化学新设计苏教版选修四讲义专题一化学反应与能量变化第3课时有重名842002

16/1717/17/第3课时电解池的工作原理学习目标核心素养建构1.了解电解、电解池的概念，会描述电解池的工作原理。2.能正确书写电解池的电极反应式和电解反应方程式。3.理解并掌握电解规律和电解产物的判断方法。[知识梳理]一、电解池的工作原理1.如图为工业上电解熔融氯化钠生产金属钠的装置示意图。容器中盛有熔融的氯化钠，两侧分别插入石墨片和铁片作为电极材料，两个电极分别与电源的正极和负极相连。（1）通电前，熔融NaCl中存在的微粒有Na＋、Cl－，这些微粒的运动状态是自由移动。（2）通电后离子运动方向：阳离子Na＋（填离子符号）移向铁电极，发生还原反应；阴离子Cl－（填离子符号）移向石墨电极，发生氧化反应。电极上发生的变化是①铁电极：2Na＋＋2e－=2Na；②石墨电极：2Cl－－2e－=Cl2↑。（3）由以上分析可知：熔融的NaCl在直流电源作用下发生了氧化还原反应，分解生成了Na和Cl2。2.电解CuCl2溶液（1）装置（2）电极反应阴极Cu2＋＋2e－=Cu发生还原反应阳极2Cl－－2e－=Cl2发生氧化反应总反应CuCl2eq\o(=,\s\up7(电解))Cu＋Cl2↑3.电解和电解池（1）电解是在直流电作用下，在两个电极上发生氧化还原反应的过程。（2）电解池是将电能转化为化学能的装置。（3）电极名称阴极：与电源负极相连的电极，发生还原反应；阳极：与电源正极相连的电极，发生氧化反应。（4）电解池的构成条件：具有与直流电源相连接的两个电极（阴极、阳极），插入电解质溶液或熔融电解质中，形成闭合回路。（5）电子流向和离子流向电子流向：电源负极→电解池阴极电解池阳极→电源正极离子流向：阳离子→电解池阴极阴离子→电解池阳极【自主思考】1.电解质溶液导电时，一定会有化学反应发生吗？提示一定有，因为电解池就是由电能转变成化学能的装置，溶液导电电极上一定有电极反应。2.如何判断一套装置是原电池还是电解池？提示一看有无外接电源，二看电极材料。电解池中阳极一般为活泼性较差的导电材料。且两电极可以使用相同材料。二、酸、碱、盐溶液的电解规律1.有下列两组离子：①Cu2＋、Na＋、H＋、Ag＋；②Cl－、I－、SOeq\o\al(2－,4)、OH－。电解时，移向阳极的是②，放电先后顺序是I－>Cl－>OH－>SOeq\o\al(2－,4)；移向阴极的是①，放电先后顺序是Ag＋>Cu2＋>H＋>Na＋。2.用惰性电极电解酸、碱、盐溶液，填写下表：电解质及类别电极反应式电解物质pH变化溶液复原方法电解水型H2SO4含氧酸阳极：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O阴极：4H＋＋4e－=2H2↑H2O减小加入H2ONaOH强碱增大Na2SO4活泼金属的含氧酸盐不变电解电解质型HCl无氧酸阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑阴极：2H＋＋2e－=H2↑HCl增大通入HClCuCl2不活泼金属的无氧酸盐阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑阴极：Cu2＋＋2e－=CuCuCl2加入uCl2放H2生碱型NaCl活泼金属的无氧酸盐阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑阴极：2H＋＋2e－=H2↑NaCl、H2O增大通入HCl放O2生酸型CuSO4不活泼金属的含氧酸盐阳极：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O阴极：2Cu2＋＋4e－=2CuCuSO4、H2O减小加入CuO或CuCO3【自主思考】3.石墨为电极电解氯化铜溶液时，为什么会生成铜和氯气？提示溶液中存在Cu2＋、H＋、Cl－和OH－四种离子，离子在电极上能发生氧化反应或者还原反应，主要取决于离子得失电子的能力。因得电子：Cu2＋>H＋，失电子能力：Cl－>OH－。故在阴极有Cu生成，在阳极有Cl2生成。[效果自测]1.如图所示的装置能够组成电解池的是（）解析电解池要有外接电源，形成闭合回路。答案D2.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.①②③④ B.③④C.②③④ D.③解析电解质溶液导电发生了氧化还原反应，是化学变化；金属导电仅是电子的定向移动，是物理变化。电解池的两极只要能导电即可。答案B3.用惰性电极电解AgNO3溶液，下列说法不正确的是（）A.电解过程中阴极质量不断增加B.电解过程中溶液的pH不断降低C.