2020届一轮复习鲁科版第6章第19讲电能转化为化学能——电解学案 15页

第19讲　电能转化为化学能——电解 考纲要求　1.理解电解池的构成、工作原理及应用。2.能书写电极反应和总方程式。‎ 考点一　电解的原理 ‎1．电解和电解池 ‎(1)电解：在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。‎ ‎(2)电解池：电能转化为化学能的装置。‎ ‎(3)电解池的构成 ‎①有与电源相连的两个电极。‎ ‎②电解质溶液(或熔融电解质)。‎ ‎③形成闭合回路。‎ ‎2．电解池的工作原理 ‎(1)电极名称及电极反应式(电解CuCl2溶液为例)‎ 总反应式：CuCl2Cu＋Cl2↑‎ ‎(2)电子和离子的移动方向 ‎①电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流出后流向电源的正极。‎ ‎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．阴阳两极上放电顺序 ‎(1)阴极：(与电极材料无关)。氧化性强的先放电，放电顺序：‎ ‎(2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。‎ 若是惰性电极作阳极，放电顺序为 注意　①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)‎ 中的阳离子放电。②最常用、最重要的放电顺序为阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。③电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。‎ ‎4．用惰性电极电解电解质溶液的规律 类型 实例 电极反应特点或反应式 电解产物 溶液pH变化 溶液复原 电解水型 含氧酸 H2SO4‎ 溶液中的H＋和OH－分别在阴阳两极放电：‎ 阴极：________‎ 阳极：________‎ H2 ‎ O2‎ 强碱 NaOH 活泼金属的含氧酸盐 KNO3‎ 电解电解质型 无氧酸(氢氟酸除外)‎ HCl 电解质电离的阴阳离子分别在两极放电：‎ 阳极：________‎ H2　Cl2‎ 不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2‎ Cu　Cl2‎ 放氢生碱型 活泼金属的无氧酸盐 NaCl 阴极水电离的H＋放电，阳极电解质电离的阴离子放电 阴极：___‎ 阳极：___‎ 放氧生酸性 不活泼金属的含氧酸盐 AgNO3‎ 阳极水电离的OH－放电，阴极电解质的阳离子放电 阴极：________‎ Ag 阳极：__‎ 答案　4H＋＋4e－===2H2↑　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　减小　增大　不变　水　2Cl－－2e－===Cl2↑　增大　HCl　CuCl2　H2(或H2、NaOH)　Cl2　增大　HCl Ag＋＋e－===Ag　O2　减小　Ag2O ‎(1)电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程(√)‎ ‎(2)某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现(√)‎ ‎(3)直流电源跟电解池连接后，电子从电源负极流向电解池阳极(×)‎ ‎(4)电解稀硫酸制H2、O2时，可用不活泼的铜做阳极(×)‎ ‎(5)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色(×)‎ ‎(6)电解盐酸、硫酸等溶液，H＋放电，溶液的pH均增大(×)‎ ‎1．根据金属活动性顺序表，Cu和稀H2SO4不反应，怎样根据电化学的原理实现Cu和稀H2SO4反应产生H2?‎ 答案　Cu做阳极，C做阴极，稀H2SO4做电解质溶液，通入直流电就可以实现该反应。电解反应式为阳极：Cu－2e－===Cu2＋，阴极：2H＋＋2e－===H2↑。总反应式：Cu＋2H＋Cu2＋＋H2↑。‎ ‎2．若用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，需加入98 g Cu(OH)2固体，才能使电解质溶液复原，则这段时间，整个电路中转移的电子数为多少？‎ 答案　4NA 解析　方法一：98 g Cu(OH)2的物质的量为1 mol，相当于电解了1 mol的CuSO4后，又电解了1 mol的水，所以转移的电子数为2NA＋2NA＝4NA。‎ 方法二：可以认为整个电路中转移的电子数与Cu(OH)2的O2－失电子数相等，共4NA。‎ 题组一　电解规律及电极产物的判断 ‎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 答案　B 解析　由电解电解质溶液的四种类型可知：‎ 类型 化学物质 pH变化 放O2生酸型 CuSO4、AgNO3、Cu(NO3)2‎ 降低 放H2生碱型 KCl、CaCl2‎ 升高 电解电解质型 CuCl2‎ HCl 升高 电解H2O型 NaNO3、Na2SO4、K2SO4‎ 不变 KOH 升高 HNO3‎ 降低 ‎2.(2019·天津高三调研)以石墨为电极，电解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列说法错误的是(　　)‎ A．阴极附近溶液呈红色 B．阴极逸出气体 C．阳极附近溶液呈蓝色 D．溶液的pH变小 答案　D 解析　以石墨为电极，电解KI溶液，发生的反应为2KI＋2H2O2KOH＋H2↑＋I2(类似于电解饱和食盐水)，阴极产物是H2和KOH，阳极产物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以阳极附近的溶液会变蓝(淀粉遇碘变蓝)，阴极附近的溶液会变红(溶液呈碱性)，A、B、C正确；由于电解产物有KOH生成，所以溶液的pH逐渐增大，D错误。‎ ‎3.用石墨做电极，电解稀Na2SO4溶液的装置如图所示，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＜B电极 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，充分搅拌后溶液呈中性 答案　D 解析　SO、OH－移向B电极，在B电极OH－放电，产生O2，B电极附近c(H＋)＞c(OH－)，石蕊溶液变红，Na＋、H＋移向A电极，在A电极H＋放电产生H2，A电极附近c(OH－)＞c(H＋)，石蕊溶液变蓝，C项错误、D项正确；A电极产生的气体体积大于B电极，A项错误；两种气体均为无色无味的气体，B项错误。