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苏教版 (2019)选择性必修1第二单元 化学能与电能的转化练习
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这是一份苏教版 (2019)选择性必修1第二单元 化学能与电能的转化练习，共9页。试卷主要包含了2 ml电子时停止通电，84 L B．6，6 L D．4，16 g等内容，欢迎下载使用。
题型一 氯碱工业(电解饱和食盐水的工业生产)
1.如图所示，用石墨电极电解饱和食盐水，下列说法不正确的是( )
A．a极是阳极
B．通电使NaCl发生电离
C．Na＋、H＋向b极移动
D．a极产生黄绿色气体
解析：选B 电解饱和食盐水的装置中，与电源正极相连的是阳极，与电源负极相连的是阴极，则a极是阳极，A正确；NaCl是强电解质，溶于水即可完全电离，B错误；电解过程中，阳离子向阴极移动，故Na＋、H＋向b极移动，C正确；电解过程中，阳极发生失电子的氧化反应，a极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，生成的氯气为黄绿色气体，D正确。
题型二 电镀和电解精炼铜
2．利用电解原理，在铁皮表面镀一层锌的有关叙述正确的是( )
A．用可溶性铁盐作电解液B．锌元素既被氧化又被还原
C．铁为负极，锌为正极 D．铁为阳极，锌为阴极
解析：选B 利用电解原理，在铁皮表面镀一层锌，应该使铁皮与电源的负极连接作阴极，Zn片与电源的正极连接，发生氧化反应失去电子变为Zn2＋进入电解液，电解液是含有Zn2＋的溶液，而电解液中的Zn2＋得到电子变为Zn在铁皮上被还原。
3．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．电解时以纯铜作阳极
B．电解时阴极发生氧化反应
C．粗铜连接电源负极，其电极反应式是Cu－2e－===Cu2＋
D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
解析：选D 电解精炼铜时，粗铜应作阳极，纯铜作阴极，故A错误；阳极与电池的正极相连，发生氧化反应，阴极与电池的负极相连，发生还原反应，故B错误；粗铜连接电源的正极，发生氧化反应，故C错误；金属活动性顺序为Zn>Fe>Cu>Ag>Pt，因此Ag、Pt不会放电，以单质形式在阳极附近沉积下来，故D正确。
4．关于镀铜和电解精炼铜，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
解析：选D 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，杂质若有比铜活泼的金属如锌，则还会发生Zn－2e－===Zn2＋的反应。
题型三 电冶金
5．在冶金工业中，钠、镁、铝等金属常用电解法得到，其原因是( )
A．都属于轻金属 B．都属于活泼金属
C．成本低廉 D.这些金属的化合物熔点较低
解析：选B 金属冶炼方法的选取的主要依据是金属的活泼性强弱，不活泼的金属可以用热分解法制备，如加热氧化汞；比较活泼的金属用热还原法制备，如用焦炭炼铁；活泼的金属离子很难被其他还原剂还原，只能用电解法制备，由于钠、镁、铝是活泼金属，所以只能用电解法制备。
6．工业上冶炼金属钠，通常采用的方法是( )
A．热分解法 B．热还原法
C．结晶法 D．电解法
解析：选D 根据金属活动性顺序可知，常见的金属冶炼方法有电解法、热还原法、热分解法等，活泼性不同的金属用不同的冶炼方法，特别活泼的金属如K、Ca、Na、Mg、Al用电解的方法冶炼，故合理选项是D。
题型四 物质的制备、提纯
7．用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，下列有关说法中不正确的是( )
A．X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极
B．阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．图中的b>a
D．该过程中的产品主要为H2SO4和H2
解析：选B 根据Na＋和SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 的移向可知Pt(Ⅰ)为阴极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，Pt(Ⅱ)为阳极，电极反应为HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋H2O－2e－===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋3H＋、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) －2e－＋H2O===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H＋。
题型五 电解的相关计算
8．用惰性电极电解饱和食盐水，当电源供给0.2 ml电子时停止通电。若此溶液体积为2 L，则常温下所得电解质溶液的c(OH－)是( )
