第25讲 电解原理的应用 （含答案）【暑假弯道超车】2024年新高二化学暑假讲义+习题（人教版2019选择性必修1）

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1.变化观念与平衡思想：通过对氯碱工业、电镀、电解精炼铜、电冶金等原理的分析，认识电能与化学能之间的能量转化。
2.证据推理与模型认知：建立电解应用问题的分析思维模型和电解相关计算的思维模型，加深对电解原理的理解和应用。
一、电解饱和食盐水
烧碱、氯气都是重要的化工原料，习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。
1．电解饱和食盐水的原理
通电前：溶液中的离子是Na＋、Cl－、H＋、OH－。
通电后：①移向阳极的离子是Cl－、OH－，Cl－比OH－容易失去电子，被氧化成氯气。
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)。
②移向阴极的离子是Na＋、H＋，H＋比Na＋容易得到电子，被还原成氢气。其中H＋是由水电离产生的。
阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(还原反应)。
③总反应：
化学方程式为2NaCl＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))H2↑＋Cl2↑＋2NaOH；
离子方程式为2Cl－＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))H2↑＋Cl2↑＋2OH－。
2．氯碱工业生产流程
工业生产中，电解饱和食盐水的反应在离子交换膜电解槽中进行。
(1)阳离子交换膜电解槽
(2)阳离子交换膜的作用：只允许Na＋等阳离子通过，不允许Cl－、OH－等阴离子及气体分子通过，可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸，也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠反应而影响氢氧化钠的产量。
3．氯碱工业产品及其应用
(1)氯碱工业产品主要有NaOH、Cl2、H2、盐酸、含氯漂白剂等。
(2)电解饱和食盐水为原理的氯碱工业产品在有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、印染、农药、金属冶炼等领域中广泛应用。
二、电镀 电冶金
1．电镀与电解精炼
电镀是一种利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。电镀的主要目的是使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。
2.电冶金
(1)金属冶炼的本质：使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程。如Mn＋＋ne－===M。
(2)电解法用于冶炼较活泼的金属(如钾、钠、镁、铝等)，但不能电解其盐溶液，应电解其熔融态。
如：电解熔融的氯化钠可制取金属钠的电极反应式：
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑；
阴极：2Na＋＋2e－===2Na；
总反应：2NaCl(熔融)eq \(=====,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑。
【归纳总结】
(1)电解精炼过程中的“两不等”：电解质溶液浓度在电解前后不相等；阴极增加的质量和阳极减少的质量不相等。
(2)电镀过程中的“一多，一少，一不变”：“一多”指阴极上有镀层金属沉积；“一少”指阳极上有镀层金属溶解；“一不变”指电镀液(电解质溶液)的浓度不变。
三、电解原理在物质制备中的应用
1.多室电解池制备物质原理
电解原理常用于物质的制备，具有反应条件温和、反应试剂纯净和生产效率高等优点，电解原理能使许多不能自发的反应得以实现。工业上常用多室电解池制备物质，多室电解池是利用离子交换膜的选择透过性，即允许带某种电荷的离子通过而限制带相反电荷的离子通过，将电解池分为两室、三室、多室等，以达到浓缩、净化、提纯及电化学合成的目的。
2.多室电解池的分析思路
四、电化学原理在污染治理中的应用
利用电化学原理把空气、水中的污染物去除或把有毒物质变为无毒或低毒物质，具有易于控制、无污染或少污染、高度灵活性和经济性等优点。
考点01 电解原理的应用
【例1】如图是电解饱和食盐水的装置，a、b为石墨电极。下列判断正确的是
