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品牌：高翼
型号：GY-915
产地：广州
工艺流程：干燥时间：常温干燥30分钟或加热干燥（80-90℃）3-10分钟。
供货地：全国
外观：液体
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用途描述：用于铜、镍、铬、锌、锡电镀层的后处理
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化学一轮精品复习学案：9.2 电解池 金属的电化学腐蚀与防护
第二节 电解池 金属的电化学腐蚀与防护【高考新动向】1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2.理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。【考纲全景透析】 一、电解原理1.电解：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程． 2.电解池：(也叫电解槽)
把电能转变为化学能的装置． 3．电解池的组成和工作原理（以电解 CuCl2 溶液为例）总反应方程式：Cu +2Cl ==== Cl2↑+ Cu2+-二、电解原理的应用1．电解饱和食盐水 (1)电极反应：阳极 2Cl －2e 阴极 2H ＋2e＋ － －==== Cl2↑ ==== H2↑－(2)总反应方程式： 电解 2NaCl+ 2H2O ====2NaOH+Cl2↑+H2↑ (3)应用：氯碱工业制烧碱、氯气、氢气。 2．电镀铜或电解精炼铜 电镀（Fe 上镀 Cu） 阳极 电极材料 电极反应 铜 Cu-2e ====Cu2+电解精炼铜 粗通（含 Zn、Fe、Ni、Ag、Au 等杂质） Cu-2e ====Cu Zn-2e ====Zn Fe-2e ====Fe Ni-2e ====Ni2+2+2+2+阴极电极材料铁纯铜电极反应 电解质溶液Cu +2e ==== Cu CuSO4 溶液2+-注：电解精炼铜时，粗铜中的 Ag、Au 等不反应，沉在电解池底部形成阳极泥。 3．电解冶炼钠(电解熔融 NaCl) ⑴电极反应：阳极：2Cl ―2e ==Cl2↑ 阴极：2Na +2e ==2Na 电解 ⑵总反应方程式：2NaCl====2Na+ Cl2↑ ⑶应用：冶炼 Na、Mg、Al 等活泼金属。+ -三、金属的腐蚀与防护1．化学腐蚀和电化学腐蚀的比较 化学腐蚀 条件 特点 本质 金属被氧化的过程 相互关系 较活泼的金属被氧化的过程 两种腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更严重 金属与干燥气体或非电解质直接接触 无电流产生-电化学腐蚀 不纯金属或合金跟电解质溶液接触 有电流产生n+金属失电子变成金属阳离子而被氧化（M―ne ==M ）2.析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较 析氢腐蚀 条件 电极反应 金属在较强的酸性溶液中 负极(Fe)：Fe－2e-＝Fe +2吸氧腐蚀 金属在中性或酸性很弱的溶液中 负极(Fe)：2Fe－4e-＝2Fe2+ 正极(C)：2H2O＋O2＋4e-＝4OH非常普遍，腐蚀速率一般较慢正极(C)：2H+＋2e-＝H2↑ 发生情况 联系 3.金属的防护 相对较少，腐蚀速率一般较快两种腐蚀常相继发生，吸氧腐蚀为主(1)加防护层，如在金属表面加上耐腐蚀的油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶及电镀、喷镀或表面钝化 等方法。 (2)电化学防护 ①牺牲负极的正极保护 ――原电池原理 正极：被保护的金属设备 。 负极：比被保护的金属活泼的金属 。 ②外加电流的阴极保护 ――电解原理 阴极：被保护的金属设备 。阳极：惰性电极 (3)添加缓蚀剂。【热点难点全析】 ※考点一 原电池、电解池、电镀池的比较类型 本质 装置判断 电极判断 原电池 化学能转化为电能 无外加电源 负极：还原性较强的极 或电子流出的极 正极：还原性较弱的极 或电子流入的极 电极上的反应 （1）负极本身或还原剂 失去电子发生氧化反应 （2）正极：溶液中某些 阳离子或氧化剂得到电子 极 （1）阳极发生氧化反应即阳 极金属或溶液中阴离子失去电子 的反应 （2）阴极本身不反应，溶液 中的阳离子得到电子发生还原反 应 电子流向 负极→外电路→正极 电源负极 → 由导线 → 阴极 → 由溶液→阳极→电源正极 电流方向 正极→外电路→负极 电源正极 → 由导线 → 阳极 → 由溶液→阴极→电源负极 应用 铅蓄电池 电镀、精炼、冶金 极 阴极： 与直流电源负极相连的 电解池 电能转化为化学能 有外加电源 阳极： 与直流电源正极相连的【警示】(1)判断是原电池和电解池的关键是看是否有外加电源，有时并无外加电源，存在自发进行氧化还原反应的装置相 当于电源，另一个装置则是电解池。 (2)二次电池的放电过程是原电池，充电过程是电解池。原电池的两极称为正、负极，是由两极材料的相对活泼程度决定。(原电池的正、负极在内电路中有时也分 别称为阴极、阳极)电解池的两极称为阴、阳极，是由外接电源决定。 无论是原电池还是电解池，阳离子总是向阴极移动，阴离子总是向阳极移动。 1．电极产物的判断阴极与电源负极相连，得电子发生还原反应。其规律有两个：一是电极本身不参加反应；二是电解质 溶液中氧化性强的阳离子先得电子，如 Ag ＞Fe ＞Cu ＞H ＞Pb ＞Sn ＞Fe ＞Zn ，要注意到金属活 动性顺序表中 Al 及 Al 前面的金属离子在溶液中不放电。 阳极与电源正极相连，失去电子发生氧化反应。其规律有两个：一是若阳极为非惰性电极(除 Pt、Au 之外的金属作电极)，电极本身失去电子被氧化，电解质溶液中的阴离子不参与电极反应；二是若阳极为 惰性电极(Pt、Au 或非金属作电极)，电解质溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，如 S ＞ I ＞Br ＞Cl ＞OH ＞含氧酸根。 2．电极方程式、电解方程式的书写 书写电解反应的一般步骤是：以写出用石墨做电极电解 CuSO4 溶液的电极反应式及总的电解方程式为 例。 第一步：明确溶液中存在哪些离子 溶液中的阳离子：Cu 、H ，阴离子：OH 、SO4 。 第二步：判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序 阴极：Cu &H－ 2＋ ＋ 2＋ ＋ － 2－ － － － － 2－ ＋ 3＋ 2＋ ＋ 2＋ 2＋ 2＋ 2＋阳极：OH &SO42－第三步：写电极反应式和总的电解方程式 阴极：2Cu ＋4e ===2Cu 阳极：4OH －4e ===2H2O＋O2↑或 2H2O－4e ===O2↑＋4H－ － － ＋ 2＋ －电解 2＋ ＋ 使得失电子数相等，两极反应式相加得总方程式： 2Cu ＋2H2O=====2Cu＋O2↑＋4H (离子方程式)或 电解 2CuSO4＋2H2O=====2Cu＋O2↑＋2H2SO4。 [注意] ①上述例子中的电极若换成铜棒，阳极电极反应式为：Cu－2e ===Cu ，阴极电极反应式不变。 ②电极反应式的书写要以实际放电的离子表示，但电解方程式的书写中，弱电解质要以分子式的形式 书写。如本例中的阳极反应式可写为 OH ，但是电解总反应方程式则必须写为 H2O。 【典例 1】(2012?潍坊模拟)有关下列装置的叙述不正确的是( )－ － 2＋A.图①铝片发生的电极反应式是：Al+4OH--3e-====AlO2-+2H2O B.图②发生析氢腐蚀，离子方程式为：Fe+2H+====Fe2++H2↑ C.图③溶液中发生的变化：4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3 D.