2016-2017学年高二化学上册课时检测题7.doc

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第4课时　电解原理的应用
[学习目标定位]　1.熟知电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理，会写其电极反应式及化学方程式。2.学会电解的有关计算。
一　电解原理的应用

1．电解饱和食盐水
(1)通电前，氯化钠溶液中含有的离子：Na＋、Cl－、H＋、OH－。通电时Na＋、H＋移向阴极，H＋放电；Cl－、OH－移向阳极，Cl－放电。电极反应式为
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)；
阴极：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)。
因H2O电离产生的H＋放电，导致溶液中的OH－浓度增大，生成NaOH。
(2)电解的反应方程式
化学方程式：2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH；
离子方程式：2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－；
工业上习惯把电解饱和食盐水叫做氯碱工业。
2．电镀
(1)根据图示，回答下列问题：

①电极反应式
阴极：Ag＋＋e－===Ag；
阳极：Ag－e－===Ag＋。
②可观察到的现象是待镀金属表面镀上一层光亮的银，阳极上的银不断溶解。
③含银离子的溶液浓度的变化是不变。
(2)电镀的概念是应用电解原理在某些金属或非金属材料表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。
(3)电镀池的构成：一般都是用含有镀层金属离子的电解质溶液作电镀液；把镀层金属浸入电镀液中与直流电源的正极相连，作为阳极；待镀金属制品与直流电源的负极相连，作阴极。
3．电解精炼铜
(1)粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。其电解池的构成是用粗铜作阳极，用纯铜作阴极，用CuSO4溶液作电解质溶液。
(2)电极反应式：阳极为Cu－2e－===Cu2＋、Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋等，阴极为Cu2＋＋2e－===Cu。
(3)电解精炼铜的原理是粗铜中比铜活泼的金属Zn、Fe等失去电子，产生的阳离子残留在溶液中，不如铜活泼的金属Ag、Au等以金属单质的形式沉积在电解池的底部，形成阳极泥，粗铜中的铜失去电子成为Cu2＋，Cu2＋在阴极得电子，在纯铜上析出。
4．电冶金
(1)金属冶炼的本质：使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中还原出来。如Mn＋＋ne－===M。
(2)电解法用于冶炼较活泼的金属，如：K、Na、Mg等，但不能电解其盐溶液，而是电解其熔融态。
如电解熔融的氯化钠可制取金属钠：
阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑；
阴极反应式：2Na＋＋2e－===2Na；
电解反应式：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。
归纳总结
电解原理的应用
(1)氯碱工业：用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、Cl2、H2，并以它们为原料生产一系列化工产品。
(2)电镀特点是阳极本身参与电极反应，电镀过程中相关离子的浓度、溶液pH等保持不变。
(3)电解精炼中，比需要精炼的金属活泼的杂质溶解，而不如需要精炼的金属活泼的杂质会沉积(如精炼镍时Cu也会沉积)。

1．下列关于电解氯化钠水溶液(铁作阴极、石墨作阳极)的叙述正确的是(　　)
A．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕黄色
C．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
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　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＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
对照分析选项，C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－，溶液呈棕黄色，B正确；阴极附近产生大量的OH－，滴加酚酞后变红色，A错误；电解后生成NaOH，溶液呈碱性，D错误。
2．在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是(　　)
A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子
B．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子
C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子
D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子
答案　A
解析　本题考查的是电镀的原理。电镀原理是镀层金属作阳极，镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液。
3．利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Au等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是(　　)
A．电解时以纯铜作阳极
B．电解时阳极发生还原反应
C．纯铜连接电源负极，其电极反应式是Cu－2e－===Cu2＋
D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Au等金属的阳极泥
答案　D
解析　电解法精炼金属铜时，粗铜作阳极，失去电子逐渐溶解，Cu2＋得到电子后析出，附着在阴极上，故纯铜作阴极；在电解池中，阴极接电源的负极，发生还原反应，阳极接电源的正极，发生氧化反应，A、B、C错误；越活泼的金属越易失去电子，故比铜活泼的Fe、Zn先失去电子，变成Fe2＋、Zn2＋进入溶液，然后是铜失去电子，变成Cu2＋进入溶液，因Ag、Au等金属不如铜活泼，故在铜溶解后便沉淀在电解槽底部成为阳极泥，D正确。
二　电解的有关计算

