高中化学第四章电化学基础3-1电解原理同步检测含解析 人教版选修4 2

高中化学第四章电化学基础3-1电解原理同步检测含解析 人教版选修4 2

第1课时　电解原理 记一记 ‎1.电解池组成“三条件”：①外接电源；②电解质溶液；③闭合回路。‎ ‎2．离子放电“两顺序”(惰性电极)：‎ 阳极：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－。‎ 阴极：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(H2O)>Al3＋。‎ ‎3．电解池阴、阳极“四特点”：‎ 阳极；外接直流电源正极—流出电子—发生氧化反应—阴离子移向。‎ 阴极：外接直流电源负极—流入电子—发生还原反应—阳离子移向。‎ 探一探 ‎1.阴、阳离子在电解过程中的移动方向与在原电池中的移动方向有什么区别和联系？‎ ‎[提示]　原电池中，阳离子移向正极；阴离子移向负极；电解池中，阳离子移向阴极；阴离子移向阳极。即阳离子都是移向发生还原反应的电极，阴离子都是移向发生氧化反应的电极。‎ ‎2．在氯化铜溶液中除了Cu2＋和Cl－之外还有H＋和OH－，这两种离子为什么没有得到或失去电子？‎ ‎[提示]　电解时，溶液中离子的放电先后顺序与离子的氧化性或还原性有关，氧化性强的阳离子先得电子被还原，还原性强的阴离子先失电子被氧化。Cu2＋比H＋更容易得电子，而Cl－比OH－更容易失电子，可从氧化性强弱的角度比较得电子的顺序，从还原性强弱的角度比较失电子的顺序。‎ ‎3．电解H2SO4溶液与盐酸溶液(惰性电极)的产物相同吗？溶液pH有何变化？‎ ‎[提示]　阴极产物相同，都是H2；阳极产物不同，H2SO4→O2，HCl→Cl2，电解H2SO4溶液pH减小，电解盐酸溶液pH增大。‎ ‎4．若以惰性电极电解CuSO4溶液，试分析电极产物并写出电极反应式及总反应式。‎ ‎[提示]　在CuSO4溶液中存在Cu2＋、H＋、SO和OH－四种离子，在阴极上Cu2＋放电得到Cu；在阳极上OH－放电得O2，电极反应式为：阴极2Cu2＋＋4e－===2Cu，阳极4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；总反应方程式为：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。‎ ‎　‎ ‎　‎ - 15 -‎ 判一判 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)电解是把化学能转化为电能。(×)‎ ‎(2)导电一定发生化学反应。(×)‎ ‎(3)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现。(√)‎ ‎(4)任何溶液被电解时，必须导致氧化还原反应。(√)‎ ‎(5)电解、电离均需要通电才能实现。(×)‎ ‎(6)电解质溶液的导电过程就是该溶液的电解过程。(√)‎ ‎(7)电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。(√)‎ ‎(8)与原电池不同，电解池工作时，电极本身不参加电极反应。(×)‎ ‎(9)用惰情电极电解Na2SO4溶液与稀H2SO4，两溶液的pH变化完全相同。(×)‎ ‎(10)以Cu为电极电解AgNO3溶液时，阴极产生H2。(×)‎ 练一练 ‎1.[2019·西安高二周考]‎ 如图所示是电解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 答案：C ‎2．[2019·泰安高二月考]如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解，下列说法正确的是(　　)‎ A．电路中电子流向：负极→d→c→b→a→正极 B．a、c两极产生气体的物质的量相等 C．SO向b电极移动，Cl－向c电极移动 - 15 -‎ D．通电后乙烧杯滴入酚做溶液d极会变红 答案：D ‎3．[2019·郑州高二检测]用惰性电极电解下列溶液，下列说法正确的是(　　)‎ A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变 B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液pH减小 C．电解硫酸铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2‎ D．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 答案：D ‎4．