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4.2.2电解池原理的应用（分层作业）
1．下列有关四个实验装置的叙述错误的是
A．图I所示装置工作时，盐桥中的阳离子移向 溶液
B．图Ⅱ所示的金属防护法称为外加电流法
C．图Ⅲ可以比较K (AgCl)、K (AgBr)的相对大小
sp sp
D．图Ⅳ所示装置工作时，溶液a是烧碱溶液
【答案】D
【解析】A．盐桥中的阳离子移向正极CuSO 溶液，A正确；
4
B．图Ⅱ中有外加直流电源，称为外加电流法，B正确
C．向氯离子和溴离子浓度均为0.1mol/L的溶液中滴入硝酸银溶液，若先生成淡黄色的溴化银沉淀，说明
K (AgCl)>K (AgBr)，C正确；
sp sp
D．图Ⅳ所示装置工作时，右侧为阴极，阴极放氢生碱，得到NaOH溶液，故右侧溶液是烧碱溶液，D错
误；
故选D。
2．（双选）金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的镍。下
列叙述正确的是(已知氧化性：Fe2+a %，C
项正确；
D．阳极上亚硫酸根离子在酸辛条件下失电子发生氧化反应，故电极反应方程式为：SO2- ＋HO-2e-=SO2- ＋
3 2 4
2H+，D项错误；
答案选C。
18．请回答下列问题：
(1)高铁酸钾( )不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。下图所示是高铁电池
的模拟实验装置。①该电池放电时正极产生Fe(OH) 沉淀，正极电极反应为 。
3
②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向 (填“左”或“右”)移动；
③下图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有 。
(2)氯碱工业电解饱和食盐水制烧碱时必须阻止 移向阳极，目前采用阳离子交换膜将两极溶液分开(如
图)。
①C、D分别是直流电源的两电极，C是电源 极。
②电解一段时间后，A口导出 。
③阳离子交换膜的作用是 。
【答案】(1) FeO2- ＋4HO＋3e-=Fe(OH) ＋5OH- 右 使用时间长、工作电压稳定
4 2 3
(2) 负 Cl 避免OH-向阳极移动，与氯气发生反应
2
【解析】（1）①根据装置图，锌为负极，石墨为正极，高铁酸钾中铁元素显＋6价，具有强氧化性，高铁
酸根在正极上得电子，因此正极电极反应式为FeO2- ＋4HO＋3e-=Fe(OH) ＋5OH-；
4 2 3
②根据原电池工作原理，Cl-向负极移动，向Zn电极移动，即向右移动；
③图2为高能碱性电池与高铁电池放电的曲线，从而推出高铁电池的优点是使用时间长、工作电压稳定；
（2）①根据图示，H+向右侧移动，则右侧为阴极室，则C是电源负极；
②左侧是阳极室，Cl-在左室失电子生成氯气，发生反应2Cl--2e-=Cl↑，电解一段时间后，Cl 由A口导出；
2 2③若不采用阳离子交换膜，OH-会向阳极移动，氯气和氢氧根离子反应生成氯离子和次氯酸根离子，故使
用阳离子交换膜可以避免OH-向阳极移动，与氯气发生反应。
19．电池的发明和应用是化学家们对人类社会的重要贡献之一。每一次化学电池技术的突破，都带来了电
子设备革命性的发展。最近，我国在甲烷燃料电池的相关技术上获得了新突破，原理如下图所示：
(1)甲烷燃料应从 口通入(图1)，发生的电极反应式 。
(2)以石墨做电极电解NaSO 溶液，如图2所示，电解开始后在 的周围(填“阴极”或“阳
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极”)先出现红色，该极的电极反应式为 。。
(3)以CuSO 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
4
___________。
A．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
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．电能全部转化为化学能
(4)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素[CO(NH)]，原理如图。
2 2①电源的正极为 (填“A”或“B”)。
②电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将 (填“增大”、“减小”、“不变”)；若收
集到H2.24L(标准状况)，则通过质子交换膜的H+数目为 (忽略气体的溶解)。
2
【答案】(1) b CH —8e—+2H O=CO+8H+
4 2 2
(2) 阴极 2HO+2e—= H ↑+ 2OH—
2 2
(3)AB
(4) A 不变 0.2N
A
【解析】（1）由氢离子的移动方向可知，左侧电极燃料电池的负极，水分子作用下甲烷在负极失去电子
发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH—8e—+2H O=CO+8H+，则甲烷燃料应从b口通
4 2 2
入，故答案为：b；CH—8e—+2H O=CO+8H+；
4 2 2
（2）以石墨做电极电解硫酸钠溶液时，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，使
滴入酚酞试液的阴极区溶液变红色，电极反应式为2HO+2e—= H ↑+ 2OH—，故答案为：阴极；2HO+2e—=
2 2 2
H↑+ 2OH—；
2
（3）精炼铜时，与直流电源正极相连的粗铜做精炼池的阳极，铝、锌、铜在阳极失去电子发生氧化反应
生成金属阳离子，银、铂、金不能放电，在阳极形成阳极泥，精铜做阴极，铜离子在阴极得到电子发生还
原反应生成铜。
A．由分析可知，银、铂、金不能放电，在阳极形成阳极泥，所以利用阳极泥可回收银、铂、金等金属，
故A正确；
B．由分析可知，与直流电源正极相连的粗铜做精炼池的阳极，故B正确；
C．精炼池工作时，溶液中阳离子铜离子向阴极移动，故C错误；
D．精炼池工作时，电能会转化为化学能和热能，不可能完全转化为化学能，故D错误；
故选AB；（4）由图可知，与直流电源A极相连的左侧电极逸出氯气可知，A极为正极，左侧电极为阳极，氯离子
在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，氯气与尿素溶液反应生成氮气、二氧化碳和盐酸，反应的化学方
程式为CO(NH)+3Cl+H O=N+CO +6HCl，溶液中的氢离子通过质子交换膜进入阴极室，右侧电极为阴极，
2 2 2 2 2 2
水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2HO+2e—= H ↑+ 2OH—，放电
2 2
生成的氢氧根离子与进入阴极室的氢离子反应生成水；
①由分析可知，A极为电源的正极，故答案为：A；
②由分析可知，放电生成的氢氧根离子与进入阴极室的氢离子反应生成水，所以阴极室中电解前后溶液的
2.24L
pH不变，则标准状况下阴极生成2.24L时，通过质子交换膜的氢离子数目为 ×2×N mol—
22.4L/mol A
1=0.2N ，故答案为：不变；0.2N 。
A A