A．a为正极，b为负极B．a极上有氯气放出
C．b极上发生氧化反应D．b极附近溶液显酸性
【答案】B
【分析】电解装置中与电源正极所连电极为阳极，与电源负极所连电极为阴极，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。
【解析】A．a与电源正极相连为阳极，b与电源负极相连为阴极，故A错误；
B．a极为阳极，电极上发生反应：，故B正确；
C．b极为阴极发生还原反应，故C错误；
D．b极生发生反应：，b极附近溶液显碱性，故D错误；
故选：B。
【变式1-1】在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是
A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子
B．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子
C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子
D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子
【答案】A
【解析】电镀时，通常将镀层金属作阳极，镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的溶液作电镀液。
故选A。
【变式1-2】以粗铜和碳棒作电极，硫酸铜溶液为电解质溶液电解精炼铜。下列叙述错误的是
A．与电源正极相连的是粗铜
B．阴极发生反应：
C．通电过程中，溶液中向发生氧化反应的电极移动
D．通电一段时间，电解质溶液中不变
【答案】D
【解析】A．电解精炼铜时，粗铜与与电源正极相连，做电解池的阳极，故A正确；
B．电解精炼铜时，精铜做电解池的阴极，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜，电极反应式为，故B正确；
C．电解精炼铜时，溶液中硫酸根离子向阳极移动，阳极上锌、铁、铜等失去电子发生氧化反应生成二价金属阳离子，故C正确；
D．电解精炼铜时，阳极上锌、铁、铜等失去电子发生氧化反应生成二价金属阳离子，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜，由得失电子数目守恒可知，通电一段时间，电解质溶液中的铜离子浓度减小，故D错误；
故选D。
考点02 电解的有关计算
【例2】以铬酸钾(K2CrO4)为原料，电化学法制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的实验装置示意图如图。下列说法正确的是
A．在阳极放电，发生氧化反应
B．装置中的离子交换膜为阴离子交换膜
C．在阴极发生的电极反应为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑
D．当电路中有0.4ml电子转移时，标况下产生气体的总体积为4.48L
【答案】C
【分析】根据装置图，惰性电极为阳极，阳极上发生氧化反应，2H2O-4e-=O2↑+4H+，根据2+2H+⇌+H2O，促进了水的电离；不锈钢为阴极，在阴极发生的电极反应为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑， 电解池中阳离子移向阴极，而图中为阳离子交换膜，所以电解过程中，H+、K+均从阳极室通过阳离子膜移向阴极室，但主要是K+，由此分析。
【解析】A．水在阳极放电，发生氧化反应，转变为时没有化合价的变化，故没有发生氧化反应，故A不符合题意；
B．根据分析，装置中的离子交换膜为阳离子交换膜，故B不符合题意；
C．在阴极发生的电极反应为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，故C符合题意；
D．根据电极反应可知，该反应原理为电解水，实质为2H2O2H2↑+O2↑，氢的化合价从+1价降低为0价，当电路中有4ml电子转移时，产生气体的物质的量为3ml，当电路中有0.4ml电子转移时，产生气体的物质的量为0.3ml，标况下气体的总体积为0.3ml ×22.4L/ml=6.72L，故D不符合题意；
答案选C。
【变式2-1】二氧化碳的再利用是实现温室气体减排的重要途径之一、在稀H2SO4溶液中利用电催化可将CO2同时转化为多种燃料，其原理如图所示，下列说法错误的是
A．左侧电极上的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+
B．离子交换膜为阳离子交换膜
