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第二節　電解池
第1課時　電解原理
[課程標準]　1.了解電解池的工作原理。2.能分析、解釋電解池的工作原理，能設計簡單的電解池。
任務一　電解原理
教材中實驗的現象如下：
陰極：石墨棒上覆蓋一層紅色固體；
陽極：①有氣泡冒出并聞到刺激性氣味，②濕潤的碘化鉀淀粉試紙變為藍色。
請回答下列問題。
1.通電前，CuCl2溶液中存在的離子有哪些？
提示：CuCl2===Cu2＋＋2Cl－，H2O??H＋＋OH－，故溶液中存在的離子有Cu2＋、H＋、Cl－、OH－。
2.陽極石墨棒上產生的氣體能使濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍，說明產生的氣體是什么？寫出電極反應式并判斷發生反應的類型(氧化反應或還原反應)。
提示：說明產生的氣體是Cl2；陽極反應式為2Cl－－2e－===Cl2↑，發生氧化反應。
3.陰極石墨棒上覆蓋了一層紅色固體物質，該物質是什么？寫出電極反應式并判斷發生反應的類型(氧化反應或還原反應)。
提示：該固體物質為Cu；陰極反應式為Cu2＋＋2e－===Cu，發生還原反應。
4.通電后，CuCl2溶液中陰、陽離子的遷移方向及電子運動的方向是什么？寫出電解CuCl2溶液的總化學方程式。
提示：通電時，Cl－(陰離子)向陽極移動，Cu2＋(陽離子)向陰極移動；電子從電源的負極流向電解池陰極，從電解池陽極流回電源的正極，電解總反應：CuCl2Cu＋Cl2↑。
5.在氯化銅溶液中除了Cu2＋和Cl－之外還有H＋和OH－，這兩種離子為什么沒有得到或失去電子？
提示：電解時，溶液中離子的放電先后順序與離子的氧化性或還原性有關，氧化性強的陽離子先得電子被還原，還原性強的陰離子先失電子被氧化。Cu2＋比H＋更容易得電子，而Cl－比OH－更容易失電子，可從氧化性強弱的角度比較得電子的順序，從還原性強弱的角度比較失電子的順序。
1.電解
(1)概念：使電流通過電解質溶液(或熔融電解質)而在陽極、陰極引起氧化還原反應的過程。
(2)特點
①電解是最強有力的氧化還原手段，是不可逆的。
②電解質溶液的導電過程，就是電解質溶液的電解過程。
2.電解池
(1)將電能轉化為化學能的裝置(也稱電解槽)。
(2)兩個電極
陰極：與電源負極相連的電極，在該電極上發生還原反應。
陽極：與電源正極相連的電極，在該電極上發生氧化反應。
3.電解池的構成條件
(1)直流電源；
(2)兩個電極；
(3)電解質溶液或熔融電解質；
(4)形成閉合回路。
4.電解原理
1.判斷正誤，錯誤的說明其原因。
(1)電解池的兩個電極必須是兩個活動性不同的電極。
答案：電解池的兩個電極可以是兩根石墨棒。
(2)在電解池中與直流電源負極相連的電極是陰極。
答案：正確。
(3)電解質溶液的導電實驗發生化學變化。
答案：正確。
(4)電解池的陽極發生還原反應。
答案：錯誤，陽極發生氧化反應。
2.請完成下面表格。
構成條件 ①直流電源；②兩個電極；③閉合回路；④電解質溶液或熔融電解質
電極 陽極 與電源______相連，發生______反應
陰極 與電源______相連，發生______反應
離子流向 陰離子移向____；陽離子移向______
電子流向 電源____極流向電解池____極；電解池____極流向電源____極
答案：正極　氧化　負極　還原　陽極　陰極　負　陰　陽　正
任務二　電解規律
實驗1：將兩根碳棒分別插進U形管內的CuCl2溶液中，如圖①。
實驗2：將兩根碳棒用導線連接后，浸入U形管內的CuCl2溶液中，如圖②。
實驗3：將兩根碳棒分別跟直流電源的正極和負極相連接，浸入U形管內的CuCl2溶液中，再接通直流電，如圖③。過一段時間后，再把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在與直流電源正極相連的電極附近。
1.實驗1、實驗2和實驗3的現象有什么不同？實驗3的兩電極的現象是什么？
提示：實驗1和實驗2中均無明顯現象。實驗3中與直流電源負極相連的碳棒上逐漸覆蓋一層紅色的銅，與直流電源正極相連的碳棒上有氣泡產生，濕潤的碘化鉀淀粉試紙變成藍色。
2.實驗3中CuCl2溶液中通電前離子如何運動？通電后離子如何運動？根據實驗現象和氯化銅溶液的組成成分以及原有知識分析推斷兩極生成物的名稱。
提示：通電前，Cu2＋、Cl－在溶液中作自由運動。通電時，Cu2＋和Cl－發生了定向運動。根據實驗現象可知，與電源負極相連的一極有Cu生成，與電源正極相連的一極有Cl2生成。
3.溶液中有多種離子時，怎樣判斷電極產物？
提示：根據陽離子放電順序判斷陰極產物，根據電極材料的陰離子放電順序判斷陽極產物。
1.電解產物的判斷
(1)陽極產物的判斷
首先看電極，如果是活性電極(金屬活動性順序表Pt以前的金屬)，則電極材料失電子，電極溶解，溶液中的陰離子不能失電子。如果是惰性電極(Pt、Au、石墨等)，則看溶液中的陰離子的失電子能力。此時根據陰離子放電順序加以判斷(放電順序即為得、失電子能力順序)。
