高考化学二轮习题电解池金属腐蚀与防护 28页

第三讲　电解池　金属腐蚀与防护 ‎[考纲展示]‎ ‎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 点 一　电解原理[学生用书P132]‎ 一、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。在此过程中，电能转化为化学能。‎ 二、电解池 ‎1．电解池的构成条件 ‎(1)有与电源相连的两个电极。‎ ‎(2)两个电极插入电解质溶液(或熔融盐)中。‎ ‎(3)形成闭合回路。‎ ‎2．电极名称及电极反应式 以用惰性电极电解CuCl2溶液为例：‎ 总反应方程式：CuCl2Cu＋Cl2↑。‎ ‎3．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。‎ 三、电解产物的判断及有关反应式的书写 ‎1．判断电解池的阴、阳极 ‎(1)根据外接电源的正、负极判断 ‎ 电源正极连接阳极；电源负极连接阴极。‎ ‎(2)根据电极产物判断 电极溶解、逸出O2(或电极区变酸性)或逸出Cl2的为阳极；析出金属、逸出H2(或电极区变碱性)的为阴极。‎ ‎2．分析电解质水溶液的组成 找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。‎ ‎3．排出阴、阳两极的放电顺序 阳极阴极惰性电极(Pt、Au、石墨等)：S2－>I－>Br－>Cl－‎ ‎>OH－>含氧酸根 ‎4．写出两极电极反应式 ‎(1)阳极：活性电极失去电子生成相应的金属阳离子；溶液中的阴离子失去电子生成相应的单质或高价态化合物。‎ ‎(2)阴极：溶液中的阳离子得到电子生成相应的单质或低价态化合物。‎ ‎5．写出电解总反应式 在两极转移电子数目相同的前提下，‎ 两极反应式相加即可得总反应的化学方程式或离子方程式。‎ 四、电解规律 ‎1．电解水型 电解质(水溶液)‎ 电极方程式 电解物质 总反应式 电解质浓度 溶液pH 溶液复原 含氧酸(如H2SO4)‎ 强碱(如NaOH)‎ 活泼金属的含氧酸盐 ‎(如KNO3、Na2SO4) 阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O阴极：4H＋＋4e－===2H2↑‎ 水 ‎2H2OO2↑＋2H2↑‎ 增大 减小 加H2O 增大 加H2O 不变 加H2O ‎2.电解电解质型 电解质(水溶液)‎ 电极方程式 电解物质 总反应式 电解质浓度 溶液pH 溶液复原 无氧酸(如HCl)，除HF外 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑‎ 酸 ‎2HClCl2↑＋H2↑‎ 减小 增大 通入HCl气体 不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)，除氟化物外 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 盐 CuCl2 Cu＋Cl2↑‎ 加CuCl2固体 ‎3.放H2生碱型 电解质(水溶液)‎ 电极方程式 电解物质 总反应式 电解质浓度 溶液pH 溶液复原 活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)‎ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑‎ 水和盐 ‎2Cl－＋2H2O Cl2↑＋H2↑＋2OH－‎ 生成新电解质 增大 通入HCl气体 ‎4.放O2生酸型 电解质(水溶液)‎ 电极方程式 电解物质 总反应式 电解质浓度 溶液pH 溶液复原 不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)‎ 阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu 水和盐 ‎2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋‎ 生成新电解质 减小 加CuO或CuCO3‎ (1) 电解质溶液通电电解时，在外电路中有电子通过，而电子不能通过溶液，溶液中是依靠离子定向移动形成电流。‎ (2)电解质溶液导电一定有化学反应发生，因为在电解池的两极有电子转移，发生了氧化还原反应，生成了新物质，所以一定有化学反应发生。‎ ‎　(2015·高考福建卷)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是(　　)‎ A．该装置将化学能转化为光能和电能 B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移 C．每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原 D．a电极的反应为3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O ‎[解析]　该装置为电解装置，模拟“人工树叶”，故为电能转化为化学能，A项错误；b极连接电源的正极，为阳极，H＋为阳离子，在电解池中向a极(阴极)区移动，B项正确；右侧H2O→O2发生的是氧化反应，每生成1 mol O2，转移4 mol电子，C3H8O中碳元素的化合价是－2,3CO2→C3H8O，转移18 mol电子，故生成1 mol O2消耗 2/3 mol CO2，C项错误；a电极发生的是还原反应：3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，D项错误。‎ ‎[答案]　B ‎　1.(2014·高考海南卷)以石墨为电极，电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。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 解析：选D。本题解题思路是首先了解电解反应原理。如果是惰性电极，则是电解质溶液中的离子在阴极、阳极发生氧化还原反应。其次是掌握阴离子、阳离子放电顺序。最后是电极反应发生后的产物与溶液中其它物质反应的性质及相应的实验现象，就可迅速得到解答。以石墨为电极，电解KI溶液。阴离子在阳极的放电能力：I－>OH－。阳离子在阴极的放电能力：H＋>K＋。所以该电解反应的方程式是2KI＋2H2OI2＋H2↑＋2KOH。由于在溶液中含有少量酚酞和淀粉，所以在阳极附近碘单质遇淀粉，溶液变为蓝色；在阴极由于产生OH－，溶液显碱性，遇酚酞溶液变为红色。因为产生了碱，溶液碱性增强，所以溶液的pH变大，因此答案选D。‎ 题组一　电解原理和电解规律 ‎1．(教材改编)判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”‎ ‎(1)电解是将电能转化为化学能。(　　)‎ ‎(2)电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化。(　　)‎ ‎(3)电解池的阳极和原电池的正极都发生氧化反应。(　　)‎ ‎(4)使用惰性电极电解后的NaCl溶液复原，可以滴加盐酸。(　　)‎ ‎(5)使用惰性电极电解后的CuSO4溶液复原，可以加入Cu(OH)2固体。(　　)‎ ‎(6)电解NaCl溶液的阳极反应一定是2Cl－－2e－===Cl2↑。(　　)‎ 解析：原电池的正极发生还原反应，(3)错；惰性电极电解NaCl溶液后，应通HCl才可复原，(4)错；惰性电极电解CuSO4溶液，需加CuO或CuCO3复原，加Cu(OH)2会多生成水，(5)错；电解NaCl溶液时若用活泼金属作阳极的电极，则活泼金属失电子，(6)错。‎ 答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×‎ ‎2．(2015·河北衡水模拟)Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图所示，电解总反应为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法正确的是(　　)‎ A．石墨电极上产生氢气 B．铜电极发生还原反应 C．铜电极接直流电源的负极 D．当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成 解析：选A。从反应中得知Cu在通电时失电子在阳极放电，发生氧化反应：2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，另一电极(石墨)作阴极，发生还原反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，转移0.1 mol电子生成0.05 mol Cu2O，故B、C、D项错。‎ 题组二　电解方程式的书写 ‎3．按要求书写有关的电极反应式及总方程式。‎ ‎(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)用铜作电极电解NaCl溶液 阳极反应式：________________________________________________________________________；‎ 阴极反应式：________________________________________________________________________；‎ 总化学方程式：________________________________________________________________________。