C．一段时间后，阴极区溶液质量会减少
D．若阴极只生成0.15mlCO和0.25mlC2H4，则电路中转移电子的物质的量为3.3ml
【答案】C
【分析】根据装置图可知，左侧为电解池阳极，发生氧化反应，电解质为稀硫酸，电极反应式：2H2O-4e-=O2↑+4H+，右端为电解池阴极，发生还原反应。
【解析】A．根据分析可知，左侧为电解池阳极，发生氧化反应，电极反应式：2H2O-4e-=O2↑+4H+，A正确；
B．由电荷守恒可知，氢离子由左侧向右侧迁移，故离子交换膜为阳离子交换膜，B正确；
C．氢离子迁移进入阴极区，发生的电极反应式为：2H++CO2+2e-=CO+H2O、2H++CO2+2e-=HCOOH、12 H++2CO2+12e-=C2H4+4H2O、8H++CO2+8e-=CH4+2H2O，根据电极反应式，二氧化碳和氢离子的质量大于生成的气体CO、CH4、C2H4的总质量，一段时间后，阴极区溶液质量会增加，C错误；
D．二氧化碳生成CO时，碳元素化合价从+4价降低至+2价，二氧化碳生成C2H4时，碳元素化合价从+4价降低至-2价，若阴极只生成0.15mlCO和0.25mlC2H4，则电路中转移电子的物质的量：，D正确；
答案选C。
【变式2-2】用电解法制备高纯金属铬和硫酸的原理如图所示。下列说法正确的是

A．b为直流电源的负极
B．A膜是阳离子交换膜，B膜是阴离子交换膜
C．阴极电极反应式为2H＋＋2e-=H2↑
D．若有1ml离子通过A膜，理论上阳极生成0.5ml气体
【答案】D
【解析】A．该装置制备高纯金属Cr和硫酸，左边池中Cr电极上Cr3＋得到电子变为单质Cr，电极反应式为：Cr3＋＋3e-=Cr，则Cr棒为阴极，a为电源的负极，b为电源的正极，A错误；
B．阴极附近溶液中SO浓度增大，为维持溶液电中性，SO要通过A膜进入中间区域；石墨电极上OH-不断失去电子生成O2逸出，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，使附近H＋浓度增大，为维持溶液电中性，H＋不断通过B膜，所以A膜是阴离子交换膜，B膜为阳离子交换膜，B错误；
C．石墨电极为阳极，溶液中OH-不断失去电子生成O2逸出，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，C错误；
D．若有1 ml SO离子通过A膜，则电路中会转移2 ml电子，则根据电子守恒可知理论上阳极会产生0.5 ml O2，D正确。
答案选D。
考点03 电解原理在物质制备中的应用
【例3】环氧乙烷()可用于生产乙二醇。电化学合成环氧乙烷()的装置如图所示：
已知：
下列说法错误的是
A．Pt电极接电源正极
B．制备1ml环氧乙烷，Ni电极区产生2mlH2
C．Pt电极区的反应方程式为：CH2=CH2+Br2+H2O→HOCH2CH2Br
D．电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合才可得到环氧乙烷
【答案】B
【分析】
由题给信息：“ ”可知，在Pt电极，Br-失电子生成Br2，然后与水反应的产物再与CH2=CH2发生反应，所以Pt电极为阳极，Ni电极为阴极，水分子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区，电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合，HOCH2CH2Br在碱性条件下发生取代反应生成环氧乙烷。
【解析】A．由分析可知，与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极，故A正确；
B．由题意可知，生成1ml环氧乙烷需要消耗1ml溴，则由得失电子数目守恒可知，阴极上生成氢气的物质的量为1ml，故B错误；
C．由题给转化关系可知，与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极，溴离子在阳极失去电子发生氧化反应生成溴，通入的乙烯与溴、水反应生成HOCH2CH2Br，Pt电极区的反应方程式为：CH2=CH2+Br2+H2O→HOCH2CH2Br，故C正确；
D．由分析可知，电解完成后，将阳极区和阴极区溶液混合，HOCH2CH2Br在碱性条件下发生取代反应生成环氧乙烷，故D正确；
故选B。
【变式3-1】利用电沉积法制备纳米级金属镍，具有制备晶体性能独特操作方法简便等优点，电解装置如图所示，下列说法错误的是
A．电解时，A 室发生的电极反应为
B．电解一段时间后，B 室中氯化钠溶液的质量分数减小
C．为了提高电沉积效率，一段时间后，可向C室中补充溶液