陽極上陰離子的放電順序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>NO>SO>F－。
即：活性陽極(金屬)>無氧酸根離子>OH－>含氧酸根離子>F－。
‖NO、SO、CO、F－
在溶液中只考慮此部分
注意：在溶液中含氧酸根離子不放電，常指最高價(中心原子)含氧酸根離子不放電，但某些非最高價(中心原子)含氧酸根離子的放電能力比OH－的強，如SO。
(2)陰極產物的判斷
陰極陽離子的放電順序
水溶液中只考慮此部分　濃度很大時排在H＋前面
只在熔融狀態下放電
陽離子的放電順序基本上符合金屬活動性順序，在陽離子放電能力由強到弱排列時，一般將H＋的位置放在Cu2＋之后。但在電鍍條件下，H＋的位置放在Zn2＋之后，Fe2＋、Zn2＋與H＋順序顛倒，即在水溶液中Fe2＋、Zn2＋的得電子能力比H＋強，可認為是由水電離產生的c(H＋)很小之故。
2.電解后溶液的變化及恢復原組成的措施
類型 電極反應式 實例 電解 對象 電解質溶液濃度變化 pH 電解質溶 液復原
電解 水型 陽極：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 陰極：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ NaOH H2O 增大 增大 加水
陽極：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 陰極：4H＋＋4e－===2H2↑ H2SO4 H2O 增大 減小 加水
陽極：2H2O－4e－ ===O2↑＋4H＋ 陰極：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ Na2SO4 H2O 增大 不變 加水
電解質分解型 電解質電離出的陰、陽離子分別在兩極放電 HCl 電解質 減小 增大 通HCl
CuCl2 電解質 減小 增大 加CuCl2
放氫生堿型 陰極：H2O放出H2生成OH－ 陽極：電解質陰離子放電 KCl 電解質和水 生成新 電解質 增大 通HCl
放氧生酸型 陰極：電解質陽離子放電 陽極：H2O放出O2生成H＋ CuSO4 電解質和水 生成新 電解質 減小 加CuO 或 CuCO3
1.判斷正誤，錯誤的說明其原因。
(1)用石墨作電極電解氯化鈉和硫酸銅的混合液，最初一段時間陰極和陽極生成的物質分別是銅和氯氣。
答案：正確。
(2)用石墨作電極電解熔融氯化鈉的陰極反應式為Na＋＋e－===Na。
答案：正確。
(3)用石墨作陰極、銅作陽極電解硫酸銅溶液的陽極反應式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。
答案：錯誤，銅作陽極電解硫酸銅溶液的陽極反應式為Cu－2e－=== Cu2＋。
(4)用石墨作電極電解硝酸銀溶液的離子方程式為4Ag＋＋2H2O4Ag＋4H＋＋O2↑。
答案：正確。
(5)銅作陽極電解鹽酸的化學方程式為Cu＋2HClCuCl2＋H2↑。
答案：正確。
2.按要求書寫電極反應式和總反應式。
(1)用惰性電極電解AgNO3溶液
陽極反應式：_____________________________________________________________________；
陰極反應式：__________________________________________________________________；
總反應離子方程式：____________________________________________________________。
(2)用惰性電極電解MgCl2溶液
陽極反應式：___________________________________________________________________；
陰極反應式：___________________________________________________________________；
總反應離子方程式：_____________________________________________________________。
(3)以鋁材為陽極，電解H2SO4溶液，鋁材表面形成氧化膜
陽極反應式：___________________________________________________________________；
陰極反應式：____________________________________________________________________；
總反應離子方程式：_____________________________________________________________。
答案：(1)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
4Ag＋＋4e－===4Ag