此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况D.电解后两极产生的气体体积比为2∶1解析处理有关电解问题首先应注意电极材料，在此基础上写出电极反应式和总的电解反应式，根据总的电解反应式来分析电解前后的物质变化和溶液浓度变化，分析溶液的pH变化必须注意原溶液的pH情况。用惰性电极电解AgNO3溶液，总的电解反应式为4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))4Ag＋O2↑＋4HNO3。可知：阴极上析出Ag，阳极上放出O2，故A正确、D错误；由于生成HNO3溶液，pH应不断降低，B正确；要使溶液恢复电解前的状况要看加入的物质在溶液中的反应：2Ag2O＋4HNO3=4AgNO3＋2H2O；得到的物质恰好是反应掉的物质，可以使溶液恢复电解前的状况，C正确。答案D探究一、电解池的工作原理【探究讨论】1.电解时电子通过电解质溶液吗？提示电解质溶液通电电解时，在外电路中有电子通过，而溶液中是依靠离子定向移动，形成了电流。【点拨提升】1.原电池和电解池的原理比较装置类别原电池电解池原理使氧化还原反应中电子的转移做定向移动，从而形成电流使电流通过电解质溶液或熔融电解质而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程装置特点将化学能转变成电能将电能转变成化学能实例电极名称负极正极阴极阳极反应类型氧化反应还原反应还原反应氧化反应反应特征自发的氧化还原反应（主动）借助电流（被动）电极判断由电极本身决定正极：流入电子负极：流出电子由外电源决定阳极：连电源正极阴极：连电源负极电子流向负极→外电路→正极电解池阳极→电源正极→电源负极→电解池阴极离子移动阳离子向正极移动阴离子向负极移动阳离子向阴极移动阴离子向阳极移动【典题例证1】如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是（）A.a为负极，b为正极B.a为阳极，b为阴极C.电解过程中，d电极质量增加D.电解过程中，氯离子浓度不变解析电流从电源的正极流出，故a为正极，b为负极；c为阳极，d为阴极。电解时，因Cu2＋移向阴极d，在阴极放电析出Cu，故d电极质量增加；Cl－移向阳极c，在阳极放电逸出Cl2，导致溶液中Cl－浓度降低。答案C【学以致用1】如图所示，a、b是两根石墨棒。下列叙述正确的是（）A.a是正极，发生还原反应B.b是阳极，发生氧化反应C.稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变D.往滤纸上滴加酚酞试液，a极附近颜色变红解析A.aB.bD.a行氧化还原反应，属于原电池，右边是电解池，锌易失电子作负极，铜作正极，则a是阳极，b是阴极，A.a是阳极，阳极上失电子发生氧化反应，故A错误；B.b是阴极，阴极上得电子发生还原反应，故B错误；C.左边装置中，负极上锌失电子生成锌离子，正极上氢离子得电子生成氢气，所以硫酸根离子不参加反应，则其物质的量不变，故C正确；D.a电极上氯离子放电生成氯气，b电极上氢离子放电生成氢气，同时b电极附近还生成氢氧根离子，导致碱性增强，所以b极附近颜色变红，故D错误。答案C探究二、惰性电极电解电解质溶液的规律【探究讨论】2.电解过程中放H2生碱型和放O2生酸型的实质是什么？在放H2生碱型的电解中，若滴入酚酞试液，哪一极附近溶液变红？提示放H2生碱型实质是水电离出的H＋在阴极上放电，破坏了阴极附近水的电离平衡，使OH－浓度增大，若滴入酚酞试液，阴极附近溶液变红；放O2生酸型的实质是水电离出的OH－在阳极上放电，破坏了阳极附近水的电离平衡，使H＋浓度增大。3.要使电解后的CuSO4溶液复原，加入Cu（OH）2固体可以吗？提示应具体情况具体分析，若通电一段时间，CuSO4未电解完（即Cu2＋未全部放电），使溶液复原应加入CuO，而加入Cu（OH）2会使溶液的浓度减小；若Cu2＋全部放电，又继续通电一段时间（此时电解水），要使溶液复原应加入Cu（OH）2或Cu2（OH）2CO3，若只加入CuO，此时浓度偏大。【点拨提升】1.阳极产物的判断（1）活性金属电极（金属活动性顺序表中排在Ag之前包括Ag），电极金属失电子，生成对应的金属阳离子，阴离子不放电。（2）惰性电极（Au、Pt、石墨），溶液中的阴离子失电子，生成对应的非金属单质或高价化合物。阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>高价态含氧酸根>F－。2.