D．电解时，C室中的Cl－经过阴离子交换膜进入B室
【答案】B
【分析】碳棒为阳极，阳极上氢氧根离子失电子生成氧气和水，阴极上Ni2+得电子生成Ni。
【解析】A．电解时，碳棒为阳极，阳极上氢氧根离子失电子生成氧气和水，电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，A正确；
B．碳棒为阳极，A中钠离子通过阳离子交换膜向阴极移动，最终留在B中，同时C中Cl-通过阴离子交换膜向阳极移动，最终留在B中，故电解一段时间后，B室中氯化钠溶液的质量分数增大，B错误；
C．随着电解进行，C中Ni2+被消耗，为提高电沉积效率，一段时间后，向C室中补充NiCl2溶液，C正确；
D．电解时，C室中的氯离子向阳极移动，故Cl-通过阴离子交换膜进入B室，D正确；
故答案选B。
【变式3-2】工业上处理含的酸性工业废水用Fe为电极进行电解；经过一段时间有和沉淀产生；过滤回收沉淀，废水达到排放标准。下列说法错误的是
A．电解时阴极的电极反应式为
B．转变成的离子反应方程式为
C．两极都能用Cu电极来代替Fe电极
D．实验时若加入适量的电解效果更好
【答案】C
【解析】A．阳极为Fe，为活泼电极，本身失去电子生成：，阴极上溶液中的得电子生成：，A正确；
B．阳极上生成的具有还原性，与在酸性中发生氧化还原反应生成和，离子方程式为：，B正确；
C．将Fe换为Cu，阳极上Cu失去电子生成，而无还原性，不能与发生氧化还原反应使之生成低价的，从而达不到处理废水的目的，C不正确；
D．离子浓度越大，溶液的导电性越强，若污水中离子浓度较小，导电能力较差，可加入适量的来增强溶液导电性，故D正确。
故选C。
考点04 电化学综合考查
【例4】工业上利用双极膜电渗析法制取盐酸和氢氧化钠的装置如下图所示。图中的双极膜中间层中的电离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。
下列有关说法错误的是
A．N表示阴离子交换膜
B．甲室流出的为氢氧化钠溶液
C．电解总反应：
D．相比现有氯碱工业制取氢氧化钠，该方法更环保
【答案】C
【解析】A．由图可知，左边石墨为阴极，右边石墨为阳极，电流方向由右向左，阳离子方向由右向左，阴离子方由左向右。氯离子由乙室向丙室迁移，N为阴离子交换膜，A正确；
B．钠离子由乙室向甲室迁移，OH-由双极膜向甲室迁移，甲室流出的为氢氧化钠溶液，B正确；
C．电解总反应为： ，C错误；
D．相比现有氯碱工业制取氢氧化钠，该方法无氯气产生，更环保，D正确；
故选C。
【变式4-1】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。
【解析】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。
【变式4-2】电解精炼铜的废液中含有大量的Cu2+和SO，下图为用双膜三室电沉积法采用惰性电极回收废液中铜的装置示意图。下列说法错误的是
A．电极b为阴极
B．a极发生反应的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑
C．交换膜n为阴离子交换膜
D．若浓缩室得到1L 0.5ml/L的Na2SO4溶液，则阴极可回收12.8g铜(不考虑副反应)
【答案】D
【解析】A．由题图可知，与透过交换膜进入浓缩室，由离子移动方向可知电极b为阴极，电极a为阳极，故A正确；
B．a极为阳极，电极上发生氧化反应生成，发生反应的电极反应式为，故B正确；
C．阴极区通过交换膜n进入浓缩室，故交换膜n为阴离子交换膜，故C正确；
D．若浓缩室得到1 L 0.5的溶液，则有0.4 ml 进入浓缩室，电路上有0.8 ml电子通过，可析出0.4 ml Cu，其质量为25.6 g，故D错误；
答案选D。
1．下列图示中关于铜电极的连接错误的是
【答案】C
【解析】A．锌、铜、稀硫酸原电池中，锌作负极，铜作正极，A正确；
B．电解精炼铜时，粗铜作阳极，与电源正极相连，精铜作阴极，与电源负极相连，B正确；
C．在镀件上镀铜时，镀件作阴极，与电源负极相连，镀层金属铜作阳极，与电源正极相连，C错误；
D．电解氯化铜溶液时，铜电极不参予电极反应，则铜作阴极，与电源负极相连，D正确；
故选C。
2．电解与日常生活密切相关，下列符合生产实际的是
A．电解熔融的氯化铝制取金属铝B．在镀件上镀锌时，用锌作阴极
C．电解法精炼粗铜时，用纯铜作阳极D．电解饱和食盐水制烧碱时，用涂镍碳钢网作阴极
【答案】D
【解析】A．氯化铝是由分子构成的共价化合物，熔融氯化铝不导电，不能用来制取金属铝，应该用惰性电极电解熔融的氧化铝制取金属铝，A错误；
