第二节电能转化为化学能——电解.pdf

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1、第二节 电能转化为化学能电解 1金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量 Fe、Zn、Cu、Pt 等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性 Fe2Ni2X3H BHX3Cu2 CX3HCu2 DCu2HX3 解析：有些同学没有认真分析，就将 X3与 Fe3联系起来，选择答案 C。这其实是简单记忆阳离子放电顺序导致思维定势而造成的结果。本题的解题信息在图像中，一通电就有固体析出，且通过 0.2 mol 电子后，就没有固体析出了，说明是 Cu2放电的结果，X3不放电。故正确答案为 D。答案：D 5500 mL KNO3和 Cu(NO3)2的混合溶液中 c(NO3)0.6 molL

2、1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到 2.24 L 气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为 500 mL，下列说法正确的是()A原混合溶液中 c(K)为 0.2 molL1 B上述电解过程中共转移 0.2 mol 电子 C电解得到的 Cu 的物质的量为 0.05 mol D电解后溶液中 c(H)为 0.2 molL1 解析：石墨作电极电解 KNO3和 Cu(NO3)2的混合溶液，阳极反应式为：4OH4e 2H2OO2，阴极先后发生两个反应：Cu22e Cu,2H2e H2。从收集到 O2为 2.24 L 这个事实可推知上述电解过程中共转移 0.4 mol 电子，而在生

3、成 2.24 L H2的过程中转移0.2 mol 电子，所以 Cu2共得到 0.4 mol0.2 mol0.2 mol 电子，电解前 Cu2的物质的量和电解得到的 Cu 的物质的量都为 0.1 mol。电解前后分别有以下守恒关系：c(K)2c(Cu2)c(NO3)，c(K)c(H)c(NO3)，不难算出：电解前 c(K)0.2 molL1，电解后 c(H)0.4 molL1。答案：A 6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，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是()Aa 为正

4、极，b 为负极；NaClO 和 NaCl Ba 为负极，b 为正极；NaClO 和 NaCl Ca 为阳极，b 为阴极；HClO 和 NaCl Da 为阴极，b 为阳极；HClO 和 NaCl 解析：有关反应 2NaCl2H2O=电解2NaOH H2Cl2，Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，因阳极生成 Cl2，阴极生成 NaOH，为使二者充分作用，Cl2应在下端产生，从而推知电源 b 为正极，a 为负极，消毒液主要成分是 NaCl、NaClO。答案：B 7.某溶液中含有两种溶质 NaCl 和 H2SO4，它们的物质的量之比为 31。用石墨作电极电解该混合溶液时，根据电解产物，可明显分

5、为三个阶段。下列叙述不正确的是()A阴极自始至终只析出 H2 B阳极先析出 Cl2后析出 O2 C电解最后阶段为电解水 D 溶液 pH 不断增大，最后为 7 解析：电解质溶液中，n(Na)n(Cl)n(H)n(SO24)3321，开始电解产生 H2和 Cl2，随着产生 H2和 Cl2的同时，生成 OH，最后是电解水。因而最后溶液的 pH7，阴极只放出 H2。三个阶段分别相当于电解 HCl(aq)NaCl(aq)H2O。答案：D 8 下图中 X 是直流电源。Y 槽中 c、d 为石墨棒，Z 槽中 e、f 是质量相同的铜棒。接通电路后，发现 d 附近显红色。(1)电源上 b 为_极(用“正”“负”“

6、阴”或“阳”填空)。Z 槽中 e 为_极(同上)。连接 Y、Z 槽线路中，电子流动的方向是 d_e(用“”或“”填空)。(2)写出 c 极上反应的电极反应式 _。写出 Y 槽中总反应化学方程式 _。写出 Z 槽中 e 极上反应的电极反应式 _。(3)电解 2 min 后，取出 e、f，洗净、烘干、称量，质量差为 1.28 g，在通电过程中，电路中通过的电子为_mol。若 Y 槽中溶液体积为 500 mL(电解后可视为不变)，槽中电解反应的速率 v(OH)_。解析：“附近显红色”是 d 作为阴极时应有的现象，据此可确定 d 为阴极，进一步即可解答(1)(2)中问题。(3)e 极因发生反应 Cu2