图④充电时，阳极反应是：PbSO4+2H2O-2e-====PbO2+SO42-+4H+ 【解析】选 B。图①中铝片作负极，镁片作正极，铝被氧化；图②发生析氢腐蚀，但醋酸为弱电解质，不 能拆分；图③发生吸氧腐蚀，空气中的氧气又把氢氧化亚铁氧化；图④是铅蓄电池，放电时，PbO2 被还原 为 PbSO4，充电时，硫酸铅被氧化为二氧化铅。※考点二 电解规律及电解的相关计算1．以惰性电极电解电解质溶液的类型 电解质 类型 电极反应特点 实例 NaOH 电解 水型 分解 电解质电离出的阴、 阳离子分别 电解 在两极放电 质型 放 H2 阴极：H2O 放 H2 生碱 NaCl 电解质和 生成新 增大 氯化氢 CuCl2 电解质 减小 氯化铜 阴：2H + 2e == H2↑ 阳：2OH - 4e == 2H2O + O2↑ Na2SO4 HCl 水 电解质 增大 减小 不变 增大 水 氯化氢+ -电解质溶 pH 液复原 增大 减小 水 水电解对象 浓度 水 水 增大 增大H2SO4生碱 型 放 O2阳极：电解质阴离子放电水电解质阴极：电解质阳离子放电 生酸 阳极：H2O 放 O2 生酸 型 2.电解时的放电顺序与电极产物的判断 （1）电解池电极的判断 CuSO4电解质和 水生成新 减小 电解质 氧化铜（2）电解时电极产物的判断 ①阳极产物的判断 首先看电极，如果是活性电极(金属活动性顺序表 Ag 以前)，则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的 阴离子不能失电子；如是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要看溶液中离子的失电子能力，此时根据阴离子放 电顺序加以判断，阴离子放电顺序： S ＞I ＞Br ＞Cl ＞OH ＞含氧酸根＞F 。 ②阴极产物的判断 直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序与金属活动性顺序相反，其中 Ag ＞Fe ＞Cu ＞H ＞Fe ＞Zn ＞Al ＞Mg ＞Na 。 3.电解池中有关量的计算或判断 解题依据是得失电子守恒，其解题方法有守恒法、总反应式法、关系式法。 (1)根据守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是 电路中转移的电子数相等。 (2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式计算。 (3)根据关系式计算：根据得失电子守恒关系，在已知量与未知量之间，建立计算所需的关系式。 【典例 2】用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入 0.1 mol 碱式 碳酸铜［Cu2(OH)2CO3］后恰好恢复到电解前的浓度和 pH(不考虑 CO2 的溶解)。则电解过程中共转移电子2＋ 2＋ 3＋ 2＋ ＋ ＋ 3＋ 2＋ ＋ 2－ － － － － －的物质的量是( A.0.8 mol C.0.5 mol) B.0.6 mol D.0.4 mol【解析】选 B。加入 0.1 mol 碱式碳酸铜［Cu2(OH)2CO3］ 恢复原状，可将 0.1 mol ［Cu2(OH)2CO3］分 解成 0.2 mol CuO、0.1 mol H2O、0.1 mol CO2(因它可从溶液中跑掉，可忽略)，由此说明有 0.2 mol 硫 酸铜电解完成后，又有 0.1 mol H2O 发生电解，故电子转移的物质的量应为电解 CuSO4 和电解水电子 转移的量之和：0.4 mol+0.2 mol=0.6 mol。【高考零距离】【2012 年高考】 1、 （2012?浙江高考?10）以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：不锈钢惰性电极稀KOH溶液| 阳离子交换膜K 2CrO4溶液下列说法不正确的是 A．在阴极式，发生的电极反应为：2H2O＋2e－2OH ＋H2↑＋ ＋D? B ．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区 H 浓度增大，平衡 2 CrO2 4 ＋ 2H 2? ＋H2O 向右移动 Cr2O7C．该制备过程总反应的化学方程式为：4K2CrO4＋4H2O通电2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋2O2↑D．测定阳极液中 K 和 Cr 的含量，若 K 与 Cr 的物质的量之比（nK/nCr）为 d，则此时铬酸钾的转化率 为 α ＝1-0.5d 【解题指南】解答本题时应注意以下两点： （1）看清阴阳极的电极材料； （2）阴阳极上放电的离子分析。 【解析】选 D。有反应的装置分析，惰性电极为阳极，则电解该溶液的实质是电解水，所以阳极是溶液 中的氢氧根离子失电子，而阴极是氢离子得电子，故在阴极发生的电极反应为 2H2O＋2e－2OH ＋D? H2↑，A 对；由于阳极氢氧根放电所以剩余大量的氢离子会使氢离子的浓度变大，故使平衡 2 CrO2 4 ＋2H＋2? ＋ H2O 向 右 移 动 ， B 对 ； 根 据 阴 阳 极 放 电 的 离 子 可 以 得 知 总 反 应 为 4K2CrO4 ＋ Cr2O74H2O通电2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋2O2↑，C 对；根据 B 选项中的转化关系，阳极 4K2CrO4~2K2Cr2O7，设共有 4mol K2CrO4，则在阳极每转化 xmol K2CrO4，就减少 xmol 钾离子，即 nK/nCr=（8-x） ：4=d，解得铬 酸钾的转化率为 α ＝x/4=(8-4d)/4=2-d，D 不正确。 2、 （2012?海南高考?3）下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是 A. HCl、 CuCl2、 Ba(OH)2 C. NaOH、H2SO4、 Ba(OH)2 B. NaOH、CuSO4、 H2SO4 D. NaBr、 H2SO4、 Ba(OH)2【解析】考查基本电解原理。电解时只生成氧气和氢气，则电解质所含阳离子在金属活动顺序表位于铜之 前，阴离子不是简单离子。 【答案】C 3、 （2012?海南高考?4）下列实验操作正确的是 A．可用氨水除去试管内壁上的银镜 B．硅酸钠溶液应保存在带玻璃塞的试剂瓶中 C．将三氯化铁溶液蒸干，可制得无水三氯化铁 D．锌与稀硫酸反应时，要加大反应速率可滴加少量硫酸铜 【解析】银镜用稀硝酸除去；硅酸钠是一种矿物胶不能用玻璃塞的瓶；蒸干三氯化铁时 FeCl3 水解，得不 到晶体。 【答案】D 4、 （2012?广东高考?7）化学与生活息息相关，下列说法不正确的是 A 用食醋可除去热水壶内壁的水垢 B 淀粉，油脂 和蛋白质都是高分子化合物 C 自行车钢架生锈主要是电化学腐蚀所致 D 新型复合材料使手机、电脑等电子产品更轻巧、实用和新潮 【解题指南】解答本题时应从化学与生活的角度考虑 【解析】选 B。因为在有机高分子化合物中，它们的相对分子质量可以从几万直到几百万或更大,通过分 析油脂的相对分子质量得知油脂不属于高分子化合物,由此判断 B 不正确，符合题意；A 项中水垢的成 分是碳酸钙和氢氧化镁，可以和食醋中乙酸反应而溶解，所以 A 项正确； C 项中铁与碳、潮湿的空气组成原电池，铁发生电化学腐蚀，所以 C 项正 确；D 项符合新型复合材料的用途。 5、 （2012?福建高考?9）将右图所示实验装置的 K 闭合，下列判断正确的是 A． Cu 电极上发生还原反应B．电子沿 Zn ?a ?b ?Cu 路径流动 C．片刻后甲池中 c（SO4 ）增大 D．