碱吸电解法处理硫酸厂烟气中的SO2，先用NaOH溶液吸收SO2，再电解Na2SO3溶液使碱再生，电解原理如图所示：下列说法正确的是()A．电极a上的电极反应式为SOeq\o\al(2－,3)－2e－＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋B．电极b上的电极反应式为4OH－＋4e－=2H2O＋O2↑C．半透膜Ⅰ为阳离子交换膜，半透膜Ⅱ为阴离子交换膜D．若收集到22.4L气体G，则有1molM离子移向左室[答案]A[解析]电极b上的电极反应式为2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，故B错误；SOeq\o\al(2－,3)通过半透膜Ⅰ进入左侧得到浓硫酸，则半透膜Ⅰ为阴离子交换膜，钠离子透过半透膜Ⅱ进入右侧，得到浓NaOH溶液，则半透膜Ⅱ为阳离子交换膜，故C错误；气体G为H2，未指明氢气是否处于标准状况下，无法计算氢气的物质的量，从而无法计算转移的M离子的物质的量，故D错误。9．以足量的K2CrO4为原料，利用电解法制备K2Cr2O7的实验装置如下图，下列说法不正确的是()A．K2Cr2O7在阳极室生成B．在制备过程中，阳极室中的K＋透过交换膜向阴极室移动C．测定阳极液中K和Cr的含量，若某时刻K与Cr的物质的量之比eq\f(n(K),n(Cr))为eq\f(x,y)，则此时K2CrO4的转化率为eq\f(2y－x,y)×100%D．已知法拉第常数F＝96500C/mol，Q＝It＝n(e－)•F，若维持电流强度为IA，让电解池工作tmin，理论上可制备eq\f(It,96500×2)molK2Cr2O7[答案]D[解析]K2Cr2O7在阳极室生成，A项正确；阴极上，水得到电子，生成氢气，电极方程式为2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，可知阳极室中的K＋透过交换膜向阴极室移动，B项正确；设加入反应器内的K2CrO4为1mol，反应过程中有amolK2CrO4转化为K2Cr2O7，则阳极区剩余K2CrO4为(1－a)mol，对应的n(K)＝2(1－a)mol，n(Cr)＝(1－a)mol，生成的K2Cr2O7为eq\f(a,2)mol，对应的n(K)＝amol，n(Cr)＝amol，根据eq\f(n(K),n(Cr))为eq\f(x,y)，则eq\f(2－2a＋a,1－a＋a)＝eq\f(x,y)，解得a＝eq\f(2y－x,y)，则转化率为eq\f(2y－x,y)×100%，C项正确；法拉第常数F＝96500C/mol，Q＝It＝n(e－)•F，若维持电流强度为IA，让电解池工作tmin，则n(e－)＝eq\f(It,96500)mol，由反应2H2O－4e－=4H＋＋O2↑和2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O，如果完全反应可制备eq\f(It,96500×2)molK2Cr2O7，但是后者为可逆反应，则理论上可制备的K2Cr2O7小于eq\f(It,96500×2)mol，D项错误。故选D。10．如图所示，甲、乙为相互串联的两个电解池。甲乙(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A极为________极，电极材料是________________，电极反应式为________________，电解质溶液可以是______________________________。(2)乙池中铁极的电极反应为_________________________。(3)若将乙池中的石墨电极改为银电极，则乙池为______装置，电解一段时间后，溶液的浓度____________________________。[答案](1)阴纯铜Cu2＋＋2e－=CuCuSO4溶液(合理即可)(2)Ag＋＋e－=Ag(3)电镀不变[解析](1)由题图可知，甲池中A极为阴极，B极为阳极，在电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，故A为纯铜，电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu。电解质溶液应为含有Cu2＋的盐溶液，如CuSO4溶液等。(2)由题图可知，乙池中铁极作阴极，石墨作阳极，故铁极的电极反应式为Ag＋＋e－=Ag。(3)若将乙池中的石墨电极改为银电极，则乙池为电镀池，电镀过程中电解质溶液的浓度不变。11.电化学在化学工业中有着广泛的应用。(1)根据图示电化学装置，回答下列问题：①甲池中通入乙烷(C2H6)一极的电极反应式为。②乙池中，若X、Y都是石墨电极，A溶液是Na2SO4溶液，实验开始时，同时在两极附近溶液中各滴入几滴紫色石蕊溶液，X极的电极反应式为；一段时间后，在Y极附近观察到的现象是。