‎ ‎(4)用铜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：________________________________________________________________________。‎ 解析：注意阳极若是活性材料时，则阳极金属失电子形成离子。‎ 答案：(1)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O ‎4Ag＋＋4e－===4Ag ‎4Ag＋＋2H2O电解,4Ag＋O2↑＋4H＋‎ ‎(2)2Cl－－2e－===Cl2↑‎ ‎2H＋＋2e－===H2↑‎ Mg2＋＋2Cl－＋2H2O电解,Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑‎ ‎(3)Cu－2e－===Cu2＋　2H＋＋2e－===H2↑　Cu＋2H2O电解,Cu(OH)2↓＋H2↑‎ ‎(4)Cu－2e－===Cu2＋　2H＋＋2e－===H2↑　Cu＋2H＋电解,Cu2＋＋H2↑‎ ‎4．用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液，电解过程中两极均有两种产物产生，判断阴、阳两极的产物并写出电极反应方程式。‎ ‎(1)阳极 产物：____________________；‎ 电极反应：________________________________________________________________________。‎ ‎(2)阴极 产物：____________________；‎ 电极反应：________________________________________________________________________。‎ 解析：在混合液中，尤其注意离子的放电顺序，溶液中的阴离子有Cl－、SO、OH－，放电顺序为Cl－>OH－>SO，阳离子有Na＋、Cu2＋、H＋，放电顺序为Cu2＋>H＋>Na＋，结合题中“两极均有两种产物产生”，按顺序写出电极反应式即可。‎ 答案：(1)Cl2、O2　2Cl－－2e－===Cl2↑、4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ ‎(2)Cu、H2　Cu2＋＋2e－===Cu、2H＋＋2e－===H2↑‎ ‎　‎ 电解池中方程式书写四个常见失分点的规避 ‎(1)书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应离子方程式时，弱电解质要写成分子式。‎ ‎(2)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。‎ ‎(3)要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。‎ ‎(4)电解水溶液时，应注意放电顺序中H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。‎ 考 点 二　电解原理的应用[学生用书P134]‎ 一、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：‎ ‎2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；‎ 离子方程式：‎ ‎2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。‎ ‎3．应用：氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。‎ 二、电镀和电解精炼铜 电镀(Fe表面镀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＋‎ 阴极 电极材料 待镀金属铁 纯铜 电极反应 Cu2＋＋2e－===Cu 电解质溶液 含Cu2＋的盐溶液 注：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 三、电冶金 利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。‎ ‎1．冶炼钠 ‎2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑‎ 电极反应：‎ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑；‎ 阴极：2Na＋＋2e－===2Na。‎ ‎2．冶炼镁 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑‎ 电极反应：‎ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑；‎ 阴极：Mg2＋＋2e－===Mg。‎ ‎3．冶炼铝 ‎2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑‎ 电极反应：‎ 阳极：6O2－－12e－===3O2↑；‎ 阴极：4Al3＋＋12e－=== 4Al。‎ 电镀过程中，溶液中离子浓度不变，电解精炼铜时，由于粗铜中含有Zn、Fe、Ni等活泼金属，反应过程中失去电子形成阳离子存在于溶液中，而阴极上Cu2＋被还原，所以电解精炼过程中，溶液中的阳离子浓度会发生变化。‎ ‎　(2014·高考山东卷节选)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]　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]　负　4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl　H2‎ —电解池中阴极和阳极的特征 ‎　　‎ ‎　2.(2013·高考天津卷)为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下：‎ 电池：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)‎ 电解池：2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑‎ 电解过程中，以下判断正确的是(　　)‎ 电池 电解池 A H＋移向Pb电极 H＋移向Pb电极 B 每消耗3 mol Pb 生成2 mol Al2O3‎ C 正极：PbO2＋4H＋＋2e－===Pb2＋＋2H2O 阳极：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋‎ D ‎　　解析：选D。原电池内部H＋向正极迁移(即向PbO2电极迁移)，A项错误；当有3 mol Pb被消耗时，转移6 mol e－，则生成1 mol Al2O3，B项错误；电池正极反应式为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O，C项错误；原电池中Pb―→PbSO4，质量增大，电解池中Pb作阴极，Pb本身不参与反应，故质量不变，D项正确。‎ 题组一　电解原理的一般应用 ‎1．(教材改编)连一连 ‎(a)原电池负极 ‎(b)原电池正极　　　　　　　　　(1)氧化反应 ‎(c)电解池阳极 ‎(d)电镀池镀件 ‎(e)氯碱工业生成H2的电极 (2)还原反应 ‎(f)电解精炼的粗铜 答案：(a)—(1)　(b)—(2)　(c)—(1)　(d)—(2)　(e)—(2)　(f)—(1)‎ ‎2．使用氯化钠作原料可以得到多种产品。‎ ‎(1)实验室用惰性电极电解100 mL 0.1 mol·L－1NaCl溶液，若阴、阳两极均得到112 mL气体(标准状况)，则所得溶液的物质的量浓度是____________(忽略反应前后溶液体积的变化)。‎ ‎(2)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。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 ‎(3)实验室中很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。某同学利用上图装置，只更换一个电极，通过电解法制取较纯净的Fe(OH)2沉淀，且较长时间不变色。该同学换上的电解材料是________(用元素符号表示)，总的反应式是________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)n(H2)＝n(Cl2)＝0.005 mol，参加反应的n(NaCl)＝0.01 mol，说明NaCl恰好电解完全，溶液变为NaOH溶液，n(NaOH)＝n(NaCl)＝0.01 mol，c(NaOH)＝0.1 mol·L－1。‎ ‎(2)电解饱和氯化钠溶液的总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，题目要求使Cl2被完全吸收，则氯气必须在下部的电极上产生，下部的电极是阳极，推出b为电源的正极，另一极a为负极。生成的Cl2与阴极区产生的NaOH反应：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，则消毒液的主要成分是NaClO、NaCl。‎ ‎(3)题目要求通过电解法制取Fe(OH)2，电解质溶液是NaCl溶液，必须通过电极反应产生Fe2＋和OH－。