?學(xué)案7　電化學(xué)基礎(chǔ)
最新考綱展示　1.了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。2.了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。3.理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害、防止金屬腐蝕的措施。
基礎(chǔ)回扣
1．按如圖所示裝置進行實驗，并回答下列問題。

(1)判斷裝置的名稱：A池為________，B池為________。
(2)鋅極為____極，Cu2＋在溶液中向________(填“Zn”或“Cu”)極運動。
(3)電極反應(yīng)式
正極________________________________________________________________________，
負(fù)極________________________________________________________________________。
(4)若溶液X為滴有酚酞的KCl溶液
①石墨棒C1的電極反應(yīng)式為______________________，石墨棒C2附近發(fā)生的實驗現(xiàn)象為__________________________，溶液中的K＋向__________(填“C1”或“C2”)電極移動；
②當(dāng)C2極析出224 mL 氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況時)，鋅的質(zhì)量變化________(填“增加”或“減少”)________g，此時B中的溶液的體積為200 mL，則pH為________。
(5)若溶液X為CuSO4溶液(足量)
①B池中總反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________；
②反應(yīng)一段時間后，A池中Cu電極增重3.2 g，要使B池溶液恢復(fù)到起始狀態(tài)，向溶液中加入適量的________，其質(zhì)量為________g。
答案　(1)原電池　電解池　(2)負(fù)　Cu
(3)Cu2＋＋2e－===Cu　Zn－2e－===Zn2＋
(4)①2Cl－－2e－===Cl2↑　產(chǎn)生無色氣泡，溶液變紅　C2?、跍p少　0.65　13
(5)①2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋
②CuO　4(或CuCO3　6.2)

2．如圖所示水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天后觀察：
(1)鐵釘在逐漸生銹，則鐵釘?shù)母g屬于____(填“化學(xué)”或“電化學(xué)”)腐蝕。
(2)若試管內(nèi)液面上升，則原溶液呈__________性，發(fā)生__________腐蝕，正極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。
(3)若試管內(nèi)液面下降，則原溶液呈____性，發(fā)生__________腐蝕，正極反應(yīng)式為________________________。
答案　(1)電化學(xué)
(2)弱酸或中　吸氧　O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(3)較強的酸　析氫　2H＋＋2e－===H2↑
3．正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“×”
(1)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化，金屬導(dǎo)電是物理變化(　　)
(2)電解法精煉銅時，用純銅作陽極(　　)
(3)在鍍件上鍍銅時，電鍍液中c(Cu2＋)幾乎不變(　　)
(4)電解法精煉銅時，電解質(zhì)溶液中各離子濃度基本不變(　　)
(5)金屬作原電池的負(fù)極時被保護(　　)
(6)生活、生產(chǎn)中鋼鐵被腐蝕的原理主要是負(fù)極發(fā)生反應(yīng)：Fe－3e－===Fe3＋(　　)
(7)電解飽和食鹽水時，電子的流向由負(fù)極→外電路→陰極→食鹽水溶液→陽極→正極(　　)
(8)在濃硝酸中插入用導(dǎo)線連接的鋁板和銅板，鋁板為負(fù)極(　　)
(9)電鍍時只能用鍍層金屬作陽極(　　)
(10)工業(yè)上可用電解MgCl2、AlCl3溶液的方法制取Mg和Al(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)×　(9)×　(10)×
題型1　電化學(xué)原理的核心——電極判斷與方程式的書寫

1．(2014·廣東理綜，11)某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置，電極Ⅰ為Al，其他均為Cu，則(　　)

