第十单元 电化学基础（3）
2015-11-25 09:32:27 来源： 撰稿：董啸 摄影摄像： ; 评论：0 点击：
第十单元 电化学基础（3）
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授课人：董 啸 |
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①理解原电池原理，初步了解化学电源。 |
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教学目标： |
②理解电解原理，了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业反应原理。 |
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③原电池和电解池电极判断以及电极方程式书写。
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教学重点： |
原电池原理、理解电解原理、电极方程式书写 |
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教学难点： |
原电池和电解池电极判断以及电极方程式书写 |
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教学方法： |
分析比较法 |
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教学过程： |
第三课时 |
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基础知识精析
二、电解池
1．电解原理
（1）电解池：把电能转变为化学能的装置叫做电解池
（2）电解原理：使电流通过电解质溶液，而在电解池的阴阳两极引起氧化还原反应。
（3）电解池的组成：
①直流电源 ②电极(活性或惰性) ③电解液(水溶液或熔化态)
（4）阴、阳极的判断
①阳极：与电源正极相连，发生氧化反应，失去电子。
②阴极：与电源负极相连，发生还原反应，得到电子。
电子不下水，离子不上岸。
(5)电子和离子移动方向
a．电子：从电源负极流向电解池的阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。
b．离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。
2．电解时电极产物的判断
①阳极产物判断：还原性强的先放电
首先看电极，如果是活性电极(金属活动顺序表Ag以前)，则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。
Cu－2e－=Cu2＋ Fe－2e－= Fe 2＋
如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要再看溶液中的离子的失电子能力。根据阴离子放电顺序加以判断。
阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－> OH－>含氧酸根
2C1－－2e－=C12↑ 4OH一-4e—=2H2O+ O2↑ 或2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
②阴极产物的判断：氧化性强的先放电
直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序：
Ag＋>Hg2+>Fe3+>Cu2+ >H+>Pb2+> Fe2+>Zn2+> A13+>Na+
Cu2++2e一=Cu 2H＋+2e一=H2 ↑ 或 2H2O+2e一＝H2↑+2OH一
【特别说明】
a．一般未做说明的情况下，电极为惰性电极。
b．离子放电顺序受外界条件的影响可发生变化。
c．阴极电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。
d．最常用、最重要的放电顺序是：阳极，Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。
e．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。
3.电解方程式的书写方法
以写出用石墨作电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式为例。
第一步：明确溶液中存在哪些离子。
阳离子：Cu2＋、H＋；阴离子：OH－、SO。
第二步：判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序。
阴极：Cu2＋>H＋；阳极：OH－>SO。
第三步：写电极反应式和总的电解方程式。
阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu；阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。
根据得失电子数相等，两极反应式相加得总方程式：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。
4.用惰性电极电解电解质溶液的类型
①电解水型：
若电解质溶液中阳离子在H+之后，阴离子在OH-之后，实质是电解水，电解产物为：H2 和O2 ，如电解Na2SO4溶液。若电解质为强酸(含氧酸)和强碱则电解产物也为H2和O2.
