第24讲 电解原理（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.宏观辨识与微观探析：从宏观和微观的角度理解电解池中电子的移动、阴阳离子的移动、阴阳两极上的反应及其变化、电流形成的过程和原理。
2.证据推理与模型认知：建立电解过程的思维模型，理解电解的规律，判断电解的产物，书写电解的电极反应式和总反应式。
一、电解原理
1．实验探究：电解氯化铜溶液
按下图所示装置完成实验，并填写下表。
2．电解和电解池
(1)电解：使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。
(2)电解池：将电能转化为化学能的装置(也称电解槽)。
(3)电解池的构成条件
①直流电源；②两个电极；③电解质溶液或熔融电解质；④形成闭合回路。
电解原理及电极判断
（1）电解池反应原理
（2）电解池阴极和阳极的判断依据
二、电解规律
1．电解池电极反应式的书写
(1)常见微粒的放电顺序
阴极：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>……
阳极：活性电极＞S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根
【特别提醒】
①活性电极一般指Pt、Au以外的金属电极。
②电解的离子方程式中，若参与电极反应的H＋或OH－是由水电离出来的，用H2O作为反应物。
(2)电极反应式的书写方法
以惰性电极碳棒电解CuSO4溶液为例
①辨电极：阴极与电源负极相连，阳极与电源正极相连。
②找离子：电解质溶液中：Cu2＋、H＋、SOeq \\al(2－,4)、OH－。
③排顺序：依据常见微粒放电顺序，阴极：Cu2＋>H＋(水)，阳极：OH－(水)>SOeq \\al(2－,4)。
④电极式：阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。
⑤总反应：依据得失电子守恒，调整各电极计量数，然后相加，标上反应条件
2Cu2＋＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2Cu＋O2↑＋4H＋、2CuSO4＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4。
2．电解后溶液的复原规律
用惰性电极电解下列酸、碱、盐溶液，请填写下表：
(1)电解H2O型
(2)电解电解质型
(3)电解质和水都发生电解型
【方法技巧】电解后溶液的复原，从溶液中放出的气体和生成的沉淀，按照原子个数比组成具体物质再加入溶液即可。遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原则。
3.电解池中的守恒规律
同一电路中转移的电子数是相等的，利用电子守恒使各电极得失电子均相等，在各极反应式中建立联系。
三、电化学中多池装置
1．判断电池类型
(1)有外接电源时，各电池均为电解池。
(2)无外接电源，如燃料电池、铅酸蓄电池在电池中作电源，其他均为电解池。
(3)无外接电源，有活泼性不同电极的为原电池，活泼性相同或均为惰性电极的为电解池。
(4)根据电极反应现象判断。
2．解题方法步骤
↓
↓
四、电化学中的定量计算
1．计算的方法
(1)得失电子守恒法计算：用于串联电路各极的电量相同等类型的计算。
(2)总反应式计算：根据总反应式列比例式计算。
(3)关系式计算：根据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。
2．解题步骤
(1)正确书写电极反应式，注意阳极本身是否发生反应，当溶液中有多种离子放电时，注意离子放电的顺序性和阶段性。
(2)根据得失电子守恒和各电极反应式，逐步计算各电极不同阶段的生成物的物质的量。由此得出各电极质量的变化或各电极产生气体体积的定量关系。
考点01 电解及其装置(电解池)
【例1】下列说法错误的是
A．将电能转化为化学能的装置叫电解池
B．电解时，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动
C．电解池中阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应
D．电解时，电子从电解池的阴极流出，沿导线流回电源的负极
【答案】D
【解析】A、电解池是将电能转化成化学能的装置，故A正确；