A．電流方向：電極Ⅳ→A→電極Ⅰ
B．電極Ⅰ發(fā)生還原反應(yīng)
C．電極Ⅱ逐漸溶解
D．電極Ⅲ的電極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu
答案　A
解析　當(dāng)多個池串聯(lián)時，兩電極材料活潑性相差大的作原電池，其他池作電解池，由此可知圖示中左邊兩池組成原電池，右邊組成電解池。A項，電子移動方向：電極Ⅰ→A→電極Ⅳ，電流方向與電子移動方向相反，正確；B項，原電池負(fù)極在工作中失電子，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，錯誤；C項，原電池正極為得電子一極，銅離子在電極Ⅱ上得電子，生成銅單質(zhì)，該電極質(zhì)量逐漸增大，錯誤；D項，電解池中陽極為非惰性電極時，電極本身失電子，形成離子進入溶液中，因為電極Ⅱ為正極，因此電極Ⅲ為電解池的陽極，其電極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋，錯誤。
2．(2014·浙江理綜，11)鎳氫電池(NiMH)目前已經(jīng)成為混合動力汽車的一種主要電池類型。NiMH中的M表示儲氫金屬或合金。該電池在充電過程中的總反應(yīng)方程式是：Ni(OH)2＋M===NiOOH＋MH
已知：6NiOOH＋NH3＋H2O＋OH－===6Ni(OH)2＋NO
下列說法正確的是(　　)
A．NiMH電池放電過程中，正極的電極反應(yīng)式為NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－
B．充電過程中OH－離子從陽極向陰極遷移
C．充電過程中陰極的電極反應(yīng)式：H2O＋M＋e－===MH＋OH－，H2O中的H被M還原
D．NiMH電池中可以用KOH溶液、氨水等作為電解質(zhì)溶液
答案　A
解析　A項，放電過程中，NiOOH得電子，化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，該項正確；B項，充電過程中發(fā)生電解池反應(yīng)，OH－從陰極向陽極遷移，該項錯誤；C項，充電過程中，陰極M得到電子，M被還原，H2O中的H化合價沒有發(fā)生變化，該項錯誤；D項，NiMH在KOH溶液、氨水中會發(fā)生氧化還原反應(yīng)，該項錯誤。
3．[2014·四川理綜，11(4)]MnO2可作超級電容器材料。用惰性電極電解MnSO4溶液可制得MnO2，其陽極的電極反應(yīng)式是______________________________________________。
答案　Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋
解析　用惰性電極電解MnSO4溶液制取MnO2時，在陽極上Mn2＋失電子后生成MnO2，根據(jù)電荷守恒和原子守恒可得電極反應(yīng)式Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋。
4．[2014·江蘇，20(1)]將燒堿吸收H2S后的溶液加入如圖所示的電解池的陽極區(qū)進行電解。電解過程中陽極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng)：

S2－－2e－===S　(n－1)S＋S2－===S
①寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式：_________________________________________________
_______________________；
②電解后陽極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì)，其離子方程式可寫成_________________
_______________________________________________________。
答案?、?H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
②S＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑
解析　①在陰極電解質(zhì)溶液是NaOH，同時圖示顯示產(chǎn)生了H2，因此陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；②加入H2SO4后，H＋與S反應(yīng)生成S和H2S。

1．原電池電極反應(yīng)式的書寫
(1)一般電極反應(yīng)式的書寫

(2)復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫
復(fù)雜的電極反應(yīng)式＝總反應(yīng)式－較簡單一極的電極反應(yīng)式
如CH4堿性燃料電池負(fù)極反應(yīng)式的書寫：
CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O……總反應(yīng)式
2O2＋4H2O＋8e－===8OH－……正極反應(yīng)式
CH4＋10OH－－8e－===7H2O＋CO……負(fù)極反應(yīng)式
2．電解池電極反應(yīng)式的書寫步驟