阴极产物的判断（1）与电极材料无关，直接根据阳离子放电顺序进行判断，溶液中的阳离子得电子生成对应的单质或低价化合物（2）阳离子的放电顺序：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Pb2＋＞Sn2＋＞Ni2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞Mn2＋＞较活泼金属阳离子（注意Fe3＋的顺序）。3.分析电解问题的基本方法思路（1）首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。（2）再分析通电前溶液中含有哪些阴、阳离子（包括水电离出的H＋和OH－）。（3）然后根据通电后，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁先在电极放电。（4）判断电极产物，正确书写电极反应式要注意遵循原子守恒和电荷守恒。（5）结合题目要求分析电解时的各种变化情况，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH变化等。惰性电极电解电解质溶液后要恢复原电解质溶液的浓度需加适量的某物质时，遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原则，所加物质可以是阴极与阳极产物的化合物。【典题例证2】现用Pt电极电解1L浓度均为0.1mol/L的HCl、CuSO4的混合溶液，装置如图，下列说法正确的是（）A.电解开始时阴极有H2放出B.电解开始时阳极上发生：Cu2＋＋2e－=CuC.当电路中通过电子的量超过0.1mol时，此时阴极放电的离子发生了变化D.整个电解过程中，SOeq\o\al(2－,4)不参与电极反应解析依据放电顺序阴极先放电的是Cu2＋，故阴极开始析出的是Cu，阳极先放电的是Cl－，故阳极开始产生的是Cl2，答案A、B错；由阴极反应Cu2＋＋2e－=Cu，n（Cu2＋）＝0.1mol，当电路中通过电子的量达到0.2mol时，此时Cu2＋消耗完毕，阴极放电离子变为H＋。所以C错；阳极先是Cl－放电，当Cl－消耗完毕。此时H2O电离产生的OH－开始在阳极放电，SOeq\o\al(2－,4)不参与电极反应。答案D【学以致用2】用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物（方括号内的物质），能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是（）A.AgNO3[AgNO3] B.NaOH[H2O]C.KCl[KCl] D.CuSO4[Cu（OH）2]解析A项：4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))4Ag＋O2↑＋4HNO3脱离反应体系的物质是4Ag＋O2，相当于2Ag2O，所以应当加入适量Ag2O才能复原。（加入AgNO3，会使NOeq\o\al(－,3)的量增加）；B项：2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑脱离反应体系的是2H2＋O2，相当于2H2O，加入适量水可以复原。C项：2KCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2KOH＋H2↑＋Cl2↑脱离反应体系的是H2＋Cl2，相当于2HCl，应通入适量HCl气体才能复原（加入盐酸时，同时也增加了水）。D项：2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2H2SO4＋2Cu＋O2↑脱离反应体系的是2Cu＋O2，相当于2CuO，加入适量CuO可以复原。答案B1.如图为直流电源电解稀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。下列实验现象中正确的是（）A.a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色B.a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色C.逸出气体的体积，a极的小于b极的D.一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体解析a极为阴极，H2O电离出的H＋放电，促进H2O的电离平衡向右移动，c（OH－）增大，石蕊溶液变蓝色，b极为阳极，H2O电离出的OH－放电，c（H＋）增大，石蕊溶液变红色，A项不正确、B项正确；a极产生H2，b极产生O2，H2的体积是O2体积的2倍，故C、D项不正确。答案B2.下图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无味气体放出。