[2019·西宁高二调研]某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中，下列有关分析完全正确的是(　　)‎ 选项 A B C D a电极 阳极 阴极 阳极 阴极 d电极 正极 正极 负极 负极 Q离子 阳离子 阳离子 阴离子 阴离子 答案：B ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 知识点一 电解池的构成和工作原理 ‎1.下列关于如图所示装置的叙述中正确的是(　　)‎ A．甲、乙装置中的锌片都作负极 B．甲、乙装置中溶液内的H＋都在铜片被还原 C．甲、乙装置中锌片上发生的反应都是还原反应 D．甲装置中铜片上有气泡生成，乙装置中铜片质量减小 解析：乙为电解池装置，锌片为阴极，故A错误；乙为电解池装置，溶液内的H＋‎ - 15 -‎ 在阴极锌片上被还原，故B错误；甲为原电池，锌片为负极，发生氧化反应，故C错误；甲装置中铜片为正极，H＋在铜片上得电子被还原为氢气，乙装置中铜片为阳极，发生氧化反应，铜片质最减小，故D正确。‎ 答案：D ‎2．电解某溶液时，某一电极上有一种刺激性气味的气体产生，下列有关此电解反应的说法不正确的是(　　)‎ A．产生这种气体的电极一定是阳极 B．若另一极上也有气体产生一定是氢气 C．产生刺激性气味的气体的电极反应是氧化反应 D．不能判断是哪一极 解析：阴极只可能产生氢气这一种气体，所以产生刺激性气味气体的电极一定是阳极，此气体是氧化反应产物。‎ 答案：D ‎3.利用如图装置电解硫酸铜溶液，下列说法正确的是(　　)‎ A．b电极上发生氧化反应 B．该装置能将化学能转变成电能 C．电解质溶液中Cu2＋从b电极向a电极迁移 D．若a为铜，则a的电极反应武为Cu－2e－===Cu2＋‎ 解析：b与电源负极相连，b为阴极，阴极上发生还原反应，A项错误；该装置是电解池，将电能转化为化学能，B项错误；电解池中，阳离子(Cu2＋)向阴极(b极)移动，C项错误；a为阳极，若a为Cu，属于活性电极，则阳极反应为Cu－2e－===Cu2＋，D项正确。‎ 答案：D 知识点二 电解的规律 ‎4.用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为3∶1的CuSO4溶液和NaCl溶液的混合溶液，不可能发生的反应是(　　)‎ A．2Cu2＋＋2H2O2C＋4H＋＋O2↑‎ B．Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑‎ C．2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑‎ - 15 -‎ D．2H2O2H2↑＋O2↑‎ 解析：用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为3∶1的CuSO4溶液和NaCl溶液的混合溶液，设溶液体积为4 L，硫酸铜浓度为1 mol·L－1，氯化钠浓度为1 mol·L－1，则n(CuSO4)＝n(Cu2＋)＝3 mol，n(NaCl)＝n(Cl－)＝1 mol。根据转移电子守恒，第一阶段：阳极上Cl放电，阴极上Cu2＋放电，转移1 mol电子时析出0.5 mol Cu2＋，所以Cu2＋还剩余2.5 mol，则此时发生的电池总反应为B项；第二阶段：阴极上Cu2＋放电，阳极上OH－放电，当Cu2＋完全析出前，发生的电池总反应为A项；第三阶段：阴极上H＋放电生成氢气，阳极上OH－放电生成氧气，发生的电池忌反应为D项。‎ 答案：C ‎5.在右图所示的装置中，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极极板质量增加，b极极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是(　　)‎ 选项 a极板 b极板 x电极 z溶液 A 锌 石墨 负极 CuSO4‎ B 石墨 石墨 负极 NaOH C 银 铁 正极 AgNO3‎ D 铜 石墨 负极 CuCl2‎ 解析：本题突破口是“a极极板质量增加”，据此判断a极一定是阴极，则b极一定是阳极。A是惰性阳极电解CuSO4，符合题意；B的实质是电解水，两极都产生气体，不符合题意；C的阳极是铁，是活性电极，不符合题意；D的阳极生成氯气，是有刺激性气味的气体，不符合题意。‎ 答案：A ‎6．用铂电极电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别为H2和O2的是(　　)‎ A．稀HCl溶液 B．稀Na2SO4溶液 C．CuCl2溶液 D．酸性AgNO3溶液 解析：A项，电解稀HCl溶液，阴极产物为H2，阳极产物为Cl2，错误；B项，电解Na2SO4溶液，实际上是电解水，阴极产物为H2，阳极产物为O2，正确；C项，电解CuCl2溶液，阴极产物为Cu，阳极产物为Cl2，错误；D项，电解酸性AgNO3溶液，阴极产物为Ag，阳极产物为O2和HNO3，错误。