4.2 電解池-2024-2025學(xué)年高二化學(xué)講義解題大招（人教版）

PAGE14.2電解池【四大必考點(diǎn)+四大秒殺招+五大題型+分層訓(xùn)練】課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)+知識精講知識點(diǎn)01電解原理1．實(shí)驗(yàn)探究：電解CuCl2溶液【實(shí)驗(yàn)4-2】在U形管中注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的CuCl2溶液，插入兩根石墨棒作電極(如圖4-9)。把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在與直流電源正極相連的石黑棒附近。接通直流電源，觀察U形管內(nèi)的現(xiàn)象和試紙顏色的變化。完成實(shí)驗(yàn)，并填寫下表。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論原因分析電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明電解質(zhì)溶液導(dǎo)電，形成閉合回路自由運(yùn)動離子發(fā)生定向移動與負(fù)極相連的b極上逐漸覆蓋了一層紅色物質(zhì)析出金屬銅陰極：Cu2＋＋2e－=Cu(還原反應(yīng))與正極相連的a極上有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{(lán)產(chǎn)生了氯氣陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反應(yīng))2．電解和電解池1．電解定義當(dāng)直流電通過電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)時，在兩個電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程叫做電解。2．電解池3.電解池的工作原理電子由電源的負(fù)極出發(fā)，流向電解池的陰極，陽離子在陰極上獲得電子發(fā)生還原反應(yīng)；與此同時，陰離子在陽極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，失去的電子再從電池的陽極流向電源的正極，從而形成閉合回路。（1）電子和離子的移動方向(惰性電極)（2）電子只能夠經(jīng)過導(dǎo)線和電極，不能夠通過溶液，可以理解為電子只走“旱路”，不走“水路”。3．電解原理電解池陰極和陽極的判斷依據(jù)知識點(diǎn)02電解規(guī)律1．電解池電極反應(yīng)式的書寫(1)常見微粒的放電順序陰極：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>……陽極：活性電極＞S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根(2)電極反應(yīng)式的書寫方法以惰性電極碳棒電解CuSO4溶液為例①辨電極：陰極與電源負(fù)極相連，陽極與電源正極相連。②找離子：電解質(zhì)溶液中：Cu2＋、H＋、SOeq\o\al(2－,4)、OH－。③排順序：依據(jù)常見微粒放電順序，陰極：Cu2＋>H＋(水)，陽極：OH－(水)>SOeq\o\al(2－,4)。④電極式：陰極：Cu2＋＋2e－=Cu，陽極：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋。⑤總反應(yīng)：依據(jù)得失電子守恒，調(diào)整各電極計(jì)量數(shù)，然后相加，標(biāo)上反應(yīng)條件2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋4H＋、2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4。2．電解后溶液的復(fù)原規(guī)律用惰性電極電解下列酸、堿、鹽溶液，請?zhí)顚懴卤恚?1)電解H2O型電解質(zhì)H2SO4NaOHNa2SO4陽極反應(yīng)式2H2O－4e－=O2↑＋4H＋4OH－－4e－=O2↑＋2H2O2H2O－4e－=O2↑＋4H＋陰極反應(yīng)式4H＋＋4e－=2H2↑2H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－pH變化減小增大不變復(fù)原加入物質(zhì)加入H2O(2)電解電解質(zhì)型電解質(zhì)HClCuCl2陽極反應(yīng)式2Cl－－2e－=Cl2↑陰極反應(yīng)式2H＋＋2e－=H2↑Cu2＋＋2e－=CupH變化增大復(fù)原加入物質(zhì)加入HCl加入CuCl2(3)電解質(zhì)和水都發(fā)生電解型電解質(zhì)NaClCuSO4陽極反應(yīng)式2Cl－－2e－=Cl2↑2H2O－4e－=O2↑＋4H＋陰極反應(yīng)式2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－2Cu2＋＋4e－=2CupH變化增大減小復(fù)原加入物質(zhì)加入HCl加入CuO或CuCO33.電解池中的守恒規(guī)律同一電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是相等的，利用電子守恒使各電極得失電子均相等，在各極反應(yīng)式中建立聯(lián)系。知識點(diǎn)03電解飽和食鹽水燒堿、氯氣都是重要的化工原料，習(xí)慣上把電解飽和食鹽水的工業(yè)生產(chǎn)叫做氯堿工業(yè)。1．電解飽和食鹽水的原理通電前：溶液中的離子是Na＋、Cl－、H＋、OH－。通電后：①移向陽極的離子是Cl－、OH－，Cl－比OH－容易失去電子，被氧化成氯氣。陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反應(yīng))?，F(xiàn)象：有氣泡產(chǎn)生，使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍(lán)②移向陰極的離子是Na＋、H＋，H＋比Na＋容易得到電子，被還原成氫氣。其中H＋是由水電離產(chǎn)生的。陰極：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－(還原反應(yīng))?，F(xiàn)象：有氣泡產(chǎn)生，滴加酚酞溶液變紅③總反應(yīng)：化學(xué)方程式為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑＋2NaOH；離子方程式為2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑＋2OH－。2．氯堿工業(yè)生產(chǎn)流程工業(yè)生產(chǎn)中，電解飽和食鹽水的反應(yīng)在離子交換膜電解槽中進(jìn)行。(1)陽離子交換膜電解槽(2)陽離子交換膜的作用：只允許Na＋等陽離子通過，不允許Cl－、OH－等陰離子及氣體分子通過，可以防止陰極產(chǎn)生的氫氣與陽極產(chǎn)生的氯氣混合發(fā)生爆炸，也能避免氯氣與陰極產(chǎn)生的氫氧化鈉反應(yīng)而影響氫氧化鈉的產(chǎn)量。3．氯堿工業(yè)產(chǎn)品及其應(yīng)用(1)氯堿工業(yè)產(chǎn)品主要有NaOH、Cl2、H2、鹽酸、含氯漂白劑等。(2)電解飽和食鹽水為原理的氯堿工業(yè)產(chǎn)品在有機(jī)合成、造紙、玻璃、肥皂、紡織、印染、農(nóng)藥、金屬冶煉等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。知識點(diǎn)04電鍍電冶金1．電鍍與電解精煉電鍍是一種利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的加工工藝。電鍍的主要目的是使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力，增加表面硬度和美觀。電鍍電解精煉裝置陽極材料鍍層金屬Cu粗銅(含鋅、銀、金等雜質(zhì))陰極材料鍍件金屬Fe純銅陽極反應(yīng)Cu－2e－=Cu2＋Zn－2e－=Zn2＋、Cu－2e－=Cu2＋等陰極反應(yīng)Cu2＋＋2e－=CuCu2＋＋2e－=Cu溶液變化Cu2＋濃度保持不變Cu2＋濃度減小，金、銀等金屬沉積形成陽極泥2.電冶金(1)金屬冶煉的本質(zhì)：使礦石中的金屬離子獲得電子變成金屬單質(zhì)的過程。如Mn＋＋ne－=M。(2)電解法用于冶煉較活潑的金屬(如鉀、鈉、鎂、鋁等)，但不能電解其鹽溶液，應(yīng)電解其熔融態(tài)。如：電解熔融的氯化鈉可制取金屬鈉的電極反應(yīng)式：陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑；陰極：2Na＋＋2e－=2Na；總反應(yīng)：2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑。解題大招解題大招大招01電解池電極反應(yīng)式易錯點(diǎn)①活性電極一般指Pt、Au以外的金屬電極。②電解的離子方程式中，若參與電極反應(yīng)的H＋或OH－是由水電離出來的，用H2O作為反應(yīng)物。大招02電解后溶液的復(fù)原規(guī)律總結(jié)用惰性電極電解電解質(zhì)溶液時，若要使電解后的溶液恢復(fù)到原狀態(tài)，加入的物質(zhì)應(yīng)由電解過程中從溶液中析出的物質(zhì)決定（以氣體或固體形式脫離電解質(zhì)溶液的物質(zhì)）。應(yīng)遵循“析出什么加什么，析出多少加多少”的原則，一般加入陰極產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物的化合物。大招03電解飽和食鹽水原理分析在飽和食鹽水中陽離子有兩種Na＋、H＋，但H＋比Na＋放電能力強(qiáng)，H＋得電子生成了H2，Na＋留在了溶液中；陰離子有兩種CI－、OH－，但CI－比OH－放電能力強(qiáng)，CI－得電子生成了Cl2，OH－留在了溶液中。在陰極區(qū)，由于H＋不斷消耗，破壞了水的電離平衡，促進(jìn)H2OH＋＋OH－向正向進(jìn)行，所以溶液中陰極區(qū)OH－濃度不斷增大，顯堿性。大招04電冶金注意事項(xiàng)①電解精煉過程中的“兩不等”：電解質(zhì)溶液濃度在電解前后不相等；陰極增加的質(zhì)量和陽極減少的質(zhì)量不相等。②電鍍過程中的“一多，一少，一不變”：“一多”指陰極上有鍍層金屬沉積；“一少”指陽極上有鍍層金屬溶解；“一不變”指電鍍液(電解質(zhì)溶液)的濃度不變。題型分類題型分類題型01電解池及工作原理【例1】下列敘述正確的是①電解池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置②原電池是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置③金屬和石墨導(dǎo)電均為物理變化，電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化④電解池兩個電極材料可以相同A．①②③④ B．③④ C．②③④ D．③【答案】B【解析】①電解池是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置，故①錯誤；②原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置，故②錯誤；③金屬和石墨均為自由電子導(dǎo)電，屬于物理變化；電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是電解，屬于化學(xué)變化，故③正確；④電解池連接外接電源，兩個電極材料可以相同也可以不同，故④正確；選B?！咀兪?-1】下列有關(guān)電解原理的應(yīng)用的說法正確的是A．氯化鋁是一種電解質(zhì)，可用于電解法制鋁B．電解法精煉銅時，以粗銅作陰極，純銅作陽極C．用惰性電極電解飽和食鹽水時，陰極反應(yīng)式為D．在鐵制品上鍍銀時，鐵制品與電源正極相連【答案】C【解析】A．氯化鋁是屬于共價化合物，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，不可用于電解法制鋁，A錯誤；B．電解法精煉銅時，以粗銅作陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成銅離子；純銅作陰極，銅離子發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，B錯誤；C．用惰性電極電解飽和食鹽水時，水電離出氫離子在陰極放電生成氫氣，反應(yīng)式為2H++2e?=H2↑，C正確；D．在鐵制品上鍍銀時，鐵制品與電源負(fù)極相連作為電解池的陰極，D錯誤；故選C?！咀兪?-2】下列關(guān)于電解池的敘述中，不正確的是A．與電源正極相連的是電解池的陰極 B．電解池是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置C．溶液中的陽離子移向陰極 D．在電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)【答案】A【解析】A．與外接直流電源正極相連的是電解池的陽極，A錯誤；B．電解池將外接直流電的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，該裝置是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，B正確；C．電解池中溶液中的陽離子向得電子的一極移動，電解池中與外接直流電源負(fù)極相連的是陰極，陰極得電子，即溶液中的陽離子移向陰極，C正確；D．電解池的陽極失去電子流入外接直流電源的正極，在電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，D正確；故選A。題型02多個電池裝置【例2】假設(shè)圖中原電池產(chǎn)生的電壓、電流強(qiáng)度均能滿足電解、電鍍要求，即為理想化。①~⑧為各裝置中的電極編號。下列說法錯誤的是A．當(dāng)K閉合時，甲裝置發(fā)生吸氧腐蝕，在電路中作電源B．當(dāng)K斷開時，乙裝置鋅片溶解，有氫氣產(chǎn)生C．當(dāng)K閉合后，整個電路中電子的流動方向?yàn)棰邸?，①→⑧，⑦→⑥，⑤→④D．當(dāng)K閉合后，甲、乙裝置中溶液pH變大，丙裝置中溶液pH不變【答案】A【解析】當(dāng)K閉合時，形成閉合電路，乙中Zn–Cu形成的原電池比甲中Fe–C形成的原電池產(chǎn)生的電壓大，則乙為原電池，甲、丙和丁為電解池，各電極如圖。A．由分析可知，甲為電解池，乙為原電池，乙在電路中作電源，甲裝置中的鐵與負(fù)極相連，做陰極，鐵被保護(hù)，則甲為電解飽和氯化鈉溶液，不發(fā)生吸氧腐蝕，故A錯誤；B．當(dāng)K斷開時，乙不能構(gòu)成原電池，鋅片和稀硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而溶解，有氫氣產(chǎn)生，故B正確；C．當(dāng)K閉合后，乙為原電池，甲、丙、丁為電解池，③為負(fù)極，④為正極，故整個電路中電子的流動方向?yàn)棰邸冢佟?，⑦→⑥，⑤→④，故C正確；D．當(dāng)K閉合后，甲中有NaOH生成，溶液pH增大，乙中H+被消耗，溶液pH增大，丙裝置相當(dāng)于在銀上鍍銅，溶液pH不變，故D正確；故選A?！咀兪?-1】用反應(yīng)：設(shè)計(jì)原電池，并用它作電源進(jìn)行電解的裝置如圖所示：NaCl溶液的體積為200mL，假設(shè)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部放出，且反應(yīng)前后溶液體積的變化忽略不計(jì)。下列有關(guān)敘述錯誤的是A．電極A是鐵作材料，B為溶液，電極C周圍溶液變紅B．A、C兩級都發(fā)生氧化反應(yīng)，C電極反應(yīng)式為：C．銀電極變粗，為電源的正極，A的電極反應(yīng)式為：D．當(dāng)析出21.6gAg時，銅電極減輕的質(zhì)量是6.4g【答案】B【解析】A．正極是Ag作材料，則電極A用鐵作負(fù)極，電解質(zhì)溶液為AgNO3溶液，電解NaCl溶液時，C是電解池的陰極，發(fā)生的反應(yīng)為2H2O+2e-═H2↑+2OH-，加入酚酞變紅，故A正確；B．A極是原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，C極是電解池的陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，故B錯誤；C．原電池中，A極是原電池的負(fù)極，發(fā)生的反應(yīng)為：Fe-2e-=Fe2+，正極是Ag作材料，電解質(zhì)溶液為AgNO3溶液，發(fā)生的反應(yīng)為：Ag++e-=Ag，故C正確；D．當(dāng)析出Ag21.6g時，n(Ag)══0.2mol，轉(zhuǎn)移電子0.2mol，銅電極的反應(yīng)為Cu-2e-═Cu2+，消耗0.1molCu，減輕的質(zhì)量為6.4g，故D正確；答案選B?！咀兪?-2】如圖所示的電化學(xué)裝置，電極Ⅰ為Al，其它電極均為Cu，下列說法正確的是A．電極Ⅱ質(zhì)量逐漸減小B．鹽橋中裝有含氯化鉀飽和溶液的瓊膠，其作用是傳遞電子C．電極Ⅲ的電極反應(yīng)：D．若用該裝置電解精煉銅，電極Ⅲ為粗銅，電極Ⅳ為精銅【答案】D【解析】A．電極Ⅱ?yàn)檎龢O，電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu，電極Ⅱ質(zhì)量逐漸增大，A錯誤；B．電子只通過導(dǎo)線傳遞，不能通過鹽橋，B錯誤；C．電極Ⅲ的電極反應(yīng)為Cu-2e-=Cu2+，C錯誤；D．電極Ⅲ為陽極，若用該裝置電解精煉銅，則電極Ⅲ為粗銅，電極Ⅳ為陰極，材料為精銅，D正確；故答案選D。