4Ag＋＋2H2O4Ag＋O2↑＋4H＋
(2)2Cl－－2e－===Cl2↑
2H2O＋2e－＋Mg2＋===H2↑＋Mg(OH)2↓
Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑(3)2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋
6H＋＋6e－===3H2↑
2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑
練后總結
電解池中電極反應式書寫的關鍵點
1.書寫電解池中電極反應式時，強電解質以實際放電的離子表示，弱電解質寫成化學式。
2.電極反應式的書寫首先根據題干要求及信息寫出反應物和生成物，然后根據“陰(極)得(e－)陽(極)失(e－)”加上得失電子數目，最后根據電解質溶液酸堿性補上H＋、OH－或H2O，依據電荷守恒配平。
3.酸性溶液中不能出現OH－，堿性溶液中不能出現H＋。
4.要確保兩極得失電子數目相等，且總反應注明條件“電解”。　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.21世紀是鈦的世紀。在800～1000℃時電解TiO2可制得鈦，裝置如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A.a為電源的正極
B.石墨電極上發生還原反應
C.陰極發生的反應為TiO2＋4e－===Ti＋2O2－
D.每生成0.1molTi，轉移0.2mol電子
答案：C
解析：由陰離子的定向移動可知石墨為陽極，則a為負極，b為正極，TiO2為陰極，a為電源的負極，故A錯誤；石墨為陽極，電極上發生氧化反應，故B錯誤；電解TiO2制得鈦，TiO2為陰極，發生還原反應，電極反應式為TiO2＋4e－===Ti＋2O2－，故C正確；Ti元素化合價由＋4價降低到0價，則每生成0.1mol鈦，轉移電子0.4mol，故D錯誤。
2.如圖所示的A、B兩個電解池中的電極均為鉑，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，進行電解。a、b、c、d四個電極上所析出的物質的物質的量之比是(　　)
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：a為陰極，銅離子得到電子生成銅，電極反應為Cu2＋＋2e－=== Cu；b為陽極，氯離子失去電子生成氯氣，電極反應為2Cl－－2e－===Cl2↑；c為陰極，銀離子得到電子生成銀，電極反應為Ag＋＋e－===Ag；d為陽極，水失去電子生成氧氣，電極反應為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋；根據電子守恒，四種物質的物質的量關系為2∶2∶4∶1。
3.用石墨電極電解50mLCuSO4的溶液，兩極上均收集到4.48L氣體(標準狀況)，則原混合液中Cu2＋物質的量濃度為(　　)
A.1mol·L－1 B.2mol·L－1
C.3mol·L－1 D.4mol·L－1
答案：D
解析：電解50mLCuSO4的溶液，陽極發生的反應為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，陰極上發生的電極反應為Cu2＋＋2e－===Cu，2H＋＋2e－===H2↑，兩極均收集到4.48L(標準狀況)氣體，即均生成0.2mol的氣體，陽極生成0.2mol氧氣說明轉移了0.8mol電子，而陰極上生成的0.2molH2只得到了0.4mol電子，所以剩余0.4mol電子由銅離子獲得，則溶液中有0.2mol銅離子，據c＝得到銅離子的濃度為＝4mol/L。
4.某興趣小組的同學用如圖所示裝置研究有關電化學的問題。當閉合該裝置的電鍵時。觀察到電流表的指針發生了偏轉。
請回答下列問題：
甲池為________(填“原電池”或“電解池”)，通入CH3OH電極的電極反應式為_____
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)乙池中A(石墨)電極的名稱為________(填“正極”、“負極”、“陰極”或“陽極”)。總反應的離子方程式為___________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________。
(3)當乙池中B極質量增加21.6g時，甲池中理論上消耗O2的體積為________mL(標準狀況下)，丙池中________極析出________g銅。
(4)若丙池中電極不變，將其溶液換成Na2SO4溶液，電鍵閉合一段時向后，甲中溶液的pH將______(填“增大”、“減小”或“不變”)；丙中溶液的pH將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
答案：(1)原電池　CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O