B、根据电解的原理，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，故B正确；
C、根据电解原理，阳离子在阴极上得电子，发生还原反应，阴离子在阳极上失去电子，发生氧化反应，故C正确；
D、电解池中，电子从电源的负极流出，转移到电解池的阴极上，溶液中的阳离子在此处得到电子，阴离子在阳极上失去电子，电子沿导线流向电源的正极，故D错误。
答案选D。
【变式1-1】下列装置能构成电解池的是
A． B． C． D．
【答案】D
【分析】电解池必须有外接电源，形成闭合回路，有电解质溶液，据此分析。
【解析】电解池是将电能转化为化学能的装置，必须有外接电源，同时形成闭合电路；A装置没有形成闭合电路，错误；B和C没有外接电源，错误；D的装置满足电解池的结构，正确；综上所述，本题选D。
【变式1-2】下列叙述正确的是
①电解池是将化学能转变成电能的装置
②原电池是将电能转变成化学能的装置
③金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化
④电解池两个电极材料可以相同
A．①②③④B．③④C．②③④D．③
【答案】B
【解析】①电解池是将电能转变成化学能的装置，故①错误；
②原电池是将化学能转变成电能的装置，故②错误；
③金属和石墨均为自由电子导电，属于物理变化；电解质溶液导电的实质是电解，属于化学变化，故③正确；
④电解池连接外接电源，两个电极材料可以相同也可以不同，故④正确；
故选B。
考点02 电解规律及其应用
【例2】用惰性电极电解稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段时间阴极和阳极上析出的物质分别是
A．H2和Cl2B．H2和O2C．Cu和Cl2D．Cu和O2
【答案】C
【解析】稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，阳离子的放电顺序：Cu2+＞H+＞Na+，阴离子的放电顺序：Cl-＞OH-＞酸根离子，因此用惰性电极电解稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，阳极Cl-先失电子生成Cl2，阴极Cu2+先得电子生成Cu，即最初一段时间阴极和阳极上析出的物质分别是Cu和Cl2，C满足题意；
答案选C。
【变式2-1】用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，停止电解，向所得溶液中加入0.1mlCu2(OH)2CO3，溶液浓度恢复至电解前，关于该电解过程的说法不正确的是
A．生成Cu的物质的量是0.2ml
B．转移电子的物质的量是0.4ml
C．随着电解的进行溶液的pH减小
D．阳极反应是2H2O-4e-=4H++O2↑
【答案】B
【分析】电解硫酸铜溶液后溶液呈酸性，向电解后的溶液中加入碱式碳酸铜能恢复原溶液，碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，溶液质量增加的量是生成的铜离子和水的质量，所以实际上电解硫酸铜溶液分两个阶段：
第一阶段2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，铜离子在电极上全部析出；
第二阶段：2H2O2H2↑+O2↑，电解部分水；
将碱式碳酸铜化学式改变为2CuO•H2O•CO2，所以加入0.1mlCu2(OH)2CO3就相当于加入0.2mlCuO和0.1ml水。
【解析】A．根据分析可知析出的铜与加入碱式碳酸铜的铜元素质量是相等的，故生成Cu的物质的量是0.2ml，故A正确；
B．第一阶段：根据铜原子守恒知，电解硫酸铜溶液析出n(Cu)=n(CuO)=0.2ml，转移电子的物质的量=0.2ml×2=0.4ml；第二阶段：电解生成0.1ml水转移电子的物质的量=0.1ml×2=0.2ml；所以解过程中共转移的电子数为0.4ml+0.2ml=0.6ml，故B错误；
C．随着电解的进行硫酸的浓度增大，溶液的pH减小，故C正确；
D．阳极发生氧化反应，始终是氢氧根离子放电，生成氧气，电极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，故D正确；
故答案为：B。
【变式2-2】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。
考点03 电化学有关计算
【例3】用电解法可将转化为工业原料、CO，原理如图所示下列说法错误的是