‎ 答案：B - 15 -‎ 综合考查 电解原理及计算 ‎7.[2019·甘肃天水一中高二期末]用石墨作电极电解100 mL AgNO3溶液，通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况)，则原AgNO3溶液的物质的量浓度为(　　)‎ A．3 mol·L－1 B．2 mol·L－1 C．1.5 mol·L－1 D．1 mol·L－1‎ 解析：阳极电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O；由于放电能力：Ag＋>H＋，阴极电极反应式依次为Ag＋＋e－===Ag、2H＋＋2e－===H2↑，根据阴、阳极得失电子守恒，4n(O2)＝n(Ag)＋2n(H2)，4×＝n(Ag)＋2×，n(Ag)＝0.2 mol，根据Ag守恒，n(AgNO3)＝0.2 mol，c(AgNO3)＝＝2 mol·L－1，故选B。‎ 答案：B ‎8．用石墨电极电解CuSO4溶液一段时间后，向所得溶液中加入0.2 mol Cu(OH)2后，恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则电解过程中转移电子的物质的量为(　　)‎ A．0.4 mol B．0.5 mol C．0.6 mol D．0.8 mol 解析：将Cu(OH)2改写为CuO·H2O，由电解原理知，阳极上OH－放电生成O2，阴极上Cu2＋和H＋放电生成Cu和H2，根据氧原子守恒得n(O2)＝n[Cu(OH)2]＝0.2 mol，则转移电子的物质的量为0.2 mol×4＝0.8 moI，故D正确。‎ 答案：D ‎9．25 ℃时，用石墨电极电解2.0 L 0.5 mol·L－1 CuSO4溶液。5 min后，在一个石墨电极上有6.4 g Cu生成。‎ 试回答下列问题：‎ ‎(1)发生氧化反应的是________极，电极反应为__________________________________。‎ ‎(2)若电解后溶液的体积不变，则电解后溶液的pH为________。‎ ‎(3)若将溶液恢复到与电解前一样，则需加入________mol的________。‎ ‎(4)若用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差________g，电解液的pH________(填“变小”“变大”或“不变”)。‎ 解析：‎ ‎(1)n(CuSO4)＝2.0 L×0.5 mol·L－1＝1.0 mol，而在阴极析出的Cu为＝0.1 mol，故CuSO4未完全电解，阳极发生氧化反应，电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。‎ ‎(2)总反应为 ‎2CuSO4＋2H2O2Cu　＋　O1↑　＋　2H2SO4‎ ‎2 2 2 1 2‎ ‎0.1 mol 0.1 mol 0.1 mol 0.05 mol 0.1 mol - 15 -‎ 所以电解后c(H＋)＝＝0.1 mol·L－1。‎ 故pH＝－lg 0.1＝1。‎ ‎(3)电解后生成的0.1 mol Cu和0.05 mol O2脱离该体系，即相当于0.1 mol CuO，因此若将溶液复原，则应加入0.1 mol CuO。‎ ‎(4)此时为电镀池，阳极：Cu－2e－===Cu2＋，阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，因此若阴极上析出6.4 g铜，则阳极溶解6.4 g铜，电解后两铜片质量差为6.4 g＋6.4 g＝12.8 g，而电解液的pH不变。‎ 答案：‎ ‎(1)阳　4OH－－e－===2H2O＋O2↑‎ ‎(2)1　‎ ‎(3)0.1　CuO ‎(4)12.8　不变 ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 基础达标 ‎1.下列装置能构成电解池的是(　　)‎ 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，同时闭合电路，A装置没有形成闭合电路，B和C没有外接电源，D的装置满足电解池的结构，故答案为D。‎ 答案：D ‎2．在pH＝a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH>a，则该电解质可能是(　　)‎ A．NaOH B．H2SO4 C．AgNO3 D．Na2SO4‎ 解析：电解NaOH溶液相当于电解水，NaOH溶液浓度增大，使溶液的pH升高，A项正确；电解H2SO4溶液和电解Na2SO4溶液相似，都使溶液浓度增大，所以溶液的pH分别减小、不变，B、D两项均不正确；电解AgNO3溶液生成HNO3，溶液的pH减小，C项不正确。