‎ 题组二　电子守恒在电化学计算中的应用 ‎4．(2018·宜昌调研)以铅蓄电池为电源，石墨为电极电解CuSO4溶液，装置如下图。若一段时间后Y电极上有6.4 g 红色物质析出，停止电解。下列说法正确的是(　　)‎ A．a为铅蓄电池的负极 B．电解过程中SO向右侧移动 C．电解结束时，左侧溶液质量增重8 g D．铅蓄电池工作时，正极电极反应式为：PbSO4＋2e－===Pb＋SO 答案　C 解析　Y极有Cu析出，发生还原反应，Y极为阴极，故b为负极，a为正极，A错误；电解过程中阴离子向阳极移动，B错误；阴极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，阳极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，当有6.4 g Cu析出时，转移0.2 mol e－，左侧生成1.6 g O2，同时有0.1 mol (9.6 g) SO进入左侧，则左侧质量净增加9.6 g－1.6 g＝8 g，C正确；铅蓄电池的负极是Pb，正极是PbO2，正极反应式为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O，D错误。‎ ‎5．500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)＝0.6 mol·L－1，用石墨做电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是(　　)‎ A．原混合溶液中c(K＋)为0.2 mol·L－1‎ B．上述电解过程中共转移0.2 mol电子 C．电解得到的Cu的物质的量为0.05 mol D．电解后溶液中c(H＋)为0.2 mol·L－1‎ 答案　A 解析　石墨做电极电解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极先后发生两个反应：Cu2＋＋2e－===Cu,2H＋＋2e－===H2↑。从收集到O2为2.24 L可推知上述电解过程中共转移0.4 mol 电子，而在生成2.24 L H2的过程中转移0.2 mol电子，所以Cu2＋共得到0.4 mol－0.2 mol＝0.2 mol 电子，电解前Cu2＋的物质的量和电解得到的Cu的物质的量都为 0.1 mol。电解前后分别有以下守恒关系：[K＋]＋2[Cu2＋]＝[NO]，[K＋]＋[H＋]＝[NO]，不难算出：电解前[K＋]＝0.2 mol·L－1，电解后[H＋]＝0.4 mol·L－1。‎ 电化学综合计算的三种常用方法 ‎(1)根据总反应式计算 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。‎ ‎(2)根据电子守恒计算 ‎①用于串联电路中阴阳两极产物、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用于混合溶液中电解的分阶段计算。‎ ‎(3)根据关系式计算 根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。‎ 如以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式：‎ ‎(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)‎ 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。‎ 题组三　电极反应式的书写与判断 ‎6．按要求书写电极反应式和总反应方程式：‎ ‎(1)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：_____________________________________________________。‎ ‎(2)用Al做电极电解NaOH溶液 阳极反应式：____________________________________________________________；‎ 阴极反应式：_____________________________________________________________；‎ 总反应离子方程式：_______________________________________________________。‎ ‎(3)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：____________________________________________________________；‎ 总反应方程式：__________________________________________________________。‎ ‎(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，阴极反应式为_______________________。‎ 若改用AlCl3水溶液做电解液，则阴极产物为________。‎ 答案　(1)2Cl－－2e－===Cl2↑‎ Mg2＋＋2H2O＋2e－===H2↑＋Mg(OH)2↓‎ Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑‎ ‎(2)2Al－6e－＋8OH－===2[Al(OH)4]－　6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－(或6H＋＋6e－===3H2↑)‎ ‎2Al＋6H2O＋2OH－2[Al(OH)4]－＋3H2↑‎ ‎(3)2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋　6H＋＋6e－===3H2↑　2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑‎ ‎(4)负　4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl　H2‎ 解析　(4)电镀时，镀件做阴极，即钢制品做阴极，接电源负极，根据阴极生成Al可知反应式为4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl。若改用AlCl3水溶液做电解液，阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，产物为H2。‎ ‎7．整合有效信息书写电极反应 ‎(1)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。‎ 由硫化氢获得硫单质有多种方法。‎ 将用烧碱吸收H2S后所得的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：‎ S2－－2e－===S　(n－1)S＋S2－===S ‎①写出电解时阴极的电极反应式：____________________________________________。‎ ‎②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成________________________________________________________________________。‎ ‎(2)电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是____________，说明理由：_________________________________________。‎ 答案　(1)①2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ ‎②S＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑‎ ‎(2)NH3　根据总反应：8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3，电解产生的HNO3多，应补充NH3‎ 解析　(1)①电解时，阴极区溶液中的阳离子放电，即水溶液中的H＋放电生成H2。②由题给反应可知，阳极区生成了S，S可以理解为(n－1)S＋S2－，加入稀硫酸生成S单质和H2S气体。‎ ‎(2)根据电解NO制备NH4NO3的工作原理示意图知：阴极反应式为3NO＋15e－＋18H＋===3NH＋3H2O，阳极反应式为5NO－15e－＋10H2O===5NO＋20H＋，总反应式为8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3，为了使电解产生的HNO3全部转化为NH4NO3，应补充NH3。‎ 做到“三看”，正确书写电极反应式 ‎(1)一看电极材料，若是金属(Au、Pt除外)做阳极，金属一定被电解(注：Fe生成Fe2＋而不是生成Fe3＋)。‎ ‎(2)二看介质，介质是否参与电极反应。‎ ‎(3)三看电解质状态，若是熔融状态，就是金属的电冶炼。‎ 考点二　电解原理的应用 ‎1．氯碱工业 阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)‎ 阴极反应式：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)‎ 总反应方程式：‎ ‎2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑‎ ‎2．电镀与电解精炼 电镀 电解精炼铜 示意图 电极 反应 阳极 Cu－2e－===Cu2＋‎ Zn－2e－===Zn2＋，Cu－2e－===Cu2＋‎ 阴极 Cu2＋＋2e－===Cu Cu2＋＋2e－===Cu 电解质溶液的浓度变化 CuSO4溶液的浓度不变 CuSO4溶液的浓度变小 ‎3.电冶金 电解冶炼 冶炼钠 冶炼铝 电极反应 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na 阳极：6O2－－12e－===3O2↑‎ 阴极：4Al3＋＋12e－===4Al 总反应 ‎2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑‎ ‎2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑‎ ‎(1)在镀件上电镀铜时，也可以用惰性材料做阳极，用硫酸铜溶液做电解液(√)‎ ‎(2)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料(×)‎ ‎(3)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)均保持不变(×)‎ ‎(4)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可以电解MgO和AlCl3(×)‎ ‎(5)电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料(√)‎ ‎(6)用Zn做阳极，Fe做阴极，ZnCl2做电解质溶液，由于放电顺序H＋>Zn2＋，不可能在铁上镀锌(×)‎ 题组一　电解原理的常规应用 ‎1．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的镍。下列叙述中正确的是(已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)(　　)‎ A．阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2＋＋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相等 C．电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe2＋和Zn2＋‎ D．电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt 答案　D 解析　电解时，阳极Zn、Fe、Ni失去电子，发生氧化反应，A项错误；因氧化性Ni2＋＞Fe2＋＞Zn2＋，故阴极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni，可见，阳极质量减少是因为Zn、Fe、Ni溶解，而阴极质量增加是因为Ni析出，B项错误；电解后溶液中的阳离子除Fe2＋和Zn2＋外，还有Ni2＋和H＋，C项错误。