A．离子交换膜为质子交换膜
B．若乙室产物只有1mlCO生成，则乙室质量增加18g
C．若乙室生成CO、物质的量比为1∶1，则两电极产生气体的物质的量相同
D．电解过程中甲室稀硫酸浓度不断增大
【答案】C
【分析】二氧化碳在铜电板表面转化为乙烯，碳元素从+4价降低为-2价，被还原，该电极是电解池的阴极，Pt为阳极。
【解析】A．二氧化碳在铜电板表面转化为乙烯，碳元素从+4价降低为-2价，被还原，该电极是电解池的阴极，主要反应为：2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O，阳极的电极反应式为：2H2O-4e-=O2+4H+，因此装置中的离子交换膜为质子交换膜，阳极区的氢离子过交换膜进入阴极区，故A说法正确，不符合题意；
B．阴极发生的反应只有CO2+2H++2e-=CO+H2O，反应生成1mlCO的同时生成1mlH2O，因此乙室增加的质量为18g，故B说法正确，不符合题意；
C．若阴极生成CO与C2H4的物质的量之比为1:1，设两种产物都是1ml，则转移电子的总物质的量为14ml，阳极产生氧气的物质的量为3.5ml，两电极产生气体的物质的量不相同，故C说法错误，符合题意；
D．电解过程中，甲室溶液中硫酸的物质的量不变，但水的量减少，导致硫酸浓度增大，故D说法正确，不符合题意。
故选C。
【变式3-1】一种电解精炼废钢的工艺原理如图，通过在两极间的定向移动可实现废钢脱碳从而得到超低碳钢，同时还可以回收硅作为副产品。下列说法错误的是
A．电解时，M为电源的负极
B．不能选用稀硫酸作为电解质溶液
C．电解时，阳极发生的电极反应为
D．若有1 ml 移向废钢电极，则炉渣电极所得硅的质量为28 g
【答案】D
【分析】根据题意可知，该装置可回收硅，因而产生硅单质的炉渣一极为得电子的阴极，连接的M极为负极，而连接废钢为阳极，N为正极。
【解析】A．根据分析可知，M为电源负极，选项A正确；
B．该实验是废钢脱碳故其中含有大量Fe，用稀H2SO4会与之反应，不能选用稀硫酸作为电解质溶液，选项B正确；
C．电解时，阳极上C失电子产生CO，发生的电极反应为，选项C正确；
D．若有1 ml 移向废钢电极，由反应可知转移电子为2mle-，阴极的电极反应式为，则炉渣电极所得硅的质量为，选项D；
答案选D。
【变式3-2】硼酸溶于水、酒精、甘油、醚类及香精油中，水溶液呈弱酸性。可用作pH值调节剂、消毒剂、抑菌防腐剂等，还可用于电容器制造及电子元件工业。可以通过电解溶液的方法制备，其工作原理如图。下列说法错误的是
A．m接外电源的正极
B．N室发生的电极反应式为
C．b膜为阳离子交换膜
D．理论上每生成1ml产品，阳极室可生成标准状况下气体的体积是5.6L
【答案】C
【分析】该装置外接电源，为电解池装置，与电源正极相连的M室为阳极室，发生氧化反应，电极反应式：；与电源负极相连的N室为阴极室，溶液中水电离的氢离子得电子发生还原反应。
【解析】A．M室为阳极室，发生氧化反应，接电源正极，A正确；
B．N室为阴极室，溶液中水电离的氢离子得电子发生还原反应生成氢气：，B正确；
C．阳极室的H＋穿过阳离子交换膜扩散至产品室，原料室的穿过阴离子交换膜扩散至产品室，二者反应生成H3BO3，则b膜为阴离子交换膜，C错误；
D．每生成1 ml产品，转移电子1 ml，阳极室生成0.25 ml氧气，其标准状况下为5.6L气体，D正确；
故选C。
考点04 多池装置分析
【例4】如图所示，三个烧杯中盛有足量的电解质溶液，a、b、c、d、e均为石墨电极，通电一段时间后，a电极上有红色物质析出。下列说法正确的是
A．e电极上可以析出使湿润的淀粉KI试纸变蓝的气体
B．c电极周围的溶液变红
C．A烧杯中溶液的pH升高
D．B烧杯中加入一定量的KCl固体可使电解质溶液恢复原状
【答案】B
【解析】a电极上有红色物质析出，说明a为阴极，则b为阳极，c为阴极，d为阳极，e为阴极，以此解答本题。
【解析】A.根据上述分析：电解溶液时，e电极为阴极，有铜析出，故A错误；
B.根据上述分析：c为电解池的阴极，c电极附近生成氢氧化钾，可使酚酞试液变红，故B正确；
C.A烧杯中阳极铜被氧化，阴极上析出铜，因此溶液的溶质不变，其pH不变，故C错误；
B烧杯中阳极上析出氯气，阴极上析出氢气，因此需通入一定量的氯化氢气体可使电解质溶液恢复原状，故D错误；
故答案：B。
【变式4-1】浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。利用浓差电池电解溶液（a、b电极均为石墨电极），可制得、、和NaOH，反应原理如图所示。下列说法错误的是
