2019届一轮复习鲁科版电能转化为化学能——电解学案(1) 25页

第二节　电能转化为化学能——电解 ‎[教材基础——自热身]‎ ‎1．电解 让直流电通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。在此过程中，能转化为化学能。‎ ‎2．电解池 ‎(1)概念：电解池是把电能转化为化学能的装置。‎ ‎(2)电解池的构成条件：①有外接电源；②有与电解质溶液或熔融的电解质相连的两个电极；③形成闭合回路。‎ ‎(3)电极名称及电极反应式(以电解CuCl2溶液为例)‎ 总反应方程式：CuCl2 Cu＋Cl2↑。‎ ‎(4)电解池中电子和离子的移动：‎ ‎①电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。‎ ‎②离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。‎ ‎3．在惰性电极上离子的放电顺序 ‎ [注意]　活泼电极是指除金、铂等惰性金属外的其他金属电极。‎ ‎[知能深化——扫盲点]‎ 类型 电解质 类型 电极反应式 及总反应式 电解质溶 液浓度 溶液 pH 电解 水型 含氧酸，如H2SO4‎ 阴极：4H＋＋4e－===2H2↑‎ 阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ 增大 减小 总反应式：2H2O2H2↑＋O2↑‎ 可溶性强碱，‎ 增大 如NaOH 活泼金属 含氧酸盐，如KNO3‎ 不变 电解 电解 质型 无氧酸，如HCl 阴极：2H＋＋2e－===H2↑‎ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ 总反应式：2HClH2↑＋Cl2↑‎ 减小 增大 不活泼金属无氧酸盐，如CuCl2‎ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ 总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑‎ 增大 放H2‎ 生碱 型 活泼金属无氧酸盐，如NaCl 阴极：2H＋＋2e－===H2↑‎ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ 总反应式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2＋Cl2↑‎ ‎—‎ 增大 放O2‎ 生酸 型 不活泼金属含氧酸盐，如 CuSO4‎ 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu 阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ 总反应式：2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑‎ ‎—‎ 减小 ‎[对点练]‎ ‎1．用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为升高、不变、降低的是(　　)‎ A．AgNO3　　　CuCl2　　　Cu(NO3)2‎ B．KCl Na2SO4 CuSO4‎ C．CaCl2 KOH NaNO3‎ D．HCl HNO3 K2SO4‎ 解析：选B　AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4等随电解的进行，有酸产生，溶液pH降低；KCl、CaCl2等随电解的进行，有碱产生，溶液pH升高；CuCl2、HCl电解的电解质本身，溶液中CuCl2、HCl减少，对应的H＋减少，溶液的pH升高；KOH、HNO3相当于电解H2O，电解质浓度增大，对应的碱液碱性更强，酸液酸性更强。‎ 提能点(二)　阴、阳极的判断和电解产物的分析方法 ‎1．阴、阳极的判断方法 根据外接电源 正极连阳极，负极连阴极 根据电流方向 从阴极流出，从阳极流入 根据电子流向 从阳极流出，从阴极流入 根据离子流向 阴离子移向阳极，阳离子移向阴极 根据电极产物 ‎①阳极：电极溶解、逸出O2(或极区变酸性)或Cl2；②阴极：析出金属、逸出H2(或极区变碱性)‎ ‎2.电解产物的分析方法 首先明确阳极材料和溶液中存在的所有离子，然后根据如下规律分析判断。‎ ‎(1)阳极：①金属活性电极：电极材料失电子，生成相应的金属阳离子；②惰性电极：溶液中的阴离子失电子，生成相应的单质或高价化合物(阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子)。‎ ‎(2)阴极：溶液中的阳离子得电子，生成相应的单质或低价化合物(阳离子放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋>Zn2＋)。‎ ‎[对点练]‎ ‎2．装置(Ⅰ)为铁镍(FeNi)可充电的碱性电池：Fe＋NiO2＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2；装置(Ⅱ)为电解示意图。当闭合开关K时，电极Y附近溶液先变红。X、Y电极为惰性电极。下列说法正确的是(　　)‎ A．闭合K时，电极X上有无色无味的气体产生 B．闭合K时，电极X的反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑‎ C．闭合K时，电子从电极A流向电极X D．闭合K时，电极A的反应式为NiO2＋2e－＋2H＋===Ni(OH)2‎ 解析：选B　闭合K时，电极Y附近溶液先变红，说明Y极H＋放电产生氢气，是阴极，则X极是阳极，Cl－放电产生氯气，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，A项错误，B项正确；电极A是正极，电极B是负极，电子从B极流出，C项错误；装置(Ⅰ)为碱性电池，故A极放电时的电极反应式为NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－，D项错误。‎ ‎[题点全练——过高考]‎ 题点一　电极反应式、电解方程式的书写 ‎1．按要求书写电极反应式和总反应式 ‎(1)用惰性电极电解AgNO3溶液：‎ 阳极反应式________________________________________________________________；‎ 阴极反应式______________________________________________________________；‎ 总反应离子方程式_________________________________________________________。