A．1 ml·L－1 B．0.2 ml·L－1
C．0.1 ml·L－1 D．0.02 ml·L－1
解析：选C 常温下电源供给0.2 ml电子，则消耗的H＋为0.2 ml，同时生成0.2 ml OH－，溶液体积为2 L，则c(OH－)＝ eq \f(0.2 ml,2 L) ＝0.1 ml·L－1。
9．将0.4 ml Cu(NO3)2、0.6 ml KCl溶于水，配成100 mL溶液，用惰性电极电解一段时间后，某一电极上析出了0.3 ml Cu，此时在另一电极上产生的气体体积(标准状况下)为( )
A．7.84 L B．6.72 L
C．5.6 L D．4.48 L
解析：选B 若在一极析出0.3 ml Cu，则阴极得到的电子的物质的量为0.3 ml×2＝0.6 ml，阳极发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，则0.6 ml Cl－失去0.6 ml电子，生成0.3 ml Cl2，生成的气体的体积为0.3 ml×22.4 L·ml－1＝6.72 L；故选B。
10．在如图所示的装置中，通电5 min后，铜电极的质量增加2.16 g。试回答下列问题：
(1)电源中X极为直流电源的________极。
(2)溶液pH的变化情况：A__________，B__________，C________。(填“增大”“减小”或“不变”)
(3)通电5 min后，B装置中共收集224 mL(标准状况下)气体，溶液体积为200 mL，则通电前该装置溶液中CuSO4的物质的量浓度为________(设电解前后溶液体积无变化)。
解析：根据实验现象分析出电源的正、负极，进而确定三个电解池中电极的名称。(1)三个装置是串联的电解池。质量增加的铜电极是阴极，电解AgNO3溶液时，Ag＋在阴极发生还原反应生成Ag，则银电极是阳极，故Y极是电源的正极，X极是电源的负极。(2)电解KCl溶液生成KOH，溶液的pH增大；电解CuSO4溶液生成H2SO4，溶液的pH减小；电解AgNO3溶液，银为阳极，不断溶解，Ag＋的浓度基本不变，溶液的pH不变。(3)通电5 min后，C中析出0.02 ml Ag，电路中通过0.02 ml电子。B装置中共收集0.01 ml气体，若该气体全为氧气，则电路中需通过0.04 ml电子，与事实不符。因此，B装置中的电解过程分为两个阶段，先是电解CuSO4溶液生成O2和铜，然后是电解水，生成O2和H2，即B装置中收集到的气体是O2和H2的混合物。设电解CuSO4溶液时生成O2的物质的量为x，电解H2O时生成O2的物质的量为y，生成H2的物质的量为2y，则4x＋4y＝0.02 ml(电子守恒)，x＋3y＝0.01 ml，解得x＝y＝0.002 5 ml，所以n(CuSO4)＝2×0.002 5 ml＝0.005 ml，c(CuSO4)＝ eq \f(0.005 ml,0.2 L) ＝0.025 ml·L－1。
答案：(1)负 (2)增大 减小 不变 (3)0.025 ml·L－1
11．化学实验小组在学习化学电源和氯碱工业相关知识后，在实验室进行实验验证。他们设计组装了如图所示装置，已知a为石墨电极，b为铁电极，c为铝电极(已除去表面氧化膜)，d为多孔石墨电极，烧杯中是足量饱和食盐水(滴有酚酞)，连好导线后，电流计指针发生明显偏转。下列判断正确的是( )
A．b为负极，d为阳极
B．一段时间后，a和d电极附近溶液变红
C．b电极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑
D．电解一段时间，当B中出现大量白色沉淀时，停止实验，再将A中溶液倒入B中混合，充分振荡，沉淀全部消失
解析：选D 右侧装置为原电池，左侧装置为电解池。在右侧装置中，通入O2的电极为原电池的正极，其电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，所以一段时间后d电极附近溶液变红，Al为原电池的负极，Al失去电子生成Al3＋，Al3＋与溶液中的OH－反应生成白色的Al(OH)3 沉淀，电池反应方程式为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，a与电池的正极相连，故a为电解池的阳极，b与电池的负极相连，故b为电解池的阴极，电解饱和NaCl溶液时，Cl－在a极放电生成Cl2，H＋在b极放电生成H2，故一段时间后b电极附近溶液变红。根据得失电子守恒知，A中产生的NaOH与B中和Al3＋结合的OH－的物质的量相等，所以电解一段时间后，将A、B溶液混合并充分振荡，Al(OH)3能被NaOH全部溶解。
12．下列实验装置，其中按要求设计正确的是( )
解析：选B Fe与电源正极相连为阳极，铁失去电子，则阳极不生成氯气，所以利用淀粉KI溶液检验不到氯气的生成，不合理，A错误；锌的金属性强于铜，Zn为负极，Cu为正极，图中构成CuZn原电池，产生的电流由正极流向负极，B正确；电镀银时，Ag为阳极，镀件为阴极，电解质溶液为硝酸银，不能是硝酸钠，不合理，C错误；粗铜精炼时，粗铜为阳极，纯铜为阴极，图中与之相反，不合理，D错误。
13．如图A为直流电源，B为浸透饱和NaCl溶液和酚酞溶液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后发现B上的c点显红色，为实现铁上镀铜，接通K后，使c、d两点短路，下列叙述正确的是( )