1．将两支惰性电极插入CuSO4溶液中，通电电解。
(1)当有1.0×10－3 mol的OH－放电时，溶液显浅蓝色，则在阴极上析出铜的质量是__________。
(2)若溶液的体积为1 L，忽略溶液体积变化，在标准状况下放出5.6 mL O2时，溶液的pH是________。
答案　(1)0.032 g　(2)3
解析　(1)用惰性电极电解CuSO4溶液时，电极反应式为阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu，阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。当有1.0×10－3 mol的OH－放电时，生成标准状况下的O2为5.6 mL，此时转移电子为1.0×10－3 mol，则在阴极上析出Cu：0.032 g。
(2)阳极：
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
4 mol　　　　　　　　 1 mol
n　　　　　　　　　
n＝1.0×10－3 mol，消耗1.0×10－3 mol OH－，生成1.0×10－3 mol H＋
则c(H＋)＝＝1.0×10－3 mol·L－1
pH＝－lgc(H＋)＝－lg(1.0×10－3)＝3。
2．用惰性电极电解0.1 L M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L(标准状况)O2，从而可知M的相对原子质量是___________________________
_____________________________________________，
溶液的pH是________________(均用含有a、b、x的代数式表示)。
答案　　－lg
解析　由于阴、阳两极转移电子的数目相同，则有·x＝×4，或由关系式xO2～4M得∶＝x∶4，均可解出M＝ g·mol－1。又由O2～4H＋可知：c(H＋)＝4× mol÷0.1 L＝b mol·L－1，则pH＝－lg。
归纳总结
1．计算类型
电解的相关计算包括两极产物的定量计算(如质量、气体的体积、某元素的化合价、溶液的pH及物质的量浓度等)。
2．方法技巧
(1)得失电子守恒法计算：用于串联电路、通过阴阳两极的电量相同等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。
(2)总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。
(3)关系式计算：借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。

4．如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05 mol·L－1的CuCl2溶液，B池中加入0.1 mol·L－1的AgNO3溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是(　　)

A．2∶2∶4∶1 B．1∶1∶2∶1
C．2∶1∶1∶1 D．2∶1∶2∶1
答案　A
解析　由电解规律可知：a、c为阴极，b、d为阳极。a极上析出Cu，b极上析出Cl2，c极上析出Ag，d极上析出O2。由电子守恒可得出：2e－～Cu～Cl2～2Ag～O2，所以a、b、c、d四个电极上析出物质的物质的量之比为1∶1∶2∶＝2∶2∶4∶1。
5．在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作电极进行电解，两极上均收集到2.24 L气体(标准状况)，则原混合液中，Cu2＋的物质的量浓度为(　　)
A．1 mol·L－1 B．2 mol·L－1
C．3 mol·L－1 D．4 mol·L－1
答案　A
解析　分析电解H2SO4、CuSO4的混合液时阴、阳两极的电极反应可知，两极产生的气体分别为H2、O2各0.1 mol，O2是由OH－失去0.4 mol电子而得到，H2是由H＋得到 0.2 mol 电子而生成。由电子得失守恒知，还有0.2 mol电子是Cu2＋得到的，故Cu2＋的物质的量是0.1 mol，则Cu2＋的物质的量浓度为＝1 mol·L－1。

1．如图为电解饱和食盐水的简单装置，下列有关说法正确的是(　　)

A．电解一段时间后，向蛋壳内的溶液中滴加几滴酚酞，呈红色
B．蛋壳表面缠绕的铁丝上发生氧化反应
C．铁丝表面生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
D．蛋壳可阻止生成的氯气与氢气、氢氧化钠溶液接触
答案　D
解析　碳棒在蛋壳内，溶液中的Cl－在该极失电子被还原，溶液的碱性不增强，故A项错误；蛋壳表面缠绕的铁丝作阴极，H＋在该极发生还原反应得到氢气，B项错误；铁丝表面生成的气体是氢气，不能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，C项错误；蛋壳在该实验中的作用是阻止气体通过，D项正确。
2．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Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋)(　　)
A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－===Ni
B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt，没有Zn、Fe、Ni
答案　D
解析　电解精炼镍时，粗镍作阳极，纯镍作阴极，电解质溶液中含有Ni2＋，则阳极发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Ni－2e－===Ni2＋，阴极电极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni，因此，电解过程中阳极减少的质量不等于阴极增加的质量，电解后，溶液中存在的金属阳离子有Fe2＋、Ni2＋、Zn2＋，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt，没有Zn、Fe、Ni。
3.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是(　　)
A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl
B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl
C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl
D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl
答案　B
解析　有关反应有2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，因阳极生成Cl2，阴极生成NaOH，为使二者充分反应，Cl2应在下端产生，从而推知电源b为正极，a为负极，消毒液的主要成分是NaClO和NaCl。
4．下列说法正确的是(　　)
A．工业用电解熔融AlCl3的方法制金属铝
B．铅蓄电池工作时，正极反应为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O
C．电解饱和食盐水时，用铁作阳极，Cl－发生氧化反应
D．电解精炼铜时，阳极泥中含有Zn、Fe、Ag、Au等金属
答案　B
解析　氯化铝属于共价化合物，熔融状态下以分子存在，所以熔融氯化铝不导电，工业上用电解熔融冶炼的方法冶炼Al，A错误；铅蓄电池放电时，正极上二氧化铅得电子发生还原反应，电解反应为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O，B正确；用Fe作阳极电解饱和食盐水时，阳极上Fe失电子发生氧化反应，电解反应式为Fe－2e－===Fe2＋，C错误；电解精炼粗铜时，阳极上Cu和比Cu活泼的金属失电子发生氧化反应，不比Cu活泼的金属以沉淀的形式进入电解质，所以阳极泥中含有Ag、Au等金属，不含Zn、Fe等较活泼金属。
5．如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。请回答下列问题：