(一)原電池中電極的判斷及反應(yīng)式的書寫
1．小明同學(xué)在查閱資料時發(fā)現(xiàn)了一種電池結(jié)構(gòu)如圖所示，當(dāng)光照在表面涂有氯化銀的銀片上時：AgCl(s)Ag(s)＋Cl(AgCl)[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化銀表面]，接著Cl(AgCl)＋e－―→Cl－(aq)，若將光源移除，電池會立即恢復(fù)至初始狀態(tài)。下列說法中不正確的是(　　)
A．Ag電極是電池的正極
B．光照時，Pt電極發(fā)生的反應(yīng)為Cu＋－e－===Cu2＋
C．光照時，Cl－向Ag電極移動
D．光照時，電池總反應(yīng)為AgCl(s)＋Cu＋(aq)Ag(s)＋Cu2＋(aq)＋Cl－(aq)
答案　C
解析　光照時AgCl得電子最終生成Ag和Cl－，所以Ag電極是正極；Pt電極為負(fù)極發(fā)生失電子的反應(yīng)，依據(jù)還原性強弱可知Cu＋－e－===Cu2＋，兩式相加可知D選項正確；由陰離子由負(fù)極移動可知C選項錯誤。
2．固體氧化燃料電池(SOFC)的工作原理如圖所示，已知電池中電解質(zhì)為熔融固體氧化物，O2－可以在其中自由移動。下列有關(guān)說法合理的是(　　)

A．電極b為電池負(fù)極，電極反應(yīng)式為O2＋4e－===2O2－
B．固體氧化物的作用是讓電子在電池內(nèi)通過
C．若H2作為燃料氣，接觸面上發(fā)生的反應(yīng)為H2＋OH－－2e－===H＋＋H2O
D．若C2H4作為燃料氣，接觸面上發(fā)生的反應(yīng)為C2H4＋6O2－－12e－===2CO2＋2H2O
答案　D
解析　負(fù)極應(yīng)該發(fā)生氧化反應(yīng)，b極應(yīng)為電池正極，A錯；電子在外電路中通過，O2－通過固體氧化物定向移動，B錯；燃料在接觸面上與O2－反應(yīng)，失去電子，C錯、D正確。
3．如圖是某同學(xué)設(shè)計的一個簡易的原電池裝置，回答下列問題。

(1)若a為鎂、b為CuCl2，則正極材料為________________，負(fù)極上的電極反應(yīng)式為__________。
(2)若a為鎂、b為NaOH，則Mg極上發(fā)生________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，負(fù)極上的電極反應(yīng)式為______________。
(3)若a為銅、b為濃硝酸，則電流的方向為__________，正極上的電極反應(yīng)式為______________。
(4)上述事實表明，確定原電池中電極的類型時，不僅要考慮電極材料本身的性質(zhì)，還要考慮________________。
答案　(1)Al　Mg－2e－===Mg2＋
(2)還原　Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O
(3)鋁―→銅　2H＋＋NO＋e－===H2O＋NO2↑
(4)電解質(zhì)的性質(zhì)
解析　(1)鎂、鋁均能與CuCl2溶液反應(yīng)，但鎂比鋁活潑，故鎂失去電子作負(fù)極。(2)鋁能與NaOH溶液反應(yīng)而鎂不能，鋁作負(fù)極失去電子變成AlO，電極反應(yīng)式為Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O。(3)常溫下鋁在濃硝酸中發(fā)生鈍化，故銅失去電子作負(fù)極，正極上是NO得到電子生成NO2。
(二)組合裝置中電極判斷與反應(yīng)式書寫
4．如圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時間后(電解液足量)，a極附近溶液顯紅色。下列說法正確的是(　　)

A．a(chǎn)是負(fù)極，b是正極
B．CuSO4溶液的pH逐漸減小
C．銅電極上的反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋
D．向NaCl溶液中加入一定量的鹽酸，能使溶液與原來溶液完全一樣
答案　C
解析　a、b都是惰性電極，通電一段時間后，a極附近溶液顯紅色可知a是電解池的陰極，b是電解池的陽極，所以X為電源的負(fù)極，Y為電源的正極；電解CuSO4溶液，陽極是Cu棒，不是惰性電極，所以Cu失電子生成Cu2＋進入溶液中，該電解池實質(zhì)上是電鍍池，所以CuSO4溶液的pH幾乎不變；恢復(fù)溶液時的原則：失去什么加什么，所以向NaCl溶液中應(yīng)該通入一定量的HCl氣體。
5．某興趣小組設(shè)計如下微型實驗裝置。實驗時，先斷開K2，閉合K1，兩極均有氣泡產(chǎn)生；一段時間后，斷開K1，閉合K2，發(fā)現(xiàn)電流表A指針偏轉(zhuǎn)。