A．a为直流电源的负极
B．c极上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
C．f电极为铜板
D．e极发生还原反应
解析：选B K断开时，接通电路后，B上的c点显红色则证明c极为电解池的阴极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，a为直流电源的正极，已知C为电镀池，e为阳极，f为阴极，则f电极为铁，e电极为铜，发生氧化反应。
14．用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ，模拟装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.阳极室溶液由无色变成棕黄色
B．阴极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．电解一段时间后，阴极室溶液的pH升高
D．电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO4
解析：选C Fe与电源正极相连为阳极，失电子发生氧化反应生成Fe2＋，故溶液由无色变为浅绿色，A项错误；阴极上H＋发生还原反应：2H＋＋2e－===H2↑，B项错误；根据阴极上发生的电极反应知，阴极消耗H＋，电解一段时间后，阴极室溶液pH升高，C项正确；电解一段时间后，阴极室溶液pH升高，阴极室溶液中的溶质可能有很多种，比如(NH4)3PO4、NH4H2PO4、(NH4)2HPO4、H3PO4等，D项错误。
15．化学可以变废为宝，利用电解法处理烟道气中的NO，将其转化为NH4NO3的原理如下图所示，下列说法错误的是( )
A．该电解池的阳极反应为NO－3e－＋2H2O===NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋4H＋
B．该电解池的电极材料为多孔石墨，目的是提高NO的利用率和加快反应速率
C．用NH4NO3的稀溶液代替水可以增强导电能力，有利于电解的顺利进行
D．为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A为HNO3
解析：选D 根据装置图可知：在阳极NO失去电子，被氧化生成NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ：NO－3e－＋2H2O===NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋4H＋；在阴极NO被还原生成NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ，电极反应式为NO＋5e－＋6H＋===NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ＋H2O，电解反应方程式为8NO＋7H2O eq \(=====,\s\up7(通电)) 3NH4NO3＋2HNO3，为使电解产物全部转化为NH4NO3，要适当补充NH3, A正确，D错误；多孔石墨电极表面积大，吸附力强，因此可提高NO的利用率和加快反应速率，B正确；NH4NO3的稀溶液导电能力比水强，因此用NH4NO3稀溶液代替水有利于电解的顺利进行，C正确。
16．电解的应用比较广泛，回答下列问题：
(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是______(填字母，下同)。
a．Fe2O3 b．NaCl
c．Cu2S d．Al2O3
(2)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是________。
a．电能全部转化为化学能
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2＋向阳极移动
d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
e．若阳极质量减少64 g，则转移电子数为2NA个
f．SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的物质的量浓度不变(不考虑溶液体积变化)
(3)如图为电解精炼银的示意图，________(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为_________________________。
(4)以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极的电极反应式为__________________________；取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因为________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为________(填化学式)溶液，阳极的电极反应式为__________________，电解过程中Li＋向________(填“A”或“B”)电极迁移。