(1)电源中X极是________(填“正”或“负”)极。
(2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)＝________。
(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后溶液中仍有Cl－，则电解后溶液的pH＝________。
答案　(1)负　(2)0.025 mol·L－1　(3)13
解析　(1)铜极增重，说明银在铜极析出，则铜极为阴极，X为负极。
(2)C中铜极增重2.16 g，即析出0.02 mol Ag，线路中通过0.02 mol电子。由4e－～O2，可知B中产生的O2只有0.005 mol，即112 mL。但B中共收集到224 mL气体，说明还有112 mL是H2，即Cu2＋全部在阴极放电后，H＋接着放电产生了112 mL H2，则通过0.01 mol电子时，Cu2＋已被电解完。由2e－～Cu，可知n(Cu2＋)＝0.005 mol，则c(CuSO4)＝＝0.025 mol·L－1。
(3)由4e－～4OH－知，A中生成0.02 mol OH－，则c(OH－)＝0.1 mol·L－1，pH＝13。
40分钟课时作业
[经典基础题]
题组1　电解原理的有关应用
1．下列描述中，不符合生产实际的是(　　)
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
答案　A
解析　电解池的阳极失电子发生氧化反应、阴极得电子发生还原反应。电解熔融的Al2O3制Al时，若用Fe作阳极，则会发生反应Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋移动到阴极上发生反应Fe2＋＋2e－===Fe，使得到的Al不纯。
2．关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是(　　)
A．都用粗铜作阳极、纯铜作阴极
B．电解液的成分都保持不变
C．阳极反应都只有Cu－2e－===Cu2＋
D．阴极反应都只有Cu2＋＋2e－===Cu
答案　D
解析　A项，电镀时镀件作阴极；B项，电解精炼铜时电解液成分改变；C项，电解精炼铜时，杂质若有比铜活泼的金属(如锌)，则还会发生Zn－2e－===Zn2＋的反应。
3．下列有关电化学的示意图中正确的是(　　)

答案　D
解析　选项A，Zn应为原电池负极，Cu为原电池正极；选项B，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换；选项C，粗铜应连接电源正极；选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl－在阳极放电产生Cl2，溶液中的H＋在阴极获得电子而产生H2，正确。
4．欲在金属表面镀银，应把镀件接在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是(　　)
A．Ag和AgCl溶液 B．Ag和AgNO3溶液
C．Fe和AgNO3溶液 D．Pt和Ag2SO4溶液
答案　B
解析　电镀时，要求镀件作阴极，可用镀层金属作阳极，电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液，A项中AgCl和D项中Ag2SO4均为沉淀，只有B项符合要求。
5．如图A为直流电源，B为浸透饱和NaCl溶液和酚酞溶液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后发现B上的c点显红色，为实现铁上镀铜，接通K后，使c、d两点短路，下列叙述正确的是(　　)