題型03電解原理的應(yīng)用【例3】可利用太陽能光伏電池電解水制高純氫，其原理如圖所示。通過控制開關(guān)連接或，可交替得到和.下列說法錯誤的是A．氣體X為，氣體Y為B．連接時，陽極的電極反應(yīng)式為C．電極1和電極2的材料可分別選用石墨和鐵D．連接時，理論上導(dǎo)線中每通過1mol，電極3的質(zhì)量增加1g【答案】C【解析】A．連接開關(guān)K1時，電極1為陰極，發(fā)生的電極反應(yīng)為：，陰極產(chǎn)生的氣體X為，連接開關(guān)K2時，電極2為陽極，發(fā)生的電極反應(yīng)為：，陽極產(chǎn)生的氣體Y為，A正確；B．連接時，陽極的電極反應(yīng)式為，B正確；C．電極2的材料若選用鐵，則不會產(chǎn)生，而是鐵放電，C錯誤；D．連接時，電極3為陰極，理論上導(dǎo)線中每通過1mol，電極3發(fā)生的電極反應(yīng)為：，電極變化，質(zhì)量增加1g，D正確；故選C。【變式3-1】電鍍的主要目的是使金屬的抗腐蝕能力增強(qiáng)，表面硬度和美觀增加，電鍍示意圖如圖，下列說法正確的是A．為電源的正極，銅片上發(fā)生還原反應(yīng)B．若電源為氫氧燃料電池，每消耗，鐵制鍍件上增重C．電鍍的過程中，理論上，無氫氣和氧氣生成D．由反應(yīng)可知，酸性：【答案】C【解析】A．結(jié)合電鍍裝置特點(diǎn)，可知銅片作陽極，銅片發(fā)生氧化反應(yīng)，a為正極，故A錯誤；B．若電源為氫氧燃料電池，每消耗，電路中轉(zhuǎn)移0.4mol電子，鐵制鍍件上發(fā)生反應(yīng)：Cu2++2e-=Cu，析出Cu的物質(zhì)的量為0.2mol，質(zhì)量12.8g，故B錯誤；C．電鍍的過程中，理論上，陽極銅單質(zhì)失電子，陰極銅離子得電子，無氫氣和氧氣放出，故C正確；D．硫酸為強(qiáng)酸，H2S為弱酸，該反應(yīng)之所以發(fā)生是因?yàn)镃uS的溶解度很小，難溶于硫酸，故D錯誤；故選：C。【變式3-2】下列關(guān)于電解精煉銅與電鍍銅的說法正確的是A．電解精煉銅時，電路中每通過2mol，陽極質(zhì)量一定減少64gB．從陽極泥中可提取金、銀等貴重金屬C．電解精煉銅時，粗銅應(yīng)與電源正極相連，發(fā)生還原反應(yīng)，電鍍銅時，陽極材料一定要是鍍層金屬D．電鍍過程中電鍍液無需更換【答案】B【解析】A．陽極的材料為粗銅，含有的雜質(zhì)Zn、Fe、Ni等均會放電，因此電路中每通過2mole-，陽極質(zhì)量不一定減少64g，故A錯誤；B．陽極的鐵和銅等活潑金屬失電子，不活潑的金銀等金屬會沉積在陽極附近，形成陽極泥，故B正確；C．粗銅與電源正極相連，發(fā)生氧化反應(yīng)，在電鍍過程中，陽極材料可以是鍍層金屬，也可以是惰性材料，故C錯誤；D．電鍍過程中如果用待鍍金屬做陽極，電解液濃度幾乎不變，就不需要更換，如果用其他材料做陽極，電鍍液需要不斷更換，故D錯誤；故答案選B。題型04有關(guān)電解的計(jì)算【例4】用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液，通電一段時間后，向所得的溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH(不考慮CO2的溶解)。則電解過程中共轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為A．0.4mol B．0.5mol C．0.6mol D．0.8mol【答案】C【解析】電解硫酸銅時，初階段：2CuSO4+2H2O2Cu↓+O2↑+2H2SO4

，后階段：2H2O2H2↑+O2↑，如果只按照第一階段的電解，反應(yīng)只需要加入CuO或CuCO3就可以，但是現(xiàn)在加入的是Cu2(OH)2CO3，相當(dāng)于多加入了0.2molCuO和0.1molH2O，這0.1mol的水，應(yīng)該是第二階段的反應(yīng)進(jìn)行，該階段轉(zhuǎn)移了0.2mol電子，第一階段轉(zhuǎn)移了0.4mol電子，所以總共轉(zhuǎn)移電子0.6mol；故答案為：C【變式4-1】在電解飽和食鹽水的過程中，當(dāng)陰陽兩極共收集到224mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時，理論上可得到氫氧化鈉A．0.4g B．0.8g C．0.01g D．0.02g【答案】A【解析】n(氣體)0.01mol，由2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑可知，氫氣、氯氣的物質(zhì)的量均為0.005mol，生成NaOH的質(zhì)量為0.005mol×2×40g/mol=0.4g，故選：A?！咀兪?-2】在相同條件下，通以相同的電量，分別電解足量的CuCl2溶液和AgNO3溶液，如果析出64g銅，則析出銀的質(zhì)量為A．108g B．54g C．216g D．64g【答案】C【解析】電解足量的CuCl2溶液，陰極的電極反應(yīng)式為，如果析出64g銅，則析出1molCu，轉(zhuǎn)移2mol電子；電解足量的AgNO3溶液的陰極反應(yīng)式為，若通以相同的電量，則析出Ag2mol，質(zhì)量為，故選C。題型05電解池的綜合運(yùn)用【例5】電化學(xué)知識在生活中應(yīng)用廣泛，但形成原電池和電解池均需要一定的條件。(1)現(xiàn)有下列裝置：

其中，能構(gòu)成原電池的是（填字母代號），能構(gòu)成電解池的是（填字母代號）。(2)下列化學(xué)方程式正確且能設(shè)計(jì)成原電池的有______（填字母代號）。A．B．C．D．(3)已知Cr比Fe的金屬性稍活潑，銅鉻構(gòu)成原電池如裝置J所示（鹽橋中裝的是飽和KCl瓊脂溶液）。則Cr為極（填“正”或“負(fù)”），鹽橋中移向（填“左池”或“右池”），盛稀硫酸燒杯中的現(xiàn)象為。

(4)甲、乙兩同學(xué)利用原電池反應(yīng)檢測金屬的活動性順序，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置。

甲裝置用（填“鋁片”或“鎂片”）作負(fù)極，兩同學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的不同之處為，由此得出不能簡單根據(jù)金屬的活動性來判斷原電池的正負(fù)極的結(jié)論，正確的判斷方法是?！敬鸢浮?1)BFGHIEI(2)BD(3)負(fù)右池Cu上有氣泡產(chǎn)生(4)鎂片甲中鎂片變薄，鋁片上有氣泡產(chǎn)生，而乙中鋁片變薄，鎂片上有氣泡產(chǎn)生失電子發(fā)生氧化反應(yīng)的電極為負(fù)極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)的電極為正極【解析】（1）①原電池構(gòu)成的條件是：兩個活性不同的電極、電解質(zhì)溶液、構(gòu)成閉合回路、能夠自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，可判斷出BFGHI能夠成原電池；②電解池構(gòu)成的條件是：外接電源、兩個電極、電解質(zhì)溶液、構(gòu)成閉合回路，可判斷EI構(gòu)成電解池；（2）一般來說，放熱的氧化還原反應(yīng)都可構(gòu)成原電池。B、D符合要求。（3）①由條件可知，Cr比Cu活潑，所以Cr失電子發(fā)生氧化反應(yīng)作負(fù)極；②原電池電解液中陽離子移向正極，所以鹽橋中移向正極（右池）；③盛稀硫酸燒杯中氫離子得電子生成氫氣，所以現(xiàn)象為Cu電極上有氣泡產(chǎn)生；（4）①雖然鎂的金屬性大于鋁，但失電子難易程度與電解質(zhì)溶液有關(guān)，在酸性條件下，Mg失電子作負(fù)極，而在堿性條件下，Al失電子作負(fù)極，故甲裝置中作負(fù)極的是鎂片；②兩同學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的不同之處為甲中鎂片變薄，鋁片上有氣泡產(chǎn)生，而乙中鋁片變薄，鎂片上有氣泡產(chǎn)生；③正確的判斷原電池正負(fù)極的方法是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)的電極為負(fù)極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)的電極為正極?！咀兪?-1】電化學(xué)在現(xiàn)代生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用。如圖所示裝置，所有電極材料均為，回答下列問題：(1)甲裝置是(填“原電池”或“電解池”)，b極電極反應(yīng)式為。(2)乙裝置中c為極，電解過程中向(填“c”或“d”)電極移動。(3)丙裝置用來電解硫酸鉀溶液制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀，氣體C為(寫化學(xué)式，下同)。其中M、N為離子交換膜，只允許某些離子通過，則溶液A中的溶質(zhì)為，M為離子交換膜(填“陰”或“陽”)。