根据电极发生反应的特点，选择铁作阳极，铁发生氧化反应产生Fe2＋；溶液中的阳离子Na＋、H＋向阴极移动，根据放电顺序，阴极H＋放电产生氢气，H＋来源于水的电离，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。在电场作用下，阳极产生的Fe2＋与阴极产生的OH－在定向移动的过程中相遇，发生复分解反应生成Fe(OH)2沉淀。将阳极反应式、阴极反应式叠加得到总的反应式：Fe＋2H2OFe(OH)2↓＋H2↑。‎ 答案：(1)0.1 mol·L－1　(2)B ‎(3)Fe　Fe＋2H2OFe(OH)2↓＋H2↑‎ 题组二　电解原理的综合应用 ‎3．某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水，原理示意图如下，下列说法不正确的是(　　)‎ A．A为电源正极 B．阳极区溶液中发生的氧化还原反应为Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O C．阴极区附近溶液pH降低 D．若不考虑气体的溶解，当收集到H2 13.44 L(标准状况)时，有0.1 mol Cr2O被还原 解析：选C。根据图示，A作阳极，B作阴极，电极反应式为阳极：Fe－2e－===Fe2＋‎ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑‎ 生成的Fe2＋与Cr2O反应：Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。‎ 由于在阴极区c(H＋)减小，所以pH增大。根据6H2～6Fe2＋～Cr2O得，当有13.44 L(标准状况)H2放出时，应有0.1 mol Cr2O被还原。‎ ‎4．电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢气的装置示意图如下：‎ 电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳两极均为惰性电极。‎ ‎(1)A极为________，电极反应式为________________________________________________________________________。‎ ‎(2)B极为________，电极反应式为________________________________________________________________________。‎ 解析：H2产生是因为H2O电离的H＋在阴极上得电子，即6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－，所以B极为阴极，A极为阳极，电极反应式为CO(NH2)2－6e－＋8OH－===N2↑＋CO＋6H2O。‎ 答案：(1)阳极　CO(NH2)2＋8OH－－6e－===N2↑＋CO＋6H2O　(2)阴极　6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－‎ ‎　‎ 电解原理应用中的注意要点 ‎(1)阳离子交换膜(以电解NaCl溶液为例)，只允许阳离子(Na＋)通过，而阻止阴离子(Cl－、OH－)和分子(Cl2)通过，这样既能防止H2和Cl2混合爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO影响烧碱质量。‎ ‎(2)电解或电镀时，电极质量减少的电极必为金属电极——阳极；电极质量增加的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上。‎ ‎(3)电解精炼铜，粗铜中含有的Zn、Fe、Ni等活泼金属失去电子，变成金属阳离子进入溶液；活泼性小于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电解过程中电解质溶液中的Cu2＋浓度会逐渐减小。‎ ‎(4)电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目跟阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液的浓度保持不变。‎ 考 点 三　有关电化学的计算[学生用书P136]‎ 一、计算类型 原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。‎ 二、方法技巧 ‎1．根据电子守恒计算 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．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。‎ ‎3．根据关系式计算 根据得失电子守恒定律关系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)‎ (1)上述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。‎ (2)在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C来计算电路中通过的电量，要熟练掌握。‎ ‎　(2015·陕西铜川高三联考)在如图装置中，甲烧杯中盛有100 mL 0.50 mol·L－1AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100 mL 0.25 mol·L－1CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9 g，则 ‎(1)E为电源________极，F为电源________极。‎ ‎(2)A极的电极反应式为____________________________________________，‎ 析出物质________mol。‎ ‎(3)B极的电极反应式为___________________________________________，‎ 析出气体________mL(标准状况)。‎ ‎(4)C极的电极反应式为________________________________________，‎ 析出物质________mol。‎ ‎(5)D极的电极反应式为_____________________________________________，‎ 析出气体________mL(标准状况)。‎ ‎(6)向甲烧杯中滴入石蕊试液，________极附近变红，如果继续电解，在甲烧杯中最终得到________溶液。‎ ‎[解析]　由电解一段时间后A极比C极重，可知A极上有Ag析出，C极上有Cu析出，若A极上析出银的物质的量为n(Ag)，则C极上析出Cu的物质的量为n(Ag)，有关系式：108 g/mol·n(Ag)－64 g/mol·n(Ag)×＝1.9 g，n(Ag)＝0.025 mol。由此可知，两电解池内的电解质均是足量的，故两电解池电极反应式分别为A极：Ag＋＋e－===Ag；B极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；C极：Cu2＋＋2e－===Cu；D极：2Cl－－2e－===Cl2↑。A、C两极析出物质的物质的量分别为0.025 mol和0.012 5 mol；B极析出O2的体积为0.006 25 mol×22.4 L/mol＝0.14 L＝140 mL；D极析出Cl2的体积为0.012 5 mol×22.4 L/mol＝0.28 L＝280 mL。‎ ‎[答案]　(1)负　正 ‎(2)4Ag＋＋4e－===4Ag　0.025‎ ‎(3)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　140‎ ‎(4)Cu2＋＋2e－===Cu　0.012 5‎ ‎(5)2Cl－－2e－===Cl2↑　280‎ ‎(6)B　HNO3‎ —突破解题障碍·理清解题思路 ‎(1)电极质量减轻，不是负极就是阳极，属于氧化反应，反应物失电子，再根据金属的化合价列出其与电子的物质的量之比；电极质量增加，不是正极就是阴极，再根据放电离子与电子的比例进行计算即可。(注意铅蓄电池的特殊性)‎ ‎(2)对于混合溶液的电解，要根据实际情况考虑电解是否分阶段，然后依据各阶段的电极反应进行计算。　　　　　‎ ‎　3.(2015·贵州六盘水高三期末)用惰性电极电解400 mL一定浓度的硫酸铜溶液(不考虑电解过程中溶液体积的变化)，通电一段时间后进行如下操作。‎ ‎(1)如果向所得的溶液中加入0.1 mol CuO后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为________mol。‎ ‎(2)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为________mol。‎ 解析：(1)电解硫酸铜溶液的反应方程式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，从方程式可以看出，电解硫酸铜溶液过程中只析出铜和释放出氧气，加入0.1 mol CuO可以使溶液恢复至原来状态，说明参与反应的硫酸铜只有0.1 mol，转移的电子为0.2 mol。(2)加入0.1 mol Cu(OH)2可以使溶液恢复至原来状态，说明电解过程中不仅硫酸铜被电解，而且有水被电解。0.1 mol Cu(OH)2可以看作是0.1 mol的CuO和0.1 mol的H2O，因此电解过程中有0.1 mol的硫酸铜和0.1 mol的水被电解。‎ ‎2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4～4e－‎ ‎2 mol 4 mol ‎0．