已知：电池的比能量指参与电极反应的单位质量电极材料放出电能的大小。
A．与铅蓄电池相比，该浓差电池的比能量更高
B．浓差电池从开始工作到放电结束，电解池理论上可制得
C．a电极的电极反应为
D．c、d分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
【答案】B
【分析】浓差电池中，左侧溶液中Cu2+浓度大，离子的氧化性强，所以Cu(1)电极为正极、电极上发生得电子的还原反应，电极反应为Cu2++2e-=Cu；Cu(2)电极为负极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+；电解槽中a电极为阴极、b电极为阳极，阳极上水失电子生成O2和H+，电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极上水发生得电子的还原反应生成H2，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则钠离子通过离子交换膜c进入阴极室生成NaOH，c为阳离子交换膜，硫酸根通过离子交换膜d进入阳极室生成硫酸、d为阴离子交换膜；
【解析】A．根据电池比能量的定义，浓差电池的比能量为，铅蓄电池的比能量为，因此与铅蓄电池相比，该浓差电池的比能量更高，故A说法正确；
B．浓差电池从开始工作到放电结束，正极区硫酸铜溶液浓度由2.5ml/L降低到1.5ml/L，负极区硫酸铜溶液浓度由0.5ml/L上升高1.5ml/L，即正极区被还原的Cu2+的物质的量为(2.5-1.5)ml/L×2L=2mlCu，正极反应为Cu2++2e-=Cu，阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，根据电子守恒有Cu～2e-～H2SO4，n(Cu)=n(H2SO4)=2ml，即得到硫酸质量为2ml×98g/ml=196g，故B说法错误；
C．a电极为阴极，阴极上水得电子发生还原反应生成氢气，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故C说法正确；
D．根据上述分析可知，c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜，故D说法正确；
答案为B。
【变式4-2】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。
1．用如图所示装置的电解氯化钠溶液(X、Y是碳棒)。下列判断正确的是
A．Y电极和电源的正极相连B．X电极表面有氢气生成
C．X电极表面发生氧化反应D．电解过程的能量变化是化学能转化为电能
【答案】C
【解析】A．Y电极连接电源的负极作阴极，A错误；
B．X电极连接电源的正极，为阳极，阳极上Cl-失去电子变为Cl2逸出，B错误；
C．X电极为阳极，溶液中的阴离子Cl-在阳极表面失去电子，发生氧化反应变为Cl2，C正确；
D．电解过程是使电流通过电解质溶液，在阴、阳两极分别发生还原反应、氧化反应的过程，故电解过程的能量变化是电能转化为化学能，D错误；
故合理选项是C。
2．关于如图所示各装置的叙述中，正确的是
A．图1是原电池，总反应是：Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋
B．图2通电一段时间后石墨I电极附近溶液红褐色加深(已知氢氧化铁胶粒带正电荷)
C．若用图3精炼铜，则d极为纯铜，电子迁移方向为b→d→c→a
D．若用图4电镀，M为CuSO4溶液，可以实现在铁上镀铜
【答案】D
【解析】A．根据形成原电池装置条件，图1为原电池装置，因为Fe比Cu活泼，且Fe能与Fe3+发生氧化还原反应，因此Fe作负极，总反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，故A错误；
B．氢氧化铁胶粒带正电荷，通电后向阴极移动，即向石墨Ⅱ电极移动，该电极附近溶液红褐色加深，故B错误；
C．根据图3电流方向，a为正极，b为负极，依据原电池工作原理，电子不通过电解质溶液，电子迁移方向是b→d，c→a，精炼铜时，纯铜作阴极，粗铜作阳极，即d电极为纯铜，故C错误；
D．电镀过程中，待镀金属作阴极，根据图4可知，铁作阴极，电解质溶液为硫酸铜溶液，根据原电池工作原理，阴极反应式为Cu2++2e-=Cu，可以实现在铁上镀铜，故D正确；