③乙池中，若X、Y都是石墨电极，A溶液是足量AgNO3溶液，体积为0.2L，则Y极的电极反应式为；电解一段时间后，甲池消耗112mL(标准状况下)O2，则乙池溶液的c(H＋)为（忽略溶液体积的变化)。(2)若要用(1)中装置在铁质钥匙表面镀一层金属铜，用CuSO4溶液作电解液，则乙池中：①X极的材料是，电极反应式为。②Y极的材料是，电极反应式为。[答案](1)C2H6＋18OH－－14e－=2COeq\o\al(2－,3)＋12H2O2H2O－4e－=4H＋＋O2↑电极表面产生气泡，电极附近溶液变蓝Ag＋＋e－=Ag0.1mol•L－1(2)铜Cu－2e－=Cu2＋铁质钥匙Cu2＋＋2e－=Cu[解析](1)①甲池中左侧Pt电极为负极，电解质溶液为KOH溶液，电极反应式为C2H6＋18OH－－14e－=2COeq\o\al(2－,3)＋12H2O。②乙池中，若X、Y都是石墨电极，A溶液是Na2SO4溶液，则X是阳极，发生氧化反应，电极反应式为2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，Y是阴极，电极反应式为2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，有OH－和H2生成，则Y极附近观察到的现象是电极表面产生气泡，附近溶液变蓝。③乙池中，若X、Y都是石墨电极，A溶液是足量AgNO3溶液，Y极是阴极，电极反应式为Ag＋＋e－=Ag，X极是阳极，电极反应式为2H2O－4e－=4H＋＋O2↑。甲池中右侧Pt电极发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，消耗标准状况下112mLO2(即0.005mol)时电路中转移电子的物质的量为0.005mol×4＝0.02mol。根据得失电子守恒可知，电路中转移0.02mol电子时，X极附近生成0.02molH＋，则乙池溶液中c(H＋)＝eq\f(0.02mol,0.2L)＝0.1mol•L－1。(2)在铁质钥匙表面镀一层金属铜，则X极是阳极，要用镀层金属铜作阳极，电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，Y极是阴极，要用镀件铁质钥匙作阴极，电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu。1.电解饱和食盐水的工业生产叫氯碱工业。如图所示为离子交换膜电解槽电解饱和食盐水原理示意图，下列有关说法错误的是()A．a接电源的负极，b接电源的正极B．出口A产生的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝C．出口C得到浓NaOH溶液，出口B收集到的气体为H2D．若无阳离子交换膜，电解时电解槽内可能会产生NaClO[答案]A[解析]电解池中，阳离子移向阴极，根据Na＋移动方向可知左室为阳极室、右室为阴极室，则a接电源的正极，b接电源的负极，故A项错误；阳极的电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑，出口A产生的气体为Cl2，能使湿润的淀粉KI试纸变蓝，故B项正确；阴极的电极反应式为2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，出口B收集到H2，出口C得到浓NaOH溶液，故C项正确；若无阳离子交换膜，Cl2与NaOH反应会生成NaCl与NaClO，故D项正确。2.在日常生活中，很多物品都离不开电镀，现将一块铜牌镀上一层银，装置如图所示，下列说法正确的是()A．银片与电源的正极相连B．电镀一段时间后，AgNO3溶液的浓度会变小C．阴极的电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋D．反应一段时间后，将电源反接，铜牌可以恢复到原来的状态[答案]A[解析]银片与电源的正极相连，A正确；电镀过程中AgNO3溶液的浓度不变，B错误；铜作阴极，阴极的电极反应式为Ag＋＋e－=Ag，C错误；Cu活泼性比Ag强，将电源反接，铜牌作阳极，发生的电极反应为Cu－2e－=Cu2＋，故铜牌不能恢复到原来的状态，D错误。3.以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中()A．阴极发生的反应为Mg－2e－=Mg2＋B．阴极上Al被氧化C．在电解槽底部产生含Cu的阳极泥D．阳极和阴极的质量变化相等[答案]C[解析]阴极应该发生得电子的还原反应，实际上Mg在阳极失电子生成Mg2＋，A错误；Al在阳极上被氧化生成Al3＋，B错误；因为阳极除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子生成铝单质，根据电子转移数守恒及元素守恒可知，阳极与阴极的质量变化不相等，D错误。故选C。4.