B．电镀时，镀层金属作阳极、镀件作阴极，所以在镀件上电镀锌，要用锌作阳极，B错误；
C．电解精炼粗铜时，粗铜作阳极、纯铜作阴极，电解质溶液为可溶性的铜盐，C错误；
D．反应物的接触面积越大，反应速率越快，电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极，增大了反应物的接触面积，从而增大反应速率，D正确；
故合理选项是D。
3．下列描述中，不符合生产实际的是
A．电解熔融的氯化镁制取金属镁，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．工业上电解饱和食盐水制烧碱，用阳离子交换膜阻止OH-移向阳极
D．在镀件上电镀铜，用铜作阳极
【答案】A
【解析】A．铁作阳极时，Fe失去电子，亚铁离子的氧化性大于镁离子，阴极上可能生成Fe，应用惰性电极电解熔融氯化镁制取金属镁，故A错误；
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极，在该电极上会析出大量的铜，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故B正确；
C．工业上电解饱和食盐水制烧碱，溶液中阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，用阳离子交换膜阻止OH-移向阳极，在阴极可制得烧碱，故C正确；
D．在镀件上电镀铜，用铜作阳极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，镀件作阴极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，可溶性的铜盐溶液作电解质溶液，故D正确；
答案为A。
4．粗铜中含有少量的Zn、Fe、Ag、Au等，采用电解法提纯，下列说法错误的是
A．可用硫酸铜溶液作电解质溶液
B．粗铜与电源的正极相连
C．在精炼过程中，Ag、Au沉积于阳极底部
D．在精炼过程中，阳极、阴极的质量变化量相等
【答案】D
【解析】粗铜中含有少量的Zn、Fe、Ag、Au等，采用电解法提纯时，粗铜与电源的正极连接作阳极，精铜与电源的负极连接作阴极，以含有Cu2+的溶液硫酸铜溶液作电解质溶液。电解时，阳极发生反应主要为：Cu-2e-=Cu2+，活动性比Cu强的Zn、Fe也会发生氧化反应，Zn-2e-=Zn2+，Fe-2e-=Fe2+，变为金属阳离子进入溶液，而活动性比Cu弱的金属Au、Ag则沉淀在阳极底部，形成阳极泥；阳极上发生反应为Cu2++2e-=Cu，在同一闭合回路中电子转移数目相等，可见在精炼过程中，阳极减少的金属质量与阴极增加的质量不一定相等，故合理选项是D。
5．用惰性电极进行电解，下列说法正确的是
A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液不变
B．电解稀溶液，要消耗，故溶液减小
C．电解溶液，在阴极上和阳极上生成气体产物的物质的量之比为
D．电解溶液，在阴极上和阳极上生成产物的物质的量之比为
【答案】D
【解析】A．电解稀硫酸，实质上是电解水，溶剂的质量减小，溶质的质量不变，所以溶液的浓度增大，的浓度增大，溶液的变小，A项错误；
B．电解稀溶液，实质上是电解水，溶剂的质量减小，溶质的质量不变，所以溶液的浓度增大，的浓度增大，溶液的变大，B项错误；
C．电解溶液，实质上是电解水，阴极上得电子生成氢气，阳极上失电子生成氧气，根据得失电子守恒，在阴极上和阳极上生成气体产物的物质的量之比为，C项错误；
D．电解溶液时，阴极上得电子生成铜，阳极上失电子生成氯气，根据得失电子守恒，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为，D项正确；
故选D。
6．利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯。下列叙述中正确的是
A．电解时以精铜作阳极
B．电解时阴极上发生的反应为
C．粗铜连接电源的负极，其电极反应为
D．电解后，电解槽底部会形成含有少量Ag、Pt等金属的阳极泥
【答案】D
【解析】A．将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯时，以精铜作阴极，粗铜作阳极，A不正确；
B．电解时，溶液中的Cu2+在阴极上得电子，发生的反应为，B不正确；
C．电解精炼粗铜时．粗铜作阳极，连接电源的正极，其电极反应为Zn-2e-=Zn2+、Fe-2e-=Fe2+、Cu-2e-=Cu2+，C不正确；
D．电解时，粗铜中的Fe、Zn、Cu失电子转化为金属阳离子，Ag、Au不失电子，则电解后，电解槽底部会形成含有少量Ag、Pt等金属的阳极泥，D正确；