‎ 答案：A ‎3．[2019·福建莆田一中高二月考]用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4－H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是(　　)‎ A．待加工铝质工件为阳极 - 15 -‎ B．表面生成的致密氧化膜不溶于稀硫酸 C．阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－===Al D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 解析：铝的阳极氧化法表研处理技术中，金属铝是阳极材料，A正确；电解质溶液中含有硫酸，说明表面生成的致密氧化膜不溶于稀硫酸，B正确；阴极上氢离子发生得电子的还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，C错误；在电解池中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，所以硫酸根离子在电解过程中向阳极移，D正确。‎ 答案：C ‎4．根据金属活动性顺序表，Cu不能发生Cu＋2H2O===Cu(OH)2↓＋H2↑的反应。但选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四组电极和电解液中，能实现该反应最为恰当的是(　　)‎ 选项 A B C D 阳极 石墨棒 Cu Cu Cu 阴极 石墨棒 石墨棒 Fe Pt 电解液 CuSO4溶液 Na2SO4溶液 H2SO4溶液 H2O 解析：本题考查一些不能自发进行的氧化还原反应实现的条件，可以用电解方法，Cu作阳极时，自身失电子，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，A项不符合；B项，Na2SO4溶液起增强导电性作用，电解总反应为Cu＋2H2OCu(OH)2＋H2↑，符合题意；C项，电解液H2SO4会与生成的Cu(OH)2发生中和反应，实际上不会生成Cu(OH)2，不符合；D项，H2O导电能力不强，不符合。‎ 答案：B ‎5．[2019·北京西城区高二模拟]某同学用如下装置进行实验①和②，在相同时间内，记录现象如下(溶液的温度变化均不明显)。‎ 实验装置 实验 序号 电极 材料 实验现象 ‎①‎ 铂 两极均产生大量无色气泡，两极区的溶液均未见白色浑浊 ‎②‎ 石墨 两极均产生大量无色气泡，阴极区未见白色浑浊，阳极区产生白色浑浊，分离出该白色固体，加酸溶解，产生气泡 根据实验现象，下列说法正确的是(　　)‎ A．①②中，阴极的电极反应式：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋‎ B．②中，白色浑浊的主要成分是Ca(OH)2‎ - 15 -‎ C．②中，产生白色浑浊的主要原因是电解过程消耗水 D．②中，产生白色浑浊与阳极材料被氧化生成CO有关 解析：利用惰性电极电解饱和Ca(OH)2溶液，在阴极，氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，A错误；②阳极区产生白色浑浊，分离出该白色固体，加酸溶解，产生气泡，说明该白色浑浊的主要成分为碳酸钙，B错误；②中，阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，氧气与电极材料石墨反应生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙，这是产生白色浑浊的主要原因，C错误，D正确。‎ 答案：D ‎6．用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，则下列符合题意的一组是(　　)‎ 选项 X Y Z W A C Fe NaCl H2O B Pt Cu CuSO4‎ CuSO4溶液 C C C H2SO4‎ H2O D Ag Fe AgNO3‎ AgNO3晶体 解析：A项，阳极为惰性电极，在阳极是Cl－放电，2Cl－2e－===Cl2↑，在限极是H＋放电，2H＋＋2e－===H2↑，通入HCl(g)能使溶液恢复到原状态，A项不符合题意；B项，阳极为惰性电极，在阳极是OH放电，4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，在阴极是Cu2＋放电，2Cu2＋＋4e－===2Cu，加入CuO(s)能使溶液恢复到原状态，B项不符合题意，C项，两电极均为惰性电极，在阴极是H＋放电，在阳极是OH－放电，其实质是电解水，加适量水可使溶液恢复到原状态，C项符合题意；D项，Ag作阳极，为活性电极，电极反应为Ag＋e－===Ag＋，阴极反应为Ag＋－e－===Ag，AgNO3溶液浓度不变。