‎ ‎(2)用惰性电极电解MgCl2溶液 阳极反应式_________________________________________________________；‎ 阴极反应式____________________________________________________________；‎ 总反应离子方程式________________________________________________________。‎ ‎(3)用Fe作电极电解NaCl溶液 阳极反应式______________________________________________________；‎ 阴极反应式__________________________________________________；‎ 总反应化学方程式__________________________________________________________。‎ ‎(4)用Fe作电极电解NaOH溶液 阳极反应式_________________________________________________________；‎ 阴极反应式________________________________________________________________；‎ 总反应离子方程式_______________________________________________________。‎ ‎(5)用Cu作电极电解盐酸溶液 阳极反应式____________________________________________________________；‎ 阴极反应式______________________________________________________；‎ 总反应离子方程式______________________________________________________。‎ ‎(6)用Al作电极电解NaOH溶液 阳极反应式_______________________________________________________；‎ 阴极反应式_______________________________________________________；‎ 总反应离子方程式_____________________________________________________。‎ ‎(7)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜 阳极反应式______________________________________________________________；‎ 阴极反应式_____________________________________________________________；‎ 总反应离子方程式_________________________________________________________。‎ ‎(8)用Al单质作阳极，石墨作阴极，电解NaHCO3溶液 阳极反应式____________________________________________________________；‎ 阴极反应式____________________________________________________________；‎ 总反应离子方程式____________________________________________________。‎ ‎(9)用惰性电极电解熔融MgCl2‎ 阳极反应式_________________________________________________________；‎ 阴极反应式_________________________________________________________；‎ 总反应离子方程式_____________________________________________________。‎ 答案：(1)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O ‎4Ag＋＋4e－===4Ag ‎4Ag＋＋2H2O4Ag＋O2↑＋4H＋‎ ‎(2)2Cl－－2e－===Cl2↑　2H＋＋2e－===H2↑‎ Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑‎ ‎(3)Fe－2e－===Fe2＋　2H＋＋2e－===H2↑‎ Fe＋2H2OFe(OH)2↓＋H2↑‎ ‎(4)Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2↓‎ ‎2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ Fe＋2H2OFe(OH)2↓＋H2↑‎ ‎(5)Cu－2e－===Cu2＋　2H＋＋2e－===H2↑‎ Cu＋2H＋Cu2＋＋H2↑‎ ‎(6)2Al－6e－＋8OH－===2AlO＋4H2O ‎6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－(或6H＋＋6e－===3H2↑)‎ ‎2Al＋2H2O＋2OH－2AlO＋3H2↑‎ ‎(7)2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋‎ ‎6H＋＋6e－===3H2↑　2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑‎ ‎(8)2Al＋6HCO－6e－===2Al(OH)3↓＋6CO2↑‎ ‎6H＋＋6e－===3H2↑‎ ‎2Al＋6HCO＋6H＋2Al(OH)3↓＋6CO2↑＋3H2↑‎ ‎(9)2Cl－－2e－===Cl2↑　Mg2＋＋2e－===Mg Mg2＋＋2Cl－Mg＋Cl2↑‎ 题点二　电解原理和电解规律的考查 ‎2．关于用惰性电极电解CuCl2溶液实验的说法错误的是(　　)‎ A．溶液中Cl－向阳极移动，Cu2＋向阴极移动 B．阳极上发生还原反应，阴极上发生氧化反应 C．阴极反应：Cu2＋＋2e－===Cu ‎ D．可以用湿润的KI淀粉试纸检验阳极产生的气体为Cl2‎ 解析：选B　溶液中Cu2＋向阴极移动，Cl－向阳极移动，A正确；阴极发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极发生氧化反应：2Cl－－2e－=== Cl2↑，可以用湿润的KI淀粉试纸检验阳极产生的气体Cl2，B错误，C、D正确。‎ ‎3.如图是一个石墨作电极，电解稀的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．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．