1 mol 0.2 mol ‎2H2O2H2↑＋O2↑～4e－‎ ‎2 mol 4 mol ‎0．1 mol 0.2 mol 所以，电子转移总数＝0.2 mol＋0.2 mol＝0.4 mol。‎ 答案：(1)0.2　(2)0.4‎ 题组一　电化学的常规计算 ‎1．(2015·河南开封模拟)用两支惰性电极插入CuSO4溶液中，通电电解，当有1×10－3 mol的OH－放电时，溶液显浅蓝色，则下列叙述正确的是(　　)‎ A．阳极上析出3.6 mL O2(标准状况)‎ B．阴极上析出32 mg Cu C．阴极上析出11.2 mL H2(标准状况)‎ D．阳极和阴极质量都无变化 解析：选B。用惰性电极电解CuSO4溶液时，电极反应为：阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu，阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。当有1×10－3 mol的OH－放电时，生成标准状况下的O2为5.6 mL，在阴极上析出32 mg Cu，阴极质量增加。‎ ‎2．如下图所示，A池用石墨电极电解pH＝13的氢氧化钠溶液100 mL，B池为模拟电解精炼铜的装置，其中c电极为纯铜，d电极为粗铜(含有杂质Fe、Ag)，溶液是足量CuSO4溶液，通电一段时间后停止，A池a极产生的气体在标准状况下为2.24 L，则下列说法正确的是(　　)‎ A．d电极质量一定减少6.4 g B．c电极质量一定增加6.4 g C．A池pH不变 D．A池溶液质量减少3.6 g 解析：选B。电解精炼铜时粗铜作阳极，精铜作阴极，即d为阳极，c为阴极，则a、b分别为阴极和阳极。a极产生的气体为0.1 mol H2，根据电子守恒，流经各电极的电子均为0.2 mol，在d极，比铜活泼的铁优先失去电子，银不失电子，故失电子的铜和铁共有0.1 mol，其质量减少不等于6.4 g，而略小于6.4 g，A项错误；而阴极只有Cu2＋得电子，故其质量增加一定为6.4 g，B项正确；A池实质上是电解水，根据电子守恒，消耗0.1 mol水，NaOH的浓度变大，pH变大，溶液质量减少1.8 g，故C、D项错误。‎ 题组二　分阶段电解的有关计算 ‎3．(2015·浙江绍兴质检)500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)＝6 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L气体(标准状况)，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2 mol·L－1‎ B．上述电解过程中共转移2 mol电子 C．电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol D．电解后溶液中c(H＋)为2 mol·L－1‎ 解析：选A。该溶液用石墨作电极电解，阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，生成1 mol 氧气失去4 mol电子，阴极反应先为Cu2＋＋2e－===Cu，后为2H＋＋2e－===H2↑，生成1 mol氢气得2 mol电子，而阴、阳两极得失电子数相等，故Cu2＋得 2 mol电子生成1 mol铜，原混合溶液中c(Cu2＋)＝2 mol·L－1，由电荷守恒知：c(K＋)＋2c(Cu2＋)＝c(NO)得c(K＋)为2 mol·L－1[Cu(NO3)2水解消耗的c(H＋)忽略不计]。电解后c(H＋)应为4 mol·L－1。‎ ‎　‎ 无明显外接电源的电解池的“串联”问题，主要是根据原电池的形成条件判断“电源”的正、负极，从而判断电解池的阴、阳极。‎ 考 点 四　金属的腐蚀与防护[学生用书P137]‎ 一、化学腐蚀和电化学腐蚀的比较 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与接触到的物质直接反应 不纯金属接触到电解质溶液发生原电池反应 本质 M－ne－===Mn＋‎ 现象 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀 区别 无电流产生 有电流产生 联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 二、钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 水膜性质 ‎(强)酸性 弱酸性或中性 正极反应 ‎2H＋＋2e－===H2↑‎ ‎2H2O＋O2＋4e－===4OH－‎ 负极反应 Fe－2e－===Fe2＋‎ 总反应 Fe＋2H＋=== Fe2＋＋H2↑‎ ‎2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2‎ 其他反应 铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O 三、金属的防护 ‎1．电化学防护 ‎(1)牺牲阳极的阴极保护法——利用原电池原理 ‎①负极(阳极)是作保护材料的金属；‎ ‎②正极(阴极)是被保护的金属设备。‎ ‎(2)外加电流的阴极保护法——利用电解原理 ‎①阴极是被保护的金属设备；‎ ‎②阳极是惰性电极。‎ ‎2．其他方法 ‎(1)改变金属内部结构，如制成合金；‎ ‎(2)使金属与空气、水等物质隔离，如电镀、喷油漆等。‎ 影响金属腐蚀的因素包括金属本身的性质和介质两个方面。就金属本身的性质来说，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。(1)由于在通常情况下，金属表面不会遇到酸性较强的溶液，所以吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，而且析氢腐蚀最终也会被吸氧腐蚀所代替。‎ ‎　(1)(2014·高考福建卷节选)铁及其化合物与生产、生活关系密切。如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。‎ ‎①该电化学腐蚀称为________。‎ ‎②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是______(填字母)。‎ ‎(2)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是________。‎ A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 B．图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小 C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大 D．图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的 ‎[解析]　(1)①金属在中性和较弱的酸性条件下发生的是吸氧腐蚀。②发生吸氧腐蚀，越靠近液面接触到的O2越多，生成的铁锈越多。‎ ‎(2)A项：插入海水中的铁棒靠近液面的位置与氧气和电解质溶液接触，易发生吸氧腐蚀；B项：开关由M改置于N时，Zn作负极，CuZn合金作正极，合金受到保护；C项：接通开关形成原电池，Zn作负极，Zn的腐蚀速率增大，但气体是在Pt电极上生成；D项：ZnMnO2干电池中自放电腐蚀主要是Zn发生氧化反应而自放电。‎ ‎[答案]　(1)①吸氧腐蚀　②B　(2)B —影响金属腐蚀速率的因素 金属腐蚀既受到其组成的影响，又受到外界因素的影响。通常金属腐蚀遵循以下规律：‎ ‎(1)在同一电解质溶液中，金属腐蚀的速率大小是电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。‎ ‎(2)在相同浓度的不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀>金属在非电解质溶液中的腐蚀；金属在强电解质溶液中的腐蚀>金属在弱电解质溶液中的腐蚀。‎ ‎(3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。　　　　　　‎ ‎　4.铁是用途最广的金属材料之一。为探究铁的化学性质，某同学将盛有生铁屑的试管塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中(如图所示)。数天后，他观察到的现象是(　　)‎ A．铁屑不生锈，试管内液面上升 B．铁屑不生锈，试管内液面高度不变 C．铁屑生锈，试管内液面上升 D．铁屑生锈，试管内液面高度不变 解析：选C。在潮湿的空气中，铁容易生锈，并且发生的是吸氧腐蚀，导致试管内压强减小，液面上升。‎ 题组一　金属腐蚀的分类及腐蚀速率的比较 ‎1．(教材改编)以下现象与电化学腐蚀无关的是(　　)‎ A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 B．生铁比纯铁芯(几乎是纯铁)容易生锈 C．铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈 D．银制奖牌(纯银制成)久置后表面变暗 解析：选D。银器久置后表面变暗是其接触硫化物后形成硫化银，属于化学腐蚀。‎ ‎2．相同材质的铁在下图中各情形下最不易被腐蚀的是(　　)‎ 解析：选C。