‎ ‎2.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是(　　)‎ A．氯碱工业中，X电极上的反应式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ B．电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2＋浓度不变 C．在铁片上镀铜时，Y是纯铜 D．制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁 答案　D 解析　氯碱工业中阳极是Cl－放电生成Cl2；电解精炼铜时阳极上粗铜溶解，阴极上Cu2＋放电析出Cu，由于粗铜中含有锌、铁、镍等杂质，电解质溶液中Cu2＋浓度变小；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极是纯铜。‎ ‎3.电解饱和食盐水，若生成4 mol的NaOH，(a为饱和食盐水)，下列说法正确的是(　　)‎ A．在X极生成2 mol Cl2‎ B．在X极生成2 mol H2‎ C．在Y极生成4 mol Cl2‎ D．NaOH在Y极生成 答案　B 解析　由装置图可知Y为电解池的阳极，电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，X为阴极，电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑。A项，X电极为阴极，生成的是氢气，错误；B项，由总反应方程式2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH知，生成4 mol的NaOH，同时生成2 mol H2，正确；C项，Y电极为电解池阳极，由总反应方程式2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH可知，生成4 mol 的NaOH，同时生成氯气2 mol，错误；D项，阴极附近氢离子放电促进水电离，溶液中氢氧根离子浓度增大，NaOH在X极生成，错误。‎ 题组二　应用电解原理制备新物质 ‎4．高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色水处理剂。工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，两端隔室中离子不能进入中间隔室。下列说法错误的是(　　)‎ A．阳极反应式：Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O B．甲溶液可循环利用 C．离子交换膜a是阴离子交换膜 D．当电路中通过2 mol电子的电量时，会有1 mol H2生成 答案　C 解析　A项，阳极发生氧化反应，电极反应式：Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O，正确；B项，阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，甲溶液为浓的氢氧化钠溶液，可循环利用，正确；C项，电解池中阳离子向阴极移动，通过离子交换膜a的是Na＋，故a为阳离子交换膜，错误；D项，阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，当电路中通过2 mol电子的电量时，会有1 mol H2生成，正确。‎ ‎5．用惰性电极电解法制备硼酸[H3BO3或B(OH)3]的工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子和阴离子通过)。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．阴极与阳极产生的气体体积比为1∶2‎ B．b极的电极反应式为2H2O－2e－===O2↑＋4H＋‎ C．产品室中发生的反应是B(OH)3＋OH－===B(OH) D．每增加1 mol H3BO3产品，NaOH溶液增重22 g 答案　D 解析　由图可知，b电极为阳极，电解时阳极上水失电子生成O2和H＋，a电极为阴极，电解时阴极上水得电子生成H2和OH－，原料室中的钠离子通过阳膜进入a极室，溶液中c(NaOH)增大，原料室中B(OH)通过阴膜进入产品室，b极室中氢离子通过阳膜进入产品室，B(OH)、H＋发生反应生成H3BO3；a、b电极反应式分别为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－、2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，理论上每生成1 mol产品，b极生成1 mol H＋、a极生成0.5 mol H2。‎ ‎6．(2018·太原质检)采用电化学法还原CO2是一种使CO2资源化的方法。下图是利用此法制备ZnC2O4的示意图(电解液不参与反应)。下列说法中正确的是(　　)‎ A．Zn与电源的负极相连 B．ZnC2O4在交换膜右侧生成 C．电解的总反应为2CO2＋ZnZnC2O4‎ D．通入11.2 L CO2时，转移0.5 mol电子 答案　C 解析　电解过程中Zn被氧化，做阳极，所以Zn与电源的正极相连，A错误；Zn2＋透过阳离子交换膜到达左侧与生成的C2O形成ZnC2O4，B错误；没有给出气体所处的温度和压强，D错误。‎ 题组三　应用电解原理治理污染 ‎7．某些无公害免农药果园利用如图所示电解装置，进行果品的安全生产，解决了农药残留所造成的生态及健康危害问题。下列说法正确的是(　　)‎ A．a为直流电源的负极，与之相连的电极为阴极 B．离子交换膜为阴离子交换膜 C．“酸性水”具有强氧化性，能够杀菌 D．阴极反应式为H2O＋2e－===H2↑＋O2－‎ 答案　C 解析　由“碱性水”可推知b为直流电源的负极，a为直流电源的正极，A项错误；右侧生成OH－，K＋穿过离子交换膜移到右侧，即该离子交换膜为阳离子交换膜，B项错误；阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2＋H2O===HCl＋HClO，故“酸性水”中含HClO，具有强氧化性，能杀菌，C项正确；水溶液中不可能存在O2－，D项错误。‎ ‎8．