解析：(1)电解法适合冶炼Na、Mg、Al等强还原性金属，在熔融状态下，分别电解NaCl、Al2O3冶炼Na和Al。Fe和Cu的还原性较弱，用Fe2O3、Cu2S等冶炼相应金属时，采用加还原剂的还原法。(2)以CuSO4溶液为电解质溶液电解精炼铜时，粗铜作阳极，发生氧化反应，精铜作阴极，发生还原反应。Al、Zn、Cu在阳极被氧化，不活泼金属Au、Pt、Ag在阳极附近沉积，形成阳极泥，电解质溶液中的Cu2＋向阴极移动，电解过程中，电能转化为化学能和热能，在溶液体积不变时，电解质溶液中c(SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )不变。阳极质量减少的64 g包括Al、Zn及Cu，故当阳极质量减少64 g时，电子转移数目不等于2NA个。(3)电解精炼银与电解精炼铜原理相似。电解精炼银装置中，含有杂质的粗银作阳极，电解池的阳极与电源的正极相连，则该装置中a极为含杂质的粗银。该电解池的b极为阴极，阴极上有红棕色气体，则知NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 被还原为NO2，电极反应式为NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O。(5)两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，根据电解装置图知，B区产生H2，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，剩余的OH－与Li＋结合生成LiOH，所以B极区电解液为LiOH溶液，B电极为阴极，则A电极为阳极，阳极区电解液为LiCl溶液，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，电解过程中Li＋向B电极迁移。
答案：(1)bd (2)bdf (3)a NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O(或NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋4H＋＋3e－===NO↑＋2H2O、2NO＋O2===2NO2) (4)2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋ HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 与H＋反应放出气体，c(H＋)减小，平衡Al3＋＋3H2O⇌Al(OH)3＋3H＋向右移动，产生Al(OH)3沉淀 (5)LiOH 2Cl－－2e－===Cl2↑ B
题型一 氯碱工业(电解饱和食盐水的工业生产)
1.如图所示，用石墨电极电解饱和食盐水，下列说法不正确的是( )
A．a极是阳极
B．通电使NaCl发生电离
C．Na＋、H＋向b极移动
D．a极产生黄绿色气体
解析：选B 电解饱和食盐水的装置中，与电源正极相连的是阳极，与电源负极相连的是阴极，则a极是阳极，A正确；NaCl是强电解质，溶于水即可完全电离，B错误；电解过程中，阳离子向阴极移动，故Na＋、H＋向b极移动，C正确；电解过程中，阳极发生失电子的氧化反应，a极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，生成的氯气为黄绿色气体，D正确。
题型二 电镀和电解精炼铜
2．利用电解原理，在铁皮表面镀一层锌的有关叙述正确的是( )
A．用可溶性铁盐作电解液B．锌元素既被氧化又被还原
C．铁为负极，锌为正极 D．铁为阳极，锌为阴极
解析：选B 利用电解原理，在铁皮表面镀一层锌，应该使铁皮与电源的负极连接作阴极，Zn片与电源的正极连接，发生氧化反应失去电子变为Zn2＋进入电解液，电解液是含有Zn2＋的溶液，而电解液中的Zn2＋得到电子变为Zn在铁皮上被还原。
3．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．电解时以纯铜作阳极
B．电解时阴极发生氧化反应
C．粗铜连接电源负极，其电极反应式是Cu－2e－===Cu2＋
D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
解析：选D 电解精炼铜时，粗铜应作阳极，纯铜作阴极，故A错误；阳极与电池的正极相连，发生氧化反应，阴极与电池的负极相连，发生还原反应，故B错误；粗铜连接电源的正极，发生氧化反应，故C错误；金属活动性顺序为Zn>Fe>Cu>Ag>Pt，因此Ag、Pt不会放电，以单质形式在阳极附近沉积下来，故D正确。
4．关于镀铜和电解精炼铜，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
解析：选D 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，杂质若有比铜活泼的金属如锌，则还会发生Zn－2e－===Zn2＋的反应。
题型三 电冶金
5．在冶金工业中，钠、镁、铝等金属常用电解法得到，其原因是( )
A．都属于轻金属 B．都属于活泼金属