A中，食醋作电解质溶液，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属极，形成原电池，铁是活泼金属作负极；B中，食盐水作电解质溶液，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极；C中，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀；D中，酸雨作电解质溶液，铁铆钉和铜板分别作负极、正极，形成原电池。‎ 题组二　析氢腐蚀和吸氧腐蚀辨析 ‎3．结合下图判断，下列叙述正确的是(　　)‎ A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护 B．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋‎ C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有蓝色沉淀 解析：选A。形成原电池时活泼金属作负极，正极均被保护，A正确；Ⅰ中负极为活泼金属Zn，B错误；Ⅱ中是酸性溶液，电极反应式中不能有OH－生成，C错误；Ⅰ中无Fe2＋生成，所以无蓝色沉淀生成，D错误。‎ ‎4．某课外活动小组，为研究金属的腐蚀和防护的原理，做了以下实验：将剪下的一块镀锌铁片，放入锥形瓶中，并滴入少量食盐水将其浸湿，再加数滴酚酞试液，按如图所示的装置进行实验，过一段时间后观察。下列现象不可能出现的是(　　)‎ A．B中导气管产生气泡 B．B中导气管里形成一段水柱 C．金属片剪口变红 D．锌被腐蚀 解析：选A。该题思考的切入点是铁锌NaCl溶液构成原电池，由于溶液显中性，锌又比铁活泼，只能是锌作负极，铁作正极，在负极上发生Zn－2e－===Zn2＋，正极上发生O2＋2H2O＋4e－===4OH－，所以在A中由于其中的氧气作氧化剂而使锥形瓶内气体的量减小，导致B中的水沿导气管进入而使导气管里形成一段水柱，同时锌被腐蚀，金属片上由于O2得到电子，使金属片剪口处溶液c(OH－)增大，使得溶液显碱性，遇到酚酞试液而变红，故综合以上选A。‎ ‎　‎ ‎(1)正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。‎ ‎(2)判断电极附近溶液pH变化，可以通过一般经验进行判断：不论原电池还是电解池，如果pH发生变化，一般失电子的电极pH减小，得电子的电极pH增大。‎ 考 点 五　原电池与电解池的组合装置[学生用书P138]‎ 将原电池和电解池结合在一起，或几个电解池串联在一起，综合考查化学反应中的能量变化、氧化还原反应、化学实验和化学计算等知识，是高考试卷中电化学部分的重要题型。解答该类试题时电池种类的判断是关键，整个电路中各个电池工作时电子守恒，是数据处理的法宝。‎ 一、多池串联装置中电池类型的判断 ‎1．直接判断 非常直观明显的装置，如燃料电池、铅蓄电池等在电路中，则其他装置为电解池。如图：A为原电池，B为电解池。‎ ‎2．根据电池中的电极材料和电解质溶液判断 原电池一般是两种不同的金属电极或一种金属电极和一个碳棒作电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒电极。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如图：B为原电池，A为电解池。‎ ‎3．根据电极反应现象判断 在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极，并由此判断电池类型。如图：若C 极溶解，D极上析出Cu，B极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体，则可知乙是原电池，D是正极，C是负极，甲是电解池，A是阳极，B是阴极。B、D极发生还原反应，A、C极发生氧化反应。‎ 二、有关概念的分析判断 在确定了原电池和电解池后，电极的判断、电极反应方程式的书写、实验现象的描述、溶液离子的移动、pH的变化及电解质溶液的恢复等，只要按照各自的规律分析就可以了。‎ 三、综合装置中的有关计算 原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据就是电子转移的守恒，分析时要注意两点：①串联电路中各支路电流相等；②并联电路中总电流等于各支路电流之和。在此基础上分析处理其他各种数据。‎ 图中装置甲是原电池，乙是电解池，若电路中有0.2 mol电子转移，则Zn极溶解6.5g，Cu极上析出H2_2.24L(标准状况)，Pt极上析出Cl2_0.1mol，C极上析出Cu6.4g。甲池中H＋被还原，生成ZnSO4，溶液pH变大；乙池中是电解CuCl2，由于Cu2＋浓度的减小使溶液pH微弱增大，电解后再加入适量CuCl2固体可使溶液复原。‎ 电解过程中溶液pH的变化规律 ‎(1)电解时，只生成H2而不生成O2，则溶液的pH增大。‎ ‎(2)电解时，只生成O2而不生成H2，则溶液的pH减小。‎ ‎(3)电解时，既生成H2又生成O2，则实际为电解H2O。‎ ‎①若原溶液为酸性溶液，则溶液的pH减小；‎ ‎②若原溶液为碱性溶液，则溶液的pH增大；‎ ‎③若原溶液为中性溶液，则溶液的pH不变。‎ ‎　(2014·高考广东卷)某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他均为Cu，则(　　)‎ A．电流方向：电极Ⅳ→A→电极Ⅰ B．电极Ⅰ发生还原反应 C．电极Ⅱ逐渐溶解 D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu ‎[解析]　当多个池串联时，两电极材料活泼性相差大的作原电池，其他池作电解池，由此可知图示中左边两池组成原电池，右边组成电解池。A.电子移动方向：电极Ⅰ→A→电极Ⅳ，电流方向与电子移动方向相反，A正确。B.原电池负极在工作中失去电子，被氧化，发生氧化反应，B错误。C.原电池正极得电子，铜离子在电极Ⅱ上得电子，生成铜单质，该电极质量逐渐增大，C错误。D.电解池中阳极为非惰性电极时，电极本身失电子，形成离子进入溶液中，因为电极Ⅱ为正极，因此电极Ⅲ为电解池的阳极，其电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，D错误。‎ ‎[答案]　A —突破解题障碍·理解解题思路 ‎　　‎ ‎　5.(2014·高考天津卷)已知：锂离子电池的总反应为LixC＋Li1－xCoO2 C＋LiCoO2‎ 锂硫电池的总反应为2Li＋S Li2S 有关上述两种电池说法正确的是(　　)‎ A．锂离子电池放电时，Li＋向负极迁移 B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应 C．理论上两种电池的比能量相同 D．上图表示用锂离子电池给锂硫电池充电 解析：选B。锂离子电池放电时，为原电池，阳离子Li＋向正极移动，A错误。锂硫电池充电时，为电解池，锂电极发生还原反应生成Li，B正确。电池的比能量是指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的多少，两种电池材料不同，显然其比能量不同，C错误。由图可知，锂离子电池的电极材料为C和LiCoO2，应为该电池放电完全所得产物，而锂硫电池的电极材料为Li和S，应为充电完全所得产物，故此时应为锂硫电池给锂离子电池充电的过程，D错误。‎ ‎1．(2015·河北承德高三质检)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应该是________(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，则甲中发生总反应的离子方程式是________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)F极附近呈红色，说明F是阴极，E是阳极，则A为正极，B为负极。甲中因Cu2＋放电使溶液颜色变浅。丁中Y极附近颜色变深，说明Fe(OH)3胶粒向阴极移动，即Fe(OH)3胶粒带正电荷。(2)C、D、E、F的电极产物分别为O2、Cu、Cl2、H2，由于电路中通过的电量相等，所以其物质的量之比为1∶2∶2∶2。(3)乙中溶液pH＝13，生成n(NaOH)‎ ‎＝0.1 mol·L－1×0.5 L＝0.05 mol，电路中通过的电子的物质的量为0.05 mol，所以丙中镀件上析出银的质量为0.05 mol×108 g·mol－1＝5.4 g。(4)当活泼金属作阳极时，金属先于溶液中的阴离子放电而溶解，故甲中发生反应的离子方程式为Fe＋Cu2＋Fe2＋＋Cu。‎ 答案：(1)负极　逐渐变浅　氢氧化铁胶体粒子带正电荷 ‎(2)1∶2∶2∶2‎ ‎(3)镀件　AgNO3　5.4 g　变小 ‎(4)Fe＋Cu2＋Cu＋Fe2＋‎ ‎2．(2015·浙江台州模拟)如图为相互串联的甲乙两个电解池，X、Y为直流电源的两个电极。电解过程中，发现石墨电极附近先变红。请回答：‎ ‎(1)电源X极为________极(填“正”或“负”)，乙池中Pt电极上的电极反应式为________________________________________________________________________。‎ ‎(2)甲池若为电解精炼铜的装置，其阴极增重12.8 g，则乙池中阴极上放出的气体在标准状况下的体积为________，电路中通过的电子为________mol。‎ ‎(3)在(2)的情况下，若乙池剩余溶液的体积仍为400 mL，则电解后所得溶液c(OH－)＝________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)由题意得X极为正极，Pt电极为电解池的阳极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。