②分解电解质型：
若电解质溶液中阳离子在H+之前，阴离子在OH-之前，电解的物为：金属单质和非金属单质，如电解CuCl2溶液。
③放氢生碱型：
若电解质溶液中阳离子在H+之后，阴离子在OH-之前，电解产物为：H2和非金属单质，如电解NaCl溶液。
④放氧生酸型：
若电解质溶液中阳离子为H+之前，阴离子为OH-之后，电解产物为：金属单质和O2，如电解Cu(NO3)2溶液。
5.常见的电解反应（未说明为惰性电极）：
①电解CuCl2溶液
阳极：2C1-＋2e－=C12↑ 阴极：Cu2++2e一=Cu
总反应：Cu2++2C1-= Cu+C12↑
②电解盐酸
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑
2HClCl2↑＋H2↑
③电解NaCl溶液
阳极：2C1－－2e－=C12↑
阴极： 2H2O+2e一＝H2↑+2OH一
总反应：2C1－+2H2O＝C12↑+H2↑+2OH一
总方程式：2NaCl+2H2O =C12↑+H2↑+2NaOH
④电解CuSO4溶液
阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极： 2Cu2＋＋4e－===2Cu
总反应：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。
⑤电解AgNO3溶液
阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 阴极：4Ag＋＋4e－===4Ag
总反应：4 AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3
⑥电解NaOH溶液
阳极：4OH一-4e—=2H2O+ O2↑ 阴极：4H2O+4e—＝2H2↑+4OH一
总反应：2H2O=2H2↑+ O2↑
⑦电解H2SO4溶液
阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H+ 阴极： 4 H+＋4 e－===2H2↑
总反应：2H2O=2H2↑+ O2↑
⑧电解Na2SO4溶液
阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H+ 阴极：4H2O+4e一＝2H2↑+4OH一
总反应：2H2O=2H2↑+ O2↑
⑨铜做阳极，石墨做阴极，电解H2SO4、NaCl或NaOH溶液：
ⅰ、阳极：Cu－2e－===Cu2＋ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑
总反应：Cu＋2H＋===H2↑+Cu2＋
ⅱ、阳极： Cu－2e－===Cu2＋ 阴极：2H2O+2e—＝H2↑+2OH一
总反应： Cu+4H2O===Cu(OH)2+H2↑
⑩铁做阳极，石墨做阴极，电解H2SO4、NaCl或NaOH溶液：
ⅰ、阳极： Fe－2e－=== Fe 2＋ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑
总反应：Fe+2H＋＝H2↑+ Fe2＋
ⅱ、阳极： Fe－2e－=== Fe 2＋ 阴极：2H2O+2e—＝H2↑+2OH一
总反应：Fe+2H2O＝H2↑+ Fe (OH)2
【特别说明】
在电解池中，为了减少阳极反应和阴极反应的相互影响，常常在电解池中间用隔膜将其分为两个区。若为阳离子交换膜只允许阳离子通过；若为阴离子交换膜只允许阴离子通过；若为质子交换膜只允许氢离子通过。
6.电解后溶液的还原
（1）方法：
根据电解时离开溶液的物质（气体和析出的金属）的元素组成，设计出一种化合物加入到电解后的溶液中，加入的物质可以与电解生成的新溶质反应生成原电解质。若电解时只有电解质本身电解或电解的实质是电解水，则直接加电解质或加水即可。
口诀：缺什么加什么，缺多少加多少。
（2）要求：①电解质和浓度与原溶液完全相同。②加入物能与新溶质反应。
（3）实例：
例如，电解NaCl溶液，加等质量的HCl；电解CuCl2 溶液加等量的CuCl2，电解Na2SO4 溶液，加等质量的H2O，电解CuSO4溶液，加等质量的CuO 。
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电解质 |
HCl |
CuCl2 |
H2SO4 |
NaOH |
Na2SO4 |
NaCl |
CuSO4 |
AgNO3 |
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加入物质 |
HCl |
CuCl2 |
H2O |
H2O |
H2O |
HCl |
CuO |
Ag2O |
7．电解后电解质溶液pH变化的判断
①若电解时只放出H2，不放出O2，电解后溶液pH升高。如电解NaCl溶液。
②若电解时只放出O2不放出H2，电解后溶液pH降低。如电解CuSO4溶液。
③若电解时既放出O2又放出H2，电解的实质是电解水，电解后溶液pH取决于原溶液的pH。若原溶液的pH大于7，则电解后溶液pH升高；若原溶液的pH小于7，则电解后溶液pH降低。
④若电解时既不放出O2又不放出H2，电解的实质是电解电解质本身，电解后溶液pH取决于原溶液的pH。若原溶液的pH大于7，则电解后溶液pH降低；若原溶液的pH小于7，则电解后溶液pH升高。
【深度思考】
1．用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程，并总结电解规律(用惰性电极电解)
2.电解过程中放H2生碱型和放O2生酸型的实质是什么？
答案 放H2生碱型的实质是水电离出的H＋放电，破坏了水的电离平衡，使OH－浓度增大，放O2生酸型的实质是水电离出的OH－放电，破坏了水的电离平衡，使H＋浓度增大。
3．(1)上表中要使电解后的NaCl溶液复原，滴加盐酸可以吗？