下列有關(guān)描述正確的是(　　)
A．?dāng)嚅_K2，閉合K1時，總反應(yīng)的離子方程式為
2H＋＋2Cl－Cl2↑＋H2↑
B．?dāng)嚅_K2，閉合K1時，石墨電極附近溶液變紅
C．?dāng)嚅_K1，閉合K2時，銅電極上的電極反應(yīng)式為Cl2＋2e－===2Cl－
D．?dāng)嚅_K1，閉合K2時，石墨電極作正極
答案　D
解析　解答本題時應(yīng)特別注意，金屬Cu在電解池和原電池中作何種電極。當(dāng)斷開K2，閉合K1時為電解池，由于兩極都有氣泡冒出，故相當(dāng)于惰性電極電解飽和食鹽水，故銅作陰極而石墨作陽極，陽極反應(yīng)為2Cl－－2e－===Cl2↑，電解池總反應(yīng)的離子方程式為2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－，A、B均錯；當(dāng)斷開K1，閉合K2時組成原電池，銅作負(fù)極而石墨作正極，銅電極的電極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋，故C錯而D正確。
6．在下列裝置中，MSO4和NSO4是兩種常見金屬的易溶鹽。當(dāng)K閉合時，SO從右到左通過交換膜移向M極，下列分析正確的是(　　)

A．溶液中c(M2＋)減小
B．N的電極反應(yīng)式：N===N2＋＋2e－
C．X電極上有H2產(chǎn)生，發(fā)生還原反應(yīng)
D．反應(yīng)過程中Y電極周圍生成白色膠狀沉淀
答案　C
解析　當(dāng)K閉合時，根據(jù)SO的移向，可判斷M極為負(fù)極，N極為正極，Y為陽極，X為陰極，電極反應(yīng)式分別為負(fù)極：M－2e－===M2＋，正極：N2＋＋2e－===N；陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑，陰極：2H＋＋2e－===H2↑。在X極(陰極)附近發(fā)生Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，只有C項正確。
題型2　新型電源的工作原理

1．(2014·北京理綜，8)下列電池工作時，O2在正極放電的是(　　)
　　　　　
　　　A．鋅錳電池　　　　B．氫燃料電池
　　　　
　　　C．鉛蓄電池　　　　　D．鎳鎘電池
答案　B
解析　鋅錳電池中，正極反應(yīng)：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－，MnO2在正極放電，A錯誤；氫燃料電池中，正極反應(yīng)(酸性條件下)：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，O2在正極放電，B正確；鉛蓄電池中，正極反應(yīng)：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O，PbO2在正極放電，C錯誤；鎳鎘電池中，正極反應(yīng)：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，NiOOH在正極放電，D錯誤。
2．(2014·天津理綜，6)已知：鋰離子電池的總反應(yīng)為LixC＋Li1－xCoO2C＋LiCoO2
鋰硫電池的總反應(yīng)為2Li＋SLi2S
有關(guān)上述兩種電池說法正確的是(　　)
A．鋰離子電池放電時，Li＋向負(fù)極遷移
B．鋰硫電池充電時，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)
C．理論上兩種電池的比能量相同
D．下圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電

答案　B
解析　鋰離子電池放電時，為原電池，陽離子Li＋移向正極，A錯誤；鋰硫電池充電時，為電解池，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)生成Li，B正確；電池的比能量是指參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的多少，兩種電池材料不同，顯然其比能量不同，C錯誤；由圖可知，鋰離子電池的電極材料為C和LiCoO2，應(yīng)為該電池放電完全所得產(chǎn)物，而鋰硫電池的電極材料為Li和S，應(yīng)為該電池充電完全所得產(chǎn)物，故此時應(yīng)為鋰硫電池給鋰離子電池充電的過程，D錯誤。
3．(2014·新課標(biāo)全國卷Ⅱ，12)2013年3月我國科學(xué)家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是(　　)