在500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中，c(NOeq\o\al(－,3))＝6mol/L，用石墨电极电解一段时间后，两极均收集到22.4L气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为500mL，NOeq\o\al(－,3)不参与电极反应，下列说法正确的是()A．电解得到的Cu的物质的量为0.5molB．向电解后的溶液中加入98g的Cu(OH)2可恢复为原溶液C．原混合溶液中c(K＋)＝6mol/LD．电解后溶液中c(H＋)＝2mol/L[答案]B[解析]石墨电极电解时，溶液中阳离子的放电顺序为Cu2＋>H＋，阴极的电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu，2H＋＋2e－=H2↑，阳极电极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，当阳极收集氧气为1mol时，转移的电子总数为4mol，根据整个电路中得失电子守恒，计算可得电解得到的Cu的物质的量为1mol，A项错误；整个过程中消耗铜离子为1mol，电解生成Cu、O2、H2均为1mol，加入98g的Cu(OH)2计算出n＝eq\f(m,M)＝eq\f(98g,98g/mol)＝1mol，恢复为原溶液，B项正确；根据计算n(Cu2＋)＝1mol，c(Cu2＋)＝eq\f(n,V)＝2mol/L，c(NOeq\o\al(－,3))＝6mol/L，溶液呈电中性，可计算出c(K＋)＝2mol/L，C项错误；阳极电极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O或(2H2O－4e－=O2↑＋4H＋)，当阳极收集氧气为1mol时，产生n(H＋)＝4mol－2mol＝2mol，c(H＋)＝4mol/L，D项错误。故选B。5．有三个烧杯，分别盛有氯化铜、氯化钾和硝酸银三种溶液，均以Pt作电极，将它们串联在一起电解一定时间，测得电极增重总和2.8g，这时产生的有色气体与无色气体的物质的量之比为()A．4∶1 B．1∶1C．4∶3 D．3∶4[答案]C[解析]串联电路中，相同时间内各电极得电子或失电子的物质的量相同，各电极上放出气体的物质的量之比为定值。不必注意电极增重是多少，只要判断出生成何种气体及生成该气体一定物质的量所得失电子的物质的量，就可以通过得失电子守恒，判断气体体积之比，第一个烧杯中放出Cl2，第二个烧杯中放出Cl2和H2，第三个烧杯中放出O2。在有1mol电子转移时，生成的气体的物质的量分别是0.5mol、0.5mol、0.5mol和0.25mol。所以共放出有色气体(Cl2)0.5mol＋0.5mol＝1mol，无色气体(O2和H2)0.5mol＋0.25mol＝0.75mol。6．氢氧化锂是合成其他锂产品的基本原料，也可以直接用于其他工业领域。用如图所示的双膜电解装置可制备氢氧化锂。下列有关叙述正确的是()A．甲膜为阴离子交换膜，乙膜为阳离子交换膜B．通电后Li＋向阳极移动C．阴极的电极反应为H2O＋2e－=H2↑＋O2－D．当电路中通过1mol电子时，可生成49gH2SO4[答案]D[解析]连接电源负极的a电极为阴极，连接电源正极的b电极为阳极，通电后，阳离子向电解池的阴极移动，阴离子向电解池的阳极移动，故甲膜为阳离子交换膜，乙膜为阴离子交换膜，A、B项错误；阴极发生还原反应，但在水溶液中不可能生成O2－，C项错误；阳极电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，当电路中通过1mol电子时，生成1molH＋，即生成49gH2SO4，D项正确。7．重铬酸钾是化学实验室中的一种重要分析试剂。工业上以铬酸钾(K2CrO4)(黄色)为原料，采用电化学法制备重铬酸钾(K2Cr2O7)(橙色)，制备装置如图所示。下列说法错误的是()A．阳极室中溶液的颜色逐渐由黄色变为橙色B．电解过程中阳极附近溶液的c(H＋)增大C．K2CrO4在阳极区被氧化成K2Cr2O7D．阴极每生成1mol气体，有2mol阳离子从阳极室移向阴极室[答案]C[解析]结合题给装置可判断惰性电极为阳极，不锈钢电极为阴极，阳极室中K2CrO4转化为K2Cr2O7，溶液由黄色逐渐变为橙色，A项正确；阳极发生氧化反应，H2O失电子，电极反应式为2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，阳极附近溶液c(H＋)增大，B项正确；阳极室中H＋浓度增大，促使反应2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋=Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O发生，反应前后Cr元素化合价没有发生变化，C项错误；阴极的电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，每生成1molH2的同时产生2molOH－，为使阴极室溶液保持电中性，应有2mol阳离子从阳极室向阴极室移动，D项正确。