(4)電解一段時間后，若向乙池剩余溶液中加入恰好使之恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，則甲裝置中消耗?！敬鸢浮?1)原電池2H2O+O2+4e-=4OH-(2)陽d(3)H2H2SO4陰(4)0.1【解析】（1）甲裝置為甲醇燃料電池，即原電池，b極通入O2，為正極，電極反應(yīng)式為2H2O+O2+4e-=4OH-；（2）乙池中c極與燃料電池正極相連，為陽極，電解過程中向陰極移動，即向d電極移動；（3）題圖中左邊加入含硫酸的水，右側(cè)加入含KOH的水，說明左邊制H2SO4，則A出口導(dǎo)出的溶液溶質(zhì)為H2SO4，右邊制備KOH溶液，氫氧根離子在陽極放電，同時電解后溶液呈酸性，硫酸根離子通過離子交換膜M移向陽極，即離子交換膜M為陰離子交換膜，氫離子在陰極放電，同時電解后溶液呈堿性，陰極上氫離子放電生成氫氣，所以C為H2，B為氧氣；（4）Cu(OH)2可改寫為CuO?H2O，根據(jù)CuO?H2O知，陽極上OH-放電生成O2，陰極上Cu2+和H+放電生成Cu和H2，根據(jù)氧原子守恒得n(O2)=n[Cu(OH)2]=0.15mol，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.15mol×4=0.6mol，甲裝置中負(fù)極電極反應(yīng)方程式為CH3OH+8OH--6e-=+6H2O，故轉(zhuǎn)移0.6mol電子，消耗0.1molCH3OH?！咀兪?-2】如圖是一個電化學(xué)過程的示意圖，請按要求回答下列問題(1)甲池是裝置(填“原電池”或“電解池”)。B(石墨)電極的名稱是。(2)寫出電極反應(yīng)式：通入O2的電極；A(Fe)電極；B(石墨)電極。(3)乙池中反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(4)反應(yīng)一段時間后，甲池中消耗1.6g甲烷，則乙池中某電極的質(zhì)量增加g。(5)反應(yīng)一段時間后，乙池中溶液成分發(fā)生了變化，想要完全恢復(fù)到電解前可加入的物質(zhì)是?！敬鸢浮?1)原電池陽極(2)O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣Ag++e﹣=Ag2H2O﹣4e﹣=O2↑+4H+(3)(4)86.4(5)Ag2O【解析】（1）圖甲是燃料電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，屬于原電池，通入甲烷的電極為負(fù)極，通入氧氣的電極為正極，B連接原電池正極，為電解池陽極，鐵與電源負(fù)極相連作陰極，故答案為：原電池，陽極；（2）堿性燃料電池中氧氣得電子產(chǎn)生氫氧根離子，電極反應(yīng)式為：O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣，鐵與電源負(fù)極相連作陰極，溶液中銀離子在陰極A得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Ag++e﹣=Ag，水電離的氫氧根在陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2H2O﹣4e﹣=O2↑+4H+，故答案為：O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣；Ag++e﹣=Ag；2H2O﹣4e﹣=O2↑+4H+；（3）乙池中水電離的氫氧根離子在陽極放電、銀離子在陰極上放電，則乙池反應(yīng)式為4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3，故答案為：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3；（4）甲烷失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)式為：CH4﹣8e﹣+10OH﹣═7H2O，1.6g甲烷的物質(zhì)的量為0.1mol、轉(zhuǎn)移電子0.8mol，根據(jù)Ag++e﹣=Ag，乙池陰極增重銀的質(zhì)量為：0.8mol×108g/mol=86.4g，故答案為：86.4；（5）乙池反應(yīng)式為4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3，向溶液中加入氧化銀，氧化銀與硝酸反應(yīng)又生成硝酸銀和水，可使溶液恢復(fù)到電解前的狀況，故答案為：Ag2O。分層訓(xùn)練分層訓(xùn)練【基礎(chǔ)過關(guān)】1．化學(xué)與生產(chǎn)、生活息息相關(guān)，下列說法正確的是A．氯堿工業(yè)中使用陰離子交換膜將兩極溶液分開B．銅質(zhì)雕像在酸雨中發(fā)生析氫腐蝕C．太陽能電池板可將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D．氫氧燃料電池可以使用不同的電解質(zhì)作為離子導(dǎo)體【答案】D【詳解】A．氯堿工業(yè)中如使用陰離子交換膜，氫氧根通過能與氯氣反應(yīng)，故應(yīng)該使用陽離子交換膜，故A錯誤；B．銅與氫離子不反應(yīng)，故銅不會發(fā)生析氫腐蝕，故B錯誤；C．太陽能電池板可將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，故C錯誤；D．氫氧燃料電池可以使用酸、堿、熔鹽等電解質(zhì)作為離子導(dǎo)體，故D正確；答案選D。2．中國新能源汽車發(fā)展迅速。下列說法正確的是A．制造汽車輪胎的順丁橡膠，屬于天然高分子化合物B．汽車安全氣囊中有疊氮化鈉(NaN3)，其中氮元素為-3價C．給磷酸鐵鋰電池充電時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D．車窗使用的鋼化玻璃，屬于新型無機(jī)非金屬材料【答案】C【詳解】A．順丁橡膠為人工合成，不是天然高分子化合物，A錯誤；B．汽車安全氣囊中的疊氮化鈉，化學(xué)式為NaN3，其中氮元素為-價，B錯誤；C．給電池充電時，需接通電源。此時電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，C正確；D．鋼化玻璃成分為硅酸鹽，不屬于新型無機(jī)非金屬材料，D錯誤；故選C。3．下列說法不正確的是A．甲醇是一種重要的二次能源B．在燃煤設(shè)備中安裝固硫裝置，可提高煤燃燒的能量利用率C．粗銅精煉時，粗銅與電源的正極相連D．明礬和氯化鐵均可用作凈水劑，因?yàn)槎呔芩馍赡z體【答案】B【詳解】A．甲醇是由一次能源經(jīng)人為加工得到的，屬于二次能源，A項(xiàng)正確；B．安裝固硫裝置是為了防止污染，不是出于提高煤燃燒的能量利用率考慮，B項(xiàng)錯誤；C．粗銅精煉時，粗銅與外電源的正極相連，C項(xiàng)正確；D．明礬和氯化鐵分別溶于水產(chǎn)生的能水解產(chǎn)生膠體、膠體，故二者均可用作凈水劑，D項(xiàng)正確；故選：B。4．下列有關(guān)電解實(shí)驗(yàn)的說法不正確的是A．使用肼-空氣堿性燃料電池作為電解精煉銅的電源，陰極的質(zhì)量變化128g，則肼-空氣堿性燃料電池理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣的體積為112L(假設(shè)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為20%)B．若在電解水時加入少量硫酸鈉，則電解水結(jié)束后溶液的pH將會保持不變C．電解硫酸銅溶液一小段時間后，為了使電解質(zhì)溶液復(fù)原，可以加入適量的Cu(OH)2D．電解硫酸銅溶液產(chǎn)生氧氣1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時，轉(zhuǎn)移電子0.2mol【答案】C【詳解】A．陰極上生成2molCu，依據(jù)Cu2++2e-=Cu可知轉(zhuǎn)移4mole-，氧氣為正極，依據(jù)O2+2H2O+4e-=4OH-可知消耗1molO2，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為22.4L，即需要空氣112L，A正確；B．電解水時加入少量硫酸鈉，硫酸鈉溶液為中性，所以pH不變，B正確；C．電解一小段時間后，電極反應(yīng)式為2Cu2++4e-=2Cu、4OH-_4e-=O2↑+2H2O，2Cu與O2恰好可結(jié)合為2CuO，所以應(yīng)加入CuO，加入Cu(OH)2時相當(dāng)于多加了水，C錯誤；D．n(O2)=0.05mol，依據(jù)4OH-_4e-=O2↑+2H2O可知轉(zhuǎn)移電子0.2mol，D正確；故選C。5．下列示意圖與表述內(nèi)容不相符的是A氧化性物質(zhì)使用標(biāo)識B使相連物質(zhì)間能發(fā)生反應(yīng)，不相連物質(zhì)間不能發(fā)生反應(yīng)，空缺的一環(huán)應(yīng)填入的物質(zhì)可能是二氧化碳C溶液導(dǎo)電D四種基本類型的反應(yīng)與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系A(chǔ)．