(2)上表中要使电解后的CuSO4溶液复原，加入Cu(OH)2固体可以吗？
答案 电解质溶液的复原应遵循“从溶液中析出什么补什么”的原则，即从溶液中析出哪种元素的原子，则应按比例补入哪些原子。
(1)电解NaCl溶液时析出的是等物质的量的Cl2和H2，所以应通入氯化氢气体，加入盐酸会引入过多的水。
(2)同理，使CuSO4溶液复原应加入CuO，而加入Cu(OH)2也会使溶液的浓度降低。
4．在框图推断中若出现“A＋H2OB＋C＋D”的模式，则A一般可能为什么物质？
答案 CuSO4、NaCl(KCl)或AgNO3，要视其他条件而定。
8．电解原理的应用
① 氯碱工业：电解饱和食盐水制取氯气和烧碱
电极反应：阳极：2C1－＋2e－=C12↑ 阴极：2H＋+2e一=H2 ↑
总反应：2C1－+2H2O＝C12↑+H2↑+2OH一
总反应方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
【注意】电解前应除去食盐溶液中的Ca2＋、Mg2＋、SO４一等杂质离子。
②电解法冶炼金属 Na、Mg、Al等活泼金属都可用电解它们的熔融盐或氧化物制得。
电极反应：
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极：2Na＋＋2e－===2Na。
2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
工业上冶炼铝：阳极：6O2－－12e－＝3O2 ↑ 阴极：4Al3＋+12e－＝4Al
总反应：2A12O3＝4Al+3O2↑
③电镀：
电镀是一种特殊的电解，要求镀件作阴极，镀层金属作阳极，含有镀层阳离子的溶液作电解液。电镀时，电解质溶液的浓度理论上保持不变。
例如：电镀铜的电极反应为：阳极：Cu-2e-=Cu2+阴极： Cu2++2e-= Cu
电镀银的电极反应为：阳极：Ag－e－===Ag＋；阴极：Ag＋＋e－===Ag。
④电解精炼：
电解精炼的原理与电镀是相同的。电极精炼是将不纯的金属做阳极，纯金属做阴极，含该金属离子的溶液做电解液。
电极材料：阳极为粗铜；阴极为纯铜。
电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。
电极反应：
阳极：Cu－2e－==Cu2＋、Zn－2e－==Zn2＋、Fe－2e－==Fe2＋、Ni－2e－==Ni2＋；
阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。
深度思考
1．(1)电解氯化钠溶液时，如何用简便的方法检验产物？
答案 阳极产物Cl2可以用淀粉KI试纸检验，阴极产物H2可以通过点燃检验，NaOH可以用酚酞试剂检验。
(2)氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开，原因是什么？
答案 防止H2和Cl2混合爆炸，防止Cl2与溶液中的NaOH反应。
2．电解精炼铜时，阳极泥是怎样形成的？
答案 粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种金属杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，金属活动性位于铜之前的金属杂质，如Zn、Fe、Ni等也会同时失去电子，但是它们的阳离子比铜离子难以还原，所以它们并不能在阴极析出，而只能以离子的形式留在电解液里。金属活动性位于铜之后的银、金等杂质，因为失去电子的能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解，所以当阳极的铜等失去电子变成阳离子溶解之后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。
9、电化学计算
（1）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。
（2）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。
根据放电顺序准确写出两电极的电极反应式，以阴、阳两极得失电子数相等为纽带，对两极产物进行计算。
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。
提示: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。
【练习】：如图所示，A中为a为 Cu 、b为 Zn ，溶液为0.3mol/L 500mL H2SO4 ；B中为c为 C、b为 C，溶液为0.5mol/L 500mL NaCl .若a极放出1.12L H2 时，问：①b极质量变化是多少？c、d共放出气体多少L? ②A、B中的pH分别为多少？
〖教后记〗
题组训练
题组一 电解原理和电解规律的考查
1．用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的pH下降的是 ( )
A．CuSO4 B．NaOH C．BaCl2 D．H2SO4
答案 A
解析 符合该题条件的电解质应为不活泼金属的含氧酸盐。
2．用铂电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，在电解后的电解液中加适量水，能使溶液浓度恢复到电解前浓度的是 ( )
A．NaCl B．Na2CO3 C．CuSO4 D．K2S
答案 B
解析 加适量水能使溶液恢复到电解前的浓度，则实际是电解水，故只有B项符合条件。
3．右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象描述正确的是 ( )
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体
