第24讲 电解原理（教师版）【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）

第24讲电解原理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。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)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\o\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\o\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\o(=,\s\up7(电解))2Cu＋O2↑＋4H＋、2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\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型电解质H2SO4NaOHNa2SO4阳极反应式2H2O－4e－=O2↑＋4H＋4OH－－4e－=O2↑＋2H2O2H2O－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(2)电解电解质型电解质HClCuCl2阳极反应式2Cl－－2e－=Cl2↑阴极反应式2H＋＋2e－=H2↑Cu2＋＋2e－=CupH变化增大复原加入物质加入HCl加入CuCl2(3)电解质和水都发生电解型电解质NaClCuSO4阳极反应式2Cl－－2e－=Cl2↑2H2O－4e－=O2↑＋4H＋阴极反应式2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－2Cu2＋＋4e－=2CupH变化增大减小复原加入物质加入HCl加入CuO或CuCO3【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．①②③④ B．③④ C．②③④ D．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Cl2 B．H2和O2 C．Cu和Cl2 D．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0.1molCu2(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0.2molB．转移电子的物质的量是0.4molC．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0.1molCu2(OH)2CO3就相当于加入0.2molCuO和0.1mol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0.2mol，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)=0.2mol，转移电子的物质的量=0.2mol×2=0.4mol；第二阶段：电解生成0.1mol水转移电子的物质的量=0.1mol×2=0.2mol；所以解过程中共转移的电子数为0.4mol+0.2mol=0.6mol，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1molCO生成，则乙室质量增加18gC．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1molCO的同时生成1molH2O，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1mol，则转移电子的总物质的量为14mol，阳极产生氧气的物质的量为3.5mol，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1mol移向废钢电极，则炉渣电极所得硅的质量为28g【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1mol移向废钢电极，由反应可知转移电子为2mole-，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1mol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1mol产品，转移电子1mol，阳极室生成0.25mol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2.5mol/L降低到1.5mol/L，负极区硫酸铜溶液浓度由0.5mol/L上升高1.5mol/L，即正极区被还原的Cu2+的物质的量为(2.5-1.5)mol/L×2L=2molCu，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)=2mol，即得到硫酸质量为2mol×98g/mol=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→aD．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1：1D．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0.1mol时，各产生0.05mol的氢气和氯气，则电路中转移0.1mol电子，则a极析出0.1mol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0.2mol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