片刻后可观察到滤纸 b 点变红色 【解题指南】解答本题时应明确如下四点： （1）甲和乙装置形成原电池做电源电解饱和硫酸钠溶液 （2）原电池的负极和电解池的阳极发生氧化反应 （3）阴离子分别移向原电池的负极和电解池的阳极 （4）电子在原电池中由负极移向正极，在电解池中由阳极移向阴极，但是不经过电解质溶液 【解析】选 A。K 闭合后，甲和乙装置通过盐桥形成原电池，Zn 是负极，发生氧化反应，Cu 是正极，发生 还原反应，A 选项正确；B 选项貌似正确，迷惑学生。电子流向是负极到正极， 但 a→b 这一环节是在溶 液中导电，是离子导电，电子并没沿此路径流动，电子不经过溶液，B 选项错误；在原电池中阴离子由正 极移向负极，盐桥中的 Cl 向甲池移动，K 向乙池移动，两池中的 c（SO4 ）均不变，C 选项错误；D 选项 中是滤纸 a 点是电解池的阴极，电极反应是：2H +2e－ + － － + 2－ 2―H2↑，由于 H 来自于水的电离，所以 H 放电的同++时溶液中产生了 OH ，所以滤纸的 a 点变红，D 选项错误。 6、(2012 ?安徽高考? 11)某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开 K2，闭合 K1，两极均有 气泡产生；一段时间后，断开 K1，闭合 K2，发现电流表 A 指针偏转。下列有关描述正确的是 A．断开 K2，闭合 K1 时，总反应的离子方程式为：通电 K1 K2 直流电源2H +2Cl+―Cl2↑+H2↑石墨A铜B．断开 K2，闭合 K1 时，石墨电极附近溶液变红 C．断开 K1，闭合 K2 时，铜电极上的电极反应为： Cl2+2e ＝2Cl― ―D．断开 K1，闭合 K2 时，石墨电极作正极含酚酞的饱和食盐水【解题指南】解答本题时要注意做得“三看” ，一看电源，断开 K2，闭合 K1 时，有电源装置为电解池，断 开 K1、闭合 K2 时，无电源为原电池。二看电极，电极材料为石墨和铜，判断阴阳极和正负极。三看电解质 溶液。 【解析】选 D。断开 K2，闭合 K1 时，装置为电解池，两极均有气泡产生，则反应为 2Cl ＋2H2O－ －通电H2－↑＋2OH ＋Cl2↑，石墨为阳极，铜为阴极，因此石墨电极处产生 Cl2，在铜电极处产生 H2，附近产生 OH ， 溶液变红，故 A、B 两项均错误；断开 K1、闭合 K2 时，为原电池反应，铜电极反应为 H2－2e ＋2OH ===2H2O， 为负极，而石墨电极反应为 Cl2＋2e ===2Cl ，为正极，故 C 项错误，D 项正确。 7、（2012?福建高考?24） （16 分）24． （1）电镀时，镀件与电源的 极连接。－ － － －（2）化学镀的原理是利用化学反应生成金属 单质沉淀在镀件表面形成的镀层。 ①若用铜盐进行化学镀铜，应选 用 之反应。 ②某化学镀铜的反应速率随镀液 pH 变化如右 图所示。该镀铜过程中，镀液 pH 控制在 12.5 左右。据图中信息，给出使反应停止的方法： （3）酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下： （填“氧化剂”或“还原剂”）与①步骤（i）中 Cu2(OH)2CO3 发生反应的化学方程式为 ②步骤（ii）所加试剂起调节 pH 作用的离子是。 (填离子符号)。 。③在步骤（iii）发生的反应中，1molMnO2 转移 2 个 mol 电子，该反应的离子方程式为 ④步骤（iv）除去杂质的化学方程式可表示为过滤后母液的 pH=2.0，c（ Fe ）=a mol?L ，c（ NH4? ）=b mol?L ，c（ SO42? ）=d mol?L ，该3+―1 ―1 ―1反应的平衡常数 K=（用含 a、b、d 的代数式表示） 。【解题指南】解答本题时应明确如下几点： （1）电镀的原理和特点。 （2）属于氧化还原反应的离子方程式的配平时，除了依据元素守恒、电子守恒外，还要考虑电荷守恒。 （3）先写出平衡常数表达式，再求平衡常数。 【解析】 （1）电镀时，镀层金属作电解池的阳极，镀件作电解池的阴极，与电源的负极相连。 （2）①镀铜 是将 Cu 变成 Cu，需要加入还原剂与之反应。②从图中可以看出，随着 pH 的升高，反应速率越来越快， pH＜9 时，反应速率为 0，所以要使反应停止，应该控制 pH 在 8~9 之间。 （3）①Cu2（OH）2CO3 可以看做 Cu （OH）2?CuCO3，它与稀硫酸反应生成 CuSO4、H2O 和 CO2。②步骤 i 所得溶液中含有过量的 H2SO4，步骤 ii 加入 NH4HCO3，发生反应：H +HCO32+ 3+ + － 2+H2O+CO2↑，使 pH 升高；③黄铵铁钒中，铁元素显+3 价，所以加入2+MnO2 的作用是将 Fe 氧化成 Fe ，因为 1mol MnO2 转移 2mol 电子，所以 1mol 变成 Mn ，依据元素守恒、电子守恒和电荷守恒可以得如下配平的离子方程式：MnO2+2Fe +4H 10 mol/L，K＝－22++Mn +2Fe +2H2O。④pH＝2，c（H ）＝2+3++10-12 [10-2 ]6 [H＋ ]6 ＝ ＝ 。 2? 2 [a ]3[b][d]2 a 3bd 2 [Fe3? ]3[ NH? 4 ][SO 4 ]②调节溶液 pH 在 8~9 之间【答案】 （1）负 （2）①还原剂 （2）①Cu2（OH）2CO3+2H2SO4 ②HCO3－2CuSO4+3H2O+CO2↑+③MnO2+2Fe +4H2+Mn +2Fe +2H2O ④2+3+10-12 a 3bd 28.（2012?山东高考?28） （12 分） 工业上由黄铜矿（主要成分 CuFeS2）冶炼铜的主要流程如下：（1）气体 A 中的大气污染物可选用下列试剂中的 a. 浓 H2SO4 b.浓 HNO3 c.NaOH 溶液吸收。 d.氨水（2）用稀 H2SO4 浸泡熔渣 B，取少量所得溶液，滴加 KSCN 溶液后呈红色，说明溶液中存在 （填离子符号） ，检验溶液中还存在 Fe 的方法是 （3）由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为 。2+（注明试剂、现象） 。（4）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 c. 溶液中 Cu 向阳极移动2+b.粗铜接电源正极，发生氧化反应 d.利用阳极泥可回收 Ag、Pt、Au 等金属（5）利用反应 2Cu+O2+ 2H2SO4 =2 CuSO4 + 2H2O 可以制备 CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反 应式为 。【解题指南】解答本题时应理清无机化工流程，明确每一步的反应在流程中的作用。对于陌生的氧化还原 反应要用正确的配平方法进行配平；掌握电解精炼铜的原理及相关电极反应式的书写。 【解析】 （1）从冰铜的元素组成上看，其中含有硫元素，焙烧产物泡铜和熔渣中不再含有硫元素，故可推 知 A 一定为 SO2， 一般选用碱液溶液，故答案为 c、d。 （2）向溶液中滴加 KSCN 溶液，溶液呈红色，可推知溶液中一定含有 Fe ；要检验溶液中还含有 Fe ，可 取适量酸性 KMnO4 溶液于一只试管中，滴入几滴该溶液，若酸性高锰酸钾溶液褪色或变浅，说明该溶液中 含有 Fe 。 （3）泡铜制取粗铜，是 Cu2O 和铝发生氧化还原反应，根据氧化还原反应的配平方法进行配平可得，化学2+ 3+ 2+反应方程式为 3Cu2O+2AlAl2O3+6Cu。（4）在电解过程中，会有一部分电能损失转化为热能，因此电能不可能全部转化为化学能，A 错误；C 项， 溶液中的 Cu 应向阴极（精铜）移动，C 错误；正确答案为 b、d。 （5）本题可采取两种方法书写：一是直接法，通过化学反应可以看出，O2 发生还原反应，正极反应物一 定为 O2，其对应的还原产物为 H2O，故正极的电极反应为：O2-4e +4H =2H2O；方法二：先写出负极电极反应： 铜作为负极反应物，氧化产物为 CuSO4，故其电极反应式为 Cu-2e +SO4 = CuSO4，在电量相同的前提下，用 总的电极反应式减去该电极反应式，可得正极的电极反应式为 O2-4e +4H =2H2O。 