(2)陽極　4Ag＋＋2H2O4Ag＋O2↑＋4H＋
(3)1120　D　6.4
(4)減小　不變
解析：由題圖可知，甲池為燃料電池，通入甲醇的Pt電極為負極，堿性條件下，甲醇在負極失去電子發生氧化反應生成碳酸根離子和水，通入氧氣的Pt電極為正極，堿性條件下，氧氣在正極得到電子發生還原反應生成氫氧根離子；乙池為電解池，A電極為電解池的陽極，水在陽極失去電子發生氧化反應生成氧氣，B電極為陰極，銀離子在陰極得到電子發生還原反應生成銀；丙池為電解池，C電極為陽極，氯離子在陽極失去電子發生氧化反應生成氯氣，D電極為陰極，銅離子在陰極得到電子發生還原反應生成銅。(1)由分析可知，甲池為原電池；通入甲醇的Pt電極為負極，堿性條件下，甲醇在負極失去電子發生氧化反應生成碳酸根離子和水，電極反應式為CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O；(2)乙池為電解池，A電極為電解池的陽極，水在陽極失去電子發生氧化反應生成氧氣，B電極為陰極，銀離子在陰極得到電子發生還原反應生成銀，總反應的離子方程式為4Ag＋＋2H2O4Ag＋O2↑＋4H＋；(3)21.6g銀的物質的量為＝0.2mol，由得失電子數目守恒可知，甲池中理論上消耗氧氣的體積為0.2mol××22.4L/mol×1000＝1120mL，丙池中D極析出銅的質量為0.2mol××64g/mol＝6.4g；(4)若丙池中電極不變，將其溶液換成Na2SO4溶液，電鍵閉合一段時間后，甲池中的總反應為2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O，反應中消耗氫氧根離子，溶液的pH將減小；丙池中電解Na2SO4溶液的方程式為2H2O2H2↑＋O2↑，丙中溶液的pH不變。
課時測評24　電解原理
(本欄目內容，在學生用書中以獨立形式分冊裝訂！)
題點一　電解及其裝置(電解池)
1.下列有關電化學的說法正確的是(　　)
A.原電池的金屬負極質量一定減小
B.待充電電池的負極應與電源正極相連
C.電解池的電解質溶液質量一定減小
D.原電池工作時在溶液中電流由負極到正極
答案：D
2.關于如圖所示①②兩個裝置的敘述正確的是(　　)
A.裝置名稱：①是原電池，②是電解池
B.硫酸濃度變化：①增大，②減小
C.電極反應式：①中陽極：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，②中正極：Zn－2e－===Zn2＋
D.離子移動方向：①中H＋向陰極方向移動，②中H＋向負極方向移動
答案：B
解析：①為電解池，電解水，陽極反應式為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，硫酸的濃度增大；②為原電池，溶液中的氫離子移向正極，正極反應式為2H＋＋2e－===H2↑，硫酸的濃度減小。
3.若某裝置發生反應Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑，下列關于該裝置的有關說法正確的是(　　)
A.該裝置一定為原電池
B.該裝置為電解池
C.若為原電池，Cu為正極
D.電解質溶液可能是硝酸溶液
答案：B
解析：該反應為非自發的氧化還原反應，故該裝置應為電解池，而非原電池，但電解質不能為HNO3，否則得電子的為NO，而不是H＋。
4.如圖所示是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極。則下列有關判斷正確的是(　　)
A.a為負極、b為正極
B.a為陽極、b為陰極
C.電解過程中，d電極質量增加
D.電解過程中，氯離子濃度不變
答案：C
解析：電流從電源的正極流出，因此a為正極，b為負極，則c為陽極，d為陰極。電解CuCl2溶液的電極反應分別為陽極(c電極)：2Cl－－2e－===Cl2↑，陰極(d電極)：Cu2＋＋2e－===Cu，故C項正確。
題點二　電解規律及其應用
5.用石墨作電極電解500mLK2SO4和CuSO4的混合溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到2.24L氣體(標準狀況下)，假定電解后溶液體積仍為500mL，下列說法正確的是(　　)
A.陽極析出0.1molCu
B.上述電解過程中共轉移0.2mol電子
C.往電解后得到的溶液加入0.1molCuO可恢復原來的濃度
D.電解后溶液中c(H＋)為0.4mol·L－1
答案：D
解析：石墨做電極，陽極的電極反應為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，陰極的電極反應先后為Cu2＋＋2e－===Cu，4H＋＋4e－===2H2↑，根據兩極均收集到2.24L氣體(標準狀況下)即生成了0.1molH2和0.1molO2，可知電解過程中轉移0.4mol電子，同時陰極析出0.1molCu。據分析陰極析出0.1molCu，故A錯誤；據分析上述電解過程中共轉移0.4mol電子，故B錯誤；據分析電解過程中既析出了0.1molCu又生成了0.1molH2和0.1molO2，需要往電解后得到的溶液加入0.1molCu(OH)2可恢復原來的濃度，故C錯誤；電解過程中轉移0.4mol電子，根據陽極反應可知生成0.4molH＋，陰極消耗0.2molH＋，電解后溶液體積仍為500mL，則電解后溶液中c(H＋)為0.4mol·L－1，故D正確。