电解一段时间后，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶解呈中性 解析：选D　A、B电极反应式分别为4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－、2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，相同温度和压强下，A电极生成气体体积大于B电极，A错误；阳极上生成O2，阴极上生成H2，O2和H2都是无色无味气体，B错误；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；惰性电极电解稀的Na2SO4溶液，实际是电解水，将全部电解液转移到同一烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性，D正确。‎ ‎[教材基础——自热身]‎ ‎1．电解饱和食盐水 ‎(1)电极反应 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(反应类型：氧化反应)，‎ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑(反应类型：还原反应)。‎ ‎(2)总反应方程式 ‎①化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。‎ ‎②离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。‎ ‎(3)应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气 阳极 钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层)‎ 阴极 碳钢网 阳离 ‎①只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过 子交 换膜 ‎②将电解槽隔成阳极室和阴极室 ‎③既能阻止H2和Cl2混合爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成的NaClO影响烧碱质量 ‎2．电镀和电解精炼铜 电镀(铁制品上镀Cu)‎ 电解精炼铜 阳极 电极材料 镀层金属铜 粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)‎ 电极反应 Cu－2e－===Cu2＋‎ Cu－2e－===Cu2＋、‎ Zn－2e－===Zn2＋、‎ Fe－2e－===Fe2＋、‎ Ni－2e－===Ni2＋‎ 阴极 电极材料 待镀铁制品 精铜 电极反应 Cu2＋＋2e－===Cu 电解质溶液 含Cu2＋的盐溶液 电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解池底部形成阳极泥 ‎3．电冶金 利用电解熔融盐(或氧化物)的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。‎ 总方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 ‎2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑‎ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na 冶炼镁 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑‎ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg 冶炼铝 ‎2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑‎ 阳极：6O2－－12e－===3O2↑‎ 阴极：4Al3＋＋12e－===4Al ‎[题点全练——过高考]‎ 题点一　电解原理的基本应用 ‎1．(2018·广州模拟)用电化学法制备LiOH的实验装置如图，采用惰性电极，a口导入LiCl溶液，b口导入LiOH溶液，下列叙述正确的是(　　)‎ A．通电后阳极区溶液pH增大 B．阴极区的电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O C．当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.25 mol的Cl2生成 D．通电后Li＋通过交换膜向阴极区迁移，LiOH浓溶液从d口导出 解析：选D　A项，左端为阳极，Cl－放电生成Cl2，Cl2溶于水，生成酸，pH减小，错误；B项，右端是阴极区得到电子，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，错误；C项，2Cl－－2e－===Cl2，通过 1 mol 电子，得到0.5 mol Cl2，错误；D项，根据电解原理，阳离子通过阳离子交换膜，从阳极区向阴极区移动，LiOH浓溶液从d口导出，正确。‎ ‎2．(1)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积在镀件表面形成镀层。若用铜盐进行化学镀铜，应选用________(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。‎ ‎(2)粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极________(填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为____________________________________‎ ‎________________；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)以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，下列说法中正确的是________。‎ 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 ‎(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______________________________。‎ 解析：(1)①电镀池中，镀件就是待镀金属制品，为阴极，与电源的负极相连；镀层金属为阳极，与电源正极相连。②要把铜从铜盐中置换出来，Cu2＋被还原，所以应加入还原剂。