A．a为直流电源的负极
B．c极上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
C．f电极为铜板
D．e极发生还原反应
答案　B
解析　K断开时，接通电路后，B上的c点显红色则证明c极为电解池的阴极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，a为直流电源的正极，C为电镀池，e为阳极，f为阴极，f电极为铁，e电极为铜，发生氧化反应。
6．甲、乙两个电解池均以铂为电极，且互相串联，甲池中盛有AgNO3溶液，乙池中盛有一定量的某盐溶液，通电一段时间后，测得甲池电极的质量增加2.16 g，乙池电极上析出0.24 g金属，则乙池中的溶质可能是(　　)
A．CuSO4 B．MgSO4
C．Al(NO3)3 D．Na2SO4
答案　A
解析　根据阳离子放电顺序可知，在上述4个选项中只有CuSO4溶液中的Cu2＋电解时可以放电，从而在电极上析出；当转移0.02 mol电子时，乙池中析出铜的质量小于0.64 g，是因为电解过程中CuSO4不足，后来变成电解水，故A项正确。
7．三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池，其电解法制备过程为用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加入适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO－，把二价镍氧化为三价镍。以下说法不正确的是(　　)
A．可用铁作阳极材料
B．电解过程中阴极附近溶液的pH升高
C．阳极方程式为2Cl－－2e－===Cl2↑
D．1 mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1 mol 电子
答案　A
解析　由题意知电极反应，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极：2H＋＋2e－===H2↑，阴极溶液呈碱性，pH升高，故A错误，B正确；由Ni2＋→Ni3＋，失去1 mol e－，外电路中转移1 mol e－，即Cl－失去1 mol e－，H＋得到1 mol e－。
题组2　电解的有关计算
8．用惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.010 0 mol，阴极无气体逸出，则阴极上析出Cu的质量为(　　)
A．0.64 g B．1.28 g
C．2.56 g D．5.12 g
答案　B
解析　用惰性电极电解CuSO4溶液，在阳极产生的气体为O2，由4OH－－4e－===2H2O＋O2↑知，产生0.010 0 mol的O2转移0.040 0 mol电子，则根据Cu2＋＋2e－===Cu可推出应析出0.020 0 mol的铜，其质量为1.28 g。
9．常温下用石墨作电极，电解100 mL 0.1 mol·L－1的Cu(NO3)2和0.1 mol·L－1的AgNO3组成的混合溶液，当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12 L 时，假设溶液体积不变，下列说法正确的是(　　)
A．阴极增重1.4 g B．所得溶液pH＜1
C．阴极增重0.64 g D．所得溶液pH＞1
答案　B
解析　阴极可以放电的离子依次为0.01 mol Ag＋、0.01 mol Cu2＋，阳极可以放电的阴离子只有OH－。当阳极生成1.12 L O2时，电路中通过电子：n(e－)＝0.05 mol×4＝0.2 mol，此时Ag＋、Cu2＋已全部析出，质量：0.01 mol×108 g·mol－1＋0.01 mol×64 g·mol－1＝1.72 g。因为当Ag＋、Cu2＋全部析出以后，相当于电解水，H＋不再增加，所以生成的H＋所带电荷与0.01 mol Ag＋、0.01 mol Cu2＋所带电荷相等。则溶液中生成：c(H＋)＝0.3 mol·L－1，pH＜1。
10．用石墨作电极电解＋n价金属的硝酸盐溶液，当阴极上析出m g金属时，阳极上产生560 mL(标准状况)气体，此金属的相对原子质量应为(　　)
A．10mn B．10m C．10n D．40mn
答案　A
解析　阳极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，当生成560 mL O2时转移0.1 mol电子，阴极为Mn＋得电子，即Mn＋＋ne－===M，根据反应中转移0.1 mol电子和生成m g金属，则＝，解得Mr(M)＝10mn。
[能力提升题]
11．电解的应用比较广泛，回答下列问题：
(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是________(填字母，下同)。
a．Fe2O3 b．NaCl
c．Cu2S d．Al2O3
(2)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
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2＋向阳极移动
d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
e．若阳极质量减少64 g，则转移电子数为2NA个
f．SO的物质的量浓度不变(不考虑溶液体积变化)
(3)如图为电解精炼银的示意图，________(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为________________________
________________________________________________。