‎ ‎(2)甲池的阴极电极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu，‎ 乙池的阴极电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑，‎ 由电子守恒得：‎ Cu　～　2e－　～　H2‎ ‎ 64 g 2 mol 22.4 L ‎ 12.8 g n(e－) V(H2)‎ 则：n(e－)＝0.4 mol，V(H2)＝4.48 L。‎ ‎(3)乙池发生反应：‎ ‎2Cl－＋2H2O2OH－　＋H2↑　＋　Cl2↑‎ ‎ 2 22.4 L ‎ n(OH－) 4.48 L n(OH－)＝0.4 mol，‎ 电解后所得溶液c(OH－)＝＝1 mol·L－1‎ 答案：(1)正　2Cl－－2e－===Cl2↑‎ ‎(2)4.48 L　0.4　(3)1 mol·L－1‎ ‎　‎ ‎(1)把握电解池中2个电极的判断 ‎①阳极：与电源正极相连、发生氧化反应、阴离子移向的一极。‎ ‎②阴极：与电源负极相连、发生还原反应、阳离子移向的一极。‎ ‎(2)牢记电解过程中两极离子的放电顺序 ‎①阳极 ‎②阴极：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋>Zn2＋。‎ ‎(3)正确书写2种电化学腐蚀中的正极反应 ‎①析氢腐蚀(强酸性条件)：2H＋＋2e－===H2↑。‎ ‎②吸氧腐蚀(弱酸性或中性条件)：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。‎ ‎1．(2014·高考天津卷)化学与生产、生活息息相关，下列叙述错误的是(　　)‎ A．铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性 B．用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染 C．大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素 D．含重金属离子的电镀废液不能随意排放 解析：选B。铁表面镀锌，发生电化学腐蚀时，Zn作负极，失去电子发生氧化反应；Fe作正极，O2、H2O在其表面得到电子发生还原反应，铁受到保护，A正确。聚乳酸塑料能自行降解，聚乙烯塑料则不能，因此用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料，将加剧白色污染，B不正确。燃烧化石燃料时，产生大量烟尘、CO等有害物质，是造成雾霾天气的原因之一，C正确。重金属离子有毒性，含有重金属离子的电镀废液随意排放，易引起水体污染和土壤污染，应进行处理达标后再排放，D正确。‎ ‎2.(2014·高考上海卷)如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中。下列分析正确的是(　　)‎ A．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑‎ B．K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高 C．K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法 D．K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001 mol气体 解析：选B。A.K1闭合构成原电池，铁是活泼的金属，铁棒是负极，铁失去电子，铁棒上发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋，A不正确；B.K1闭合构成原电池，铁棒是负极，铁失去电子，石墨棒是正极，溶液中的氧气得到电子转化为OH－，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，石墨棒周围溶液pH逐渐升高，B正确；C.K2闭合构成电解池，铁棒与电源的负极相连，作阴极，溶液中的氢离子放电产生氢气，铁不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法，C不正确；D.K2闭合构成电解池，铁棒与电源的负极相连，作阴极，溶液中的氢离子放电生成氢气。石墨棒是阳极，溶液中的氯离子放电生成氯气，电极反应式分别为2H＋＋2e－===H2↑、2Cl－－2e－===Cl2↑，电路中通过0.002NA个电子时，两极均产生0.001 mol气体，共计是0.002 mol气体，D不正确，答案选B。‎ ‎3．(2013·高考北京卷改编)下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是(　　)‎ A．水中的钢闸门连接电源的负极 B．金属器皿表面喷涂高分子膜 C．汽车底盘喷涂高分子膜 D．地下钢管连接镁块 解析：选A。外加电流的阴极保护法是指把要保护的金属连接在直流电源的负极上，使其作为电解池的阴极被保护，A项符合题意；金属表面涂漆或喷涂高分子膜是防止金属与其他物质接触发生反应，B、C选项不符合题意；地下钢管连接镁块，是牺牲阳极的阴极保护法，D项不符合题意。‎ ‎4．(2014·高考安徽卷)某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。‎ ‎(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：‎ 编号 实验目的 碳粉/g 铁粉/g 醋酸/%‎ ‎①‎ 为以下实验作参照 ‎0.5‎ ‎2.0‎ ‎90.0‎ ‎②‎ 醋酸浓度的影响 ‎0.5‎ ‎36.0‎ ‎③‎ ‎0.2‎ ‎2.0‎ ‎90.0‎ ‎ (2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了________腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是________________________________________________________________________。‎ ‎(3)该小组对图2中0～t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：‎ 假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；‎ 假设二：________________________________________________________________________；‎ ‎……‎ ‎(4)为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。‎ 实验步骤和结论(不要求写具体操作过程) 解析：(1)本题采用“控制变量法”进行研究，即保持其他条件相同，只考虑其中一个因素对实验的影响。探究醋酸浓度对电化学腐蚀的影响时，应保证碳粉和铁粉的质量与参照实验相同，因此实验②中铁粉为2.0 g；对比实验①和③可知，铁粉的质量及醋酸的浓度相同，而碳粉的质量不同，显然探究的是碳粉的含量对铁的电化学腐蚀的影响。‎ ‎(2)当铁发生析氢腐蚀时，由于生成H2，容器的压强不断增大，而发生吸氧腐蚀时，由于消耗O2，容器的压强不断减小，t2时容器的压强明显小于起始压强，说明铁发生了吸氧腐蚀，此时Fe作负极，失去电子发生氧化反应；碳粉作正极，O2在其表面得到电子发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－(或4H＋＋O2＋4e－===2H2O)。‎ ‎(3)Fe发生电化学腐蚀时，放出热量，使体系的温度升高，压强变大。‎ ‎(4)参照实验①中药品的用量及操作方法，更换多孔橡皮塞，增加进、出气导管，并通入稀有气体，排出空气，滴加醋酸溶液，同时测量瓶内压强的变化、温度的变化等，确定猜想一是否成立。‎ 答案：‎ ‎(1)②2.0　③碳粉含量的影响 ‎(2)吸氧　见右图　还原　O2＋2H2O＋4e－===4OH－(或4H＋＋O2＋4e－===2H2O)‎ ‎(3)反应放热，温度升高 ‎(4)①药品用量和操作同编号①实验(多孔橡皮塞增加进、出导管)；‎ ‎②通入氩气排净瓶内空气；‎ ‎③滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化(也可测温度变化、检验Fe2＋等)。‎ 如果瓶内压强增大，假设一成立。否则假设一不成立。‎ ‎5．(1)(2013·高考山东卷节选)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产生，则生成该气体的电极反应式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)(2013·高考重庆卷节选)电化学降解NO的原理如图所示。‎ ‎①电源正极为____________(填“A”或“B”)，阴极反应式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②若电解过程中转移了2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右)为________g。‎ ‎(3)(2012·高考重庆卷节选)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图。‎ ‎①电源的负极为________(填“A”或“B”)。‎ ‎②阳极室中发生的反应依次为______________、__________________。