(2)粗铜电解精炼时，粗铜作阳极与电源正极相连，所以粗铜板是图中电极c，d是阴极，发生的反应是Cu2＋＋2e－==‎ ‎=Cu，Au、Ag不如铜活泼，以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe比铜活泼，以Fe2＋的形式进入电解质溶液中。(3)粗铜电解精炼时，电能不可能全部转化为化学能，a错误；粗铜作阳极与电源正极相连，发生氧化反应，b正确；溶液中的Cu2＋向阴极移动，c错误；不活泼金属Ag、Pt、Au等金属在阳极沉积，可以回收。(4)在钢制品上电镀铝，故钢制品应作阴极，与电源的负极相连；因为电镀过程中“不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应”，Al元素在熔融盐中以Al2Cl和AlCl形式存在，则电镀过程中负极上得到电子的反应是4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl；在水溶液中，得电子能力：H＋>Al3＋，故阴极上发生的反应是2H＋＋2e－===H2↑。‎ 答案：(1)①负　②还原剂　(2)c　Cu2＋＋2e－===Cu　Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe以Fe2＋的形式进入电解质溶液中　(3)bd　(4)负　4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl　H2‎ 题点二　电解原理在环境治理中的应用 ‎3．(2018·潮州模拟)电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，即保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附作用，可吸附水中的污物而使其沉淀下来，起到净水的作用，其原理如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．石墨电极上发生氧化反应 B．根据图示，物质A为CO2‎ C．为增强污水的导电能力，可向污水中加入适量乙醇 D．甲烷燃料电池中CO向空气一极移动 解析：选B　A项，甲烷、空气燃料电池中，通甲烷的电极是负极，则石墨电极为阴极，阴极上发生还原反应，错误；B项，通入甲烷的石墨电极作负极，反应式为CH4＋4CO－8e－===5CO2＋2H2O，物质A为CO2，正确；C项，乙醇是非电解质，不能增强导电性，错误；D项，在原电池中，阴离子向负极移动，则甲烷燃料电池中CO向甲烷一极移动，错误。‎ ‎4．工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。‎ ‎ 已知：①Ni2＋在弱酸性溶液中发生水解；‎ ‎②氧化性：Ni2＋(高浓度)>H＋>Ni2＋(低浓度)。‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．碳棒上发生的电极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O B．电解过程中，乙中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减少 C．为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pH D．若将图中阳离子膜去掉，将甲、乙两室合并，则电解反应总方程式发生改变 解析：选B　A项，阳极电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极：Ni2＋＋2e－===Ni,2H＋＋2e－===H2↑，正确；B项，由于丙中Ni2＋、H＋不断减少，Cl－通过阴离子膜从丙移向乙，甲中OH－不断减少，Na＋通过阳离子膜从甲移向乙，所以乙中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，错误；C项，由于H＋的氧化性大于Ni2＋(低浓度)的氧化性，所以为了提高Ni的产率，电解过程需要控制废水的pH，正确；D项，若去掉阳离子膜，在阳极Cl－放电生成Cl2，反应总方程式发生改变，正确。‎ 题点三　电解原理在物质制备中的应用 ‎5．(2018·扬州模拟)H3BO3可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备，其工作原理如图。下列叙述错误的是(　　)‎ A．M室发生的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋‎ B．N室中：a% NO，根据题给信息，阳极一定是OH－放电，生成0.05 mol O2，转移0.2 mol电子；阴极离子放电能力：Cu2＋>H＋>Na＋，所以Cu2＋先放电，然后是H＋放电，阴极生成0.05 mol H2时，转移0.1 mol电子，根据得失电子守恒知，Cu2＋得到0.1 mol电子，n(Cu2＋)＝0.05 mol，所以原溶液中n[Cu(NO3)2]＝0.05 mol，n(NO)＝0.3 mol·L－1×0.5 L＝0.15 mol，n(NaNO3)＝0.05 mol。原混合溶液中c(Na＋)＝＝0.1 mol·L－1，A项错误；结合以上分析及电解总方程式Cu2＋＋2H2OCu＋H2↑＋O2↑＋2H＋可知，生成0.05 mol Cu、0.05 mol O2、0.05 mol H2和0.1 mol H＋，电解后溶液中c(H＋)＝＝0.2 mol·L－1，B项正确，D项错误；上述电解过程中共转移0.2 mol电子，C项错误。‎ ‎2．1 L 1 mol·L－1的AgNO3溶液在以银为阳极，铁为阴极的电解槽中电解，当阴极增重2.16 g时，下列判断不正确的是(　　)‎ A．溶液浓度仍为1 mol·L－1‎ B．阳极上产生112 mL O2(标准状况)‎ C．转移的电子数是1.204×1022‎ D．反应中有0.02 mol金属被氧化 解析：选B　该过程是在铁上镀银，电镀过程中，溶液的浓度不变，A正确；阳极反应为Ag－e－===Ag＋，阴极反应为Ag＋＋e－===Ag，阳极上无氧气生成，B错误；2.16 g Ag的物质的量为0.02 mol，阳极有0.02 mol银被氧化，转移的电子数是1.204×1022，C、D均正确。‎ ‎3．将1 L一定浓度的CuSO4溶液，用a、b两个石墨电极电解，当a极上产生22.4 L(标准状况下)气体时，b极上只有固体析出。然后将a、b两极反接，继续通直流电，b极上又产生22.4 L(标准状况下)气体，溶液质量共减少227 g。‎ ‎(1)a极上产生22.4 L(标准状况下)气体时，b极增加的质量为________。‎ ‎(2)原溶液中CuSO4的物质的量浓度为________。‎ 解析：(1)电解方程式：2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑。a极即阳极上产生O ‎2：m(O2)＝×32 g·mol－1＝32 g，b极即阴极质量增加的是生成Cu的质量：m(Cu)＝2n(O2)×M(Cu)＝×64 g·mol－1＝128 g，溶液质量减少160 g。‎ ‎(2)电源反接后，b为阳极，Cu先放电，然后OH－放电，a为阴极，Cu2＋先放电，然后H＋放电。电解过程可分为三个阶段：①电镀铜，此阶段溶液质量变化Δm1＝0。②电解CuSO4溶液：‎ ‎2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑‎ ‎2　　　　　　　　 2　　　　　　1‎ ‎2n1(O2)　　　　　 2n1(O2)　　　 n1(O2)‎ 此阶段，溶液质量减少160n1(O2)g。‎ ‎③电解H2SO4溶液，其本质是电解水：‎ ‎2H2O　　2H2　＋　O2↑‎ ‎2　　　　　　2　　　　 1‎ ‎2n2(O2)　　　2n2(O2)　n2(O2)‎ 此阶段，溶液质量减少36n2(O2)g。‎ 则有，‎ 解得：n1(O2)＝0.25 mol，n2(O2)＝0.75 mol，所以原溶液中c(CuSO4)＝＝2.5 mol·L－1。‎ 答案：(1)128 g　(2)2.5 mol·L－1‎ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎[课堂真题集训——明考向]‎ ‎1．(2017·全国卷Ⅱ)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H2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是(　　)‎ A．待加工铝质工件为阳极 B．可选用不锈钢网作为阴极 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：选C　利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的Al2O3薄膜，即待加工铝质工件作阳极，A项正确；阴极与电源负极相连，对阴极电极材料没有特殊要求，可选用不锈钢网等，B项正确；电解质溶液呈酸性，阴极上应是H＋放电，阴极发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，C项错误；在电解过程中，电解池中的阴离子向阳极移动，D项正确。‎ ‎2．(2017·海南高考)一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H＋。下列叙述错误的是(　　)‎ A．Pd电极b为阴极 B．阴极的反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3‎ C．H＋由阳极向阴极迁移 D．陶瓷可以隔离N2和H2‎ 解析：选A　此装置为电解池，总反应式是N2＋3H2===2NH3，Pd电极b上是氢气发生氧化反应，即氢气失去电子化合价升高，Pd电极b为阳极，故A说法错误；根据A选项分析，Pd电极a为阴极，反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3，故B说法正确；根据电解池的原理，阳离子在阴极上放电，即由阳极移向阴极，故C说法正确；根据装置图，陶瓷可以隔离N2和H2，故D说法正确。‎ ‎3.(2016·全国卷Ⅰ)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。‎ 下列叙述正确的是(　　)‎ A．通电后中间隔室的SO离子向正极迁移，正极区溶液pH增大 B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品 C．负极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，负极区溶液pH降低 D．当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成 解析：选B　A项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，由于生成H＋，正极区溶液中阳离子增多，故中间隔室的SO向正极迁移，正极区溶液的pH减小；B项负极区发生的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴离子增多，中间隔室的Na＋向负极迁移，故负极区产生NaOH，正极区产生H2SO4；C项由B项分析可知，负极区产生OH－，负极区溶液的pH升高；D项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，当电路中通过1 mol电子的电量时，生成0.25 mol O2。‎ ‎4．(2016·北京高考)用石墨电极完成下列电解实验。‎ 实验一 实验二 装置 现象 a、d处试纸变蓝；b处变红，局部退色；c处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生……‎ 下列对实验现象的解释或推测不合理的是(　　)‎ A．a、d处：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ B．b处：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ C．c处发生了反应：Fe－2e－===Fe2＋‎ D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜 解析：选B　根据a、d处试纸变蓝，可判断a、d两点都为电解池的阴极，发生的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A选项正确；b处变红，局部退色，说明b为电解池的阳极，2Cl－－2e－===Cl2↑，氯气溶于水生成盐酸和次氯酸：Cl2＋H2OHCl＋HClO，HCl溶液显酸性，HClO具有漂白性，B选项不正确；c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，发生的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，C选项正确；实验一中ac形成电解池，db形成电解池，所以实验二中也形成电解池，铜珠的左端为电解池的阳极，铜失电子生成Cu2＋，m、n是铜珠的右端，为电解池的阴极，开始时产生气体，后来铜离子移到m处，m处铜离子得到电子生成单质铜，故D选项正确。‎ ‎5．(2017·江苏高考节选)(1)电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)电解Na2CO3溶液，原理如下图所示。阳极的电极反应式为___________，阴极产生的物质A的化学式为__________。‎ 解析：(1)电解Al2O3时阳极上生成O2，O2会氧化石墨。