A B．B C．C D．D【答案】C【詳解】A．為氧化性物質(zhì)的使用標(biāo)識，所以示意圖與表述內(nèi)容相符，故A正確；B．二氧化碳可以和氫氧化鈉、碳反應(yīng)，不和鐵、稀鹽酸反應(yīng)，故B正確；C．將溶液接上正負(fù)極，會發(fā)生電解，示意圖與溶液導(dǎo)電不符，故C錯誤；D．置換反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)，復(fù)分解反應(yīng)一定不是氧化還原反應(yīng)，其他兩種可能是，故D正確；答案選C。6．下列方程式與所給事實(shí)不相符的是A．電解飽和氯化鎂溶液制氯氣：B．鈉在空氣中加熱生成淡黃色固體：C．電鍍銅時陰極析出銅：D．氨催化氧化生成一氧化氮：【答案】A【詳解】A．電解飽和氯化鎂溶液，Cl-在陽極失去電子生成Cl2，H2O在陰極得到電子生成H2和OH-，離子方程式為：，A符合題意；B．鈉在空氣中加熱生成淡黃色固體Na2O2，化學(xué)方程式為：，B不符合題意；C．電鍍銅時Cu2+在陰極得到電子生成Cu，電極方程式為：，C不符合題意；D．氨催化氧化生成一氧化氮，N元素由-3價上升到+2價，O元素由0價下降到-2價，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平化學(xué)方程式為：，D不符合題意；故選A。7．氮氧化物(NOx)是有毒的大氣污染物，研究發(fā)現(xiàn)，可以采用如圖裝置有效去除氮的氧化物，下列說法正確的是A．Pt電極Ⅰ為電解池的陽極B．電解過程中，質(zhì)子由左極室移向右極室C．電解過程中，左極室pH會逐漸減小D．若NOx為NO，轉(zhuǎn)移1mol電子時吸收塔中可以生成1mol【答案】D【分析】由圖可知，得電子被還原，所以電極Ⅰ為電解池的陰極，電極反應(yīng)為：；電極Ⅱ?yàn)殡娊獬氐年枠O，電極反應(yīng)為：，據(jù)此作答?！驹斀狻緼．根據(jù)分析，電極Ⅰ為電解池的陰極，電極Ⅱ?yàn)殡娊獬氐年枠O，A項(xiàng)錯誤；B．質(zhì)子在電解池中向陰極移動，即由右極室向左極室移動，B項(xiàng)錯誤；C．電解過程中電極Ⅰ的電極反應(yīng)為：；電極Ⅱ的電極反應(yīng)為：，通過質(zhì)子交換膜移向左極室，但左極室中不斷生成水，所以會逐漸增大，C項(xiàng)錯誤；D．根據(jù)得失電子守恒，可得關(guān)系式：，故轉(zhuǎn)移電子時吸收塔中可以生成，D項(xiàng)正確；故選D。8．BHMF()在聚氨酯泡沫塑料、樹脂、人造纖維的合成方面應(yīng)用廣泛，利用電催化反應(yīng)可將生物質(zhì)產(chǎn)品HMF()和GLY(甘油：)轉(zhuǎn)化為高附加值的化學(xué)品，電催化裝置如下圖所示。在電解過程中，下列說法正確的是A．電子移動方向：B．X電極的電極反應(yīng)式為C．透過質(zhì)子交換膜從右向左移動D．當(dāng)生成lmolHCOOH時，理論上外電路轉(zhuǎn)移3mol電子【答案】C【詳解】A．由圖可知電解過程中，加氫發(fā)生還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為，故a是負(fù)極、X是陰極、Y是陽極、b是正極，“電子不下水”，電子移動方向：a→X、Y→b，A項(xiàng)錯誤；B．根據(jù)A選項(xiàng)得出結(jié)論a是負(fù)極、X是陰極、Y是陽極、b是正極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，X電極的電極反應(yīng)式為，B項(xiàng)錯誤；C．電解過程中，陽離子透過質(zhì)子交換膜向陰極移動，即透過質(zhì)子交換膜從右向左移動，C項(xiàng)正確；D．Y電極的電極反應(yīng)式為，當(dāng)生成lmolHCOOH時，理論上外電路轉(zhuǎn)移電子，D項(xiàng)錯誤；故選C。9．下列表述不正確的是A．裝置甲：鹽橋中的Cl-移向ZnSO4溶液B．裝置乙：外電路電流由a極流向b極C．裝置丙：a極附近產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)D．裝置?。簯?yīng)使用陽離子交換膜【答案】B【詳解】A．Zn比Cu活潑，在裝置甲中鋅為負(fù)極，銅為正極，原電池工作時陰離子向負(fù)極移動，則鹽橋中的Cl-移向ZnSO4溶液，A正確；B．氫氧燃料電池工作時，通入氫氣的a電極為負(fù)極，通入氧氣的b電極為正極，外電路電流由正極流向負(fù)極，即由b極流向a極，B錯誤；C．裝置丙是用惰性電極電解氯化銅溶液的裝置，a電極為陽極，Cl-被氧化生成氯氣，氯氣將濕潤的淀粉碘化鉀中的I-氧化為I2，淀粉遇I2變藍(lán)，所以a極附近產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)，C正確；D．電解飽和食鹽水的陽極區(qū)生成氯氣，陰極區(qū)生成氫氣和氫氧化鈉，若使用陰離子交換膜，氫氧根離子會進(jìn)入陽極區(qū)與氯氣反應(yīng)，則不能使用陰離子交換膜，陰極區(qū)生成陰離子，故應(yīng)使用陽離子交換膜，使鈉離子進(jìn)入陰極區(qū)生成氫氧化鈉，D正確；故選B。10．氯氣是制備系列含氯化合物的主要原料，可采用如圖所示的裝置來制?。▋呻姌O均為情性電極），下列說法不正確的是A．c出口為高濃度的燒堿溶液B．電池工作時，左側(cè)電極室的向右側(cè)電極室移動C．陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為D．每生成0.1，此時轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.2【答案】C【分析】電解精制鹽水，陽極陰離子Cl-失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cl2，陰極H+得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成H2，Na+透過陽離子膜向陰極移動；【詳解】A．陰極H+得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成H2，Na+透過陽離子膜向陰極移動，因此陰極產(chǎn)生氫氧化鈉，則c出口為高濃度的燒堿溶液，A正確；B．電解池中陽離子向陰極移動，因此電池工作時，左側(cè)電極室的Na+向右側(cè)電極室移動，B正確；C．陽極陰離子Cl-失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cl2，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為2Cl-－2e-=Cl2↑，C錯誤；D．氫離子得到電子轉(zhuǎn)化為氫氣，每生成0.1molH2，此時轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.2mol，D正確；故選C。11．（多選）下圖所示裝置中，已知電子由b極沿導(dǎo)線流向鋅。下列判斷正確的是A．該裝置中Cu極為陽極B．一段時間后鋅片質(zhì)量減少C．b極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為H2－2e－＋2OH－=2H2OD．當(dāng)銅極的質(zhì)量變化為32g時，a極上消耗的O2的體積為5.6L【答案】AC【詳解】A．左側(cè)裝置為原電池，右側(cè)為電解池，通氫氣一極為負(fù)極，通氧氣一極為正極，銅跟原電池的正極相連，銅為陽極，故A正確；B．鋅跟電源的負(fù)極相連，為陰極，其電極反應(yīng)式為：Cu2＋＋2e－=Cu，故B錯誤；C．原電池中電解質(zhì)是堿，負(fù)極電極反應(yīng)式為H2＋2OH－－2e－=2H2O，故C正確；D．沒有說明條件是否是標(biāo)準(zhǔn)狀況下，故D錯誤。故選AC。12．（多選）甲烷燃料電池采用鉑做電極材料，兩個電極上分別通入和，電解質(zhì)溶液為溶液。某研究小組將上述甲烷燃料電池作為電源，進(jìn)行電解飽和食鹽水和電鍍的實(shí)驗(yàn)，如圖所示，其中乙裝置中X為離子交換膜。下列說法錯誤的是A．甲烷燃料電池負(fù)極電極反應(yīng)式是B．乙中X為陽離子交換膜C．用丙裝置給銅鍍銀，b應(yīng)是AgD．當(dāng)電路中通過時，乙中Fe電極上產(chǎn)生氯氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)【答案】AD【分析】甲烷燃料電池中，通入甲烷的一極為負(fù)極，通入氧氣的一極為正極，則乙裝置中，F(xiàn)e鐵電極為陰極，石墨電極為陽極，丙裝置中，a電極為陰極，b電極為陽極?！驹斀狻緼．甲為原電池，甲烷通入極為負(fù)極，KOH堿性溶液中生成碳酸根離子，電極反應(yīng)式為，A錯誤；B．