故选D。
7．欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是
A．Ag和AgCl溶液B．Ag和AgNO3溶液
C．Fe和AgNO3溶液D．Pt和Ag2SO4溶液
【答案】B
【解析】欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极；选用的阳极金属为镀层金属，所以用银作阳极；电镀液应含有镀层金属离子，所以电镀液可以是AgNO3溶液，AgCl不溶于水，故选B。
8．某化学兴趣小组利用如图装置在铁棒表面镀上一层铜，下列有关的判断正确的是
A．a为阳极、b为阴极B．c为铁棒、d为铜棒
C．电子流向从b→d→c→aD．溶液中Cu2+向d极移动
【答案】D
【分析】根据装置图所示，该装置接电源为电解池，由电源外电路电流的方向可得a为正极，b为负极，c为阳极，d为阴极。根据题目要求，在铁棒表面镀上一层铜，即铜离子在铁电极表面的电子变为铜单质，因此铁做阴极，铜做阳极，电解质溶液可以使用硫酸铜溶液，铜离子向阴极移动，在阴极表面得电子。
【解析】A. 根据上述分析，a为正极、b为负极，故A错误；
B. 根据分析c为阳极，d为阴极，因此c为铜棒、d为铁棒，故B错误；
C. 电子只能在导体内流动，不能在溶液中流动，不能出现d→c的流动过程，故C错误；
D. 电解池溶液中阳离子向阴极移动，即Cu2+向d极移动，故D正确；
答案选D。
9．以纯碱溶液为原料，通过电解的方法可制备小苏打，原理装置图如下：装置工作时，下列有关说法正确的是
A．乙池电极接电池正极，气体X为H2
B．Na+由乙池穿过交换膜进入甲池
C．NaOH溶液Z比NaOH溶液Y浓度大
D．甲池电极反应：4-4e－+2H2O=4+O2↑
【答案】D
【分析】装置图分析可知放出氧气的电极为阳极，电解质溶液中氢氧根离子放电生成氧气，气流浓度增大，碳酸根离子结合氢离子生成碳酸氢根离子，出口为碳酸氢钠，则电极反应，4+2H2O-4e-=4+O2↑，气体X为阴极上溶液中氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，电极连接电源负极，放电过程中生成更多氢氧根离子，据此分析判断。
【解析】A．乙池电极为电解池阴极，和电源负极连接，溶液中氢离子放电生成氢气，A错误；
B．电解池中阳离子移向阴极，钠离子移向乙池，B错误；
C．阴极附近氢离子放电破坏了水的电离平衡，电极附近氢氧根离子浓度增大，NaOH溶液Y比NaOH溶液Z浓度大，C错误；
D．放出氧气的电极为阳极，电解质溶液中氢氧根离子放电生成氧气，氢离子浓度增大，碳酸根离子结合氢离子生成碳酸氢根离子，出口为碳酸氢钠，则电极反应为4+2H2O-4e-=4+O2↑，D正确；
故选D。
10．如图是某课题组设计的一种利用电解原理制取H2O2并用来处理工业废氨水的装置。为了不影响H2O2的产量，需向废氨水中加入适量硝酸调节溶液的pH约为5。下列说法正确的是（ ）
A．阴极的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑
B．阳极的电极反应式为O2+2H++2e-=H2O2
C．处理废氨水的过程中所发生的反应为3H2O2+2NH3•H2O=8H2O+N2↑
D．工作过程中阳极附近溶液的pH逐渐增大
【答案】C
【解析】A．根据题给装置图可知，阴极的电极反应式为，故A项错误；
B．根据题给装置图可知，阳极的电极反应式为，故B项错误；
C．根据题图可知，可将氧化为，C项正确；
D．根据电极反应式可知，工作过程中阳极上生成氢离子，所以阳极附近溶液的逐渐减小，D项错误；
故选C。
11．用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一项是
【答案】A
【解析】A．X为负极，则U形管右侧为阳极，电解氯化铜溶液时，阳极氯离子被氧化生成氯气，所以b管有气体逸出，A正确；
B．电解NaOH溶液的实质是电解水，所以NaOH的浓度会增大，pH增大，B错误；
C．电源X极为正极，a管中石墨电极为阳极，b管中石墨电极为阴极，电解硫酸钠溶液的实质是电解水，H+在阴极区放电，OH-在阳极区放电，故在阴极区有大量的OH-，滴入酚酞后，b管中呈红色，在阳极区有大量的H+，a管中呈无色，C错误；
D．电源X极为正极，则b管为阴极，电解硝酸银溶液时，阴极反应为Ag++e-=Ag，D错误；
综上所述答案为A。
12．用如图所示装置，可由乙二醛制备乙二酸，反应原理+2Cl2+2H2O→+4HCl。下列说法正确的是
A．该装置将化学能转化为电能