符合这一情况的是下表中的（）选项a电极b电极X电极溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2解析由a极板质量增加，知溶液中阳离子在a极板析出，则a为阴极，X为负极；因B中a极板不析出金属，C中X为正极，故B、C错；又由b极板有无色无味气体放出，知D错。答案A3.从NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、H＋、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。（1）两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是。（2）若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式可能是。（3）两极分别放出气体，且体积比为1∶1，电解质的化学式可能是。解析（1）组为电解水型，即阳极OH－放电，阴极H＋放电；（2）组阳极OH－放电，阴极排在H后的金属阳离子放电；（3）组气体体积比为1∶1，不是电解水型，经分析可得相应答案。答案（1）H2SO4、HNO3、Ba（NO3）2（2）AgNO3、Cu（NO3）2、CuSO4（3）HCl、BaCl2课时作业基础巩固1.关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是（）A.原电池中失去电子的一极为负极B.电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极C.原电池中相对活泼的一极为正极D.电解池中发生氧化反应的一极为阳极解析根据两池的结构与反应原理可确定，原电池中相对活泼的一极为负极。答案C2.用石墨作电极，电解1mol·L－1下列物质的溶液，溶液中的pH保持不变的是（）A.HCl B.NaOHC.Na2SO4 D.NaCl解析用石墨作电极，电解HCl（aq）时，H＋放电产生H2，使溶液中c（H＋）减小，pH增大，所以A不符合；用石墨作电极，电解NaOH（aq）时，实质为电解水，使溶液中c（OH－）增大，pH增大，所以B不符合；用石墨作电极，电解NaCl（aq）时，生成NaOH，溶液中c（OH－）增大，pH增大，则D不符合；只有电解Na2SO4（aq）时，实质为电解水，溶液仍为中性，pH不变，故选项C正确。答案C3.用惰性电极电解下列溶液，其中随着电解的进行，溶液pH逐渐减小的是（）①氯化钠溶液②硫酸铜溶液③氢氧化钠溶液④稀硫酸⑤稀盐酸⑥硫酸钠溶液A.①③⑤ B.②④⑤C.②④ D.②④⑥答案C4.如图所示，铁片、铜片和CuSO4溶液可以构成原电池或电解池，下列说法正确的是（）A.构成原电池时，Cu极反应式为Cu－2e－=Cu2＋B.构成电解池时，Cu极质量可能减少也可能增加C.构成电解池时，Fe极质量一定减少D.构成的原电池或电解池在工作时的反应原理一定不同解析用导线将两极直接相连构成原电池，此时发生的反应为Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，Fe极作负极，发生的电极反应为Fe－2e－=Fe2＋，Cu极作正极，发生的电极反应为Cu2＋＋2e－=Cu，A项错误。若接通直流电源构成电解池，有两种情况：（1）铁与电源负极相连作阴极，阴极发生还原反应：Cu2＋＋2e－=Cu，铜与电源正极相连作阳极，阳极发生氧化反应：Cu－2e－=Cu2＋；（2）铜与电源负极相连作阴极，阴极发生还原反应：Cu2＋＋2e－=Cu，铁与电源正极相连作阳极，阳极发生氧化反应：Fe－2e－=Fe2＋，此时的电解总反应为Fe＋Cu2＋eq\o(=,\s\up7(通电))Fe2＋＋Cu，反应的原理和构成原电池时一样。综上分析，B项正确，C、D项错误。答案B5.如下图所示，下列叙述正确的是（）A.Y为阴极，发生还原反应B.X为正极，发生氧化反应C.Y与滤纸接触处有氧气生成D.X与滤纸接触处变红解析从题图中可以看出，左边的装置为原电池而右边的装置为电解池。根据原电池原理，较活泼的一极作原电池的负极，所以Zn为负极，Cu为正极。再根据电解原理，Y与Zn片相连为阴极，X与Cu片相连为阳极，Y极的电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑（还原反应）；X极的电极反应式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑（氧化反应）。Y极上H＋放电，同时产生了OH－，呈碱性，使酚酞溶液呈红色。答案A6.如图X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色色斑向d端扩散。