乙為電解氯化鈉溶液裝置，裝置中鈉離子透過交換膜向陰極即左側(cè)遷移，故X為陽離子交換膜，B正確；C．用丙裝置給銅鍍銀，Ag作陽極，Cu作陰極，b是Ag，C正確；D．乙中Fe為陰極，水放電生成氫氣，電路中通過時，乙中Fe電極上產(chǎn)生氫氣0.2mol，為(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，D錯誤；故選AD。13．（多選）三室式電滲析法處理含廢水的原理如圖所示，在直流電源的作用下，兩膜中間的和可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。工作一段時間后，在兩極區(qū)均得到副產(chǎn)品。下列敘述正確的是A．a(chǎn)極為電源負(fù)極，b極為電源正極B．c膜是陰離子交換膜，d膜是陽離子交換膜C．陰極電極反應(yīng)式為D．當(dāng)電路中通過1mol電子的電量時，陽極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的【答案】AD【分析】在直流電場的作用下，兩膜中間的和可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室，則與電源a電極連接的石墨為陰極，電極反應(yīng)，銨根離子進(jìn)入Ⅰ室生成硝酸銨，a為電源負(fù)極；b為電源正極，與之相連的石墨為陽極，電極反應(yīng)，電極附近氫離子濃度增大，硝酸根離子進(jìn)入Ⅲ室形成硝酸銨?！驹斀狻緼．分析可知a極為電源負(fù)極，b極為電源正極，A正確；B．銨根離子進(jìn)入Ⅰ室、硝酸根離子進(jìn)入Ⅲ室，c膜是陽離子交換膜，d膜是陰離子交換膜，B錯誤；C．陰極電極氫離子放電生成氫氣，，C錯誤；D．當(dāng)電路中通過1mol電子的電量時，會有0.25molO2生成，在標(biāo)況下的體積為5.6L，D正確；故選AD。14．Ⅰ．人們通過化學(xué)方法可以開辟新能源和提高能源的利用率，根據(jù)情景回答下列問題：(1)工業(yè)合成氨反應(yīng)是放熱的可逆反應(yīng)。已知完全反應(yīng)生成可放出92kJ熱量。如果將和足量混合，使其充分反應(yīng)，放出的熱量(填“大于”“小于”或“等于”)46kJ。(2)在容積為5L的密閉容器內(nèi)模擬工業(yè)合成氨，反應(yīng)經(jīng)過5min后，生成①用表示的化學(xué)反應(yīng)速率為；②一定條件下，能說明該反應(yīng)進(jìn)行到最大限度的是。a．的濃度保持不變

b．和的分子數(shù)之比為1：3：2c．體系內(nèi)氣體的密度保持不變

d．體系內(nèi)物質(zhì)的平均相對分子質(zhì)量保持不變Ⅱ．電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。(3)電解法處理含氮氧化物廢氣，可回收硝酸。實(shí)驗(yàn)室模擬電解法吸收的裝置如圖所示(圖中電極均為石墨電極)。若用氣體進(jìn)行模擬電解法吸收實(shí)驗(yàn)。①寫出電解時發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式。②若有標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LNO2被吸收，通過陽離子交換膜(只允許陽離子通過)的為mol。(4)和。是主要大氣污染物，利用下圖裝置可同時吸收和NO。①已知電解池的陰極室中溶液的pH在4～7之間，陰極的電極反應(yīng)為。②用離子方程式表示吸收NO的原理?！敬鸢浮?1)小于(2)0.6ad(3)0.1(4)【詳解】（1）由于該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，放出的熱量小于46kJ；（2）①容積為5L的密閉容器內(nèi)，反應(yīng)經(jīng)過5min后，生成10molNH3，v(NH3)==0.4，用v(H2)=v(NH3)，v(H2)=0.6；②a．氫氣的濃度保持不變，此時反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，即反應(yīng)進(jìn)行到最大限度，a正確；b．N2、H2和NH3的分子數(shù)之比為1：3：2與起始充入量有關(guān)，不能說明達(dá)到反應(yīng)平衡，b錯誤；c．體系內(nèi)氣體的質(zhì)量不變，體系的體積不變，密度保持不變，不能說明是平衡狀態(tài)，c錯誤；d．該反應(yīng)前后為分子數(shù)改變的反應(yīng)，若體系內(nèi)物質(zhì)的平均相對分子質(zhì)量保持不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，即反應(yīng)進(jìn)行到了最大限度，d正確；故選ad；（3）①左室氫離子放電生成氫氣，則左室為陰極，則右室為陽極，發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，則電極反應(yīng)為；②若有標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LNO2被吸收，即有0.1molNO2被吸收，則生成0.2mol氫離子，轉(zhuǎn)移0.1mol電子，則通過陽離子交換膜(只允許陽離子通過)的為0.1mol；（4）①陰極發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)圖示可知，陰極上得電子生成，電極反應(yīng)為；②吸收池中將NO氧化為N2，自身被還原為，離子反應(yīng)為。15．的資源化利用是“減少碳排放”背景下的科學(xué)研究熱點(diǎn)。I.我國科研人員提出了由和轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應(yīng)歷程。該歷程示意圖如下。(1)用化學(xué)方程式表示該過程，該反應(yīng)為反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。Ⅱ.利用甲烷化反應(yīng)：進(jìn)行熱力學(xué)轉(zhuǎn)化，(2)已知：i.ii.寫出CO2甲烷化反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(3)CO2甲烷化反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式K=。溫度升高，K(填“增大”或“減小”)。(4)在下圖中畫出其他條件不變時，一段時間內(nèi)，壓強(qiáng)對CO2的轉(zhuǎn)化率的影響示意圖。Ⅲ.電化學(xué)轉(zhuǎn)化多晶Cu可高效催化甲烷化，電解(制備的原理示意圖如下。電解過程中溫度控制在左右，持續(xù)通入，陰、陽極室的溶液的濃度基本保持不變。(5)多晶Cu作(填“陰”或“陽”)極。(6)陽極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是。(7)陰離子交換膜中傳導(dǎo)的離子是，移動方向是(填“從左向右”或者“從右向左”)。【答案】(1)+CH3COOH放熱(2)△H=-165.2kJ/mol(3)減小(4)(5)陰(6)4－4e?=O2↑+4CO2↑+2H2O(7)從右向左【詳解】（1）根據(jù)反應(yīng)歷程，該反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為：+CH3COOH；反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；（2）根據(jù)蓋斯定律，2×反應(yīng)i－反應(yīng)ii可以得到，△H=-483.6kJ/mol×2-(-802kJ/mol)=-165.2kJ/mol，則二氧化碳甲烷化反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為△H=-165.2kJ/mol；（3）由反應(yīng)可知平衡常數(shù)表達(dá)式為K=；該反應(yīng)△H=-165.2kJ/mol＜0，溫度升高平衡逆向移動K減小；（4）該反應(yīng)正向氣體分子數(shù)減小，增大壓強(qiáng)平衡正向移動，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，壓強(qiáng)對CO2的轉(zhuǎn)化率的影響示意圖；（5）多晶Cu可高效催化CO2甲烷化，通入二氧化碳生成甲烷、碳酸氫鉀，C元素化合價下降，說明電解過程中多晶Cu電極做電解池陰極；（6）電解過程中陽極溶液中的碳酸氫根離子失電子，生成氧氣和二氧化碳?xì)怏w，電極反應(yīng)為：4－4e?=O2↑+4CO2↑+2H2O；（7）陰極發(fā)生反應(yīng)：9CO2＋8e?＋6H2O═CH4＋8，生成的從右向左通過陰離子交換膜進(jìn)入陽極室?！灸芰μ嵘?1．已知的燃燒熱為；(次磷酸)是一元弱酸，具有還原性。則下列化學(xué)反應(yīng)式表示正確的是A．工業(yè)冶煉鋁，用石墨作電極電解的陰極電極反應(yīng)式：B．燃燒的熱化學(xué)方程式：