C．成本低廉 D.这些金属的化合物熔点较低
解析：选B 金属冶炼方法的选取的主要依据是金属的活泼性强弱，不活泼的金属可以用热分解法制备，如加热氧化汞；比较活泼的金属用热还原法制备，如用焦炭炼铁；活泼的金属离子很难被其他还原剂还原，只能用电解法制备，由于钠、镁、铝是活泼金属，所以只能用电解法制备。
6．工业上冶炼金属钠，通常采用的方法是( )
A．热分解法 B．热还原法
C．结晶法 D．电解法
解析：选D 根据金属活动性顺序可知，常见的金属冶炼方法有电解法、热还原法、热分解法等，活泼性不同的金属用不同的冶炼方法，特别活泼的金属如K、Ca、Na、Mg、Al用电解的方法冶炼，故合理选项是D。
题型四 物质的制备、提纯
7．用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，下列有关说法中不正确的是( )
A．X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极
B．阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．图中的b>a
D．该过程中的产品主要为H2SO4和H2
解析：选B 根据Na＋和SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 的移向可知Pt(Ⅰ)为阴极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，Pt(Ⅱ)为阳极，电极反应为HSO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋H2O－2e－===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋3H＋、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) －2e－＋H2O===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H＋。
题型五 电解的相关计算
8．用惰性电极电解饱和食盐水，当电源供给0.2 ml电子时停止通电。若此溶液体积为2 L，则常温下所得电解质溶液的c(OH－)是( )
A．1 ml·L－1 B．0.2 ml·L－1
C．0.1 ml·L－1 D．0.02 ml·L－1
解析：选C 常温下电源供给0.2 ml电子，则消耗的H＋为0.2 ml，同时生成0.2 ml OH－，溶液体积为2 L，则c(OH－)＝ eq \f(0.2 ml,2 L) ＝0.1 ml·L－1。
9．将0.4 ml Cu(NO3)2、0.6 ml KCl溶于水，配成100 mL溶液，用惰性电极电解一段时间后，某一电极上析出了0.3 ml Cu，此时在另一电极上产生的气体体积(标准状况下)为( )
A．7.84 L B．6.72 L
C．5.6 L D．4.48 L
解析：选B 若在一极析出0.3 ml Cu，则阴极得到的电子的物质的量为0.3 ml×2＝0.6 ml，阳极发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，则0.6 ml Cl－失去0.6 ml电子，生成0.3 ml Cl2，生成的气体的体积为0.3 ml×22.4 L·ml－1＝6.72 L；故选B。
10．在如图所示的装置中，通电5 min后，铜电极的质量增加2.16 g。试回答下列问题：
(1)电源中X极为直流电源的________极。
(2)溶液pH的变化情况：A__________，B__________，C________。(填“增大”“减小”或“不变”)
(3)通电5 min后，B装置中共收集224 mL(标准状况下)气体，溶液体积为200 mL，则通电前该装置溶液中CuSO4的物质的量浓度为________(设电解前后溶液体积无变化)。
解析：根据实验现象分析出电源的正、负极，进而确定三个电解池中电极的名称。(1)三个装置是串联的电解池。质量增加的铜电极是阴极，电解AgNO3溶液时，Ag＋在阴极发生还原反应生成Ag，则银电极是阳极，故Y极是电源的正极，X极是电源的负极。(2)电解KCl溶液生成KOH，溶液的pH增大；电解CuSO4溶液生成H2SO4，溶液的pH减小；电解AgNO3溶液，银为阳极，不断溶解，Ag＋的浓度基本不变，溶液的pH不变。(3)通电5 min后，C中析出0.02 ml Ag，电路中通过0.02 ml电子。B装置中共收集0.01 ml气体，若该气体全为氧气，则电路中需通过0.04 ml电子，与事实不符。因此，B装置中的电解过程分为两个阶段，先是电解CuSO4溶液生成O2和铜，然后是电解水，生成O2和H2，即B装置中收集到的气体是O2和H2的混合物。设电解CuSO4溶液时生成O2的物质的量为x，电解H2O时生成O2的物质的量为y，生成H2的物质的量为2y，则4x＋4y＝0.02 ml(电子守恒)，x＋3y＝0.01 ml，解得x＝y＝0.002 5 ml，所以n(CuSO4)＝2×0.002 5 ml＝0.005 ml，c(CuSO4)＝ eq \f(0.005 ml,0.2 L) ＝0.025 ml·L－1。
答案：(1)负 (2)增大 减小 不变 (3)0.025 ml·L－1