【答案】 （1）c、d （2）Fe ，取少量溶液，滴加 KMnO4 溶液，KMnO4 褪色 （3）3Cu2O+2Al （4）b、d （5）4H +O2+4e =2H2O 【 年高考】 1.（2011?广东高考?12）某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确 的是 ．．．+ 3+ + 2+ 2+Al2O3+6CuA、a 和 b 不连接时，铁片上会有金属铜析出 B、a 和 b 用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu +2e = Cu C、无论 a 和 b 是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色 D、a 和 b 分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu 向铜电极移动 【答案】选 D。 【解析】解答本题应从原电池原理和电解原理及其金属的置换反应考虑。 a 和 b 不连接时，铁比铜活泼，从溶液中置换出铜，A 项正确；a 和 b 连接时，形成原电池，铁作为负极而 溶解，铜作为正极，溶液中的 Cu 得到电子被还原成铜单质，所以 B 项都正确,无论 a 和 b 是否连接，装 置中都发生 Fe+Cu2＋2＋ 2＋ 2＋ -= Cu+Fe 反应，溶液会从蓝色逐渐变为浅绿色，C 项正确；如果 a 和 b 分别连接直流2+电源正、负极，该装置为电解池,Cu 为阳极，Fe 为阴极，则溶液中的阳离子向阴极移动，即向铁电极移动， D 项不正确，故选 D。 2.（2011?海南高考?12）根据右图，下列判断中正确的是A．烧杯 a 中的溶液 pH 升高 B．烧杯 b 中发生氧化反应 C．烧杯 a 中发生的反应为 2H +2e－ + －H2↑－D．烧杯 b 中发生的反应为 2Cl －2eCl2↑【答案】选 A、B。 【解析】解答本题要明确以下三点： （1）盐桥起导电和平衡电荷的作用； （2）一般是活泼金属作原电池的负极； （3）正极发生吸氧腐蚀。 Zn 比 Fe 活泼，所以 Zn 作负极，发生氧化反应，电极反应式为：Zn－2e 电极上发生还原反应，电极反应式为：2H2O+O2+4e－ － －Zn ；Fe 作正极，氧气在该2+4OH ，反应后溶液 pH 升高。3.（2011?山东高考?15）以 KCl 和 ZnCl2 混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是 A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程 B.因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系 C. 电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率 D.镀锌层破损后对铁制品失去保护作用 【答案】选 C。 【解析】解答本题时应明确电池及电解工作原理，对于其应用也要掌握。 A 项，未通电前上述镀锌装置可构成原电池，因原电池反应与电镀时所发生的反应为不同的两个反应，故 电镀过程不是该原电池的充电过程，A 错误；B 项，电解过程中确实存在电能转化成热能的情况，但电镀 时通过的电量与析出的锌的量存在确定的关系，与能量的其他转化无关，B 错误；D 项，镀锌层破损后， 能形成锌铁原电池，铁为正极，锌为负极，同样起到保护铁的作用，D 错误。 4.（2011?全国卷 I?10）用石墨作电极电解 CuSO4 溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态， 应向溶液中加入适量的 A. CuSO4 B. H2O C. CuO D. CuSO4?5 H2O【答案】选 C。 【解析】解答本题时应注意找出真正从体系中脱离的物质，脱离什么补什么。 由阳极反应式：4OH －4e =2H2O＋O2↑， 阴极反应式：Cu ＋2e =Cu，可知从体系中脱离的是 Cu 和 O2，相 当于 CuO，故选 C。 5.（2011?北京高考?26）氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如右图所示。－ － 2＋ －（1）溶液 A 的溶质是 （2）电解饱和食盐水的离子方程式是；（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的 PH 在 2～3。用化学平衡移动原理解释盐酸的作用 （4）电解所用的盐水需精制。去除有影响的 Ca 、Mg 、NH4 、SO4 [c（SO4 ）＞c（Ca ）]。 精致流程如下（淡盐水和溶液 A 来自电解池） ：2+ 2+ + 222+①盐泥 a 除泥沙外，还含有的物质是+。 。 。②过程Ⅰ中将 NH4 转化为 N2 的离子方程式是③BaSO4 的溶解度比 BaCO3 的小。过程Ⅱ中除去的离子有④经过程Ⅲ处理，要求盐水中 c 中剩余 Na2SO3 的含量小于 5mg /L ,若盐水 b 中 NaClO 的含量是 7.45 mg / L ,则处理 10m 盐水 b ，至多添加 10% Na2SO3 溶液3kg（溶液体积变化忽略不计） 。【解析】 （1）充分利用图示条件判断电极和相关反应及产物； （2）除杂过程中不同的离子使用不同的方法，同时注意题目条件的提示，如“将 NH4 转化为 N2”等。 【答案】 （1）电解饱和食盐水时的两极反应分别为：阳极：2Cl - 2e == Cl2↑， 阴极：2H + 2e == H2↑。阳极产生 Cl2，阴极产生 H2，同时水的电离 H2O H＋ + ++ OH 由于 H 浓度减小而得到促进，产生 OH ，因此溶液 A 为 NaOH 溶液。--＋-（2）电解饱和食盐水时的总反应式：2Cl + 2H2O （3）Cl2 与水发生反应：Cl2+H2O 中的溶解，有利于 Cl2 的逸出。H2↑ + Cl2↑ + 2OH 。-HCl+HClO，增大溶液中盐酸的浓度，使平衡逆向移动，减少 Cl2 在水（4）将粗盐水与含 Cl2 的淡盐水混合后，溶液中的杂质微粒有 Ca 、Mg 、NH4 、SO4 、Cl2。 ①盐泥 a 中除泥沙外，还有加入 NaOH 溶液时反应产生的沉淀，即 Mg 发生反应生成 Mg(OH) 2： Mg +2OH ==Mg(OH) 2↓。 ② 过程Ⅰ中加入 NaOH 溶液将 NH4 转化为 N2 时，因 N 元素化合价升高，因此发生氧化还原反应，NH4 是还 原剂，成分中氧化剂只有 Cl2，故 Cl2 +NH4 →N2+ Cl 结合电子守恒、电荷守恒和原子守恒，配平反应即为 3Cl2 +8OH +2NH4 ==N2+6Cl +8 H2O。 ③加入 NaOH 溶液调 pH 至 11 后，盐水 a 中的杂质离子中一定有 Ca 、SO4 、OH ，还可能有过量 Cl2 与 NaOH2+ 2+ + + + 2+ 2+2+2++2-发生反应 Cl2+2OH-Cl +ClO + H2O 生成的 ClO 。过程Ⅱ中由于 BaCO3 的溶解度比 BaSO4 小，加入 BaCO3 BaSO4(s) + CO3 (aq)；由于 c(SO4 )＞c(Ca )，故反应产生的2+ 2+ 2222+---时，发生反应 SO4 (aq) + BaCO3(s) c(CO3 )＞c(Ca )，发生反应 CO3 ④ 往 含 有 NaClO22+ 2-2-+Ca == Ca CO3↓，从而除去 Ca 和 SO4 。 Na2SO3 时 ， 发 生 反 应 NaClO+Na2SO3==NaCl+Na2SO4 。的 溶 液 中 加 入3 3 3m(NaClO)=7.45mg/L×10m ×10 L/m =74.5g，故 NaClO+Na2SO3==NaCl+Na2SO4 74.5 74.5g 126 m(Na2SO3)故反应消耗的 Na2SO3 的质量 m(Na2SO3)=126g。 