C．次磷酸與NaClO溶液：D．電解飽和食鹽水制備的離子方程式：【答案】A【詳解】A．工業(yè)冶煉鋁，用石墨作電極電解，Al3+在陰極得到電子生成Al，電極方程式為：，A正確；B．燃燒熱是指物質(zhì)與氧氣進(jìn)行完全燃燒反應(yīng)時放出的熱量，已知的燃燒熱為，熱化學(xué)方程式為：

，B錯誤；C．(次磷酸)是一元弱酸，具有還原性，NaClO溶液具有氧化性，次磷酸與NaClO溶液會發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Na3PO4和NaCl，C錯誤；D．電解飽和食鹽水制備的同時生成H2和NaOH，離子方程式為：，D錯誤；故選A。2．下列電極反應(yīng)式或離子方程式書寫錯誤的是A．堿性氫氧燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式：B．鉛蓄電池充電時陽極的電極反應(yīng)式：C．用惰性電極電解飽和食鹽水時陰極的電極反應(yīng)式：D．用惰性電極電解硝酸銀溶液的離子方程式：【答案】D【詳解】A．堿性氫氧燃料電池中，通入燃料氫氣的電極為負(fù)極，堿性條件下氫氣在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為，故A正確；B．鉛蓄電池充電時，二氧化鉛是電解池的陽極，水分子作用下硫酸鉛在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化鉛、氫離子和硫酸根離子，電極反應(yīng)式為，故B正確；C．用惰性電極電解飽和食鹽水時，水在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧根離子，電極反應(yīng)式為，故C正確；D．用惰性電極電解硝酸銀溶液發(fā)生的反應(yīng)為硝酸銀溶液電解生成銀、氧氣和硝酸，反應(yīng)的離子方程式為，故D錯誤；故選D。3．某同學(xué)利用甲烷燃料電池設(shè)計(jì)了一種電解法制取Fe(OH)2的實(shí)驗(yàn)裝置(如下圖所示)，通電后，溶液中產(chǎn)生大量的白色沉淀，且較長時間不變色。下列說法中不正確的是A．A、B兩端都必須用鐵作電極B．可以用NaCl溶液作為電解液C．電源中的a為正極，b為負(fù)極，制取效果較好D．陰極發(fā)生的反應(yīng)是：【答案】A【詳解】A．裝置中鐵一定作陽極，陰極可以是鐵，也可以是其他惰性電極，A錯誤；B．氯化鈉溶液作電解質(zhì)溶液時，不影響陰極H+放電生成氫氣，B正確；C．a(chǎn)為正極，b為負(fù)極時，F(xiàn)e2+在A區(qū)生成，H2在B區(qū)生成，氣體上升，既可以排除溶液中的氧氣，也可起到攪拌作用，制取效果較好，C正確；D．電解過程溶液必須產(chǎn)生Fe2+，鐵必須作陽極，即Fe-2e-=Fe2+，而陰極需要產(chǎn)生OH－，陰極上發(fā)生，D正確；故選A。4．一種由高選擇性完全轉(zhuǎn)化為高附加值的的電化學(xué)裝置如圖所示(電解液為堿性溶液)。下列說法正確的是A．Pt電極與電源的正極相連接B．該電化學(xué)裝置能將電能全部轉(zhuǎn)化成化學(xué)能C．Pt極電極反應(yīng)式為D．每生成1mol理論上生成44.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)【答案】D【詳解】A．由圖知，Pt電極H2O得電子生成H2，H的化合價降低，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，為陰極，故Pt電極應(yīng)與電源負(fù)極相連接，A錯誤；B．電能不可能全部轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，還可能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，B錯誤；C．由圖知，Pt電極H2O得電子生成H2，H的化合價降低，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，為陰極，Pt電極反應(yīng)式為，C錯誤；D．由電池反應(yīng)為知，生成1mol理論上生成2mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為2mol×22.4L/mol=44.8L，D正確；故選D。5．納米級Cu2O因具有優(yōu)良催化性能而備受關(guān)注。某小組擬用電解法(光伏電池為電源)制備納米級Cu2O，其裝置如圖所示。下列說法正確的是A．a(chǎn)極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)B．銅極的電極反應(yīng)式為2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2OC．電子由a極經(jīng)離子交換膜流向b極D．每轉(zhuǎn)移1mol電子，左室溶液質(zhì)量減少40g【答案】B【分析】電解法制備納米級Cu2O，銅極發(fā)生氧化反應(yīng)，銅是陽極，與陽極相連的電源電極是光伏電池的正極，即b為電源正極，則a為電源負(fù)極，Ni為電解池陰極?！驹斀狻緼．根據(jù)分析可知，銅極發(fā)生氧化反應(yīng)，銅是陽極，b為電源正極，a為電源負(fù)極，A錯誤；B．離子交換膜為陰離子交換膜，OH-由離子交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移，銅極的電極反應(yīng)式：，B正確；C．電子不可能在電解質(zhì)溶液中傳遞，電子的流向?yàn)閍極→鎳極，銅極→b極，C錯誤；D．鎳極的電極反應(yīng)式：，轉(zhuǎn)移1mol電子，左室溶液質(zhì)量減少18g，D錯誤；答案選B。6．某新型電池工作原理如圖所示，放電時總反應(yīng)為Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni(OH)2，下列說法錯誤的是A．放電時，正極的電極反應(yīng)式為NiO(OH)+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-B．充電時，陰極的電極反應(yīng)式為Al+3e-+2H2O=Al+4OH-C．放電時，Na+向負(fù)極移動D．充電時，當(dāng)電路中通過2mol電子時，陽極質(zhì)量減少2g【答案】C【分析】由放電時總反應(yīng)方程式及工作原理圖知，鋁電極是負(fù)極，NiO(OH)電極是正極，放電時，正極上NiO(OH)得到電子轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2，正極反應(yīng)式為NiO(OH)+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-，負(fù)極反應(yīng)式為Al+4OH--3e-=Al+2H2O，陽極反應(yīng)式為Ni(OH)2+OH--e-=NiO(OH)+H2O，陰極反應(yīng)式為Al+3e-+2H2O=Al+4OH-?！驹斀狻緼．由以上分析可知，鋁電極是負(fù)極，NiO(OH)電極是正極，放電時，正極上NiO(OH)得到電子轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2，正極反應(yīng)式為NiO(OH)+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-，A正確；B．充電時，鋁電極連接電源的負(fù)極，作陰極，Al轉(zhuǎn)化為Al，陰極反應(yīng)式為Al+3e-+2H2O=Al+4OH-，B正確；C．放電時，Na+向正極移動，C錯誤；D．充電時，陽極反應(yīng)式為Ni(OH)2+OH--e-=NiO(OH)+H2O，每消耗1molNi(OH)2就生成1molNiO(OH)，電路中通過2mol電子，陽極質(zhì)量減少2g，D正確；故答案為：C。7．近日，科學(xué)家開發(fā)了高活性磷化鐵催化劑用于選擇性電化學(xué)硝酸鹽還原為氨氣，工作原理如圖所示。下列敘述正確的是A．a(chǎn)極與電源正極連接B．一段時間后，KOH溶液濃度保持不變C．a(chǎn)極的主要電極反應(yīng)為D．b極電勢小于a極電勢【答案】C【分析】由圖示可知，a電極上硝酸根離子被還原生成氨氣，所以a電極為陰極、b電極為陽極，陰極反應(yīng)式為:、陽極反應(yīng)式為:，a直接連電源的負(fù)極、b直接連電源的正極，回答下列問題；【詳解】A．根據(jù)分析可知，a極與電源負(fù)極連接，A錯誤；B．陽極反應(yīng)為，水逐漸增多，KOH溶液濃度降低，B錯誤；C．根據(jù)分析可知：a極的主要電極反應(yīng)為，C正確；D．陽極b的電勢高于陰極a的電勢，D錯誤；故選C。8．氯堿工業(yè)的裝置如圖所示，下列說法錯誤的是A．E、F電極上產(chǎn)生的氣體分別為氯氣和氫氣B．裝置中的離子交換膜為陰離子交換膜C．溶液M、N分別為NaCl稀溶液和NaOH濃溶液D．