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。
3．三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
向阳极迁移，阳极区溶液pH增大
B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品
C．阴极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，阴极区溶液pH降低
D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol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
向阳极区移动，Na＋向阴极区移动，阳极区水电离的OH－发生氧化反应生成氧气，H＋留在阳极区，该极得到H2SO4产品，溶液pH减小，阴极区水电离的H＋发生还原反应生成氢气，OH－留在阴极区，该极得到NaOH产品，溶液pH增大，故A、C项错误，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1mol电子的电量时，会有0.25mol的O2生成，错误。
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0.05mol·L－1的CuCl2溶液，B池中加入0.1mol·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∶1B．1∶1∶2∶1
C．2∶1∶1∶1D．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四个电极上所析出物质的物质的量之比为2∶2∶4∶1。
5．如图所示，若电解5min时，测得铜电极的质量增加2.16g。
试回答下列问题：
（1）电源中X极是________（填“正”或“负”）极。
（2）通电5min时，B中共收集到224mL（标准状况）气体，溶液体积为200mL（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200mL，电解后溶液中仍有Cl－，则电解后溶液的pH＝________。
答案
（1）负
（2）0.025mol·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2.16g，即析出0.02molAg，线路中通过0.02mol电子；由4e－～O2可知，B中产生的O2只有0.005mol，即112mL；但B中共收集到224mL气体，说明还有112mL是H2，即Cu2＋全部在阴极放电后，H＋接着放电产生了112mLH2，则通过0.01mol电子时，Cu2＋已被电解完；由2e－～Cu，可知n（Cu2＋）＝0.005mol，则c（CuSO4）＝
＝0.025mol·L－1。
（3）由4e－～4OH－知，A中生成0.02molOH－，则c（OH－）＝0.1mol·L－1，pH＝13。
[基础过关]
题组1 电解原理应用
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 电解池的阳极发生失电子氧化反应、阴极发生得电子还原反应。
电解熔融的Al2O3制Al时，若用Fe作阳极，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，纯铜应接在电源的负极；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。
4．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2.16g，乙池电极上析出0.24g金属，则乙池中的溶质可能是（ ）
A．CuSO4B．MgSO4
C．Al（NO3）3D．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0.02mol电子时，乙池中析出铜的质量小于0.64g，是因为电解过程中CuSO4不足，后来变成电解水，故A项正确。
5．用下图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是（ ）
A．用石墨作阳极，铁作阴极
B．阳极的电极反应式为Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O
C．阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
D．除去CN－的反应：
2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O
答案 D
解析 由题意可知，废水中含有CN－、Cl－，溶液呈碱性，阳极产生ClO－，所以电解池中阳极应该是Cl－失电子，阳极不是活性电极，A正确；由题意可知阳极是Cl－失电子生成ClO－，又在碱性环境下，所以电极反应式为Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O，B正确；阴极是H2O得电子发生还原反应，2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，C正确；因为是碱性环境，所以在反应物中不可能出现H＋，正确的离子方程式：
5ClO－＋2CN－＋H2O===5Cl－＋2CO2↑＋N2↑＋2OH－，D错误。
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12mol电子，最多有1molCr2O
被还原
答案 B
解析 电解时用铁作阳极，失去电子生成Fe2＋，Fe2＋将废水中的Cr2O
还原为Cr3＋，A项正确；阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，溶液的pH变大，B项错误；电解过程中H＋在阴极放电，Fe2＋还原Cr2O
时也消耗H＋，使溶液的pH升高，Fe3＋转化为Fe（OH）3沉淀，C项正确；根据电极反应式Fe－2e－===Fe2＋，可知每转移12mole－生成6molFe2＋，6molFe2＋可还原1molCr2O
，D项正确。
7．在固态金属氧化物电解池中，高温电解H2O－CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。
下列说法不正确的是（ ）
A．X是电源的负极
B．阴极的电极反应式是H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－
C．总反应可表示为H2O＋CO2
H2＋CO＋O2
D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1
答案 D
解析 由水和二氧化碳生成氢气和一氧化碳发生还原反应，此极上得到电子，应为阴极，故X极为电源的负极，A、B项正确；C项，根据电极上的反应物和生成物，可知总反应方程式正确；D项，因阳极电极反应式为2O2－－4e－===O2↑，结合电子得失相等，可知阴、阳两极生成气体的物质的量之比为2∶1，错误。
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0.0100mol，阴极无气体逸出，则阴极上析出Cu的质量为（ ）
A．0.64gB．1.28gC．2.56gD．5.12g
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0.0100mol的O2转移0.0400mol电子，则根据Cu2＋＋2e－===Cu可推出应析出0.0200mol的铜，其质量为1.28g。
9．常温下用石墨作电极，电解100mL0.1mol·L－1的Cu（NO3）2和0.1mol·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1.12L时，假设溶液体积不变，下列说法正确的是（ ）
A．阴极增重1.4gB．所得溶液pH＜1
C．阴极增重0.64gD．所得溶液pH＞1
答案 B
解析 阴极可以放电的离子依次为0.01molAg＋、0.01molCu2＋，阳极可以放电的阴离子只有OH－；当阳极生成1.12LO2时，电路中通过电子：
n（e－）＝0.05mol×4＝0.2mol，此时Ag＋、Cu2＋已全部析出，质量：
0.01mol×108g·mol－1＋0.01mol×64g·mol－1＝1.72g；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0.01molAg＋、0.01molCu2＋所带电荷相等；则溶液中生成：
c（H＋）＝0.3mol·L－1，pH＜1。
[能力提升]
10．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．Fe2O3b．NaCl
c．Cu2Sd．Al2O3
（2）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64g，则转移电子数为2NA
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）以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为____________________；取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因为______________________________________________。
（5）利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。
B极区电解液为__________（填化学式）溶液，阳极电极反应式为__________________，电解过程中Li＋向________（填“A”或“B”）电极迁移。
（6）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）2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋ HCO
与H＋反应放出气体，c（H＋）减小，平衡Al3＋＋3H2OAl（OH）3＋3H＋向右移动，产生Al（OH）3沉淀 （5）LiOH 2Cl－－2e－===Cl2↑ B （6）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，在熔融状态下，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，纯铜作阴极，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64g包括Al、Zn及Cu，故当阳极质量减少64g，电子转移数目不等于2NA。
（3）电解精炼银与电解精炼铜原理相似。
电解精炼银装置中
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