化學(xué)新設(shè)計(jì)蘇教版選修四講義專題一化學(xué)反應(yīng)與能量變化第3課時(shí)有重名842002

16/1717/17/第3課時(shí)電解池的工作原理學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)建構(gòu)1.了解電解、電解池的概念，會(huì)描述電解池的工作原理。2.能正確書寫電解池的電極反應(yīng)式和電解反應(yīng)方程式。3.理解并掌握電解規(guī)律和電解產(chǎn)物的判斷方法。[知識(shí)梳理]一、電解池的工作原理1.如圖為工業(yè)上電解熔融氯化鈉生產(chǎn)金屬鈉的裝置示意圖。容器中盛有熔融的氯化鈉，兩側(cè)分別插入石墨片和鐵片作為電極材料，兩個(gè)電極分別與電源的正極和負(fù)極相連。（1）通電前，熔融NaCl中存在的微粒有Na＋、Cl－，這些微粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是自由移動(dòng)。（2）通電后離子運(yùn)動(dòng)方向：陽離子Na＋（填離子符號(hào)）移向鐵電極，發(fā)生還原反應(yīng)；陰離子Cl－（填離子符號(hào)）移向石墨電極，發(fā)生氧化反應(yīng)。電極上發(fā)生的變化是①鐵電極：2Na＋＋2e－=2Na；②石墨電極：2Cl－－2e－=Cl2↑。（3）由以上分析可知：熔融的NaCl在直流電源作用下發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，分解生成了Na和Cl2。2.電解CuCl2溶液（1）裝置（2）電極反應(yīng)陰極Cu2＋＋2e－=Cu發(fā)生還原反應(yīng)陽極2Cl－－2e－=Cl2發(fā)生氧化反應(yīng)總反應(yīng)CuCl2eq\o(=,\s\up7(電解))Cu＋Cl2↑3.電解和電解池（1）電解是在直流電作用下，在兩個(gè)電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程。（2）電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。（3）電極名稱陰極：與電源負(fù)極相連的電極，發(fā)生還原反應(yīng)；陽極：與電源正極相連的電極，發(fā)生氧化反應(yīng)。（4）電解池的構(gòu)成條件：具有與直流電源相連接的兩個(gè)電極（陰極、陽極），插入電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中，形成閉合回路。（5）電子流向和離子流向電子流向：電源負(fù)極→電解池陰極電解池陽極→電源正極離子流向：陽離子→電解池陰極陰離子→電解池陽極【自主思考】1.電解質(zhì)溶液導(dǎo)電時(shí)，一定會(huì)有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生嗎？提示一定有，因?yàn)殡娊獬鼐褪怯呻娔苻D(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置，溶液導(dǎo)電電極上一定有電極反應(yīng)。2.如何判斷一套裝置是原電池還是電解池？提示一看有無外接電源，二看電極材料。電解池中陽極一般為活潑性較差的導(dǎo)電材料。且兩電極可以使用相同材料。二、酸、堿、鹽溶液的電解規(guī)律1.有下列兩組離子：①Cu2＋、Na＋、H＋、Ag＋；②Cl－、I－、SOeq\o\al(2－,4)、OH－。電解時(shí)，移向陽極的是②，放電先后順序是I－>Cl－>OH－>SOeq\o\al(2－,4)；移向陰極的是①，放電先后順序是Ag＋>Cu2＋>H＋>Na＋。2.用惰性電極電解酸、堿、鹽溶液，填寫下表：電解質(zhì)及類別電極反應(yīng)式電解物質(zhì)pH變化溶液復(fù)原方法電解水型H2SO4含氧酸陽極：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O陰極：4H＋＋4e－=2H2↑H2O減小加入H2ONaOH強(qiáng)堿增大Na2SO4活潑金屬的含氧酸鹽不變電解電解質(zhì)型HCl無氧酸陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2H＋＋2e－=H2↑HCl增大通入HClCuCl2不活潑金屬的無氧酸鹽陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：Cu2＋＋2e－=CuCuCl2加入uCl2放H2生堿型NaCl活潑金屬的無氧酸鹽陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2H＋＋2e－=H2↑NaCl、H2O增大通入HCl放O2生酸型CuSO4不活潑金屬的含氧酸鹽陽極：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O陰極：2Cu2＋＋4e－=2CuCuSO4、H2O減小加入CuO或CuCO3【自主思考】3.