A．a(chǎn)為電池的正極
B．電池充電反應(yīng)為LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi
C．放電時，a極鋰的化合價發(fā)生變化
D．放電時，溶液中Li＋從b向a遷移
答案　C
解析　圖示所給出的是原電池裝置。A項，由圖示分析，金屬鋰易失電子，由原電池原理可知，含有鋰的一端為原電池的負(fù)極，即b為負(fù)極，a為正極，故正確；B項，電池充電時為電解池，反應(yīng)式為原電池反應(yīng)的逆反應(yīng)，故正確；C項，放電時，a極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)的是錳元素，鋰元素的化合價沒有變化，故不正確；D項，放電時為原電池，鋰離子應(yīng)向正極(a極)遷移，故正確。

1．一種太陽能電池的工作原理如下圖所示，電解質(zhì)為鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]和亞鐵氰化鉀K4[Fe(CN)6]的混合溶液，下列說法不正確的是(　　)

A．K＋移向催化劑b
B．催化劑a表面發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：[Fe(CN)6]4－－e－===[Fe(CN)6]3－
C．Fe(CN)在催化劑b表面被氧化
D．該池溶液中的[Fe(CN)6]4－和[Fe(CN)6]3－濃度基本保持不變
答案　C
解析　根據(jù)電子的流向，左電極為負(fù)極，右電極為正極，K＋移向正極，A項正確；負(fù)極反應(yīng)式為[Fe(CN)6]4－－e－===[Fe(CN)6]3－，正極反應(yīng)式為[Fe(CN)6]3－＋e－===[Fe(CN)6]4－，B、D項正確；[Fe(CN)6]3－在催化劑b表面被還原，C項錯誤。
2．(2013·新課標(biāo)全國卷Ⅱ，11)“ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯誤的是(　　)

A．電池反應(yīng)中有NaCl生成
B．電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三價鋁離子
C．正極反應(yīng)為NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－
D．鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動
答案　B
解析　結(jié)合蓄電池裝置圖，利用原電池原理分析相關(guān)問題。A項，負(fù)極反應(yīng)為Na－e－===Na＋，正極反應(yīng)為NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－，故電池反應(yīng)中有NaCl生成；B項，電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原二價鎳離子；C項，正極上NiCl2發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－；D項，鈉在負(fù)極失電子，被氧化生成Na＋，Na＋通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動。
3．液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小等優(yōu)點。一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料的電池裝置如圖所示，該電池以空氣中的氧氣為氧化劑，以KOH溶液為電解質(zhì)溶液。下列關(guān)于該電池的敘述正確的是(　　)

A．b極發(fā)生氧化反應(yīng)
B．a(chǎn)極的反應(yīng)式為N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O
C．放電時，電流從a極經(jīng)過負(fù)載流向b極
D．其中的離子交換膜需選用陽離子交換膜
答案　B
解析　由圖知左側(cè)N2H4生成N2，發(fā)生氧化反應(yīng)，則a為負(fù)極，右側(cè)空氣中的氧氣得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，則b為正極。負(fù)極消耗OH－，正極產(chǎn)生OH－，因而用OH－維持電荷守恒，起導(dǎo)電作用。
題型3　電解規(guī)律的不尋常應(yīng)用

1．(2014·海南，3)以石墨為電極，電解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉)。下列說法錯誤的是(　　)
A．陰極附近溶液呈紅色 B．陰極逸出氣體
C．陽極附近溶液呈藍色 D．溶液的pH變小
答案　D
解析　以石墨為電極，電解KI溶液，發(fā)生的反應(yīng)為2KI＋2H2O2KOH＋H2↑＋I2(類似于電解飽和食鹽水)，陰極產(chǎn)物是H2和KOH，陽極產(chǎn)物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以陽極附近的溶液會變藍(淀粉遇碘變藍)，陰極附近的溶液會變紅(溶液呈堿性)，A、B、C正確；由于電解產(chǎn)物有KOH生成，所以溶液的pH逐漸增大，D錯誤。
2．[2014·重慶理綜，11(4)]一定條件下，如圖所示裝置可實現(xiàn)有機物的電化學(xué)儲氫(忽略其他有機物)。