6.電解CuCl2和NaCl的混合溶液，陰極和陽極上首先析出的物質分別是(　　)
A.Cu和Cl2 B.H2和Cl2
C.H2和O2 D.Cu和O2
答案：A
解析：在CuCl2和NaCl溶液中，Cu2＋、Na＋、H＋向陰極移動，因Cu2＋氧化性最強，則陰極反應為Cu2＋＋2e－===Cu，而Cl－、OH－向陽極移動，因Cl－的還原性比OH－強，所以陽極反應為2Cl－－2e－=== Cl2↑，故電解時陰極、陽極首先析出的物質分別為Cu和Cl2。
7.某電解池內盛有Cu(NO3)2溶液，插入兩根電極，接通直流電源后，欲達到如下要求：(1)陽極質量不變；(2)陰極質量增加；(3)電解液pH減小，則應選用的電極是(　　)
A.陰陽兩極都用石墨 B.銅作陽極鐵作陰極
C.鐵作陽極銅作陰極 D.鉑作陰極銅作陽極
答案：A
解析：(1)陽極質量不變，則陽極為惰性電極；(2)陰極質量增加，則溶液中的Cu2＋得電子生成Cu，附著在陰極表面；(3)電解液pH減小，則表明水失電子生成O2和H＋。陰陽兩極都用石墨，則電解時，陽極水失電子生成O2和H＋，陰極生成Cu，A符合題意；銅作陽極鐵作陰極，陽極Cu失電子生成Cu2＋進入溶液，陽極質量減輕，B不符合題意；鐵作陽極銅作陰極，陽極鐵失電子生成Fe2＋進入溶液，陽極質量減輕，C不符合題意；鉑作陰極銅作陽極，陽極銅失電子生成Cu2＋進入溶液，陽極質量減輕，D不符合題意。
8.用陽極X和陰極Y電解Z的水溶液，電解一段時間后，再加入W，能使溶液恢復到電解前的狀態，符合題意的一組是(　　)
選項 X Y Z W
A C Fe NaCl H2O
B Pt Cu CuSO4 CuSO4溶液
C C C H2SO4 H2O
D Ag Fe AgNO3 AgNO3晶體
答案：C
解析：A應通HCl，B加CuO，C加H2O，D不需加任何物質。
9.如圖所示，在一定電壓下用惰性電極電解由等物質的量濃度的FeCl2、HCl組成的混合溶液。已知在此電壓下，陰、陽離子根據放電順序都可能在陽極放電，下列分析正確的是(　　)
A.C1電極處溶液首先變棕黃色
B.反應一段時間后，往溶液中加一定量的鹽酸可復原
C.C2電極上可依次發生的電極反應為Fe2＋－e－===Fe3＋、2Cl－－2e－===Cl2↑
D.當C1電極上有2g物質生成時，就會有2NA個電子通過溶液發生轉移
答案：C
解析：C1電極與電池的負極連接，做陰極，溶液中的H＋在陰極放電，因此C1處的溶液有氣泡放出，不會變成棕黃色，A錯誤；反應一段時間后由于C2處Fe2＋失電子，此時溶液中Fe2＋含量逐漸減少，只加入鹽酸不能將溶液復原，B錯誤；C2電極與電源的正極相連，做陽極，Fe2＋的還原性強于Cl－，則依次發生的電極反應為Fe2＋－e－===Fe3＋、2Cl－－2e－===Cl2↑，C正確；電子只能通過導線傳遞，不能通過溶液傳遞，D錯誤；故選C。
10.如圖X是直流電源，Y池中c、d為石墨棒，Z池中e、f是質量相同的銅棒。接通電路后，發現d極附近顯紅色。
(1)①b為電源的________極(填“正”、“負”、“陰”或“陽”，下同)。
②Z池中e為________極。
③連接Y、Z池線路，電子流動的方向是d________e(填“→”或“←”)。
(2)①寫出c極上反應的電極反應式：________________________________________________
______________________________________________________________________________。
寫出Y池中總反應的化學方程式：____________________________________________
______________________________________________________________________________。
寫出Z池中e極上反應的電極反應式：_________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案：(1)①負　②陽　③←
(2)①2Cl－－2e－===Cl2↑
②2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
③Cu－2e－===Cu2＋