‎ 答案：C ‎7．按图甲装置进行实验，若图乙中横坐标X表示通过电极的电子的物质的量，下列叙述正确的是(　　)‎ A．F表示反应生成Cu的物质酌量 B．F表示反应生成H2SO4的物质的量 C．E表示反应生成O2的物质的量 D．E表示反应消耗H2O的物质的量 解析：由甲图可得Cu为阴极，C为阳极，电解质溶液为CuSO4溶液，电解总反应为2CuSO4‎ - 15 -‎ ‎＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，各物质及电子转移关系为：2H2O～2Cu～2H2SO4～O～4e－，再根据乙图，所以E可以表示H2O、Cu和H2SO4的物质的量，F表示O2的物质的量。‎ 答案：D ‎8．[2019·安徽江南十校高二联考]利用如图所示装置从海水中提取CO2，有利于减少环境中温室气体的含量。下列说法正确的是(　　)‎ A．通电后，a室的pH增大 B．中间隔室发生的反应：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，从而提取CO2‎ C．阴极反应式为2H＋－2e－===H2↑‎ D．当电路中通过1 mol电子的电量时，会有22.4 L CO2气体产生 解析：a室为阳极，发生氧化反应，电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，溶液的pH减小，A错误；氢离子通过阳离子交换膜进入b室，发生反应：HCO＋H＋===＝CO2↑＋H2O，实现b室中提取CO2的目的，B正确；阴极发生还原反应，氢离子得电子生成氢气，2H＋＋2e－===H2↑，C错误；根据阳极反应2H2O－4e－===4H＋＋O2↑可知，当电路中通过1 mol电子时，会有1 mol氢离子生成，进入b室，产生标准状况下22.4 L的CO2气体，本题没有给出气体所处的外界条件，无法计算出CO2气体的体积，D错误。‎ 答案：B ‎9．高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途，用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na2FCO4的装置如图所示。下列说法合理的是(　　)‎ A．镍电极上的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ B．铁是阳极，电极反应式为Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2‎ C．若隔膜为阴离子交换膜，则OH－自右向左移动 D．电解时阳极区pH降低、阴极区pH升高，最终溶液pH不变 解析：用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4)，铁失电子生成高铁酸钠，则铁作阳极，镍作阴极，溶液中的H＋在阴极放电生成氢气，则电极反应式为2H2O＋2e - 15 -‎ ‎－===H2↑＋2OH－，故A正确；根据分析，铁是阳极，电极反应式为Fe＋8OH－－6e－===FeO＋4H2O，故B错误；若隔膜为阴离子交换膜，则OH－自左(阴极区)向右(阳极区)移动，故C错误；电解时，阳极区的电极反应式为Fe＋8OH－－6e－===FeO＋4H2O，pH降低，阴极区电极反应式为2H20＋2e－===H2↑＋2OH－，pH升高，电池的总反应式为Fe＋2H2O＋2OH－===FeO＋3H2↑，最终溶液pH降低，故D错误。‎ 答案：A ‎10．[2019·湖北部分重点中学高二起点考]硼酸(H3BO3)为一元弱酸，已知H3BO3与足量NaOH溶液反应的离子方程式为H3BO3＋OH－===[B(OH)4]－，H3BO3可以通过电解的方法制备。其工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。下列说法正确的是(　　)‎ A．当电路中通过1 mol电子时，可得到1 mol H3BO3‎ B．将电源的正、负极反接，工作原理不变 C．阴极室的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋‎ D．[B(OH)4]穿过阴膜进入阴极室，Na＋穿过阳膜进入产品室 解析：阳极发生失去电子的氧化反应，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，电路中通过1 mol电子时有1 mol H＋生成，硼酸(H3BO3)为一元弱酸，生成1 mol硼酸需要1 mol H＋，所以电路中通过1 mol电子时，可得到1 mol H3BO3，A正确；根据以上分析可知，如果将电源的正、负极反接，工作原理发生变化，B错误；电解时阴极发生得到电子的还原反应，电极反应式为4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－，C错误；阳极电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，阴极电极反应式为4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－，阳极室中的氢离子穿过阳膜进入产品室，原料室中的[B(OH)4]－穿过阴膜进入产品室，发生反应：[B(OH)4]－＋H＋===H2O＋H3BO3，原料室中的Na＋穿过阳膜进入阴极室，D错误。‎ 答案：A ‎11．如图是两种溶液进行电解的装置。电极A是由金属M制成的，M的硝酸盐的化学式为M(NO3)2，B、C、D都是铂电极，P、Q是电池的两极，电路接通后，试回答下列问题：‎ - 15 -‎ ‎(1)电极B上金属M沉淀出来：电极反应为____________________，同时电极C产生________，电极反应为____________________，电极D产生________，电极反应为________________________________________________________________________。‎ ‎(2)电池中P是________极，Q是________极。‎ ‎(3)A极上电极反应为 ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：电极B上金属M沉淀出来说明B是阴极，A是阳极，而乙池中电极C是阳极，D是阴极；对应的电极P是正极，电极Q是负极；而乙中的电解质溶液为硫酸钠溶液，所以在C电极上有氧气产生，D电极上有氧气产生。‎ 答案：‎ ‎(1)M2＋＋2e－===M　氧气 ‎4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　氢气　2H＋＋2e－===H2↑‎ ‎(2)正　负 ‎(3)M－2e－===M2＋‎ ‎12．下图是一套电解装置，两U形管中均盛有50.0 mL电解质溶液，a、b、c、d为Pt电极，通电一段时间后，d电极上析出金属Ag 2.16 g，没有气体产生，同时任b、c两极收集到标准状况下相同体积的气体。请回答：‎ ‎(1)c为________极，写出c电极上的电极反应式：____________________，c极收集到的气体体积在标准状况下为________L。‎ ‎(2)b为________极，写出b电极上的电极反应式：开始时是________，后来 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)原CuCl2溶液中溶质的物质的量浓度为________mol·L－1。‎ 解析：(1)连接电源负梅的电极作阴极，连接电源正极的电极作阳极，则c作阳极，阴离子在阳极失电子，放电能力OH>NO，则OH－先失电子，反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑或2H2O－4e－===4H2＋O2↑，d极作阴极，其反应式为Ag＋＋e－===Ag，析出金属2.16 g银单质，整个电路转移电子0.02 mol，故产生氧气×0.02 mol＝0.05 moI，其在标准状况下的体积V(O2)＝0.005 mol×22.4 L·mol－1＝0.112 L。(2)b作阴极，阳离子在阴极上放电，Cu2＋先得电子，其反应式：Cu2＋＋2e－===Cu，根据题目信息，此电极有气体产生，应是H＋得电子，其反应式：2H＋＋2e－===H2↑或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。(3)bc两极产生气体体积相等，即产生氢气的物质的量为0.005 mol，需得到电子0.01 mol，但整个电路共通过0.02 mol电子，推得n(Cu2＋‎ - 15 -‎ ‎)＝0.01/2 mol＝0.005 mol.故c(CuCl2)＝0.05/(50×10－3)mol·L－1＝0.10 mol·L－1。‎ 答案：‎ ‎(1)阳　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　0.012‎ ‎(2)阴　Cu2＋＋2e－===Cu ‎2H＋＋2e－===H2↑或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ ‎(3)0.10‎ 能力达标 ‎13.A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子为Na＋、Ag＋、NO、SO、Cl－，在如图1所求装置中，甲、乙、丙三个烧杯分别盛放足量的A、B、C三种溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了10.8 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示。