①導(dǎo)線中電子移動方向為________。(用A、D表示)
②生成目標(biāo)產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為________________________________________________。
③該儲氫裝置的電流效率η＝________。(η＝生成目標(biāo)產(chǎn)物消耗的電子數(shù)/轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)×100%，計算結(jié)果保留小數(shù)點后1位)
答案　①A→D?、贑6H6＋6H＋＋6e－===C6H12
③64.3%
解析　由圖可知，苯轉(zhuǎn)化為環(huán)己烷的過程是加氫過程，發(fā)生還原反應(yīng)，故為陰極反應(yīng)，所以A為電源的負(fù)極，B為電源的正極。
①電子從負(fù)極流向陰極，即A→D。
②該裝置的目標(biāo)是從苯到環(huán)己烷實現(xiàn)儲氫，電極反應(yīng)式為C6H6＋6H＋＋6e－===C6H12。
③陽極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，生成2.8 mol氧氣，失去11.2 mol電子。電解過程中通過陰、陽極的電子數(shù)目相等，即陰極得到電子也為11.2 mol。陰極除生成環(huán)己烷外，還生成H2：2H＋＋2e－===H2↑，由題意可知，2n(H2)＋6n(C6H12)＝11.2 mol，[10 mol＋n(H2)]×10%＝10 mol×24%－n(C6H12)；解得n(H2)＝2 mol，n(C6H12)＝1.2 mol，故生成1.2 mol C6H12時轉(zhuǎn)移電子1.2 mol×6＝7.2 mol，電流效率η＝×100%≈64.3%。
3．[2014·新課標(biāo)全國卷Ⅰ，27(4)]H3PO2也可用電滲析法制備。“四室電滲析法”工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)：

①寫出陽極的電極反應(yīng)式______________________________________________________。
②分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因_______________________________________________
________________________________________________________________________。
③早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2：將“四室電滲析法”中陽極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的陽膜，從而合并了陽極室與產(chǎn)品室。其缺點是產(chǎn)品中混有____________雜質(zhì)。該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是___________________________________
_____________________________________。
答案?、?H2O－4e－===O2↑＋4H＋
②陽極室的H＋穿過陽膜擴散至產(chǎn)品室，原料室的H2PO穿過陰膜擴散至產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成H3PO2
③PO　H2PO或H3PO2被氧化
解析?、訇枠O發(fā)生氧化反應(yīng)，在反應(yīng)中OH－失去電子，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。
②H2O放電產(chǎn)生H＋，H＋進入產(chǎn)品室，原料室的H2PO穿過陰膜擴散至產(chǎn)品室，二者發(fā)生反應(yīng)：H＋＋H2POH3PO2。
③如果撤去陽膜，H2PO或H3PO2可能被氧化。
4．[2014·山東理綜，30(1)]離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系。由有機陽離子、Al2Cl和AlCl組成的離子液體作電解液時，可在鋼制品上電鍍鋁。
鋼制品應(yīng)接電源的________極，已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機陽離子不參與電極反應(yīng)，陰極電極反應(yīng)式為________________________________。若改用AlCl3水溶液作電解液，則陰極產(chǎn)物為________。
答案　負(fù)　4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl　H2
解析　在鋼制品上電鍍鋁，故鋼制品應(yīng)作陰極，與電源的負(fù)極相連；因為電鍍過程中“不產(chǎn)生其他離子且有機陽離子不參與電極反應(yīng)”，Al元素在熔融鹽中以Al2Cl和AlCl形式存在，則電鍍過程中負(fù)極上得到電子的反應(yīng)是4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl；在水溶液中，得電子能力：H＋>Al3＋，故陰極上發(fā)生的反應(yīng)是2H＋＋2e－===H2↑。