B．Pt1电极的反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C．盐酸除起增强溶液导电性的作用，还提供Cl-参与电极反应
D．理论上每得到0.1ml乙二酸，将有0.2mlH+从右室迁移到左室
【答案】C
【解析】A．该装置为电解池，可将电能转化为化学能，故A错误；
B．为阴极，阴极上发生得电子的还原反应，左室电解质溶液呈酸性，电极反应式为，故B错误；
C．盐酸作为电解质溶液，起提供的作用，在极放电生成，电极反应式为，此外，盐酸还有增强溶液导电性的作用，故C正确；
D．由反应可知，根据溶液电中性得，每生成1ml乙二酸转移，将有从右室迁移到左室，则理论上每得到0.1ml乙二酸，将有从右室迁移到左室，故D错误；
答案选C。
13．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。
【解析】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。
14．根据反应2CrO＋2H＋＋H2O，用惰性电极电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7。下列说法不正确的是
A．a连接电源负极
B．b极反应式为2H2O-4e-=O2↑＋4H＋
C．通过2 ml电子时生成1 ml
D．c为阳离子交换膜
【答案】C
【分析】如图所示，装置右室通入的溶液生成了溶液，则右室发生了反应，则在右室应有氢离子生成，说明b极是氢氧根离子失电子，同时生成了氢离子，则b极为阳极，则与b极相连的是电源的正极；a极为阴极，与a相连的是电源的负极。据此解答
【解析】A.阳极氢氧根离子失电子，同时生成氢离子，则与b极相连的是电源的正极，与a极相连的是电源的负极，故A正确；
B.b极为阳极,水中的氢氧根离子发生氧化反应,生成氧气,电极反应式为：2H2O−4e−=O2↑+4H+，故B正确；
C.b极为阳极，电极反应式为2H2O−4e−=O2↑+4H+，则通过2 ml电子,产生2ml的氢离子,而是可逆反应，则产生的2ml氢离子不可能全部转化为1ml,故C错误。
D.a极为阴极，阴极上氢离子失电子生成氢气，同时生成氢氧根离子，与右边流过来的钠离子结合成氢氧化钠而从左边溢出，所以c为阳离子交换膜，故D正确。
故答案选C。
15．尿素［］是一种重要的化工原料，也是环境污染物之一，尿素废水对环境的影响会造成土地碱性化植物枯萎死亡等。因此，各国化学家都在致力“变废为宝”。科学家研发出一体化——双池处理尿素的装置如图所示。已知电极材料均为石墨。下列说法错误的是
A．左侧装置为原电池，a口排出的是、
B．丙电极是阳极，电极反应式为
C．若左侧装置的电解质溶液是硫酸，工作一段时间后，负极室溶液pH变小
D．若装置中生成标准状况下6.72L氢气时，消耗尿素的总质量为12g
【答案】B
【分析】电极甲为负极尿素[CO(NH2)2]被氧化，电极乙为正极，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O；电解含有尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液过程中，电极丙作阳极，电极反应式为，电极丁作阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；
【解析】A． 左侧装置为原电池，电极反应为，a口排出的是、，故A正确；
B． 丙电极是阳极，电极反应式为，故B错误；
C． 若左侧装置的电解质溶液是硫酸，工作一段时间后，电极反应为，消耗水，负极室溶液pH变小，故C正确；
D． 若装置中生成标准状况下6.72L氢气时，转移电子=0.6ml，两极共消耗尿素 =0.2ml，消耗尿素的总质量为0.2ml×60g/ml=12g，故D正确；
故选B。
电镀
电解精炼
装置
阳极材料
镀层金属Cu
粗铜(含锌、银、金等杂质)
阴极材料
镀件金属Fe
纯铜
阳极反应
Cu－2e－===Cu2＋
Zn－2e－===Zn2＋、Cu－2e－===Cu2＋等
阴极反应
Cu2＋＋2e－===Cu
Cu2＋＋2e－===Cu
溶液变化
Cu2＋浓度保持不变
Cu2＋浓度减小，金、银等金属沉积形成阳极泥
A．铜锌原电池
B．电解精炼铜
C．在镀件上镀铜
D．电解氯化铜溶液
选项
X极
实验前U形管中液体
通电后现象及结论
A
负极
CuCl2溶液
b管中有气体逸出
B
负极
NaOH溶液
溶液pH降低
C
正极
Na2SO4溶液
U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色
D
正极
AgNO3溶液
b管中电极反应式是