C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
答案 D
解析 SO、OH－移向b极，在b极OH－放电，产生O2，b极附近c(H＋)>c(OH－)，石蕊试液变红。Na＋、H＋移向a极，在a极H＋放电产生H2，a极附近c(OH－)>c(H＋)，石蕊试液变蓝。所以产生的气体体积a电极的大于b电极的；两种气体均为无色无味的气体。A、B均错。
题组二 电极反应式、电解总方程式的书写
4．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)用铁作电极电解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______________________。
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)Cu－2e－===Cu2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
Cu＋2H＋Cu2＋＋H2↑
5．Ⅰ.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______________________。
Ⅱ.用Al单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R受热分解生成化合物Q。写出阳极生成R的电极反应式：__________。
答案 Ⅰ.2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋
Ⅱ.Al＋3HCO－3e－===Al(OH)3＋3CO2↑
解析 Ⅰ.依据信息阳极形成的氧化膜一定为Al2O3，Al失电子生成Al2O3，Al2O3中的氧是由水提供的，溶液显酸性，所以有H＋生成；Ⅱ.Al作阳极，失电子，生成Al3＋，Al3＋水解显酸性，溶液中的HCO水解显碱性，两者水解互相促进，生成Al(OH)3和CO2。
6．CuI是一种不溶于水的白色固体，可以由反应：2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2得到。现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。回答下列问题：
(1)阳极区的现象_______________________。
(2)阳极电极反应式_____________________。
答案 (1)铜电极逐渐溶解，有白色沉淀产生，溶液变为蓝色
(2)2Cu＋4I－－4e－===2CuI↓＋I2
题组三 与酸、碱、盐的电解有关的实验设计
7．[2010·大纲全国卷Ⅱ，29(1)(2)(3)(4)(5)]如图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性
红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6.8～8.0，酸色—红色，碱色—黄色)
回答下列问题：
(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________(填编号)；
①A管溶液由红变黄；② B管溶液由红变黄；③ A管溶液不变色；④B管溶液不变色
(2)写出A管中发生反应的反应式：_________________；
(3)写出B管中发生反应的反应式：_________________；；
(4)检验a管中气体的方法是_________________；
(5)检验b管中气体的方法是______________________。
答案 (1)①④
(2)2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑) Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
(3)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(或2H2O－4e－===4H＋＋O2↑)
(4)用拇指按住管口，取出试管，管口靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有淡蓝色火焰
(5)用拇指按住管口，取出试管正立，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃
解析 (1)由于MgSO4是强酸弱碱盐，在水溶液中存在Mg2＋＋2H2OMg(OH)2＋2H＋水解平衡，因此水溶液呈酸性，电解前A、B管均显红色。铂丝是惰性电极，电解池中阴离子在阳极发生氧化反应，阳离子在阴极发生还原反应，在A管溶液中，铂丝作阴极，由于H＋的氧化性大于Mg2＋的氧化性，H＋先得电子被还原为H2，
Mg2＋与OH－生成Mg(OH)2沉淀，酸性减弱，随着水的电解，OH－浓度增大，颜色由红变黄。而在B管溶液中铂丝作阳极，OH－的还原性大于SO，OH－失电子，随着电解的进行，酸性增大，溶液不变色(始终为红色)。
(2)(3)由(1)可知，在A管中发生：
2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑)
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
在B管中：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(或2H2O－4e－===4H＋＋O2↑)