(2)阳极上OH－失去电子生成O2，由H2O电离出的H＋可以与CO反应生成HCO。阴极上H2O放电生成H2。‎ 答案：(1)石墨电极被阳极上产生的O2氧化 ‎(2)4CO＋2H2O－4e－===4HCO＋O2↑　H2‎ ‎6．(2016·天津高考节选)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeO ‎，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。‎ ‎　　‎ ‎(1)电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在__________(填“阴极室”或“阳极室”)。‎ ‎(2)电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)根据电解总反应：Fe＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，结合阳极发生氧化反应知，阳极反应式为Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O，结合阴极发生还原反应知，阴极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，考虑到FeO易被H2还原，所以应该使用阳离子交换膜防止FeO、H2接触，则阳极室消耗OH－且无补充，故c(OH－)降低。(2)结合题给信息“Na2FeO4易被氢气还原”知，阴极产生的氢气不能接触到Na2FeO4，故需及时排出。(3)图示中随着c(NaOH)增大，c(Na2FeO4)先增大后减小，结合已知信息“Na2FeO4只在强碱性条件下稳定”知，M点c(Na2FeO4)低的原因是c(OH－)低，反应速率小且Na2FeO4稳定性差。结合已知信息“若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质”知，N点 c(Na2FeO4)低的原因是c(OH－)过高，铁电极上产生Fe(OH)3或Fe2O3，使Na2FeO4产率降低。‎ 答案：(1)阳极室　(2)防止Na2FeO4与H2反应使产率降低　(3)M点：c(OH－)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢；‎ N点：c(OH－)过高，铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4产率降低 ‎7．(2014·全国卷Ⅰ节选)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性，回答下列问题：‎ H3PO2可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：‎ ‎(1)写出阳极的电极反应式：_________________________________________________。‎ ‎(2)分析产品室可得到H3PO2的原因：_______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有____________杂质。该杂质产生的原因是________________________。‎ 解析：(1)阳极为水电离出的OH－放电，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。(2)阳极室中的H＋穿过阳膜进入产品室，原料室中的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2。(3)在阳极区H2PO或H3PO2可能失电子发生氧化反应，即生成物中会混有PO。‎ 答案：(1)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋　(2)阳极室的H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2　(3)PO　H2PO或H3PO2被氧化 ‎[课下能力测评——查缺漏]‎ ‎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 解析：选A　电解熔融的氧化铝制取金属铝，一般用石墨作阳极，目前使用较多的是金属基复合材料，不能用铁作阳极，因为铁为活泼电极，会放电而损耗。‎ ‎2．(2018·长沙模拟)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　　 B．NaOH、CuSO4、H2SO4‎ C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2 D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2‎ 解析：选C　电解质溶液电解时，只生成氧气和氢气，相当于是电解水，根据电解时离子的放电顺序，当电解强含氧酸、强碱、活泼金属含氧酸盐的溶液时均相当于电解水。‎ ‎3．用指定材料作电极来电解一定浓度的溶液甲，然后加入物质乙能使溶液恢复为甲溶液原来的浓度，则合适的组合是(　　)‎ 选项 阳极 阴极 溶液甲 物质乙 A Pt Pt NaOH NaOH固体 B Pt Pt H2SO4‎ H2O C C Fe NaCl 盐酸 D Cu C CuSO4‎ Cu(OH)2‎ 解析：‎ 选B　A项中相当于电解的是水，应加入水才能恢复原来状态，错误；B项中相当于电解的是水，加入水后可以恢复原来状态，正确；C项中相当于电解的是HCl，但加入盐酸的同时，也引入了水，不可能恢复原来状态，错误；D项中阳极铜失电子，Cu2＋在阴极得电子，加入Cu(OH)2不可能恢复原来状态，错误。‎ ‎4．在水中加入等物质的量的Ag＋、Ba2＋、Na＋、SO、NO、Cl－。该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物和还原产物的质量比为(　　)‎ A．35.5∶108 B．16∶137‎ C．8∶1 D．108∶35.5‎ 解析：选C　Ag＋与Cl－生成AgCl↓，Ba2＋与SO生成BaSO4↓，电解硝酸钠溶液实际上相当于电解水。‎ ‎5.利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是(　　)‎ A．氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到NaOH B．铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4‎ C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D．