石墨為電極電解氯化銅溶液時(shí)，為什么會(huì)生成銅和氯氣？提示溶液中存在Cu2＋、H＋、Cl－和OH－四種離子，離子在電極上能發(fā)生氧化反應(yīng)或者還原反應(yīng)，主要取決于離子得失電子的能力。因得電子：Cu2＋>H＋，失電子能力：Cl－>OH－。故在陰極有Cu生成，在陽極有Cl2生成。[效果自測]1.如圖所示的裝置能夠組成電解池的是（）解析電解池要有外接電源，形成閉合回路。答案D2.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(gè)電極材料可以相同A.①②③④ B.③④C.②③④ D.③解析電解質(zhì)溶液導(dǎo)電發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，是化學(xué)變化；金屬導(dǎo)電僅是電子的定向移動(dòng)，是物理變化。電解池的兩極只要能導(dǎo)電即可。答案B3.用惰性電極電解AgNO3溶液，下列說法不正確的是（）A.電解過程中陰極質(zhì)量不斷增加B.電解過程中溶液的pH不斷降低C.此時(shí)向溶液中加入適量的Ag2O固體可使溶液恢復(fù)到電解前的狀況D.電解后兩極產(chǎn)生的氣體體積比為2∶1解析處理有關(guān)電解問題首先應(yīng)注意電極材料，在此基礎(chǔ)上寫出電極反應(yīng)式和總的電解反應(yīng)式，根據(jù)總的電解反應(yīng)式來分析電解前后的物質(zhì)變化和溶液濃度變化，分析溶液的pH變化必須注意原溶液的pH情況。用惰性電極電解AgNO3溶液，總的電解反應(yīng)式為4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))4Ag＋O2↑＋4HNO3?？芍宏帢O上析出Ag，陽極上放出O2，故A正確、D錯(cuò)誤；由于生成HNO3溶液，pH應(yīng)不斷降低，B正確；要使溶液恢復(fù)電解前的狀況要看加入的物質(zhì)在溶液中的反應(yīng)：2Ag2O＋4HNO3=4AgNO3＋2H2O；得到的物質(zhì)恰好是反應(yīng)掉的物質(zhì)，可以使溶液恢復(fù)電解前的狀況，C正確。答案D探究一、電解池的工作原理【探究討論】1.電解時(shí)電子通過電解質(zhì)溶液嗎？提示電解質(zhì)溶液通電電解時(shí)，在外電路中有電子通過，而溶液中是依靠離子定向移動(dòng)，形成了電流?！军c(diǎn)撥提升】1.原電池和電解池的原理比較裝置類別原電池電解池原理使氧化還原反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移做定向移動(dòng)，從而形成電流使電流通過電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程裝置特點(diǎn)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能實(shí)例電極名稱負(fù)極正極陰極陽極反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)氧化反應(yīng)反應(yīng)特征自發(fā)的氧化還原反應(yīng)（主動(dòng)）借助電流（被動(dòng)）電極判斷由電極本身決定正極：流入電子負(fù)極：流出電子由外電源決定陽極：連電源正極陰極：連電源負(fù)極電子流向負(fù)極→外電路→正極電解池陽極→電源正極→電源負(fù)極→電解池陰極離子移動(dòng)陽離子向正極移動(dòng)陰離子向負(fù)極移動(dòng)陽離子向陰極移動(dòng)陰離子向陽極移動(dòng)【典題例證1】如圖是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極，則下列有關(guān)判斷正確的是（）A.a為負(fù)極，b為正極B.a為陽極，b為陰極C.電解過程中，d電極質(zhì)量增加D.電解過程中，氯離子濃度不變解析電流從電源的正極流出，故a為正極，b為負(fù)極；c為陽極，d為陰極。電解時(shí)，因Cu2＋移向陰極d，在陰極放電析出Cu，故d電極質(zhì)量增加；Cl－移向陽極c，在陽極放電逸出Cl2，導(dǎo)致溶液中Cl－濃度降低。答案C【學(xué)以致用1】如圖所示，a、b是兩根石墨棒。下列敘述正確的是（）A.a是正極，發(fā)生還原反應(yīng)B.b是陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)C.稀硫酸中硫酸根離子的物質(zhì)的量不變D.往濾紙上滴加酚酞試液，a極附近顏色變紅解析A.aB.bD.a行氧化還原反應(yīng)，屬于原電池，右邊是電解池，鋅易失電子作負(fù)極，銅作正極，則a是陽極，b是陰極，A.a是陽極，陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B.b是陰極，陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；C.