8．氯碱工业是高耗能产业，按下图将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上，且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()A．图中装置Ⅰ属于原电池B．X是氢气C．Y在装置Ⅱ中发生的电极反应为H2－2e－＋2OH－=2H2OD．图中氢氧化钠质量分数大小关系为a%>b%[答案]C[解析]Y为氢气，装置Ⅱ为氢氧燃料电池，装置Ⅰ为电解饱和食盐水的电解池，故A错误；X为氯气，故B错误；由分析可知，装置Ⅱ中Y发生的电极反应式为H2－2e－＋2OH－=2H2O，故C正确；由分析可知，装置Ⅱ为氢氧燃料电池，右边电极为正极，氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，钠离子通过阳离子交换膜由左向右移动，则氢氧化钠质量分数大小关系为b%>a%，故D错误。故选C。9．有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，所用装置如图所示，下列说法正确的是()A．图中的甲池为电解池，乙池为原电池B．N2O5在c极上产生，c极的电极反应为N2O4－2e－＋H2O=N2O5＋2H＋C．a极发生的电极反应为SO2－2e－＋2H2O=H2SO4＋2H＋D．每转移2mol电子，生成2molN2O5和1molH2SO4[答案]D[解析]由图可知甲装置能自发进行氧化还原反应，所以甲是原电池，总反应为2SO2＋2H2O＋O2=2H2SO4，用来制备硫酸，通入二氧化硫的电极失电子发生氧化反应，a为负极，电极反应为SO2－2e－＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋，则b为正极，电极反应为O2＋4H＋＋4e－=2H2O，乙属于电解池，与电源的正极b相连的电极c为阳极，N2O4在阳极失电子生成N2O5，电极反应为N2O4－2e－＋2HNO3=2N2O5＋2H＋，d电极为阴极，据此分析解题。由分析可知甲是原电池，乙是电解池，A错误；c是阳极，d是阴极，阳极上N2O4放电生成N2O5，电极反应为N2O4－2e－＋2HNO3=2N2O5＋2H＋，B错误；由分析可知，a极为负极，发生的电极反应为SO2－2e－＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋，C错误；结合分析可知，每转移2mol电子，生成2molN2O5和1molH2SO4，D正确。故选D。10．某科研实验小组用EIS膜池构型的电渗析装置电解磷酸钠和硫酸制备磷酸二氢钠，装置如图所示，下列有关说法错误的是()A．电极电势：a<bB．离子交换膜为阳离子交换膜C．阴极的电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑D．电渗析过程中阳极液的c(H＋)不断增大[答案]D[解析]由装置图可知，b是阳极，a是阴极，电极电势：a<b，故A正确；质子交换膜允许H＋通过，在反应室中H＋与POeq\o\al(3－,4)结合生成H2POeq\o\al(－,4)，阴极：2H＋＋2e－=H2↑，Na＋从反应室移向阴极区，使阴极区溶液呈电中性，所以离子交换膜为阳离子交换膜，故B正确；阴极得电子发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，故C正确；阳极的电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，H＋通过质子交换膜进入反应室，阳极液的c(H＋)不变，故D错误。故选D。11．电解装置如图所示，B装置中是1L2mol·L－1的AgNO3溶液，A装置中是1L2mol·L－1的Na2SO4溶液，通电后，湿润的淀粉­KI试纸的X端变蓝色，电解一段时间后试回答：(1)Ag是电解池的________极，写出此电极的电极方程式：____________________________。(2)A中发生反应的化学方程式为_____________________________。(3)B中观察到的现象是_____________________________________。(4)室温下，若电解一段时间后测得电路中通过的电子的物质的量为0.2mol，电解过程中，B中析出物质是________克，A中阳极收集到的气体体积为________(标准状况)。[答案](1)阳Ag－e－=Ag＋(2)2H2Oeq\o(=,\s\up9(通电))2H2↑＋O2↑(3)Ag棒变细，Fe棒上有银白色物质析出(4)21.61.12L[解析](1)由湿润的淀粉­KI试纸的X端变蓝可知Ag为阳极，电解时Ag失电子发生氧化反应，电极反应为Ag－e－=Ag＋。(2)A装置中是1L2mol·L－1的Na2SO4溶液，惰