11．化学实验小组在学习化学电源和氯碱工业相关知识后，在实验室进行实验验证。他们设计组装了如图所示装置，已知a为石墨电极，b为铁电极，c为铝电极(已除去表面氧化膜)，d为多孔石墨电极，烧杯中是足量饱和食盐水(滴有酚酞)，连好导线后，电流计指针发生明显偏转。下列判断正确的是( )
A．b为负极，d为阳极
B．一段时间后，a和d电极附近溶液变红
C．b电极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑
D．电解一段时间，当B中出现大量白色沉淀时，停止实验，再将A中溶液倒入B中混合，充分振荡，沉淀全部消失
解析：选D 右侧装置为原电池，左侧装置为电解池。在右侧装置中，通入O2的电极为原电池的正极，其电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，所以一段时间后d电极附近溶液变红，Al为原电池的负极，Al失去电子生成Al3＋，Al3＋与溶液中的OH－反应生成白色的Al(OH)3 沉淀，电池反应方程式为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，a与电池的正极相连，故a为电解池的阳极，b与电池的负极相连，故b为电解池的阴极，电解饱和NaCl溶液时，Cl－在a极放电生成Cl2，H＋在b极放电生成H2，故一段时间后b电极附近溶液变红。根据得失电子守恒知，A中产生的NaOH与B中和Al3＋结合的OH－的物质的量相等，所以电解一段时间后，将A、B溶液混合并充分振荡，Al(OH)3能被NaOH全部溶解。
12．下列实验装置，其中按要求设计正确的是( )
解析：选B Fe与电源正极相连为阳极，铁失去电子，则阳极不生成氯气，所以利用淀粉KI溶液检验不到氯气的生成，不合理，A错误；锌的金属性强于铜，Zn为负极，Cu为正极，图中构成CuZn原电池，产生的电流由正极流向负极，B正确；电镀银时，Ag为阳极，镀件为阴极，电解质溶液为硝酸银，不能是硝酸钠，不合理，C错误；粗铜精炼时，粗铜为阳极，纯铜为阴极，图中与之相反，不合理，D错误。
13．如图A为直流电源，B为浸透饱和NaCl溶液和酚酞溶液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后发现B上的c点显红色，为实现铁上镀铜，接通K后，使c、d两点短路，下列叙述正确的是( )
A．a为直流电源的负极
B．c极上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
C．f电极为铜板
D．e极发生还原反应
解析：选B K断开时，接通电路后，B上的c点显红色则证明c极为电解池的阴极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，a为直流电源的正极，已知C为电镀池，e为阳极，f为阴极，则f电极为铁，e电极为铜，发生氧化反应。
14．用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ，模拟装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.阳极室溶液由无色变成棕黄色
B．阴极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．电解一段时间后，阴极室溶液的pH升高
D．电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO4
解析：选C Fe与电源正极相连为阳极，失电子发生氧化反应生成Fe2＋，故溶液由无色变为浅绿色，A项错误；阴极上H＋发生还原反应：2H＋＋2e－===H2↑，B项错误；根据阴极上发生的电极反应知，阴极消耗H＋，电解一段时间后，阴极室溶液pH升高，C项正确；电解一段时间后，阴极室溶液pH升高，阴极室溶液中的溶质可能有很多种，比如(NH4)3PO4、NH4H2PO4、(NH4)2HPO4、H3PO4等，D项错误。
15．化学可以变废为宝，利用电解法处理烟道气中的NO，将其转化为NH4NO3的原理如下图所示，下列说法错误的是( )
A．该电解池的阳极反应为NO－3e－＋2H2O===NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋4H＋
B．该电解池的电极材料为多孔石墨，目的是提高NO的利用率和加快反应速率
C．用NH4NO3的稀溶液代替水可以增强导电能力，有利于电解的顺利进行
D．为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A为HNO3
解析：选D 根据装置图可知：在阳极NO失去电子，被氧化生成NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ：NO－3e－＋2H2O===NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋4H＋；在阴极NO被还原生成NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ，电极反应式为NO＋5e－＋6H＋===NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ＋H2O，电解反应方程式为8NO＋7H2O eq \(=====,\s\up7(通电)) 3NH4NO3＋2HNO3，为使电解产物全部转化为NH4NO3，要适当补充NH3, A正确，D错误；多孔石墨电极表面积大，吸附力强，因此可提高NO的利用率和加快反应速率，B正确；NH4NO3的稀溶液导电能力比水强，因此用NH4NO3稀溶液代替水有利于电解的顺利进行，C正确。