据此回答下列问题：‎ ‎(1)M为电源的________极(填“正”或“负”)，甲、乙两个烧杯中的电解质分别为________、________(填写化学式)。‎ ‎(2)计算电极f上生成的气体在标准状况下体积为________L。‎ ‎(3)写出乙烧杯中的电解反应方程式：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)常温下，若电解后甲中A溶液的体积为10 L，则该溶液的pH为________。‎ 解析：(1)经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了10.8 g，说明c电极为职极，且乙烧杯中的电解质B为AgNO3，则M是负极，N是正极，a是阴极，b是阳极，d为阳极，e是阴极，f是阳极。电解后，甲溶液的pH变大，说明甲为NaCl溶液，丙溶液的pH不变，说明丙中溶液为Na2SO4溶液。(2)c电极质量增加10.8 g，则n(Ag)＝＝0.1 mol，n(e－)＝n(Ag)＝0.1 mol，丙中溶液为Na2SO4溶液，电解该溶液相当于电解水，f极(阳极)上析出O2，且n(O2)＝n(e－)＝0.025 mol，V(O2)＝0.025 moI×22.4 L·mol－1＝0.56 L。(3)电解AgNO3溶液的反应方程式为4AgNO3＋2H2O4Ag＋4HNO3＋O2↑。(4)2NaCl＋2H2O - 15 -‎ ‎2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，转移0.1 mol e－，生成n(NaOH)＝0.1 mol，则c(OH－)＝＝0.01 mol·L－1，c(H＋)＝ mol·L－1＝10－12 mol·L－1，pH＝12.‎ 答案：‎ ‎(1)负　NaCl　AgNO3‎ ‎(2)0.56‎ ‎(3)4AgNO3＋2H2O4Ag＋4HNO3＋O2↑‎ ‎(4)12‎ ‎14．[2019·福建霞浦一中高二期中]钠硫电池作为一种新型储能电池，其应用逐渐得到重视和发展。钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷(可传导Na＋)为电解质，其反应原理如图甲所示：‎ ‎(1)根据表中数据，请你判断该电池工作的适宜温度瘟控制在________(填字母)范围内。‎ A．100 ℃以下 B．100～300 ℃‎ C．300～350 ℃ D．350～2050 ℃‎ 物质 Na S Al2O3‎ 熔点/℃‎ ‎97.8‎ ‎115‎ ‎2 050‎ 沸点/℃‎ ‎892‎ ‎444.6‎ ‎2 980‎ ‎(2)放电时，电极A为________极，电极B发生________(填“氧化”或“还原”)反应。‎ ‎(3)充电时，总反应为Na2Sx－2Na＋xS，则阳极的电极反应式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)若把钠硫电池作为电源，电解槽内装有KI及淀粉的混合溶液，如图乙所示，槽内中间用阴离子交换膜隔开。通电一段时间后，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。试分析左侧溶液蓝色逐渐变浅的可能原因是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)原电池工作时，控制的温度应满足Na、S为熔融状态，则温度应高于115 ℃而低于444.6 ℃，只有C项符合题意。(2)放电时，Na在电极A发生氧化反应，故电极A为原电池的负极，电极B是正极，发生还原反应。(3)充电时，发生电解反应，阳极反应式为S－2e－‎ - 15 -‎ ‎===xS。(4)根据以上分析，左侧溶液变蓝色，说明生成I2，左侧电极为阳板，电极反应式为2I－－2e－===I2，右侧电极为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，右侧I－、OH－通过阴离子交换膜阳左侧移动，发生反应：3I2＋6OH－===IO＋5I－＋3H2O，故一段时M后，蓝色逐渐变浅。‎ 答案：(1)C ‎(2)负　还原 ‎(3)S－2e－===xS ‎(4)右侧溶液中生成的OH－通过阴离子交换膜进入左侧溶液，并与左侧溶液中的I2反应 - 15 -‎