下列判断正确的是（）A.滤纸上c点附近会变红色B.Cu电极质量减小，Pt电极质量增大C.烧杯中溶液的pH增大D.烧杯中SOeq\o\al(2－,4)向Cu电极定向移动解析本题考查电解原理，意在考查考生对电化学基础知识融会贯通及正确复述、再现、辨认的能力。由图可知，该装置为电解装置，由通电后Y中央的紫红色色斑向d端扩散知，d为阳极（MnOeq\o\al(－,4)向阳极移动），b为电源的正极，a为电源的负极。Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，c点H＋放电，则OH－浓度增大，所以滤纸上c点附近会变红色，故A项正确；Cu电极上Cu2＋得到电子生成Cu，Pt电极上OH－失去电子，故Cu电极质量增大，Pt电极质量不变，B项错误；Pt电极上OH－失去电子，故烧杯中溶液的pH减小，C项错误；Cu电极为阴极，Pt电极为阳极，烧杯中SOeq\o\al(2－,4)向Pt电极定向移动，D项错误。答案A7.CuI是一种不溶于水的白色固体，它可由反应：2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I2而得到。现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞试液和淀粉溶液。电解开始不久阴极区溶液呈红色，而阳极区溶液呈蓝色，对这个现象的正确解释是（）①阴极：2H＋＋2e－=H2↑使c（OH－）>c（H＋）②阳极：2Cu＋4I－－4e－=2CuI↓＋I2，I2遇淀粉变蓝③阳极：Cu－2e－=Cu2＋，Cu2＋显蓝色④阳极：2I－－2e－=I2，淀粉遇I2变蓝A.①② B.①③C.①④ D.③④解析通电后，溶液中的H＋、K＋移向阴极，而H＋的氧化性强于K＋，所以H＋得电子被还原，破坏了水的电离平衡，使c（OH－）>c（H＋），酚酞试液变红；I－和OH－移向阳极，而失电子能力Cu>I－>OH－，故Cu失电子产生Cu2＋。又据信息，Cu2＋与I－能反应产生I2，淀粉遇I2变蓝。答案A8.关于下图所示①、②两个装置的叙述，正确的是（）A.装置名称：①是原电池，②是电解池B.硫酸浓度变化：①增大，②减小C.电极反应式：①中阳极：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，②中正极：Zn－2e－=Zn2＋D.离子移动方向：①中H＋向阴极方向移动，②中H＋向负极方向移动解析①中有外加电源，为电解池，②为原电池，A错误；①中电解水，硫酸浓度增大，②中负极材料消耗硫酸，硫酸浓度减小，B正确；②中正极反应为2H＋＋2e－=H2↑，C错误；②中H＋向正极移动，D错误。答案B9.根据装置图书写电极反应式和总反应离子方程式。答案（1）阴极：4Ag＋＋4e－=4Ag阳极：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑4Ag＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))4Ag＋4H＋＋O2↑（2）阳极：Fe－2e－＋2OH－=Fe（OH）2阴极：2H＋＋2e－=H2↑Fe＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))Fe（OH）2＋H2↑（3）阳极：Cu－2e－=Cu2＋阴极：2H＋＋2e－=H2↑Cu＋2H＋eq\o(=,\s\up7(通电))Cu2＋＋H2↑10.如图X是直流电源。Y池中c、d为石墨棒，Z池中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d附近显红色。（1）①电源上b为极（填“正”、“负”、“阴”或“阳”，下同）。②Z池中e为极。③连接Y、Z池线路中，电子流动的方向是de（填“→”或“←”）。（2）①写出c极上反应的电极反应式：_______________________________。②写出Y池中总反应的化学方程式：_______________________________________________________________________________________________。③写出Z池中e极上反应的电极反应式：_____________________________________________________________________________________________。