溶液中剩余的 Na2SO3 的最大质量 m(Na2SO3) =5mg/L×10m ×10 L/m =50g， 故总共加入的 Na2SO3 的质量不超过 126g+50g=176g，至多添加的 Na2SO3 溶液的质量 176g÷10％=kg。 6.（2011?四川高考?26）甲、乙、丙、丁、戊为原子序数依次增大的短周期元素。甲、丙处于同一主族， 丙、丁、戊处于同一周期，戊原子的最外层电子数是甲、乙、丙原子最外层电子数之和。甲、乙组成的常 见气体 X 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；戊的单质与 X 反应能生成乙的单质，同时生成两种溶于水均呈酸 性的化合物 Y 和 Z，0.1mol/L 的 Y 溶液 pH＞1；丁的单质既能与丙元素最高价氧化物的水化物的溶液反应 生成盐 L，也能与 Z 的水溶液反应生成盐；丙、戊可组成化合物 M。 请回答下列问题： （1） 戊离子的结构示意图为_______。 （2） 写出乙的单质的电子式：_______。 （3） 戊的单质与 X 反应生成的 Y 和 Z 的物质的量之比为 2 ：4，反应中被氧化的物质与被还原的物质的 物质的量之比为________。 （4） 写出少量 Z 的稀溶液滴入过量 L 的稀溶液中发生反应的离子方程式：________。 （5） 按如图电解 M 的饱和溶液，写出该电解池中发生反应的总反应方程式：_______。将充分电解后所 得溶液逐滴加入到酚酞试液中，观察到的现象是__________。3 3 3【解析】由题中所给信息可知，甲：H，乙：N，丙：Na，丁：Al，戊：Cl，X：NH3； Y：NH4Cl，Z：HCl，L：NaAlO2，M：NaCl。 其中涉及的反应为：3Cl2 + 4 NH3=N2 + 4HCl + 2 NH4Cl； 2Al + 2NaOH+ 2H2O=2NaAlO2+3H2↑； 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑第（4）问涉及的反应为：NaAlO2+HCl +H2O==NaCl + Al（OH）3 ↓。 第（5）问涉及的反应为： NaCl + H2O NaClO +H2↑。【答案】7.（2010?重庆卷） （14 分）钒（V）及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域． （1）V2O5 是接触法制硫酸的催化剂． ①一定条件下， SO2 与空气反映 t min 后， SO2 和 SO3 物质的量浓度分别为 a mol/L 和 b mol/L, 则SO2 起始物质的量浓度为mol/L ；生成 SO3 的化学反应速率为mol/(L?min) ．②工业制硫酸，尾气 SO2 用_______吸收． （2）全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原 理如题 29 图所示．①当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为 ②充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由 ③放电过程中氢离子的作用是 的变化量为 答案（14 分） （1）① a ? b ； b / t ②氨水 （2）① VO2 ? 2H ? e ? VO? ? ? 2?． 色变为 色．23 +和； 充电时若转移的电子数为 3.01 ? 10 个， 左槽溶液中 n(H )．? H2O②绿 紫 ③参与正极反应; 通过交换膜定向移动使电流通过溶液；0.5mol 【解析】本题考查以钒为材料的化学原理题，涉及化学反应速率和电化学知识。 （1） 由 S 守恒可得， SO2 的起始浓度为（a+b）mol/L。 SO2 的速率为单位时间内 SO2 浓度的变化，即b/tmol/(Lqmin)。 SO2 可以用碱性的氨水吸收。 （2） ①左槽中，黄变蓝即为 VO22? 生成 VO ，V 的化合价从+5 降低为+4，得一个电子，0 原子减少，?2?从图中知，其中 H 发生了移动，参与反应，由此写成电极反应式。②作为原电池，左槽得电子，而右槽失 电子。充电作为电解池处理，有槽中则为得电子，对应化合价降低，即为 V 生成 V ，颜色由绿生成紫。 ③由电极反应式知， H 参与了反应。溶液中离子的定向移动可形成电流。 n=N/NA=3.01 × 10 /6.02 ×?3?2?23mol。【规律总结】电化学试题的分析一般是从化合价着手，对于原电池，化合价升高的作为负极，化合价降低 的作为正极，两极方程式相加即可得总反应。对于电解池，化合价升高作为阳极，降低的作为阴极。两者 之间的关系是：正极反应式颠倒即为阳极反应式，负极反应式颠倒即为阴极反应式。 8.（2010?四川理综卷） （16 分) 碘被称为“智力元素” ，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。 碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶 于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质 碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如右图所示。 请回答下列问题： (1)碘是 (填颜色)固体物质，实验室常用 方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。 (2)电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应： 3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。 电解时，阳极上发生反应的电极反应式为 是 。― ―；阴极上观察到的实验现象(3)电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有 I 。请设计一个检验电解液中是否有 I 的 实验方案，并按要求填写下表。 要求：所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选。 试剂：淀粉溶液、碘化钾淀粉试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。实验方法实验现象及结论(4)电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：步骤②的操作名称是 体的目的是，步骤⑤的操作名称是。步骤④洗涤晶。 【答案】 （1）紫黑色 升华? （2） 2I ? ? 2e? ? I 2 (或I ? ? 6OH ? ? 6e? ? IO3 ? 3H2O)有气泡产生 （3） 实验方法 取少量阳极区电解液于试管中， 加稀硫酸酸化 后加入几滴淀粉试液，观察是否变蓝。 （4）冷却结晶 干燥 实验现象及结论 如果不变蓝，说明无 I 。 （如果 变蓝，说明有 I 。 ）? ?洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质【 解 析 】（ 1 ） 考 查 物 质 的 物 理 性 质 ， 较 容 易 。（ 2 ） 阳 极 发 生 氧 化 反 应 失 电 子? 2I ? ? 2e? ? I 2 (或I ? ? 6OH ? ? 6e? ? IO3 ? 3H2O) 。阴极区加入氢氧化钾溶液，电解氢氧化钾实质是电解水。 （3）考查 I 的检验此题借助与碘单质遇淀粉变蓝色这一特性，要设法将碘离子转化为碘单质。 （4） 考查实验的基本操作。要求考生对整个流程分析透彻。 9.