總反應(yīng)的離子方程式為【答案】B【分析】從圖中可以看出，右側(cè)流入NaOH稀溶液，流出的溶液N為濃NaOH，則F電極為陰極，E電極為陽極?！驹斀狻緼．從分析可知，E電極為陽極，F(xiàn)電極為陰極，則E、F電極上產(chǎn)生的氣體分別為氯氣和氫氣，A正確；B．為了在右側(cè)得到純凈的NaOH溶液，離子交換膜應(yīng)允許Na+透過，則裝置中的離子交換膜為陽離子交換膜，B錯誤；C．電解池工作時，Cl-在E極(陽極)失電子，Na+透過離子交換膜進(jìn)入F電極(陰極)，則溶液M、N分別為NaCl稀溶液和NaOH濃溶液，C正確；D．在陽極Cl-失電子生成Cl2，H2O在陰極得電子生成H2和OH-，總反應(yīng)的離子方程式為，D正確；故選B。9．我國科研工作者研發(fā)了一種新型復(fù)合電極材料，可將CO2電催化為甲酸(HCOOH)，下圖是電解裝置示意圖。下列說法錯誤的是A．電解時電極M上發(fā)生還原反應(yīng) B．電解時電極N上產(chǎn)生H+C．陰、陽離子交換膜均有兩種離子通過 D．總反應(yīng)為2CO2+2H2O2HCOOH+O2【答案】C【分析】由題給信息可知，N極H2O失去電子生成O2：H2O-4e-＝4H++O2↑，發(fā)生氧化反應(yīng)，N極為陽極，H+通過陽離子交換膜進(jìn)入中間室；則M極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，CO2和水生成HCOO-和OH-：CO2+2e-+H2O＝HCOO-+OH-，HCOO-和OH-通過陰離子交換膜進(jìn)入中間室，OH-和H+生成H2O、HCOO-和H+生成HCOOH，據(jù)此分析?！驹斀狻緼．由分析可知，復(fù)合電極M作電解池的陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)正確；B．電解時，復(fù)合電極N上發(fā)生氧化反應(yīng)，H2O失去電子，生成H+，電極方程式為：H2O-4e-＝4H++O2↑，B項(xiàng)正確；C．經(jīng)分析可知，陽離子交換膜只有H+這一種離子通過，C項(xiàng)錯誤；D．根據(jù)分析可知，電極總反應(yīng)為：2CO2+2H2O2HCOOH+O2，D項(xiàng)正確；答案選C。10．在如圖串聯(lián)裝置中，通電片刻即發(fā)現(xiàn)乙裝置左側(cè)電極表面出現(xiàn)紅色固體。下列說法不正確的是A．乙中左側(cè)電極反應(yīng)式為B．電解過程中丙中溶液酸堿性無變化C．向甲中加入適量的鹽酸，不能使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)D．當(dāng)甲中產(chǎn)生4.48L氣體時，丙中Cu電極質(zhì)量增加21.6g【答案】D【分析】該裝置有外接電源，為電解裝置，通電片刻即發(fā)現(xiàn)乙裝置左側(cè)電極表面出現(xiàn)紅色固體，則乙裝置左側(cè)電極有銅析出，乙裝置左側(cè)電極為陰極、右側(cè)電極為陽極；甲裝置左側(cè)電極為陰極、右側(cè)電極為陽極；丙裝置左側(cè)電極為陰極、右側(cè)電極為陽極；【詳解】A．通電片刻即發(fā)現(xiàn)乙裝置左側(cè)電極表面出現(xiàn)紅色固體，左側(cè)電極有銅析出，左側(cè)為陰極，發(fā)生反應(yīng)，故A正確；B．在丙裝置中陽極電極反應(yīng)式為Ag-e-=Ag+，陰極電極反應(yīng)式為Ag++e-=Ag，所以電解過程中丙中溶液酸堿性無變化，故B正確；C．甲裝置中陽極電極反應(yīng)為2Cl--2e-=Cl2，陰極電極反應(yīng)為2H++2e-=H2，相當(dāng)于從溶液中逸出HCl氣體，若加入鹽酸，則多加了水，會導(dǎo)致KCl溶液濃度減小，故C正確；D．甲中產(chǎn)生4.48L氣體，沒有明確是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況，不能減少氣體物質(zhì)的量，則不能計(jì)算丙中Cu電極質(zhì)析出銀的質(zhì)量，D錯誤；選D。11．（多選）在KOH水溶液中，電化學(xué)方法合成高能物質(zhì)K4C6N16時，伴隨少量O2生成，電解原理如圖所示，下列說法正確的是A．電解時，OH-向Ni電極移動B．每生成1molH2的同時，生成0.5molK4C6N16C．電解一段時間后，溶液pH降低D．生成的電極反應(yīng)：【答案】CD【分析】由圖可知電化學(xué)方法合成高能物質(zhì)K4C6N16時，伴隨少量O2生成，生成的電極反應(yīng)：2C3N8H4+8OH--4e-=+8H2O，則Ni為電極的陰極，Pt為電極的陽極，陰極反應(yīng)為：2H2O+2e-═H2↑+2OH-，據(jù)此進(jìn)行解答。【詳解】A．由分析可知，Ni為電極的陰極，Pt為電極的陽極，陰離子往陽極移動，OH-向Pt電極移動，A錯誤；B．根據(jù)電解總反應(yīng)：2C3N8H4+4OH-=+4H2O+2H2↑可知，每生成1molH2，生成0.5molK4C6N16，但Pt電極伴隨少量O2生成，發(fā)生電極反應(yīng)：4OH--4e-=O2↑+2H2O，則生成1molH2時得到的部分電子由OH-放電產(chǎn)生O2提供，所以生成K4C6N16小于0.5mol，B錯誤；C．電解的總反應(yīng)為：2C3N8H4+4OH-=+4H2O+2H2↑，反應(yīng)消耗OH-，生成H2O，電解一段時間后，溶液pH降低，C正確；D．由分析可知，生成的電極反應(yīng)：2C3N8H4+8OH--4e-=+8H2O，D正確；故答案為：CD。12．（多選）以下為制備氫氣常用的四種方法：①電解水制氫：②高溫使水分解制氫：。③太陽能光催化分解水制氫：④天然氣制氫：下列關(guān)于以上反應(yīng)的說法正確的是A．①中電解水的陽極反應(yīng)方程式為：B．從節(jié)能減排的角度看，方法③是最具發(fā)展前景的制氫方法C．反應(yīng)④在低溫下不自發(fā)，說明D．以上四個反應(yīng)中，均只有極性鍵斷裂和只有非極性鍵形成【答案】BC【詳解】A．①中電解水的陽極氫氧根離子放電生成氧氣，反應(yīng)方程式為，A錯誤；B．只有太陽能是取之不盡用之不竭的能源，由TiO2作催化劑，利用太陽光分解水制氫氣最節(jié)能，最具發(fā)展前景，B正確；C．反應(yīng)④的，低溫不自發(fā)說明，溫度較低時，則，C正確；D．反應(yīng)④存在非極性鍵的形成，D錯誤；故選BC。13．（多選）以Zn-Ni(OH)2原電池為電源電解處理工業(yè)廢氣CO2和SO2，工作原理如下：已知：①放電時，Zn轉(zhuǎn)化為xZnCO3·yZn(OH)2②NaHCO3吸收廢氣后的混合液pH約為8下列說法錯誤的是A．當(dāng)轉(zhuǎn)移2mole-，有1molZn2+向Ni(OH)2電極遷移B．a(chǎn)電極的反應(yīng)式為C．NaHCO3溶液的作用吸收廢氣CO2和SO2D．乙裝置中總反應(yīng)為【答案】AC【分析】由圖可知，甲池為原電池，電極a為負(fù)極，碳酸根離子和氫氧根離子作用下鋅在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成xZnCO3·yZn(OH)2，電極b為正極，水分子作用下堿式氧化鎳得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧化鎳；廢氣中二氧化硫與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成的亞硫酸根離子和二氧化碳，乙池為電解池，c電極為陽極，水分子作用下亞硫酸根離子在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸根離子和氫離子，電極d為陰極，酸性條件下二氧化碳在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成草酸，電解的總反應(yīng)為?！驹斀狻緼．由分析可知，電極a為負(fù)極，碳酸根離子和氫氧根離子作用下鋅在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成xZnCO3·yZn(OH)2，電極b為正極，則溶液中的鈉離子向氫氧化鎳電極遷移，故A錯誤；B．由分析可知，電極a為負(fù)極，碳酸根離子和氫氧根離子作用下鋅在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成xZnCO3·yZn(OH)2，電極反應(yīng)式為，故B正確；C．二氧化碳不能用碳酸氫鈉溶液反應(yīng)，故C錯誤；D．由分析可知，電解的總反應(yīng)為，故D正確；故選AC。14．化學(xué)反應(yīng)總是伴隨著熱能、電能等能量變化。請回答下列問題(1)下圖表示1molH2O(g)分解時的能量變化情況(單位：kJ)，已知的摩爾燃燒焓kJ?mol-1。①燃燒熱的熱化學(xué)方程式為。②。③的鍵能為kJ?mol。(2)用鉛蓄電池作電源，電解還原合成、等燃料，模擬裝置如下圖所示，雙極膜由陰、陽極膜組成，在電場中雙極膜中水