解析d极附近显红色，说明d为阴极，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，c为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑，Y池电解NaCl溶液的总反应方程式为2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑；直流电源中a为正极，b为负极，Z池中f为阴极，e为阳极，电极反应式分别为Cu2＋＋2e－=Cu、Cu－2e－=Cu2＋，电子流动方向由e→d。答案（1）①负②阳③←（2）①2Cl－－2e－=Cl2↑②2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑③Cu－2e－=Cu2＋11.下图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336mL（标准状态）气体。回答：（1）直流电源中，M为极。（2）Pt电极上生成的物质是，其质量为g。（3）电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为2∶∶∶。（4）AgNO3溶液的浓度（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），硫酸的浓度。（5）若硫酸的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的硫酸g。解析（1）电解5.00%的稀硫酸，实际上是电解其中的水。因此在该电解池中发生反应：2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2H2↑＋O2↑，V（H2）∶V（O2）＝2∶1。据此可确定d极为阴极，则电源的N极为负极，M极为正极。（2）在336mL气体中，V（H2）＝eq\f(2,3)×336mL＝224mL，为0.01mol；V（O2）＝eq\f(1,3)×336mL＝112mL，为0.005mol。说明电路上有0.02mol电子，因此在b极（Pt、阴极）产生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（阳）电极、Pt（阴）电极和AgNO3溶液组成的电镀池，在通电一定时间后，在Pt电极上放电所消耗溶液中Ag＋的物质的量等于Ag电极被氧化给溶液补充的Ag＋的物质的量，因此AgNO3溶液的浓度不变。电解5.00%的硫酸溶液，由于其中的水发生电解，因此硫酸浓度增大。（5）设原5.00%的硫酸质量为x，电解时消耗水0.01mol×18g·mol－1＝0.18g，则：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）不变增大（5）45.18能力提升12.某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他均为Cu，则下列说法正确的是（）A.电流方向：电极Ⅳ→G→电极ⅠB.电极Ⅰ发生还原反应C.电极Ⅱ逐渐溶解D.电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－=Cu解析当多个池串联时，两电极材料活泼性相差大的作原电池，其他池作电解池，由此可知图示中左边两池组成原电池，右边一池为电解池。A项，电子移动方向：电极Ⅰ→G→电极Ⅳ，电流方向与电子移动方向相反，正确；B项，原电池负极在工作中失电子，被氧化，发生氧化反应，错误；C项，原电池正极为得电子一极，铜离子在电极Ⅱ上得电子，生成铜单质，该电极质量逐渐增大，错误；D项，电解池中阳极为非惰性电极时，电极本身失电子，形成离子进入溶液中，因为电极Ⅱ为正极，因此电极Ⅲ为电解池的阳极，其电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，错误。答案A13.用Pt电极电解各含有0.1mol的Cu2＋和X3＋的溶液，阴极析出固体物质的质量m（g）与溶液中通过电子的物质的量n（mol）的关系见右图所示。则离子的氧化能力由大到小排列正确的是（）A.Cu2＋>X3＋>H＋ B.H＋>X3＋>Cu2＋C.X3＋>H＋>Cu2＋ D.Cu2＋>H＋>X3＋解析有些学生没认真分析，就将X3＋与Fe3＋联系起来，选择C答案。这其实是简单记忆阳离子放电顺序导致思维定势造成的结果。本题的解题信息在图像中：一通电就有固体析出，且通过0.2mol电子后，再没有固体析出了，说明是Cu2＋放电的结果。X3＋不放电，故答案应为D。答案D14.如下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。（1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加，据此回答问题：①电源的N端