“六點”突破電解池
(1)分清陰、陽極，與電池正極相連的為陽極，與電源負(fù)極相連的為陰極，兩極的反應(yīng)為“陽氧陰還”。
(2)剖析離子移向，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極。
(3)注意放電順序。
(4)書寫電極反應(yīng)式，注意得失電子守恒。
(5)正確判斷產(chǎn)物
①陽極產(chǎn)物的判斷首先看電極，如果是活性電極作陽極，則電極材料失電子，電極溶解(注意：鐵作陽極溶解生成Fe2＋，而不是Fe3＋)；如果是惰性電極，則需看溶液中陰離子的失電子能力，陰離子放電順序為S2－>I－>Br－>Cl－>OH－(水)>含氧酸根>F－。
②陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子的放電順序進行判斷：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋
(6)恢復(fù)原態(tài)措施
電解后有關(guān)電解質(zhì)溶液恢復(fù)原態(tài)的問題應(yīng)該用質(zhì)量守恒法分析。一般是加入陽極產(chǎn)物和陰極產(chǎn)物的化合物，但也有特殊情況，如用惰性電極電解CuSO4溶液，Cu2＋完全放電之前，可加入CuO或CuCO3復(fù)原，而Cu2＋完全放電之后，應(yīng)加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3復(fù)原。

(一)應(yīng)用電解原理制備物質(zhì)
1．下圖為EFC劍橋法用固體二氧化鈦(TiO2)生產(chǎn)海綿鈦的裝置示意圖，其原理是在較低的陰極電位下，TiO2(陰極)中的氧解離進入熔鹽，陰極最后只剩下純鈦。下列說法中正確的是(　　)

A．陽極的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑
B．陰極的電極反應(yīng)式為TiO2＋4e－===Ti＋2O2－
C．通電后，O2－、Cl－均向陰極移動
D．石墨電極的質(zhì)量不發(fā)生變化
答案　B
解析　電解質(zhì)中的陰離子O2－、Cl－向陽極移動，由圖示可知陽極生成O2、CO、CO2，所以電極反應(yīng)為2O2－－4e－===O2↑，O2與石墨反應(yīng)生成CO、CO2，A、C、D錯誤，只有B正確。
2．最近一些科學(xué)家研究采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H＋)實驗電解法合成氨，大大提高了氮氣和氫氣的轉(zhuǎn)化率。總反應(yīng)式為N2＋3H22NH3。
則在電解法合成氨的過程中，應(yīng)將H2不斷地通入______(填“陰”或“陽”)極；向另一電極通入N2，該電極的反應(yīng)式為________________。
答案　陽　N2＋6H＋＋6e－===2NH3
解析　合成氨反應(yīng)中H2被氧化，作陽極；N2被還原，作陰極，注意SCY能傳遞H＋，應(yīng)用H＋調(diào)平電荷。
3．該小組同學(xué)模擬工業(yè)上用離子交換膜法制燒堿的方法，可以設(shè)想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。

(1)該電解槽的陽極反應(yīng)為______________。此時通過陰離子交換膜的離子數(shù)________(填“大于”、“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。
(2)通電開始后，陰極附近溶液pH會增大，請簡述原因____________________。
(3)若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池，則電池正極的電極反應(yīng)為________________。
答案　(1)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　小于
(2)H＋放電，促進水的電離，OH－濃度增大
(3)O2＋2H2O＋4e－===4OH－
解析　依據(jù)電荷守恒，通過陽離子交換膜的K＋應(yīng)是通過陰離子交換膜的SO的2倍。
(二)材料處理
4．以NiSO4溶液為電解質(zhì)溶液進行粗鎳(含F(xiàn)e、Zn、Cu、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列說法正確的是________(填代號)。(已知氧化性：Fe2＋

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