外加电流的阴极保护法中，Y是待保护金属 解析：选D　电解饱和食盐水时，阴极区得到H2和NaOH；电解法精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极；电镀时，应以镀层金属作阳极，待镀金属作阴极。‎ ‎6．电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，最后Cr3＋以Cr(OH)3形式除去。下列说法不正确的是(　　)‎ A．阳极反应为Fe－2e－===Fe2＋‎ B．电解过程中溶液pH不会变化 C．过程中有Fe(OH)3沉淀生成 D．电路中每转移12 mol电子，最多有1 mol Cr2O被还原 解析：选B　金属铁作阳极，电极本身被氧化，发生反应为Fe－2e－===Fe2＋，A正确；阴极上，发生反应为2H＋＋2e－===H2↑，产物为H2和OH－，溶液pH变大，B错误；由题意知Fe2＋被氧化为Fe3＋，阴极生成的OH－会与Fe3＋结合生成Fe(OH)3 ，C正确；电路中每转移12 mol电子，生成6 mol Fe2＋，则有1 mol Cr2O被还原，D正确。‎ ‎7．(2018·苏州模拟)‎ 电渗析法是指在外加电场作用下，利用阴离子交换膜和阳离子交换膜的选择透过性，使部分离子透过离子交换膜而迁移到另一部分水中，从而使一部分水淡化而另一部分水浓缩的过程。如图是利用电渗析法从海水中获得淡水的原理图，已知海水中含Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SO等离子，电极为石墨电极。下列有关描述错误的是(　　)‎ A．阳离子交换膜是A，不是B B．通电后阳极区的电极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ C．阴极可以使用铁丝网增强导电性 D．阴极区的现象是电极上产生无色气体，溶液中出现少量白色沉淀 解析：选A　A项，溶液的Cl－移向阳极放电生成Cl2，为使Cl－通过，所以A为阴离子交换膜，错误；B项，Cl－在OH－前放电，正确；C项，阴极的电极不参加反应，但铁的导电能力强，正确；D项，阴极为H＋放电，留下OH－，与Ca2＋、Mg2＋生成白色沉淀，正确。‎ ‎8．将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为(　　)‎ A．4×10－3 mol·L－1　　　 B．2×10－3 mol·L－1‎ C．1×10－3 mol·L－1 D．1×10－7 mol·L－1‎ 解析：选A　阴极反应：Cu2＋＋2e－===Cu，增重0.064 g应是生成Cu的质量，设生成H＋的物质的量为x，根据总反应离子方程式： ‎ ‎2Cu2＋＋2H2O 2Cu＋O2↑＋4H＋‎ ‎　　　　　　2×64 g　　　4 mol ‎　　　　　　0.064 g　　　x x＝0.002 mol c(H＋)＝＝4×10－3 mol·L－1。‎ ‎9．如图所示装置Ⅰ是一种可充电电池，装置 Ⅱ 为电解池。离子交换膜只允许Na＋通过，充放电的化学方程式为2Na2S2＋NaBr3Na2S4＋3NaBr。闭合开关K时，b极附近先变红色。下列说法正确的是(　　)‎ A．负极反应为4Na－4e－===4Na＋‎ B．闭合K后，b电极附近的pH变小 C．当有0.01 mol Na＋通过离子交换膜时，b电极上析出气体在标准状况下体积为112 mL D．闭合K后，a电极上产生的气体具有漂白性 解析：选C　当闭合开关K时，b附近溶液先变红，即b附近有OH－生成，在b极析出氢气，b极是阴极，a极是阳极，与阴极连接的是原电池的负极，所以N极是负极，M极是正极。闭合K时，负极发生氧化反应，电极反应为2Na2S2－2e－===2Na＋＋Na2S4，A错误；闭合开关K时，b极附近先变红色，该极上生成H2和OH－，pH增大，B错误；闭合K时，有0.01 mol Na＋通过离子交换膜，说明有0.01 mol电子转移，阴极上生成0.005 mol H2，标准状况下体积为0.005 mol×22.4 L·mol－1＝0.112 L＝112 mL，C正确；闭合开关K时，a极是阳极，该极上金属铜被氧化，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，没有气体产生，D错误。‎ ‎10.图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸，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．Z中溶液的pH先减小，后增大 D．溶液中的SO向Cu电极定向移动 解析：选A　紫红色斑即MnO向d端扩散，根据阴离子向阳极移动的原理，可知d端为阳极，即b为正极，a为负极，c为阴极，NaCl溶液中H＋不断放电，破坏了水的电离平衡，c(OH－)不断增大，c点附近会变红色，A正确；电解CuSO4溶液时，Pt为阳极，溶液中的OH－放电：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，Cu为阴极，溶液中的Cu2＋得电子，生成铜，总反应式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，Pt电极附近生成H＋，则SO向Pt电极移动，B、D不正确；随着电解的进行，Z中溶液变为H2SO4溶液，继续电解则为电解水，H2SO4浓度增大，pH减小，C不正确。‎ ‎11.下列叙述正确的是(　　)‎ A．K与M连接时，X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大 B．K与N连接时，X为氯化钠，石墨电极反应：2H＋＋2e－===H2↑‎ C．K与N连接时，X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大 D．K与M连接时，X为氯化钠，石墨电极反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ 解析：选C　K与M连接时，X为硫酸，该装置是电解硫酸装置，实质为电解水，硫酸浓度增大，pH减小，A错误；K与N连接时，X为氯化钠，该装置是原电池，铁作负极，石墨作正极，电极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，B错误；K与N连接时，X为硫酸，该装置是原电池，石墨作正极，电极反应：2H＋＋2e－===H2↑，铁作负极，电极反应：Fe－2e－===Fe2＋，c(H＋)降低，pH增大，C正确；K与M连接时，X为氯化钠，该装置是电解池，石墨作阳极，铁作阴极，阳极上电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，D错误。‎ ‎12．