‎ ‎③电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将____；若两极共收集到气体13.44 L(标准状况)，则除去的尿素为________g(忽略气体的溶解)。‎ 解析：(1)电解精炼时，不纯金属做阳极，这里就是a极；b电极是阴极，发生还原反应，生成的红棕色气体是NO2，电极反应：NO＋e－＋2H＋===NO2↑＋H2O。‎ ‎(2)①由图示知在AgPt电极上NO发生还原反应，因此AgPt电极为阴极，则B为负极，A为电源正极；在阴极反应是NO得电子发生还原反应生成N2，利用电荷守恒与原子守恒知有H2O参与反应且有OH—生成；②转移2 mol电子时，阳极(阳极反应为H2O失电子生成O2和H＋)消耗1 mol水，产生2 mol H＋进入阴极室，阳极室质量减少18 g，阴极室中放出0.2 mol N2(5.6 g)，同时有2 mol H＋(2 g)进入阴极室，因此阴极室质量减少3.6 g，故膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右)＝18 g－3.6 g＝14.4 g。‎ ‎(3)①由图像中电解的产物知：生成氢气的极为阴极，则B为负极。②阳极室中Cl－失电子产生Cl2，CO(NH2)2被Cl2氧化为CO2和N2。③阴极减少的H＋，可通过质子交换膜补充，而使pH不变。气体物质的量为13.44 L÷22.4 L·mol－1＝0.6 mol，由电子守恒及其原子个数守恒CO(NH2)2～3Cl2～N2～CO2～3H2，则CO(NH2)2的物质的量为0.6 mol÷5＝0.12 mol，质量为0.12 mol×60 g·mol－1＝7.2 g。‎ 答案：(1)a　NO＋e－＋2H＋===NO2↑＋H2O ‎(2)①A　2NO＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－‎ ‎②14.4‎ ‎(3)①B　②2Cl－－2e－===Cl2↑　CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl ‎③不变　7.2‎ 一、选择题 ‎1．(2015·黑龙江鸡西模拟)下列有关金属的腐蚀与防护的说法中，不正确的是(　　)‎ A．温度越高，金属腐蚀速率越快 B．在铁管外壁上镀锌可防止其被腐蚀 C．金属被腐蚀的本质是金属发生了氧化反应 D．将钢闸门与直流电源的正极相连可防止其被腐蚀 解析：选D。温度升高，金属的腐蚀速率加快，A正确；锌比铁活泼，破损后锌被腐蚀而铁被保护，B正确；金属被腐蚀的过程是金属失去电子被氧化的过程，C正确；防止钢闸门被腐蚀应将其与直流电源的负极相连，D不正确。‎ ‎2.某化学小组设计的电解饱和食盐水的装置如图所示，通电后两极均有气泡产生。下列说法正确的是(　　)‎ A．观察到铜电极附近有黄绿色气体产生 B．通电后，石墨电极附近溶液立即变红色 C．溶液中的Na＋向石墨电极移动 D．铜电极上发生还原反应 解析：选D。根据电解饱和食盐水的装置，如果通电后两极均有气泡产生，则金属铜电极一定是阴极，该电极上的反应为2H＋＋2e－===H2↑，阳极上氯离子失电子，发生的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑。铜电极上产生的H2为无色气体，A项说法错误；石墨电极是阳极，该电极上发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，可以观察到黄绿色气体产生，由于阳极反应不产生OH－，而阴极反应产生的OH－迁移至阳极附近需要一段时间，故通电后，石墨电极附近溶液不能立即变红色，B项说法错误；电解池中，阳离子移向阴极，即Na＋移向铜电极，C项说法错误；金属铜电极是阴极，阴极发生还原反应，D项说法正确。‎ ‎3．下列说法正确的是(　　)‎ A．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．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．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al D．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项错误；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：Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋>Al3＋，故电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上Fe3＋首先生成Fe2＋，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，电解食盐水生成了等物质的量的H2与Cl2，通入HCl可使溶液复原，D正确。‎ ‎4.(2015·云南昆明模拟)如图是模拟电化学反应装置图。下列说法正确的是(　　)‎ A．开关K置于N处，则铁电极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋‎ B．开关K置于N处，可以减缓铁的腐蚀 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－===Fe2＋，电子从铁棒经开关K流向碳棒。‎ ‎5.右图装置中发生反应的离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，下列说法错误的是(　　)‎ A．a、b不可能是同种材料的电极 B．该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸 C．该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸 D．该装置可看作是铜锌原电池，电解质溶液是稀硫酸 解析：选A。A项，若以Zn作两电极，电解饱和NaCl溶液即可发生该反应；B项，以Zn作阳极即可；C项，以Zn作负极，不活泼金属或惰性电极作正极即可；D项，Zn为负极，Cu为正极，Cu不发生反应。‎ ‎6．有关下列装置的叙述不正确的是(　　)‎ A．图①铝片发生的电极反应式是Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O B．图②发生析氢腐蚀，离子反应方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑‎ C．图③烧杯中发生了变化：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ D．图④充电时，阳极反应是PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋SO＋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，不能写成离子形式；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充电时，硫酸铅被氧化为二氧化铅。‎ ‎7.将等物质的量浓度的CuSO4溶液和NaCl溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液pH随时间t变化的曲线如图所示，则下列说法错误的是(　　)‎ A．阳极先析出Cl2，后析出O2，阴极先产生Cu，后析出H2‎ B．A～B段阳极只产生Cl2，阴极只产生Cu C．B～C段表示在阴极上是H＋放电产生了H2‎ D．C～D段相当于电解水 解析：选C。两种溶液的体积相等，物质的量浓度也相等，即溶质的物质的量相等，设CuSO4和NaCl的物质的量各为1 mol，A～B段：阳极为1 mol Cl－失去1 mol电子，阴极为0.5 mol Cu2＋得到1 mol电子，因为Cu2＋水解使溶液显酸性，随着电解的进行，Cu2＋的浓度降低，酸性减弱，pH增大。B～C段：阳极为1 mol OH－失去1 mol电子(来自水的电离)，阴极为0.5 mol Cu2＋得到1 mol电子，因为OH－的消耗，使水溶液中H＋浓度增大，pH迅速减小。C～D段：阳极为OH－失去电子，阴极为H＋得电子，它们都来自水的电离，实质是电解水，导致溶液的体积减小，使溶液中H＋浓度增大，pH继续减小。‎ ‎8．下列有关电化学的图示完全正确的是(　　)‎ 解析：选D。A选项，铁作阳极被腐蚀，不能起到保护作用，错误；B选项，在粗铜的精炼中应该是粗铜作阳极，精铜作阴极，错误；C选项，电镀时应该是镀层金属作阳极，镀件作阴极，错误；D选项，铁棒作阴极，氢离子被还原生成氢气收集在小试管中，可以验证氢气的存在，碳棒作阳极，氯离子被氧化生成氯气，能使淀粉碘化钾溶液变蓝，D选项正确。‎ ‎9．(2015·安徽合肥模拟)以酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示。‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．燃料电池工作时，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ B．a极是铁，b极是铜时，b极逐渐溶解，a极上有铜析出 C．a、b两极若是石墨，在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等 D．a极是粗铜，b极是纯铜时，a极逐渐溶解，b极上有铜析出 解析：选D。本题结合原电池和电解池综合考查电化学的基本理论。