左邊裝置中，負(fù)極上鋅失電子生成鋅離子，正極上氫離子得電子生成氫氣，所以硫酸根離子不參加反應(yīng)，則其物質(zhì)的量不變，故C正確；D.a電極上氯離子放電生成氯氣，b電極上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)b電極附近還生成氫氧根離子，導(dǎo)致堿性增強(qiáng)，所以b極附近顏色變紅，故D錯(cuò)誤。答案C探究二、惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律【探究討論】2.電解過程中放H2生堿型和放O2生酸型的實(shí)質(zhì)是什么？在放H2生堿型的電解中，若滴入酚酞試液，哪一極附近溶液變紅？提示放H2生堿型實(shí)質(zhì)是水電離出的H＋在陰極上放電，破壞了陰極附近水的電離平衡，使OH－濃度增大，若滴入酚酞試液，陰極附近溶液變紅；放O2生酸型的實(shí)質(zhì)是水電離出的OH－在陽極上放電，破壞了陽極附近水的電離平衡，使H＋濃度增大。3.要使電解后的CuSO4溶液復(fù)原，加入Cu（OH）2固體可以嗎？提示應(yīng)具體情況具體分析，若通電一段時(shí)間，CuSO4未電解完（即Cu2＋未全部放電），使溶液復(fù)原應(yīng)加入CuO，而加入Cu（OH）2會(huì)使溶液的濃度減??；若Cu2＋全部放電，又繼續(xù)通電一段時(shí)間（此時(shí)電解水），要使溶液復(fù)原應(yīng)加入Cu（OH）2或Cu2（OH）2CO3，若只加入CuO，此時(shí)濃度偏大?！军c(diǎn)撥提升】1.陽極產(chǎn)物的判斷（1）活性金屬電極（金屬活動(dòng)性順序表中排在Ag之前包括Ag），電極金屬失電子，生成對應(yīng)的金屬陽離子，陰離子不放電。（2）惰性電極（Au、Pt、石墨），溶液中的陰離子失電子，生成對應(yīng)的非金屬單質(zhì)或高價(jià)化合物。陰離子放電順序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>高價(jià)態(tài)含氧酸根>F－。2.陰極產(chǎn)物的判斷（1）與電極材料無關(guān)，直接根據(jù)陽離子放電順序進(jìn)行判斷，溶液中的陽離子得電子生成對應(yīng)的單質(zhì)或低價(jià)化合物（2）陽離子的放電順序：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Pb2＋＞Sn2＋＞Ni2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞Mn2＋＞較活潑金屬陽離子（注意Fe3＋的順序）。3.分析電解問題的基本方法思路（1）首先判斷陰、陽極，分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。（2）再分析通電前溶液中含有哪些陰、陽離子（包括水電離出的H＋和OH－）。（3）然后根據(jù)通電后，陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，結(jié)合放電順序分析誰先在電極放電。（4）判斷電極產(chǎn)物，正確書寫電極反應(yīng)式要注意遵循原子守恒和電荷守恒。（5）結(jié)合題目要求分析電解時(shí)的各種變化情況，如兩極現(xiàn)象、水的電離平衡移動(dòng)、離子濃度的變化、pH變化等。惰性電極電解電解質(zhì)溶液后要恢復(fù)原電解質(zhì)溶液的濃度需加適量的某物質(zhì)時(shí)，遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原則，所加物質(zhì)可以是陰極與陽極產(chǎn)物的化合物?！镜漕}例證2】現(xiàn)用Pt電極電解1L濃度均為0.1mol/L的HCl、CuSO4的混合溶液，裝置如圖，下列說法正確的是（）A.電解開始時(shí)陰極有H2放出B.電解開始時(shí)陽極上發(fā)生：Cu2＋＋2e－=CuC.當(dāng)電路中通過電子的量超過0.1mol時(shí)，此時(shí)陰極放電的離子發(fā)生了變化D.整個(gè)電解過程中，SOeq\o\al(2－,4)不參與電極反應(yīng)解析依據(jù)放電順序陰極先放電的是Cu2＋，故陰極開始析出的是Cu，陽極先放電的是Cl－，故陽極開始產(chǎn)生的是Cl2，答案A、B錯(cuò)；由陰極反應(yīng)Cu2＋＋2e－=Cu，n（Cu2＋）＝0.1mol，當(dāng)電路中通過電子的量達(dá)到0.2mol時(shí)，此時(shí)Cu2＋消耗完畢，陰極放電離子變?yōu)镠＋。所以C錯(cuò)；陽極先是Cl－放電，當(dāng)Cl－消耗完畢。此時(shí)H2O電離產(chǎn)生的OH－開始在陽極放電，SOeq\o\al(2－,4)不參與電極反應(yīng)。答案D【學(xué)以致用2】用惰性電極電解下列溶液一段時(shí)間后再加入一定量的某種純凈物（方括號(hào)內(nèi)的物質(zhì)），能使溶液恢復(fù)到原來的成分和濃度的是（）A.AgNO3[AgNO3] B.NaOH[H2O]C.KCl[KCl] D.CuSO4[Cu（OH）2]解析A項(xiàng)：4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))4Ag＋O2↑＋4HNO3脫離反應(yīng)體系的物質(zhì)是4Ag＋O2，相當(dāng)于2Ag2O，所以應(yīng)當(dāng)加入適量Ag2O才能復(fù)原。