(2018·湖北十堰调研)用铁和石墨作电极电解酸性废水，可将废水中的PO以FePO4(不溶于水)的形式除去，其装置如图所示。‎ 下列说法中正确的是(　　)‎ A．若X、Y电极材料连接反了，则仍可将废水中的PO除去 B．X极为石墨，该电极上发生氧化反应 C．电解过程中Y极周围溶液的pH减小 D．电解时废水中会发生反应：4Fe2＋＋O2＋4H＋＋4PO===4FePO4↓＋2H2O 答案　D 解析　根据题意分析，X电极材料为铁，Y电极材料为石墨，若X、Y电极材料连接反了，铁就不能失电子变为离子，也就不能生成FePO4，A项错误；Y电极材料为石墨，该电极发生还原反应，B项错误；电解过程中Y极上发生的反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，氢离子浓度减小，溶液的pH变大，C项错误；铁在阳极失电子变为Fe2＋，通入的氧气把Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋与PO反应生成FePO4，D项正确。‎ ‎9．SO2和NOx是主要大气污染物，利用下图装置可同时吸收SO2和NO。下列有关说法错误的是(　　)‎ A．a极为直流电源的负极，与其相连的电极发生还原反应 B．阴极得到2 mol电子时，通过阳离子交换膜的H＋为2 mol C．吸收池中发生反应的离子方程式为：2NO＋2S2O＋2H2O===N2＋4HSO D．阳极发生的反应式为SO2＋2e－＋2H2O===SO＋4H＋‎ 答案　D 解析　A项，阴极发生还原反应，亚硫酸氢根离子得电子生成硫代硫酸根离子，a是直流电源的负极，正确；B项，阴极发生还原反应，电极反应式为：2HSO＋2e－＋2H＋===S2O＋2H2O，阴极得到2 mol电子时，通过阳离子交换膜的H＋为2 mol，正确；C项，硫代硫酸根离子与一氧化氮发生氧化还原反应，生成氮气，离子反应方程式为：2NO＋2S2O＋2H2O===N2＋4HSO，正确；D项，阳极发生失去电子的氧化反应，错误。‎ ‎1．(2017·全国卷Ⅱ，11)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 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 答案　C 解析　A项，根据电解原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，正确；B 项，阴极仅作导体，可选用不锈钢网，且不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，正确；C项，阴极应为氢离子得电子生成氢气，错误；D项，电解时，阴离子移向阳极，正确。‎ ‎2．(2018·全国卷Ⅰ，13)最近我国科学家设计了一种CO2＋H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：‎ ‎①EDTAFe2＋－e－===EDTAFe3＋‎ ‎②2EDTAFe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTAFe2＋‎ 该装置工作时，下列叙述错误的是(　　)‎ A．阴极的电极反应：CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O B．协同转化总反应：CO2＋H2S===CO＋H2O＋S C．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低 D．若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTAFe3＋/EDTAFe2＋，溶液需为酸性 答案　C 解析　由题中信息可知，石墨烯电极发生氧化反应，为电解池的阳极，则ZnO@石墨烯电极为阴极。阳极接电源正极，电势高，阴极接电源负极，电势低，故石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的高，C项错误；由题图可知，电解时阴极反应式为CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O，A项正确；将阴、阳两极反应式合并可得总反应式为CO2＋H2S===CO＋H2O＋S，B项正确；Fe3＋、Fe2＋只能存在于酸性溶液中，D项正确。‎ ‎3．(2016·全国卷Ⅰ，11)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 答案　B 解析　电解池中阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，即SO离子向正极区移动，Na＋ 向负极区移动，正极区水电离的OH－发生氧化反应生成氧气，H＋留在正极区，该极得到H2SO4产品，溶液pH减小，负极区水电离的H＋发生还原反应生成氢气，OH－留在负极区，该极得到NaOH产品，溶液pH增大，故A、C错误，B正确；该电解池相当于电解水，根据电解水的方程式可计算出当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.25 mol的O2生成，D错误。‎ ‎4．[2018·全国卷Ⅲ，27(3)]KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。‎ ‎①写出电解时阴极的电极反应式___________________________________________。‎ ‎②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为________，其迁移方向是___________。‎ ‎③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有________________________(写出一点)。‎ 答案　①2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑　②K＋　由a到b　③产生Cl2易污染环境等 解析　①电解液是KOH溶液，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。②电解过程中阳极反应为I－＋6OH－－6e－===IO＋3H2O。阳极的K＋通过阳离子交换膜由电极a迁移到电极b。③“KClO3氧化法”的主要不足之处是产生Cl2，易污染环境。‎