(4)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为______________________。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为________。
答案　(1)bd　(2)bdf　(3)a　NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O(或NO＋4H＋＋3e－===NO↑＋2H2O、2NO＋O2===2NO2)　(4)负　4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl　H2
解析　(1)电解法适合冶炼Na、Mg、Al等强还原性金属，在熔融下，分别电解NaCl、Al2O3冶炼Na和Al。Fe和Cu的还原性较弱，用Fe2O3、Cu2S等冶炼相应金属时，采用加还原剂还原法。
(2)以CuSO4溶液为电解质溶液电解精炼铜时，粗铜作阳极，发生氧化反应，精铜作阴极，发生还原反应。Al、Zn、Cu在阳极被氧化，不活泼金属Au、Pt、Ag在阳极附近沉积，形成阳极泥，电解质溶液中Cu2＋向阴极移动，电解过程中，电能转化为化学能和热能，在溶液体积不变时，电解质溶液中c(SO)不变。阳极质量减少的64 g包括Al、Zn及Cu，故当阳极质量减少64 g，电子转移数目不等于2NA个。
(3)电解精炼银与电解精炼铜原理相似。电解精炼银装置中，含有杂质的粗银作阳极，电解池的阳极与电源的正极相连，则该装置中a极为杂质的粗银。该电解池的b极为阴极，阴极上有红棕色气体，则知NO被还原为NO2，电极反应式为NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O。
(4)在钢制品上电镀铝，故钢制品作阴极，与电源负极相连。由于电镀过程中“不产生其他阳离子且有机阳离子不参与电极反应”，Al元素在熔融盐中以Al2Cl和AlCl形式存在，则电镀过程中负极电极反应式为4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl。水溶液中得电子能力Al3＋<H＋，故阴极上的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。
12．如图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。

完成下列填空：
(1)写出电解饱和食盐水的离子方程式__________________
________________________________________________________________________。
(2)离子交换膜的作用为__________________________、
________________________________________________________________________。
(3)精制饱和食盐水从图中________(选填“a”、“b”、“c”或“d”，下同)位置补充，氢氧化钠溶液从图中________位置流出。
(4)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3之间，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑　(2)阻止OH－进入阳极室，与Cl2发生反应，Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O；阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸　(3)a　d　(4)Cl2与水反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO，增大HCl的浓度使平衡逆向移动，减少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2逸出
解析　(1)电解饱和食盐水时，溶液中的Cl－在阳极失电子，发生氧化反应生成Cl2，H＋在阴极得电子生成H2，使阴极区溶液中水的电离平衡向电离方向移动，c(OH－)增大，电解离子方程式为2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。(2)离子交换膜只允许H＋通过，不能使阴离子和Cl2、H2分子通过，阻止OH－进入阳极室与Cl2反应，阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。
(3)随着电解的进行，NaCl不断消耗，所以应及时补充，精制饱和食盐水从阳极区的a位置补充。由于阴极H＋不断放电，附近的溶液显碱性，NaOH溶液从图d位置流出，水不断消耗，故b口不断加入水，从c口流出的是稀NaCl溶液。
(4)在阳极区加盐酸，增大c(HCl)，抑制Cl2＋H2OHCl＋HClO，减少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2逸出。
13．如图所示，通电5 min后，第③极增重2.16 g，此时CuSO4恰好电解完。设A池中原混合溶液的体积为200 mL。

(1)电源F为________极；第②极为________极；B池为________池。
(2)A池中第②极上的电极反应式为___________________________
________________________________________________________________________。
(3)通电前A池中原混合溶液Cu2＋的浓度为________。
答案　(1)正　阳　电镀
(2)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(3)0.05 mol·L－1
解析　(1)由第③极增重2.16 g可知，①、③是电解池的阴极，②、④是电解池的阳极，E是电源的负极，F是电源的正极。又因为B池的阳极是银，电解质是硝酸银，故该池是电镀池。(2)A池中，第②极只发生反应4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。(3)因为第③极增重2.16 g是银的质量，即转移电子是2.16 g÷108 g·mol－1＝0.02 mol，而第①极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，故原Cu2＋物质的量为0.02 mol×＝0.01 mol，故Cu2＋的物质的量浓度为0.05 mol·L－1。
14．如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。

接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4的质量分数为 10.47%，乙中c电极质量增加。请回答下列问题：
(1)电源的N端为________极。
(2)电极b上发生的电极反应式为__________________________________
______________________________________。
(3)列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：________________________________________________________________________。
(4)电极c的质量变化是________g。
答案　(1)正　(2)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(3)水减少的质量：100 g×≈4.5 g，生成O2的体积：××22.4 L·mol－1＝2.8 L
(4)16
解析　由题中信息“c电极质量增加”知：c极上析出铜，故c为阴极，d为阳极，e为阴极，f为阳极。
(1)N为正极，M为负极，a为阴极，b为阳极。
(2)甲烧杯中b极上发生反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。
(3)电解K2SO4溶液实际上是电解水，设电解水的质量为m，则100 g×10.00%＝(100 g－m)×10.47%，解得m≈4.5 g，即0.25 mol H2O，每电解2 mol H2O转移4 mol 电子，故整个装置发生电极反应转移0.5 mol电子，产生O2的体积为V＝n·Vm＝×22.4 L·mol－1＝2.8 L。
(4)c极上析出铜的质量为×64 g·mol－1＝16 g。

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

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