答案为D。
3．用如下图a所示装置电解溶液（电极为石墨），下列说法不正确的是

A．该装置可将电能转化为化学能
B．图b可正确表示通电时溶液中溶质离子的迁移情况
C．阴极发生的反应为
D．用该装置电解与的混合液，开始时与电解CuCl2溶液的原理相同
【答案】B
【分析】图a、b装置有外加电源，这些装置为电解池，将电能转化为化学能，电极为惰性电极，根据电解原理，图b中阴离子向阳极移动，在阳极上放电，阳离子向阴极移动，在阴极上放电，左端电极为阳极，电极反应式为2Cl-－2e-=Cl2↑，右端电极为阴极，电极反应式为Cu2+＋2e-=Cu，据此分析。
【解析】A．图a装置有外加电源，该装置为电解池，是将电能转化成化学能，故A正确；
B．根据电解原理，阳离子向阴极移动，在阴极上得电子，阴离子向阳极移动，在阳极上失电子，根据图示，左端为阳极，Cl－向该极移动，右端为阴极，Cu2＋向该极移动，故B错误；
C．根据上述分析，阴极电极反应式为，故C正确；
D．混合溶液中的阳离子有Cu2＋、Na＋、H＋，放电顺序是Cu2＋＞H＋＞Na＋，阴离子有Cl－、OH－、，放电顺序是Cl－＞OH－＞SO，CuCl2溶液中Cu2＋先放电，Cl－先放电，两者开始时电解原理相同，故D正确；
答案为B。
4．下图是一个用石墨作电极，电解稀Na2SO4溶液的装置，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．A极生成的气体无色无味，B极生成的气体有刺激性气味
B．收集B极产生的气体，该气体能使带火星的木条复燃
C．A极附近呈红色，B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，充分搅拌后溶解呈碱性
【答案】B
【分析】该装置为电解池，与电源正极相连的B极作阳极，电极反应式为；与电源负极相连的A极作阴极，电极反应式为；据此分析解答。
【解析】A．A、B电极反应式分别为、， A电极生成的H2与B电极生成的O2都是无色，无味的，A错误；
B．根据分析，B极作阳极，电极反应式为，阳极上生成O2，O2能使带火星的木条复燃，B正确；
C．由电极反应式知，A电极附近溶液呈碱性，B电极附近溶液呈酸性，则A电极溶液呈蓝色，B电极溶液呈红色，C错误；
D．惰性电极电解稀Na2SO4溶液，实际是电解水，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶解呈中性，D错误。
故选B。
5．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。
6．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是
A．电解氢氧化钠溶液，要消耗OH-，故溶液pH减小
B．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变
C．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1：1
D．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1：2
【答案】C
【解析】A．电解稀氢氧化钠溶液时，实质上是电解水，溶剂的质量减少，溶质的质量不变，所以氢氧根离子的浓度增大，溶液的pH值变大，选项A错误；
B．电解稀硫酸时，实质上是电解水，溶剂的质量减少，溶质的质量不变，所以氢离子的浓度增大，溶液的pH值变小，选项B错误；
C．电解氯化铜溶液时，阴极上铜离子得电子生成铜，阳极上氯离子失电子生成氯气，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1：1，选项C正确；
D．电解硫酸钠溶液，实质电解水，阳极生成氧气，阴极生成氢气，则阴极和阳极析出产物的物质的量之比为2：1，选项D错误；
答案选C。
7．用惰性电极电解下列溶液，电解结束后加适量水，溶液能恢复至电解前状态的是
A．B．C．D．
【答案】C
【分析】电解结束后，向剩余电解液中加适量水，能使溶液和电解前相同，应为电解水型的电解，电解时阳极反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极反应为：4H++4e-=2H2↑，可为电解含氧酸溶液、强碱溶液或活泼金属的含氧酸盐溶液。
【解析】A．电解溶液，阴极析出铜，阳极生成氯气，要使溶液恢复到原来的浓度，应加入CuCl2，故A不符；