1 L某溶液中含有的离子如下表：‎ 离子 Cu2＋‎ Al3＋‎ NO Cl－‎ 物质的量浓度(mol·L－1)‎ ‎1‎ ‎1‎ a ‎1‎ 用惰性电极电解该溶液，当电路中有3 mol电子通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电解产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是(　　)‎ A．电解后溶液pH＝0‎ B．a＝3‎ C．阳极生成1.5 mol Cl2 ‎ D．阴极析出的金属是铜与铝 ‎ 解析：选A　A项，当电路中有3 mol电子通过时，阳极首先发生2Cl－－2e－===Cl2↑，生成0.5 mol Cl2，然后发生4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，生成2 mol H＋，阴极首先发生：Cu2＋＋2e－===Cu，析出1 mol Cu，然后发生2H＋＋2e－===H2↑，生成0.5 mol H2，同时生成1 mol OH－，最终溶液里得到1 mol H＋，H＋的浓度为1 mol·L－1，pH＝0，正确；B项，由溶液电荷守恒可知2c(Cu2＋)＋3c(Al3＋)＝c(NO)＋c(Cl－)，可求得c(NO)＝4 mol·L－1，即a＝4，错误；C项，电解时阳极首先发生：2Cl－－2e－===Cl2↑，然后发生4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，生成Cl2和O2，错误；D项，由于离子放电顺序Cu2＋＞H＋＞Al3＋，没有Al生成，错误。‎ ‎13．Ⅰ.用图1所示装置实验，U形管中a为25 mL CuSO4溶液，X、Y为电极。‎ ‎(1)若X为铁，Y为纯铜，则该装置所示意的是工业上常见的________池，阳极反应式为________________________________________________________________________。‎ ‎(2)若X为纯铜，Y为含有Zn、Ag、C等杂质的粗铜，则该图所示意的是工业上常见的____________装置。反应过程中，a溶液的浓度________发生变化(填“会”或“不会”)。‎ Ⅱ.现代氯碱工业常用阳离子交换膜将电解槽隔成两部分，以避免电解产物之间发生二次反应。图2为电解槽示意图。‎ ‎(3)阳离子交换膜，只允许溶液中的________通过(填下列微粒的编号)。‎ ‎①H2　②Cl2　③H＋　④Cl－　⑤Na＋　⑥OH－‎ ‎(4)写出阳极的电极反应式：_________________________________________________。‎ ‎(5)已知电解槽每小时加入10%的氢氧化钠溶液10 kg，每小时能收集到标准状况下氢气896 L，而且两边的水不能自由流通。则理论上：‎ ‎①电解后流出的氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为____________________________。‎ ‎②通过导线的电量为________________。(已知NA ＝ 6.02×1023 mol－1，电子电荷为1.60×10－19 C)‎ 解析：Ⅱ.(3)阳离子交换膜，只允许阳离子通过，所以H＋、Na＋可以通过。‎ ‎(5)m(NaOH)原＝10 kg×10%＝1 kg 在阴极区，H＋放出，但又有Na＋移来，引起阴极区增重，所以有 ‎2H2O→H2～2NaOH～增重2(Na－H)～转移2e－‎ ＝＝ ‎＝ 解得：m(NaOH)生成＝3 200 g＝3.2 kg m(溶液)增＝1 760 g＝1.76 kg Q≈7.71×106 C 故w(NaOH) ＝×100%＝×100%≈35.7%。‎ 答案：Ⅰ.(1)电镀　Cu－2e－===Cu2＋‎ ‎(2)铜的电解精炼　会 Ⅱ.(3)③⑤　(4)2Cl－－2e－===Cl2↑‎ ‎(5)①35.7%　②7.71×106 C ‎14．如图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。‎ 请回答：‎ ‎(1)B极是电源的________，一段时间后，甲中溶液颜色________，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明_______________________________，‎ 在电场作用下向Y极移动。‎ ‎(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)现用丙装置给铜件镀银，则H应是______________(填“镀层金属”或“镀件”)，电镀液是________溶液。当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为________，甲中溶液的pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。‎ ‎(4)若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生的总反应的离子方程式为________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)由装置图知，直流电源与各电解池串联；由“F极附近呈红色”知，F极为阴极，则E极为阳极、D极为阴极、C极为阳极、G极为阳极、H极为阴极、X极为阳极、Y极为阴极、A极为正极、B极为负极。甲装置是用惰性电极电解CuSO4溶液，由于Cu2＋放电，导致 c(Cu2＋)降低，溶液颜色逐渐变浅；丁装置是胶体的电泳实验，由于X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷。(2)当甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，C、D、E、F电极的产物分别为O2、Cu、Cl2、H2，根据各电极转移电子数相同，则对应单质的物质的量之比为1∶2∶2∶‎ ‎2。(3)给铜件镀银，根据电镀原理，铜件作阴极，银作阳极，电镀液是可溶性银盐。当乙中溶液的pH是13时，则乙中 n(OH－)＝0.1 mol·L－1×0.5 L＝0.05 mol，即各电极转移电子物质的量为0.05 mol，所以丙中析出银的质量为0.05 mol×108 g·mol－1＝5.4 g；甲装置中由于电解产生H＋，导致溶液的酸性增强，pH变小。(4)若将C电极换为铁，则铁作阳极发生反应：Fe－2e－===Fe2＋，D极发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu，则总反应的离子方程式为Fe＋Cu2＋Cu＋Fe2＋。‎ 答案：(1)负极　逐渐变浅　氢氧化铁胶粒带正电荷 ‎(2)1∶2∶2∶2‎ ‎(3)镀件　AgNO3(合理即可)　5.4 g　变小 ‎(4)Fe＋Cu2＋Cu＋Fe2＋‎