解析：d極附近顯紅色，說明d為陰極，電極反應式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，c為陽極，電極反應式為2Cl－－2e－===Cl2↑，Y池電解NaCl溶液的總反應的化學方程式為2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑；直流電源中a為正極，b為負極，Z池中f為陰極，e為陽極，電極反應式分別為Cu2＋＋2e－===Cu、Cu－2e－===Cu2＋，電子流動方向由e→d。
11.A、B、C為三種強電解質，它們在水中電離出的離子如下表所示：
陽離子 Na＋、K＋、Cu2＋
陰離子 SO、OH－
圖1所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，電極均為石墨。
接通電源，經過一段時間后，測得乙中c電極質量增加。常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間t的關系如圖2所示。據此回答下列問題：
(1)M為電源的________(填“正”或“負”)極，電極b上發生的電極反應為______________
_______________________________________________________________________________。
(2)寫出乙燒杯中的反應方程式：___________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)如果電解過程中B溶液中的金屬離子全部析出，此時電解能否繼續進行，為什么？_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(4)若經過這一段時間后，要使丙恢復到原來的狀態，需要進行的操作是_________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)負　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(2)2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4
(3)能，因為硫酸銅溶液已轉變為硫酸溶液，反應變為電解水的反應　(4)向丙燒杯中加入一定量水
解析：(1)乙中c電極質量增加，則c處發生的電極反應為Cu2＋＋2e－===Cu，即c為陰極，由此可推出b為陽極，a為陰極，M為負極，N為正極。而Cu2＋只能和SO結合，可以確定B為硫酸銅；由常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間t的關系圖，可以確定A為KOH或NaOH，C為Na2SO4或K2SO4。甲中為KOH或NaOH溶液，相當于電解H2O，陽極b處為OH－放電，即4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。(2)乙燒杯中是電解CuSO4溶液，反應方程式為2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。(3)乙中銅全部析出后，電解質變為H2SO4，所以電解反應仍能繼續進行。
12.(2023·廣東揭陽高二統考期末)某化學興趣小組的同學用如圖所示裝置研究有關電化學的問題。當閉合K時，觀察到電流表的指針發生了偏轉。
請回答下列問題。
(1)甲裝置的名稱是________，裝置乙中Pt為________極。
(2)石墨電極的電極反應式為_____________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)當甲中產生0.1mol氣體時，乙中產生的氣體在標準狀況下的體積為________L。
(4)若乙中溶液不變，將其電極都換成銅電極，閉合K，一段時間后，乙中溶液的顏色________(填“變深”、“變淺”或“無變化”)。
(5)若乙中電極不變，將其溶液換成NaCl溶液，閉合K，一段時間后，乙中溶液的pH將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
答案：(1)原電池　陽　(2)Cu2＋＋2e－===Cu
(3)2.24　(4)無變化　(5)增大
解析：閉合開關后，Zn、Cu和稀硫酸可構成原電池，其中Zn是負極，Cu是正極；則乙裝置是電解池，石墨棒與負極相連為陰極，Pt與正極相連為陽極。(1)由分析可知，甲裝置的名稱是原電池；裝置乙中Pt為陽極；(2)石墨棒為陰極，發生還原反應為Cu2＋＋2e－===Cu；(3)甲、乙裝置中轉移電子的物質的量相等，甲中產生氣體為H2，當生成0.1mol氣體時，反應中轉移了0.2mol電子，則乙中陽極放出0.1molCl2，標況下體積為2.24L；(4)若將乙中兩個電極都換成銅，陽極溶解的銅和陰極析出的銅一樣多，溶液中Cu2＋的濃度基本不變，故溶液的顏色無變化；(5)若將乙中溶液換成NaCl溶液，則乙裝置就是電解飽和食鹽水的裝置，因反應生成了NaOH，故電解后溶液的pH增大。
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