（加入AgNO3，會(huì)使NOeq\o\al(－,3)的量增加）；B項(xiàng)：2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑脫離反應(yīng)體系的是2H2＋O2，相當(dāng)于2H2O，加入適量水可以復(fù)原。C項(xiàng)：2KCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2KOH＋H2↑＋Cl2↑脫離反應(yīng)體系的是H2＋Cl2，相當(dāng)于2HCl，應(yīng)通入適量HCl氣體才能復(fù)原（加入鹽酸時(shí)，同時(shí)也增加了水）。D項(xiàng)：2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2SO4＋2Cu＋O2↑脫離反應(yīng)體系的是2Cu＋O2，相當(dāng)于2CuO，加入適量CuO可以復(fù)原。答案B1.如圖為直流電源電解稀Na2SO4溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是（）A.a電極附近呈紅色，b電極附近呈藍(lán)色B.a電極附近呈藍(lán)色，b電極附近呈紅色C.逸出氣體的體積，a極的小于b極的D.一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體解析a極為陰極，H2O電離出的H＋放電，促進(jìn)H2O的電離平衡向右移動(dòng)，c（OH－）增大，石蕊溶液變藍(lán)色，b極為陽極，H2O電離出的OH－放電，c（H＋）增大，石蕊溶液變紅色，A項(xiàng)不正確、B項(xiàng)正確；a極產(chǎn)生H2，b極產(chǎn)生O2，H2的體積是O2體積的2倍，故C、D項(xiàng)不正確。答案B2.下圖中X、Y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加，b極板處有無色無味氣體放出。符合這一情況的是下表中的（）選項(xiàng)a電極b電極X電極溶液A鋅石墨負(fù)極CuSO4B石墨石墨負(fù)極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負(fù)極CuCl2解析由a極板質(zhì)量增加，知溶液中陽離子在a極板析出，則a為陰極，X為負(fù)極；因B中a極板不析出金屬，C中X為正極，故B、C錯(cuò)；又由b極板有無色無味氣體放出，知D錯(cuò)。答案A3.從NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、H＋、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－等離子中選出適當(dāng)?shù)碾x子組成電解質(zhì)，采用惰性電極對其溶液進(jìn)行電解。（1）兩極分別放出H2和O2時(shí)，電解質(zhì)的化學(xué)式可能是。（2）若陰極析出金屬，陽極放出O2，電解質(zhì)的化學(xué)式可能是。（3）兩極分別放出氣體，且體積比為1∶1，電解質(zhì)的化學(xué)式可能是。解析（1）組為電解水型，即陽極OH－放電，陰極H＋放電；（2）組陽極OH－放電，陰極排在H后的金屬陽離子放電；（3）組氣體體積比為1∶1，不是電解水型，經(jīng)分析可得相應(yīng)答案。答案（1）H2SO4、HNO3、Ba（NO3）2（2）AgNO3、Cu（NO3）2、CuSO4（3）HCl、BaCl2課時(shí)作業(yè)基礎(chǔ)鞏固1.關(guān)于原電池、電解池的電極名稱，下列說法錯(cuò)誤的是（）A.原電池中失去電子的一極為負(fù)極B.電解池中與直流電源負(fù)極相連的一極為陰極C.原電池中相對活潑的一極為正極D.電解池中發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為陽極解析根據(jù)兩池的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)原理可確定，原電池中相對活潑的一極為負(fù)極。答案C2.用石墨作電極，電解1mol·L－1下列物質(zhì)的溶液，溶液中的pH保持不變的是（）A.HCl B.NaOHC.Na2SO4 D.NaCl解析用石墨作電極，電解HCl（aq）時(shí)，H＋放電產(chǎn)生H2，使溶液中c（H＋）減小，pH增大，所以A不符合；用石墨作電極，電解NaOH（aq）時(shí)，實(shí)質(zhì)為電解水，使溶液中c（OH－）增大，pH增大，所以B不符合；用石墨作電極，電解NaCl（aq）時(shí)，生成NaOH，溶液中c（OH－）增大，pH增大，則D不符合；只有電解Na2SO4（aq）時(shí)，實(shí)質(zhì)為電解水，溶液仍為中性，pH不變，故選項(xiàng)C正確。