16．电解的应用比较广泛，回答下列问题：
(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是______(填字母，下同)。
a．Fe2O3 b．NaCl
c．Cu2S d．Al2O3
(2)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是________。
a．电能全部转化为化学能
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2＋向阳极移动
d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
e．若阳极质量减少64 g，则转移电子数为2NA个
f．SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的物质的量浓度不变(不考虑溶液体积变化)
(3)如图为电解精炼银的示意图，________(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为_________________________。
(4)以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极的电极反应式为__________________________；取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因为________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为________(填化学式)溶液，阳极的电极反应式为__________________，电解过程中Li＋向________(填“A”或“B”)电极迁移。
解析：(1)电解法适合冶炼Na、Mg、Al等强还原性金属，在熔融状态下，分别电解NaCl、Al2O3冶炼Na和Al。Fe和Cu的还原性较弱，用Fe2O3、Cu2S等冶炼相应金属时，采用加还原剂的还原法。(2)以CuSO4溶液为电解质溶液电解精炼铜时，粗铜作阳极，发生氧化反应，精铜作阴极，发生还原反应。Al、Zn、Cu在阳极被氧化，不活泼金属Au、Pt、Ag在阳极附近沉积，形成阳极泥，电解质溶液中的Cu2＋向阴极移动，电解过程中，电能转化为化学能和热能，在溶液体积不变时，电解质溶液中c(SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )不变。阳极质量减少的64 g包括Al、Zn及Cu，故当阳极质量减少64 g时，电子转移数目不等于2NA个。(3)电解精炼银与电解精炼铜原理相似。电解精炼银装置中，含有杂质的粗银作阳极，电解池的阳极与电源的正极相连，则该装置中a极为含杂质的粗银。该电解池的b极为阴极，阴极上有红棕色气体，则知NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 被还原为NO2，电极反应式为NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O。(5)两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，根据电解装置图知，B区产生H2，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，剩余的OH－与Li＋结合生成LiOH，所以B极区电解液为LiOH溶液，B电极为阴极，则A电极为阳极，阳极区电解液为LiCl溶液，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，电解过程中Li＋向B电极迁移。
答案：(1)bd (2)bdf (3)a NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O(或NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋4H＋＋3e－===NO↑＋2H2O、2NO＋O2===2NO2) (4)2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋ HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 与H＋反应放出气体，c(H＋)减小，平衡Al3＋＋3H2O⇌Al(OH)3＋3H＋向右移动，产生Al(OH)3沉淀 (5)LiOH 2Cl－－2e－===Cl2↑ B
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