（2010?山东卷） （12 分）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。 （1）以下为铝材表面处理的一种方法：-①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是______（用离子方程式表示） 。 为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的______． 。 a．NH3 b．CO2 c．NaOH d．HNO3②以铝材为阳极，在 H2SO4 溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为____。取少量废电解液， 加入 NaHCO，溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是_____。 （2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是______。 （3）利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。 若 X 为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关 K 应置于______处。 若 X 为锌，开关 K 置于 M 处，该电化学防护法称为_______。 【解析】(1) ①冒气泡的原因是 Al 与 NaOH 反应了，方程式为：2Al+2OH +4H2O==2Al(OH)4 +3H2； 使 Al(OH)4 生成沉淀，最好是通入 CO2，加 HNO3 的话，沉淀容易溶解。 ②阳极是 Al 发生氧化反应， 要生成氧化膜还必须有 H2O 参加， 故电极反应式为： 2Al+3H2O-6e3+ -Al2O3+6H ；+加入 NaHCO3 溶液后产生气泡和白色沉淀，是由于废电解液中含有 Al ，和 HCO3 发生了互促水解。 (2)电镀时，阳极 Cu 可以发生氧化反应生成 Cu 。 (3)铁被保护，可以是做原电池的负极，或者电解池的阴极，故若 X 为碳棒，开关 K 应置于 N 处，Fe 做阴 极受到保护；若 X 为锌，开关 K 置于 M 处，铁是做负极，称为牺牲阳极保护法。 【答案】 （1）①2Al+2OH +4H2O==2Al(OH)4 +3H2；c ②2Al+3H2O-6e3+ 2+Al2O3+6H ；因为 Al 和 HCO3 发生了互促水解；+3+-Al +3HCO3 == Al(OH)3↓+CO2↑ (2)阳极 Cu 可以发生氧化反应生成 Cu (3)N 牺牲阳极保护法。2+【考点提升训练】一、选择题 1.(2012?广州模拟)下列叙述不正确的是( )A.电解氧化铝生成的金属铝是在熔融液的下层 B.手机上用的锂离子电池属于二次电池 C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应：4OH -4e ====2H2O+O2 D.铁表面镀锌，铁作阴极 【解析】选 C。A 选项电解氧化铝生成的金属铝密度比冰晶石等的密度大，在熔融液的下层； B 选项锂离 子电池属于二次电池；D 选项铁表面镀锌，铁作阴极，锌作阳极；C 选项钢铁吸氧腐蚀的正极反应是-2H2O+O2+4e ====4OH 。 2.下列说法正确的是( )--A.(2011?江苏高考)铜的金属活泼性比铁的弱，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀 B.(2011?江苏高考)铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应 C.(2011?山东高考)电解 AlCl3、FeCl3、CuCl2 的混合溶液时阴极上依次析出 Cu、Fe、Al D.(2011?潍坊模拟)电解食盐水一段时间后，可通入一定量的 HCl 气体来恢复原溶液 【解析】选 D。A 项，在海轮上装铜块，海轮外壳(含铁)、铜和溶有电解质的海水，形成原电池，铁的腐 蚀加快，A 项错；B 项，铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生氧化反应，B 项错误；C 项，因氧化 性：Fe ＞Cu ＞H ＞Fe ＞Al ，故电解 AlCl3、FeCl3、CuCl2 的混合溶液时阴极上 Fe 首先生成 Fe ，然后 析出铜，最后能生成 H2，但不能析出铝和铁，故 C 错误；D 项，电解食盐水消耗的是 HCl，通入 HCl 可使 溶液复原，D 正确。 3.(2012?昆明模拟)如图是模拟电化学反应装置图。下列说法正确的是( )3+ 2+ + 2+ 3+ 3+ 2+A．开关 K 置于 N 处，则铁电极的电极反应式为：Fe－2e ====Fe B．开关 K 置于 N 处，可以减缓铁的腐蚀-2＋C．开关 K 置于 M 处，则铁电极的电极反应式为： 2Cl －2e ====Cl2↑ D．开关 K 置于 M 处，电子从碳棒经开关 K 流向铁棒 【解析】选 B 。开关 K 置于 N 处，构成电解池，铁电极为阴极，电极反应为 2H2O+2e ====H2↑+2OH ，铁的 腐蚀减缓；开关 K 置于 M 处，构成原电池，铁电极为负极，电极反应式为：Fe－2e ====Fe ，电子从铁棒 经开关 K 流向碳棒。 4.(2012?临沂模拟)如图中，两电极上发生的电极反应如下： a 极：Cu2+ 2＋ -－-+ 2e ====Cu；2+-b 极：Fe-2e ====Fe ，则以下说法中不正确的是()A.该装置一定是原电池 B.a 极上一定发生还原反应 C.a、b 可以是同种电极材料 D.该过程中能量的转换可以是电能转化为化学能 【解析】选 A。A 项该装置不一定是原电池，可以是原电池也可以是电解池；B 项根据已知条件，a 极上发 生 Cu + 2e ====Cu 反应，一定是还原反应；C 项 a、b 可以是同种电极材料，如用铁电极电解硫酸铜溶液； D 项该过程中能量的转换可以是电能转化为化学能，也可以是化学能转化为电能。 【易错提醒】该题容易通过反应：Cu + Fe====Fe + Cu 误判该装置为原电池。单从两极的反应上不能判定 该装置是原电池还是电解池。两种可能都有。两电极的材料也容易误判，可以是同种材料。 5．(2012?青岛模拟)右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 别滴加一滴石蕊溶液，下列实验现象中正确的是( A．逸出气体的体积：a 电极的小于 b 电极的 B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体 C．a 电极附近呈红色，b 电极附近呈蓝色 D．a 电极附近呈蓝色，b 电极附近呈红色 【解析】电解 Na2SO4 溶液时发生的反应为： a 为阴极：4H ＋4e ===2H2↑ b 为阳极：4OH －4e ===O2↑＋2H2O A、B 不正确。a 极周围由于 H 放电溶液呈碱性，石蕊显蓝色，b 极周围由于 OH 放电溶液呈酸性，石 蕊显红色。 【答案】D 8．(2012?合肥模拟)如图所示的装置，C、D、E、F、X、Y 都是惰性电极。将电源接通后，向(乙)中 滴入酚酞溶液，在 F 极附近显红色。则以下说法不正确的是( )＋ － － － ＋ － 2+ 2+ 2+ -)A．电源 B 极是正极 B．甲、乙装置的 C、D、E、F 电极均有单质生成，其物质的量比为 1∶2∶2∶2 C．欲用丙装置给铜镀银，G 应该是 Ag，电镀液选 AgNO3 溶液 D．装置丁中 X 极附近红褐色变浅，说明氢氧化铁胶粒带正电荷 【解析】 接通电源后都是电解池。 