答案C3.用惰性電極電解下列溶液，其中隨著電解的進(jìn)行，溶液pH逐漸減小的是（）①氯化鈉溶液②硫酸銅溶液③氫氧化鈉溶液④稀硫酸⑤稀鹽酸⑥硫酸鈉溶液A.①③⑤ B.②④⑤C.②④ D.②④⑥答案C4.如圖所示，鐵片、銅片和CuSO4溶液可以構(gòu)成原電池或電解池，下列說法正確的是（）A.構(gòu)成原電池時(shí)，Cu極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋B.構(gòu)成電解池時(shí)，Cu極質(zhì)量可能減少也可能增加C.構(gòu)成電解池時(shí)，F(xiàn)e極質(zhì)量一定減少D.構(gòu)成的原電池或電解池在工作時(shí)的反應(yīng)原理一定不同解析用導(dǎo)線將兩極直接相連構(gòu)成原電池，此時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，F(xiàn)e極作負(fù)極，發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋，Cu極作正極，發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu，A項(xiàng)錯(cuò)誤。若接通直流電源構(gòu)成電解池，有兩種情況：（1）鐵與電源負(fù)極相連作陰極，陰極發(fā)生還原反應(yīng)：Cu2＋＋2e－=Cu，銅與電源正極相連作陽極，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)：Cu－2e－=Cu2＋；（2）銅與電源負(fù)極相連作陰極，陰極發(fā)生還原反應(yīng)：Cu2＋＋2e－=Cu，鐵與電源正極相連作陽極，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)：Fe－2e－=Fe2＋，此時(shí)的電解總反應(yīng)為Fe＋Cu2＋eq\o(=,\s\up7(通電))Fe2＋＋Cu，反應(yīng)的原理和構(gòu)成原電池時(shí)一樣。綜上分析，B項(xiàng)正確，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B5.如下圖所示，下列敘述正確的是（）A.Y為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)B.X為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)C.Y與濾紙接觸處有氧氣生成D.X與濾紙接觸處變紅解析從題圖中可以看出，左邊的裝置為原電池而右邊的裝置為電解池。根據(jù)原電池原理，較活潑的一極作原電池的負(fù)極，所以Zn為負(fù)極，Cu為正極。再根據(jù)電解原理，Y與Zn片相連為陰極，X與Cu片相連為陽極，Y極的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑（還原反應(yīng)）；X極的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑（氧化反應(yīng)）。Y極上H＋放電，同時(shí)產(chǎn)生了OH－，呈堿性，使酚酞溶液呈紅色。答案A6.如圖X為電源，Y為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙，濾紙中央滴有一滴KMnO4溶液，通電后Y中央的紫紅色色斑向d端擴(kuò)散。下列判斷正確的是（）A.濾紙上c點(diǎn)附近會(huì)變紅色B.Cu電極質(zhì)量減小，Pt電極質(zhì)量增大C.燒杯中溶液的pH增大D.燒杯中SOeq\o\al(2－,4)向Cu電極定向移動(dòng)解析本題考查電解原理，意在考查考生對電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)融會(huì)貫通及正確復(fù)述、再現(xiàn)、辨認(rèn)的能力。由圖可知，該裝置為電解裝置，由通電后Y中央的紫紅色色斑向d端擴(kuò)散知，d為陽極（MnOeq\o\al(－,4)向陽極移動(dòng)），b為電源的正極，a為電源的負(fù)極。Y為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙，c點(diǎn)H＋放電，則OH－濃度增大，所以濾紙上c點(diǎn)附近會(huì)變紅色，故A項(xiàng)正確；Cu電極上Cu2＋得到電子生成Cu，Pt電極上OH－失去電子，故Cu電極質(zhì)量增大，Pt電極質(zhì)量不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Pt電極上OH－失去電子，故燒杯中溶液的pH減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Cu電極為陰極，Pt電極為陽極，燒杯中SOeq\o\al(2－,4)向Pt電極定向移動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案A7.CuI是一種不溶于水的白色固體，它可由反應(yīng)：2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I(xiàn)2而得到?