B． 电解AgNO3，阴极析出Ag，阳极生成O2，要使溶液恢复到原来的浓度，应加入Ag2O，故B不符；
C． 电解溶液，阳极生成氧气，阴极生成氢气，实际为电解水，电解后加入水可恢复到原来的浓度，故C符合；
D． 电解KCl溶液，生成KOH、H2、Cl2，加水显然不能恢复电解前的状态，应通入适量的HCl气体，故D不符；
故选C。
8．甲烷燃料电池采用铂做电极材料，两个电极上分别通入和，电解质溶液为溶液。某研究小组将上述甲烷燃料电池作为电源，进行电解饱和食盐水和电镀的实验，如图所示，其中乙装置中X为离子交换膜。下列说法错误的是
A．为防止生成的氯气和氢氧化钠接触，乙中X为阳离子交换膜
B．丙中的溶液，银离子浓度不变
C．甲烷燃料电池正极电极反应式是
D．乙中两电极上一共产生气体(标准状况)时，丙中a极质量增加
【答案】C
【分析】甲烷燃料电池中，通入甲烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，则乙装置中Fe铁电极为阴极，石墨电极为阳极，丙装置中a电极为阴极，b电极为阳极。
【解析】A．乙装置中，Fe铁电极为阴极，水中的氢离子得电子生成氢气，余下氢氧根离子，石墨电极为阳极，氯离子失电子生成氯气，则乙中X为阳离子交换膜，Na+移动向阴极，阴极得到NaOH和氢气，为了防止生成的氯气和氢氧化钠接触，乙中为阳离子交换膜，A正确；
B．丙装置中电镀时，a电极为阴极，银离子得电子生成银，b电极为阳极，银失电子生成阴离子，溶液银离子浓度不变，B正确；
C．甲烷燃料电池，碱性环境下，正极电极反应式是，C错误；
D．乙中上一共产生气体2.24L(标准状况)时，其物质的量为0.1ml时，各产生0.05ml的氢气和氯气，则电路中转移0.1ml电子，则a极析出0.1ml银单质，其质量增加10.8g，D正确；
故选C。
9．实验装置如图所示。接通电源后，用碳棒(、)作笔，在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字，端的字迹呈白色。下列结论不正确的是
A．a为电源的正极
B．端的字迹呈蓝色
C．电流方向为：
D．碳棒的电极反应式为2H+-2e-=H2↑
【答案】D
【分析】由图可知，a′端的字迹呈白色，则a′端为阳极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，b′端为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故a为正极，b为负极，据此作答。
【解析】A．a′端的字迹呈白色，则a′端为阳极，连接电源的正极的电解池中为阳极，故a为正极，故A正确；
B．b′端为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，石蕊遇碱变蓝，故B正确；
C．电流从正极经导线流入负极，故电流方向为：a →a′→b′→b，故C正确；
D．碳棒b′端为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，，故D错误；
故选：D。
10．如图所示是电解NaCl溶液(滴加有酚酞溶液)装置，其中c、d为石墨电极。下列有关的判断正确的是
A．a为负极，d为阳极
B．电解过程中，d电极附近溶液变红
C．电解过程中，氯离子的浓度保持不变
D．c电极上的电极反应式为：
【答案】B
【分析】电源的电流是从正极流出，由电流电流的流向知，a极是正极，b极是负极。
【解析】A.阳极与电源的正极连接，故c极是阳极，A错误；
B.d极是阴极，电极反应式为，有氢氧根生成，d电极附近溶液变红，B正确；
C.点解过程，氯离子失电子生成氯气，氯离子浓度变小，C错误；
D. c电极上的电极反应式为，D错误；
故选B。
11．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
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】用惰性电极电解下列溶液，则阳离子在阴极放电，阴离子在阳极放电，若加入物质能使溶液恢复到原来的成分和浓度，则从溶液中析出什么物质就应加入什么物质，以此来解答。
【解析】A．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，故A不选；
B．电解NaCl溶液，氢离子和氯离子放电，则应加入HCl恢复原样，故B选；