电解 NaCl 溶液时阳极： 2Cl －2e ===Cl2↑， 阴极： 2H ＋2e ===H2↑， 由乙中现象可知 F 为阴极，E 为阳极，所以 B 为电源的负极，A 为电源的正极，A 错误；电解 CuSO4 溶液， 阳极(C)反应：4OH －4e ===O2↑＋2H2O，阴极(D)反应：2Cu ＋4e ===2Cu，由电子守恒可知 C、D、E、F 电极上生成的单质的物质的量比为 1∶2∶2∶2，B 正确；X 极附近红褐色变浅，说明氢氧化铁胶粒向阴极 移动，胶粒带正电荷，D 正确。 【答案】A 9.已知：含 Fe2+的溶液与铁氰化钾 K3［Fe(CN)6］溶液反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀，离子方 程式为：3Fe2++2［Fe(CN)6］3-====Fe3［Fe(CN)6］2↓。现可用如图装置在浸有铁氰化钾浅黄色溶液的 滤纸上写出蓝色的字“神奇的化学” ，据此判断下列说法正确的是－ － 2＋ － － － ＋ －A.直流电源的 a 极是阴极 B.直流电源的 b 极是负极 C.阳极反应为： ［Fe(CN)6］3-+e-====Fe2++6CND.“电笔”笔尖材料是铁，其电极反应为：Fe-2e-====Fe2+ 【答案】选 D。 【解析】(1)正确理解题干中所给信息，并能正确应用所给信息。 (2)根据“电笔”能写“蓝”字判断电笔上发生的反应及“电笔”的电极材料。 (3)根据“电笔”电极判断原电池的正、负极。 由于“电笔”可以在浸有铁氰化钾浅黄色溶液的滤纸上写出蓝字，则由题干中的信息可知，只有在“电笔” 上产生 Fe2+才可发生反应：3Fe2++2［Fe(CN)6］3-====Fe3［Fe(CN)6］2↓，才可写上蓝字，故“电笔”材料应是 Fe，且应是电解池的阳极，发生的电极反应式为 Fe-2e-====Fe2+，则 b 为直流电源的正极，a 为 负极，则根据以上分析可知，答案选 D。 10.关于用惰性电极电解 NaCl 水溶液，下列叙述正确的是( A.电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 B.若在阳极附近的溶液中滴入 KI 溶液，溶液呈棕色 C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色 D.电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 【答案】选 B。 【解析】 电解食盐水时发生的反应： 阳极： 2Cl--2e-====Cl2↑阴极： 2H++2e-====H2↑总反应： 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑对照分析选项，A 错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的 Cl2,滴加 KI 溶液后发生反 应：Cl2+2I-====I2+2Cl-，溶液呈棕色，B 正确；阴极附近产生大量的 OH-，滴加酚酞试液后变红色，C 错 误；电解后生成 NaOH,溶液呈碱性，D 错误。 11.如图装置分别通电一段时间后，溶液的质量增加的是( ) )【答案】选 D。 【解析】分别通电一段时间后，四个装置总反应及质量变化如下：12.如图中 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 先减小，后增大 D.烧杯中溶液中 SO42-向 Pt 电极定向移动 【答案】选 A、D。 【解析】由于 Y 中央的紫红色色斑是由 MnO4-引起的，紫红色色斑向 d 端扩散，则 MnO4-向 d 移动，则 d 为 Y 的阳极，则 b 为电源正极，Pt 为阳极，Cu 为阴极，所以烧杯中的 pH 一直在减小，SO42-应向阳极即 Pt 电极定向移动，综上分析答案选 A、D。 13． （2012?南昌调研） 用石墨作电极， 电解 1 mol/L 下列物质的溶液， 溶液的 pH 保持不变的是( A．HCl C．Na2SO4 D．NaCl B．NaOH )【答案】C 【解析】电解 HCl 溶液生成氢气和氯气，溶质减少，pH 增大；电解 NaOH 溶液实质是电解 水，NaOH 溶液浓度增大，pH 也增大；电解 NaCl 溶液生成 NaOH，pH 增大。 14.（2013?江苏省泰州中学高三期中考试）金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量 Fe、Zn、Cu、Pt 等杂 质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性 Fe &Ni &Cu ） A．阳极发生还原反应，其电极反应式为：Ni ＋2e = Ni B．电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量一定相等 C．电解后，电解槽底部的阳极泥中含有 Cu 和 Pt D．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有 Fe 和 Zn 【答案】C 【解析】阳极发生的是氧化反应，A 错误；阳极可能是 Fe、Zn 放电，阴极一定是 Ni 放电所以阳极减小的 质量不一定等于阴极增加的质量，B 错误；电解槽底部的阳极泥都是比镍不活泼的金属，C 正确；电解后， 溶液中存在的金属阳离子只有 Fe 和 Zn 还存在大量 Ni ，D 错误。答案选 C。 15.（2013?江苏省如皋中学高三 10 月阶段测试）以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示 意图如下：2＋ 2＋ 2+ 2+ 2＋ 2＋ 2＋ 2＋ 2＋ 2＋下列说法不正确的是 A．在阴极室，发生的电极反应为：2H2O＋2e ＝2OH ＋H2↑ B．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为 H 浓度增大，使平衡 2CrO4 ＋2H― ＋ 2― ＋ ― ―Cr2O72＋H2O 向右移动 C．该制备过程总反应的化学方程式为：4K2CrO4＋4H2O 2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑D．测定阳极液中 K 和 Cr 的含量，若 K 与 Cr 的物质的量之比(nK/nCr )为 d，则此时铬酸钾的转化率为 1－ 【答案】D 【解析】电解池中阴极得到电子，所以根据装置图可知，A 正确；阳极失去电子，则溶液中的 OH 失去电 子，从而破坏阳极周围水的电离平衡，所以溶液显酸性，因此 B 正确；根据阳极和阴极的电极反应式可知， 选项 C 正确；因为使用了阳离子膜，所以 K 离子可以随意通过，而膜两侧的溶液一定要分别保持电中性， 所以由方程式系数可知： 4 K2CrO4~~ 2 K2Cr2O7 起始量（mol） 转化量（mol） 平衡量（mol） 1 4x 1-4x 0 2x 2x－阳极区的钾离子：2×(1-4x)+2x=2-4x 铬：(1-4x)+4x=1 由题目已知，可得：K/Cr=(2-4x)/1=d 即(2-4x)/1=d 而根据转化率定义：α =4x/1，代入上面式子 2-α =d，即转化率为 2－d 所以答案选 D。 16.下列叙述正确的是 A．电解稀硫酸可能发生的反应是 Cu+H2SO4 CuSO4+H2↑B．在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应 C．给蓄电池充电时，将蓄电池的负极与电源的正极相连 D．在铜的电解精炼过程中，电解质 CuSO4 溶液中 Cu 浓度始终不变 【答案】A 二、非选择题2+17. A、B、C 三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯分别盛放足量的 A 溶液、足量的 B 溶液、足量的 C 溶液，电极均为 石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙中 c 电极质量增加了 16g。