，F(xiàn)以石墨為陰極，以Cu為陽極電解KI溶液，通電前向電解液中加入少量酚酞試液和淀粉溶液。電解開始不久陰極區(qū)溶液呈紅色，而陽極區(qū)溶液呈藍(lán)色，對這個(gè)現(xiàn)象的正確解釋是（）①陰極：2H＋＋2e－=H2↑使c（OH－）>c（H＋）②陽極：2Cu＋4I－－4e－=2CuI↓＋I(xiàn)2，I2遇淀粉變藍(lán)③陽極：Cu－2e－=Cu2＋，Cu2＋顯藍(lán)色④陽極：2I－－2e－=I2，淀粉遇I2變藍(lán)A.①② B.①③C.①④ D.③④解析通電后，溶液中的H＋、K＋移向陰極，而H＋的氧化性強(qiáng)于K＋，所以H＋得電子被還原，破壞了水的電離平衡，使c（OH－）>c（H＋），酚酞試液變紅；I－和OH－移向陽極，而失電子能力Cu>I－>OH－，故Cu失電子產(chǎn)生Cu2＋。又據(jù)信息，Cu2＋與I－能反應(yīng)產(chǎn)生I2，淀粉遇I2變藍(lán)。答案A8.關(guān)于下圖所示①、②兩個(gè)裝置的敘述，正確的是（）A.裝置名稱：①是原電池，②是電解池B.硫酸濃度變化：①增大，②減小C.電極反應(yīng)式：①中陽極：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，②中正極：Zn－2e－=Zn2＋D.離子移動(dòng)方向：①中H＋向陰極方向移動(dòng)，②中H＋向負(fù)極方向移動(dòng)解析①中有外加電源，為電解池，②為原電池，A錯(cuò)誤；①中電解水，硫酸濃度增大，②中負(fù)極材料消耗硫酸，硫酸濃度減小，B正確；②中正極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，C錯(cuò)誤；②中H＋向正極移動(dòng)，D錯(cuò)誤。答案B9.根據(jù)裝置圖書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)離子方程式。答案（1）陰極：4Ag＋＋4e－=4Ag陽極：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑4Ag＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))4Ag＋4H＋＋O2↑（2）陽極：Fe－2e－＋2OH－=Fe（OH）2陰極：2H＋＋2e－=H2↑Fe＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))Fe（OH）2＋H2↑（3）陽極：Cu－2e－=Cu2＋陰極：2H＋＋2e－=H2↑Cu＋2H＋eq\o(=,\s\up7(通電))Cu2＋＋H2↑10.如圖X是直流電源。Y池中c、d為石墨棒，Z池中e、f是質(zhì)量相同的銅棒。接通電路后，發(fā)現(xiàn)d附近顯紅色。（1）①電源上b為極（填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽”，下同）。②Z池中e為極。③連接Y、Z池線路中，電子流動(dòng)的方向是de（填“→”或“←”）。（2）①寫出c極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式：_______________________________。②寫出Y池中總反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________________________________________________________________________________。③寫出Z池中e極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式：_____________________________________________________________________________________________。解析d極附近顯紅色，說明d為陰極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，c為陽極，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑，Y池電解NaCl溶液的總反應(yīng)方程式為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑；直流電源中a為正極，b為負(fù)極，Z池中f為陰極，e為陽極，電極反應(yīng)式分別為Cu2＋＋2e－=Cu、Cu－2e－=Cu2＋，電子流動(dòng)方向由e→d。答案（1）①負(fù)②陽③←（2）①2Cl－－2e－=Cl2↑②2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑③Cu－2e－=Cu2＋11.