C．电极KNO3溶液实质是电解水，再加入水恢复溶液浓度即可，故C不选；
D．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，加入氢氧化铜引入了氢原子，不符合题意，故D不选；
故答案选B。
12．下图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴酚酞溶液。下列实验现象描述正确的是( )
A．a电极附近呈红色，b电极附近呈无色
B．溶液阴离子向a电极移动，阳离子向b电极移动
C．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气体
D．电路中有0.2ml电子转移时，b电极上有1.12L气体产生
【答案】A
【分析】该装置有外接电源，属于电解池装置，溶液中含有的离子是Na＋、、H＋、OH－，根据电解原理，b为阳极，电极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，a极为阴极，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，据此分析；
【解析】A. 根据电解原理，b为阳极，电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，b极附近溶液呈无色，a极为阴极，电极反应式2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，a电极附近呈红色，故A正确；
B. 根据电解原理，阴离子向阳极移动，即向b极移动，阳离子向阴极移动，即向a极移动，故B错误；
C. a、b两极产生的气体为H2、O2，两种气体均为无色无味气体，故C错误；
D. 题中没有说明条件是标准状况，因此无法计算气体的体积，故D错误；
故答案为A。
13．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。
14．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。
15．用锂一氟化碳（氟气与碳生成的夹层化合物）电池电解含有尿素的碱性溶液，用于废水处理和煤液化供氢，其装置如图所示（装置中、均为惰性电极，隔膜仅阻止气体通过）。则极和极产生的气体在相同条件下的体积比为
A．B．C．D．
【答案】D
【解析】由题图可知a极为阳极，a极的电极反应式为CO(NH2)2-6e-+8OH- =N2↑++6H2O，b极为阴极，b极的电极反应式为2H2O+2e- =H2↑+2OH-，由电子守恒可知，a极和b极产生的气体在相同条件下的体积比为1∶3，D项正确；
答案选D。
实验现象
实验结论
原因分析
电流表指针发生偏转
说明电解质溶液导电，形成闭合回路
自由运动离子发生定向移动
与负极相连的b极上逐渐覆盖了一层红色物质
析出金属铜
阴极：Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应)
与正极相连的a极上有刺激性气味的气体产生，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝
产生了氯气
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)
电解质
H2SO4
NaOH
Na2SO4
阳极反应式
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
阴极反应式
4H＋＋4e－===2H2↑
2H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－
pH变化
减小
增大
不变
复原加入物质
加入H2O
电解质
HCl
CuCl2
阳极反应式
2Cl－－2e－===Cl2↑
阴极反应式
2H＋＋2e－===H2↑
Cu2＋＋2e－===Cu
pH变化
增大
复原加入物质
加入HCl
加入CuCl2
电解质
NaCl
CuSO4
阳极反应式
2Cl－－2e－===Cl2↑
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
阴极反应式
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
2Cu2＋＋4e－===2Cu
pH变化
增大
减小
复原加入物质
加入HCl
加入CuO或CuCO3