图中左侧为氢氧燃料电池，右侧为电解池，燃料电池为酸性介质，负极反应为2H2—4e－===4H＋，正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，A错误；a为阳极，b为阴极，金属铁作阳极，优先失电子，a极逐渐溶解，B错误；a、b两极若是石墨，b极上析出铜，a极上产生O2，与电池中消耗的O2体积相等，C错误；粗铜为阳极，铜及比铜活泼的金属失电子形成离子进入溶液中，铜离子得电子后在b极上析出，D正确。‎ 二、非选择题 ‎10．(2015·新疆乌鲁木齐高三检测)‎ 铁是用途最广的金属材料之一，但生铁易生锈。请讨论电化学实验中有关铁的性质。‎ ‎(1)某原电池装置如图所示，右侧烧杯中的电极反应式为________________________________________________________________________，‎ 左侧烧杯中的c(Cl－)________(填“增大”、“减小”或“不变”)。‎ ‎(2)已知下图甲、乙两池的总反应式均为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，且在同侧电极(指均在“左电极”或“右电极”)产生H2。请在两池上标出电极材料(填“Fe”或“C”)。‎ ‎(3)装置丙中，易生锈的是________点(填“a”或“b”)。‎ 解析：(1)原电池反应中Fe作负极，石墨棒作正极，右侧烧杯中电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。由于平衡电荷的需要，盐桥中的Cl－向负极迁移，故NaCl溶液中c(Cl－)增大。(2)装置乙是电解装置，阴极(右侧)产生H2，同时根据总反应式可知Fe只能作阳极(左侧)。由已知条件知，在装置甲中，Fe作原电池的负极，在左侧，C作原电池的正极，在右侧。(3)装置丙中由于a点既与电解液接触，又与空气接触，故易生锈。‎ 答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑　增大 ‎(2)甲池中：左—Fe，右—C　乙池中：左—Fe，右—C ‎(3)a ‎11．按下图所示装置进行实验，并回答下列问题：‎ ‎(1)判断装置的名称：A池为________，B池为________。‎ ‎(2)锌极为________极，电极反应式为____________________________________；‎ 铜极为________极，电极反应式为_____________________________________；‎ 石墨棒C1为________极，电极反应式为___________________________________；‎ 石墨棒C2附近的实验现象为__________________________________________。‎ ‎(3)当C2极析出224 mL气体(标准状况)时，锌的质量________(填“增加”或“减少”)________g，CuSO4溶液的质量________(填“增加”或“减少”)________g。‎ 解析：(1)A池中Zn、Cu放入CuSO4溶液中构成原电池，B池中两个电极均为石墨电极，在以A为电源的情况下构成电解池，即A原电池为B电解池的电源。(2)A池中Zn为负极，Cu为正极，B池中C1为阳极，C2为阴极，阴极区析出H2，周围OH－富集，酚酞变红。(3)n(H2)＝0.224 L/ 22.4 L·mol－1＝0.01 mol，故电路中转移电子的物质的量为0.01 mol×2＝0.02 mol，根据得失电子守恒，锌极有0.01 mol Zn溶解，即Zn极质量减少0.01 mol×65 g·mol－1＝0.65 g，铜极上有0.01 mol Cu析出，即 CuSO4 溶液增加了0.01 mol×65 g·mol－1－0.01 mol×64 g·mol－1＝0.01 g。‎ 答案：(1)原电池　电解池 ‎(2)负　Zn－2e－===Zn2＋　正　Cu2＋＋2e－===Cu　阳　2Cl－－2e－===Cl2↑　有无色气体产生，附近溶液出现红色　(3)减少　0.65　增加　0.01‎ ‎12.电浮选凝聚法是工业上采用的一种处理污水的方法，实验过程中，污水的pH始终保持在5.0到6.0之间。如图是电解污水实验装置示意图。接通直流电源一段时间后，在A电极附近有深色物质产生，在B电极附近有气泡产生。气泡可将污水中的悬浮物带到水面形成浮渣层，积累到一定厚度时刮去(或撇掉)浮渣层，即起到了浮选净化作用。试根据以上实验现象以及图示回答下列问题：‎ ‎(1)电解池的电极A、B分别为______极和______极。‎ ‎(2)B电极材料的物质X的名称可以是________________________________________________________________________。‎ ‎(3)因深色物质具有________性，因而可以将水中的污物沉积下来。‎ ‎(4)阳极的电极反应式为________________________________________________________________________、‎ ‎2H2O－4e－===4H＋＋O2↑；阳极区生成深色物质的离子方程式是________________________________________________________________________。‎ ‎(5)若污水导电性不良时，可以加入适量________溶液(写某盐的化学式)。‎ 解析：根据实验现象，A极附近产生了具有吸附作用的Fe(OH)3，所以A极与电源正极相连为阳极，Fe失去电子变为Fe2＋，同时A极附近的水也失去电子产生O2：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，产生的O2将Fe2＋氧化为Fe3＋而形成Fe(OH)3胶体：4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3(胶体)＋8H＋。溶液中的H＋在B极获得电子产生H2：2H＋＋2e－===H2↑，X电极选择能导电的Cu、石墨均可。若污水导电性不良时，说明溶液中离子浓度较小，加入Na2SO4、KNO3等盐类即可增强其导电性。‎ 答案：(1)阳　阴　(2)石墨(其他合理答案也可)‎ ‎(3)吸附 ‎(4)2Fe－4e－===2Fe2＋　4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3(胶体)＋8H＋‎ ‎(5)Na2SO4(或KNO3等)‎ ‎13．某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。‎ 请回答：‎ Ⅰ.用图1所示装置进行第一组实验。‎ ‎(1)在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu作电极的是________(填字母序号)。‎ A．铝　　　　　　　　　　 B．石墨 C．银 D．铂 ‎(2)N极发生反应的电极反应式为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)实验过程中，SO________(填“从左向右”、“从右向左”或“不”)移动；滤纸上能观察到的现象有________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ Ⅱ.用图2所示装置进行第二组实验。实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料发现高铁酸根(FeO)在溶液中呈紫红色。‎ ‎(4)电解过程中，X极区溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。‎ ‎(5)电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O和4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，若在X极收集到1 344 mL气体，在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况时气体体积)，则Y电极(铁电极)质量减少________g。‎ 解析：Ⅰ.(1)由图1可知，左边装置是原电池，要保证电极反应不变，代替铜电极的只能比锌不活泼才可以，铝较锌活泼，故A不可以。‎ ‎(2)N极连接原电池的负极锌，则N极为电解池的阴极，其电解的是NaOH溶液(实质是电解水)，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。‎ ‎(3)原电池中，阴离子向负极移动，故SO 从右向左移动。铁作电解池的阳极，失电子生成Fe2＋，Fe2＋与OH－结合生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气中的氧气氧化生成红褐色沉淀，因此滤纸上会有红褐色斑点产生。‎ Ⅱ.(4)图2装置是电解池，X极为阴极区，电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故pH增大。‎ ‎(5)根据电子转移守恒可得关系式：1 344 mL/22 400 mL·mol－1×2＝168 mL/22 400 mL·mol－1×4＋n(Fe)×6，解之得n(Fe)＝0.015 mol，m(Fe)＝0.84 g。‎ 答案：Ⅰ.(1)A ‎(2)2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ ‎(3)从右向左　滤纸上有红褐色斑点产生(答出“红褐色斑点”或“红褐色沉淀”即可)‎ Ⅱ.(4)增大　(5)0.84‎