(4)(5)H2的常用检验方法是“爆鸣”法，即用拇指按住管口，取出试管a，管口靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有淡蓝色火焰；O2的常用检验方法是木条复燃法，用拇指按住管口，取出试管b正立，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内，木条复燃。
8．如图所示，用石墨电极电解氯化铜溶液。查阅资料可知，CuCl显黄色，氯化铜溶液显蓝绿色或黄绿色；向体积相同浓度分别为0.01 mol·L－1,0.05 mol·L－1,0.1 mol·L－1,0.5 mol·L－1的氯化铜溶液中加入NaCl至饱和，对比发现。溶液的颜色由黄绿色向蓝绿色转变。
请回答下列问题：
(1)阳极上的气体呈________色，检验该气体可用_______________。
(2)写出电解的离子方程式：___________________。
(3)实验时，装置中阴极溶液颜色由蓝绿色变为黄绿色，原因是_______。
(4)取出阴极的石墨棒，发现表面有浅蓝色固体，试设计实验探究此浅蓝色固体的成分：______________。
(5)为什么要设计连接后面的装置？______________。
答案 (1)黄绿 湿润的淀粉KI试纸
(2)Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑
(3)阴极Cu2＋放电后，Cu2＋与Cl－浓度比值减小
(4)取此浅蓝色固体于试管中，加入硫酸，若溶解且溶液变蓝色，则为Cu(OH)2
(5)因为阳极产生的氯气为有毒气体，故后面连接装置可以用于检验与吸收
解析 (1)阳极是阴离子放电，即Cl－放电产生Cl2，故颜色为黄绿色；检验Cl2可用湿润的淀粉KI试纸，若试纸变蓝，则确定为氯气。
(2)电解氯化铜的离子方程式为Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑。
(3)由题目所给信息，Cu2＋与Cl－浓度比值逐渐增大，溶液的颜色由黄绿色向蓝绿色转变，故阴极Cu2＋放电后，Cu2＋与Cl－浓度比值减小而呈现黄绿色。
(4)随着反应的进行，Cu2＋浓度降低，此时有一部分H＋放电而使此区域OH－浓度增大，故此浅蓝色固体为Cu(OH)2。
(5)电解氯化铜时产生的氯气有毒，故后面连接装置既可用作检验电解产生的气体，又可用于吸收该有毒气体。
电解原理的应用
1．工业废水中常含有一定量的Cr2O，会对人类及生态系统产生很大损害，电解法是一种行之有效的除去铬的方法之一。该法用Fe作电极电解含Cr2O的酸性废水，最终将铬转化为Cr(OH)3沉淀，达到净化目的。下列有关说法不正确的是( )
A．电解时选用Fe作阳极，石墨棒作阴极
B．阴极附近的沉淀只有Cr(OH)3
C．阳极附近发生反应的离子方程式是Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
D．消耗1 mol Cr2O，将有336 g Fe消耗，因此要定期更换铁电极
答案 B
解析 Fe作阳极，反应产生Fe2＋，Fe2＋与Cr2O发生氧化还原反应，Fe2＋被氧化为Fe3＋，Cr2O被还原为Cr3＋；阴极是H＋得到电子，导致阴极附近溶液的碱性增强，Fe3＋、Cr3＋都会变为Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀，B错误；消耗1 mol Cr2O，必消耗6 mol Fe2＋，根据Fe守恒，将有6 mol Fe消耗，质量336 g。
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－1 NaCl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_______________。
答案 (1)0.1 mol·L－1 (2)B (3)Fe Fe＋2H2OFe(OH)2↓＋H2↑
3．某小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
(1)该电解槽的阳极反应式为________________。
此时通过阴离子交换膜的离子数______(填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
(2)制得的氢氧化钾溶液从出口______(填“A”、“B”、“C”或“D”)导出。
(3)通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因__________。
(4)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的反应式为____________________。
答案 (1)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 小于 (2)D
(3)H＋在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c(OH－)>c(H＋)
(4)O2＋2H2O＋4e－===4OH－
解析 溶液中的OH－在阳极失电子产生O2：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，所以在B口放出O2，从A口导出H2SO4。溶液中的H＋在阴极得到电子产生H2：2H＋＋2e－===H2↑，则从C口放出H2，从D口导出KOH溶液。因SO所带电荷数大于K＋所带电荷数，SO通过阴离子交换膜，K＋通过阳离子交换膜，所以通过阳离子交换膜的离子数大于通过阴离子交换膜的离子数。O2、H2、KOH溶液构成燃料电池时，O2在电池正极放电：O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
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