下圖中電極a、b分別為Ag電極和Pt電極，電極c、d都是石墨電極。通電一段時(shí)間后，在c、d兩極上共收集到336mL（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）氣體。回答：（1）直流電源中，M為極。（2）Pt電極上生成的物質(zhì)是，其質(zhì)量為g。（3）電源輸出的電子，其物質(zhì)的量與電極b、c、d分別生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為2∶∶∶。（4）AgNO3溶液的濃度（填“增大”、“減小”或“不變”，下同），硫酸的濃度。（5）若硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5.00%變?yōu)?.02%，則原有5.00%的硫酸g。解析（1）電解5.00%的稀硫酸，實(shí)際上是電解其中的水。因此在該電解池中發(fā)生反應(yīng)：2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2H2↑＋O2↑，V（H2）∶V（O2）＝2∶1。據(jù)此可確定d極為陰極，則電源的N極為負(fù)極，M極為正極。（2）在336mL氣體中，V（H2）＝eq\f(2,3)×336mL＝224mL，為0.01mol；V（O2）＝eq\f(1,3)×336mL＝112mL，為0.005mol。說明電路上有0.02mol電子，因此在b極（Pt、陰極）產(chǎn)生Ag：0.02mol×108g·mol－1＝2.16g，即0.02mol的Ag。（3）n（e－）∶n（Ag）∶n（O2）∶n（H2）＝0.02∶0.02∶0.005∶0.01＝2∶2∶eq\f(1,2)∶1。（4）由Ag（陽）電極、Pt（陰）電極和AgNO3溶液組成的電鍍池，在通電一定時(shí)間后，在Pt電極上放電所消耗溶液中Ag＋的物質(zhì)的量等于Ag電極被氧化給溶液補(bǔ)充的Ag＋的物質(zhì)的量，因此AgNO3溶液的濃度不變。電解5.00%的硫酸溶液，由于其中的水發(fā)生電解，因此硫酸濃度增大。（5）設(shè)原5.00%的硫酸質(zhì)量為x，電解時(shí)消耗水0.01mol×18g·mol－1＝0.18g，則：5.00%x＝5.02%（x－0.18）g，解得x＝45.18g。答案（1）正（2）Ag2.16（3）2eq\f(1,2)1（4）不變增大（5）45.18能力提升12.某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置，電極Ⅰ為Al，其他均為Cu，則下列說法正確的是（）A.電流方向：電極Ⅳ→G→電極ⅠB.電極Ⅰ發(fā)生還原反應(yīng)C.電極Ⅱ逐漸溶解D.電極Ⅲ的電極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－=Cu解析當(dāng)多個(gè)池串聯(lián)時(shí)，兩電極材料活潑性相差大的作原電池，其他池作電解池，由此可知圖示中左邊兩池組成原電池，右邊一池為電解池。A項(xiàng)，電子移動(dòng)方向：電極Ⅰ→G→電極Ⅳ，電流方向與電子移動(dòng)方向相反，正確；B項(xiàng)，原電池負(fù)極在工作中失電子，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，原電池正極為得電子一極，銅離子在電極Ⅱ上得電子，生成銅單質(zhì)，該電極質(zhì)量逐漸增大，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解池中陽極為非惰性電極時(shí)，電極本身失電子，形成離子進(jìn)入溶液中，因?yàn)殡姌OⅡ?yàn)檎龢O，因此電極Ⅲ為電解池的陽極，其電極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋，錯(cuò)誤。答案A13.用Pt電極電解各含有0.1mol的Cu2＋和X3＋的溶液，陰極析出固體物質(zhì)的質(zhì)量m（g）與溶液中通過電子的物質(zhì)的量n（mol）的關(guān)系見右圖所示。則離子的氧化能力由大到小排列正確的是（）A.Cu2＋>X3＋>H＋ B.H＋>X3＋>Cu2＋C.X3＋>H＋>Cu2＋ D.Cu2＋>H＋>X3＋解析有些學(xué)生沒認(rèn)真分析，就將X3＋與Fe3＋聯(lián)系起來，選擇C答案。這其實(shí)是簡單記憶陽離子放電順序?qū)е滤季S定勢造成的結(jié)果。本題的解題信息在圖像中：一通電就有固體析出，且通過0.2mol電子后，再?zèng)]有固體析出了，說明是Cu2＋放電的結(jié)果。X3＋不放電，故答案應(yīng)為D。答案D14.如下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。（1）接通電源，經(jīng)過一段時(shí)間后，測得丙中K2SO4濃度為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加，據(jù)此回答問題：①電源的N端