常温下各烧杯中溶液的 pH 与电解时间 t 的 关系如图。据此回答下列问题： (1)M 为 电 源 的 _______ 极 ( 填 写 “ 正 ” 或 “ 负 ” ) ； 电 极 b 上 发 生 的 电 极 反 应 式 为 ________________________________。 (2)计算电极 e 上生成的气体在标准状况下的体积________。 (3)写出乙烧杯中发生电解的总反应式__________________。 (4)如果电解过程中 B 溶液中的金属离子全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？ __________________________________________________。 (5) 此 时 要 使 丙 中 溶 液 恢 复 到 原 来 的 状 态 ， 操 作 是__________________________________________________________。 【解析】乙中 c 电极质量增加，则 c 极发生的反应为：Cu2++2e-====Cu，即 c 极为阴极，由此可推出 b 为 阳极，a 为阴极，M 为负极，N 为正极。测得乙中 c 电极质量增加了 16 g，有金属析出的是含 Cu2+的水溶 液，其他的都不可能，而 Cu2+只能和 SO42-结合，可以确定 B 为硫酸铜；由常温下各烧杯中溶液的 pH 与 电解时间 t 的关系图，可以确定 A 为 KOH 或 NaOH 溶液，C 为 Na2SO4 或 K2SO4。甲中为 KOH 或 NaOH 溶 液，相当于电解 H2O，阳极 b 处为阴离子 OH-放电，即 4OH-4e-====2H2O+O2↑。当乙中有 16 g Cu 析出时， 转移的电子为 0.5 mol，2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4。而整个电路是串联的，故每个烧杯中的电极上转移的电子数是相等的。丙中为 Na2SO4 或 K2SO4 溶液，相当于电解水，由方程式 2H2O====2H2↑+O2↑可知，生成 2 mol H2，转移 4 mol 电子，所以当整个反应中转移 0.5 mol 电子时，生成的 H2 为 0.25mol， 标准状况下的体积为 0.25 mol×22.4 L/mol=5.6 L，铜全部析出后，电解质变为 H2SO4，所以电解反应仍 能进行。甲和丙烧杯中均消耗水 0.25 mol，若要恢复到原来的状态，应向烧杯中加 4.5 g 水。 【答案】(1)负 (2)5.6 L (3)2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4 4OH--4e-====2H2O+O2↑(4)能，因为此时 CuSO4 溶液已转变为 H2SO4 溶液，反应变为 电解水的反应 (5)向丙烧杯中加 4.5 g 水 18.(15 分)(2012?南昌模拟)请分析下列有关铝盐溶液电解时的变化情况。 (1)用石墨作电极，用如图装置电解 AlCl3 溶液，两极均产生气泡，阴极区有沉 淀生成。持续电解，在阴极附近的溶液中还可观察到的现象是 释此现象的离子方程式是 。 ，解(2)若用石墨作电极电解 NaCl 和 Al2(SO4)3 的混合溶液，混合溶液中二者的物质 的量浓度分别为 3 mol?L 、0.5 mol?L ，则下列表示电解过程的曲线正确的是-1 -1。【解析】 (1)用惰性电极电解 AlCl3 溶液， 起始时总反应方程式可表示为 2AlCl3+6H2O2Al(OH)3↓+3Cl2↑+3H2↑，阴极区产物为 Al(OH)3 和 H2，故阴极区有白色沉淀 Al(OH)3 生成，随着电解的进行，AlCl3 消耗 完，这时相当于电解水，阴极上 H 放电，导致阴极区碱性增强，之前生成的 Al(OH)3 又慢慢溶解，离子方 程式可表示为 Al(OH)3+OH ====AlO2 +2H2O。 (2)本题是对混合溶液的电解，可对 4 种离子进行重新组合，由题知，电解 NaCl 和 Al2(SO4)3 的混合溶液相 当于电解 1 mol?L-1 +AlCl3 溶液，电解过程中总反应式可表示为 2AlCl3+6H2O2Al(OH)3↓+3H2↑+3Cl2↑，由此可知选项 A、D 正确。【答案】(1)白色沉淀逐渐溶解至消失 Al(OH)3+OH ====AlO2 +2H2O (2)A、D 19.(2012?广州模拟)有一种节能的氯碱工业新工艺，将电解池与燃料电池相组合，相关流程如图所示(电 极未标出)：-回答下列有关问题： (1)电解池的阴极反应式为_________________________________。 (2)通入空气的电极为____________________________________， 燃料电池中阳离子的移动方向___________(“从左向右”或“从右向左”)。 (3)电解池中产生 2 mol Cl2，理论上燃料电池中消耗_____ mol O2。 (4)a、b、c 的大小关系为：__________。 【解析】(2)氧气是氧化剂，在正极被消耗，生成氢氧根离子，所以正极需要阳离子补充电荷，所以阳离 子从左向右移动； (3)产生 2 mol Cl2，转移 4mol 电子，所以消耗氧气 1 mol； (4)阴极产生的 a%的氢氧化钠加入燃料电池的正负极，正极生成氢氧化钠使浓度增大，负极氢气失电子生 成的氢离子消耗氢氧根离子，所以负极出来的氢氧化钠浓度减小，所以 c＞a＞b。 【答案】(1)2H2O+2e ====H2↑+2OH (2)正极 从左向右 (3)1-(4)c＞a＞b20．(2012?上饶模拟)用惰性电极电解 NaCl 与 NaHCO3 混合溶液，测得溶液 pH 变化如图所示。(1)在 O→t1 时间内，两个电极上的电极反应式为： 阳极____________________；阴极__________________________。 (2)用离子方程式表示 O→t1 时间内，溶液 pH 升高比较缓慢的原因： _______________________________________________________。(3)将等物质的量的 KI 和 CuCl2 溶于水，用惰性电极电解，该电解反应可分为________个阶段(填表不 一定填满)。 阶段 ① ② ③ ④ ⑤ 画出过程中溶液 pH 值随时间变化的曲线(假定生成的 Cl2 全部逸出)。 相当于电解？溶液 离子方程式【解析】(1)由于 HCO3 、Na 均不易放电，故阳极反应式为：2Cl －2e ===Cl2↑； 阴极反应式为：2H ＋2e ===H2↑ (2)随着反应的进行 c(OH )增大，HCO3 ＋OH ===CO3 ＋H2O，故而开始 pH 变化缓慢，当 HCO3 完全反应 后，pH 增幅加大。 (3)开始电解时阳极是 I 失电子，阴极是 Cu 得电子；当 I 完全反应时，Cu 有 1/2 被还原，此时阳 极变成 Cl 失电子，相当于电解 CuCl2 溶液；当 Cu 完全反应时，Cl 有 1/2 被氧化；以后阴极是 H2O 电离 的 H 得电子，此段相当于电解 KCl 溶液；当 Cl 完全反应后，最后相当于电解 KOH 溶液。 【答案】(1)2Cl －2e ===Cl2↑ 2H ＋2e ===H2↑ (2)HCO3 ＋OH ===CO3 ＋H2O2＋ － 电解 (3)4 ①CuI2 Cu ＋2I =====Cu＋I2 2＋ － 电解 Cu ＋2Cl =====Cu＋Cl2↑ － － 2－ － － ＋ － ＋ － － 2＋ － － 2＋ － 2＋ － － － 2－ － ＋ －－＋－－②CuCl2电解 － － ③KCl 2Cl ＋2H2O=====Cl2↑＋H2↑＋2OH 电解 ④KOH 2H2O=====2H2↑＋O2↑
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