7、e Cu2而减轻，f 极因发生反应 Cu22e Cu 而增重，每转移 2 mol e两极质量差就增加 128 g，即 mn(e)128 g2 mol，n(e)2 mol128 g n2 mol1.28 g128 g0.02 mol。Y 槽中 2NaCl2H2O=电解2NaOH Cl2H22e，当转移 0.02 mol e时产生 OH 0.02 mol，则 v(OH)0.02 mol0.5 L2 min0.02 mol/(Lmin)。答案：(1)负 阳 (2)2Cl2e Cl2 2NaCl2H2O=电解2NaOHH2Cl2 Cu2e Cu2(3)0.02 0.02 mol(Lmin)1 9 按下

8、图中装置实验，A、B 两烧杯分别盛放 200 g 10%NaOH 溶液和足量 CuSO4溶液。通 电一段时间后，c 极上有 Cu 析出，又测得 A 杯溶液中 NaOH 的质量分数为 10.23%，试回答：(1)电源的 P 极为_极。(2)b 极产生气体的体积为_L(标准状况)。(3)c 极上析出沉淀的质量为_g。(4)d 极上所发生的电极反应式为：_。解析：B 池中 c 极上有金属析出，说明它为阴极。由此可知，d、b 为阳极，a、c 为阴极。按照“正接阳，负接阴”的规律，电源的 P 极为负极。电解 NaOH 溶液时，a 极产生 H2，b 极产生 O2；电解 CuSO4溶液时，d 极产生 O2，

9、其电极反应式为：4OH4e 2H2OO2。m(NaOH)200 g10%20 g。电解后溶液的质量为：20 g10.23%195.5 g。被电解的水的质量为：200 g195.5 g4.5 g，其物质的量为 0.25 mol。由此可知，b 极产生的 O2为 0.125 mol，即 2.8 L。根据电子守恒得：0.125 mol4n(Cu)2，解得 n(Cu)0.25 mol，即 Cu 析出 16 g。答案：(1)负(2)2.8(3)16(4)4OH4e 2H2OO2 10在 50 mL 0.2 mol/L CuSO4溶液中插入两个电极通电电解(不考虑水分蒸发)。则：(1)若两极均为铜片，试说明

10、电解过程中浓度变化情况 _。(2)若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是 _。(3)如不考虑 H在阴极上放电，当电路中有 0.04 mol e通过时，阴极增重_g，阴极上的电极反应式是 _。解析：(1)(2)小题类似于电镀原理，(3)由 Cu22e Cu 可知 2 mol e1 mol Cu，故阴极析出 Cu：0.02 mol64 gmol11.28 g。答案：(1)不变(2)Zn2e Zn2(3)1.28 Cu22e Cu 11在如图用石墨作电极的电解池中，放入 500 mL 含一种溶质的某蓝色溶液进行电解，观察到 A 电极表面有红色的固态物质生成，B 电极有无色气体生成；当溶液中的原有溶质

11、完全电解后，停止电解，取出 A 电极，洗涤、干燥、称量，电极增重 1.6 g。请回答下列问题：(1)B 电极发生反应的电极反应式 _。(2)写出电解时反应的离子方程式 _。(3)电解后溶液的 pH为_，要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入_，其质量为_g。(假设电解前后溶液的体积不变)(4)请你设计实验确定原溶液中可能含有的酸根离子，要求：提出两种可能的假设，分别写出论证这两种假设的操作步骤，实验现象和实验结论。假设一：_；假设二：_。解析：(1)蓝色溶液含 Cu2，A 电极有红色固体物质生成，则析出 Cu，为阴极；B 电极为阳极，析出 O2，电极反应式为：4OH4e 2H2OO2。(2

12、)2Cu22H2O=通电2CuO24H(3)当溶液中溶质完全电解时，得 Cu 的物质的量为 1.6 g64 gmol10.025 mol。此时溶液中 c(H)0.1 mol/L，pH1。要使溶液恢复原状，应加入 CuO 0.025 mol，即 2 g。(4)因为可溶性盐，电解时得 O2，酸根只有常见的 SO24和 NO3，应从这两个角度去鉴定。答案：(1)4OH4e 2H2OO2(2)2Cu22H2O=通电2CuO24H(3)1 CuO 2 (4)假设原溶液中的酸根离子是 SO24。取电解后的溶液，向其中加入 BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则原溶液中所含的酸根离子是 SO24 假设原溶液中

13、的酸根离子是 NO3。取电解后的溶液，向其中加入铜，微热，若铜溶解，并有无色气体生成，且在空气中变为红棕色，则原溶液中所含的阴离子是 NO3 1(2009广东单科，14)可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是()A以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液时，正极反应都为：O22H2O4e 4OH B以 NaOH 溶液为电解液时，负极反应为：Al3OH3e Al(OH)3 C以 NaOH 溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的 pH 保持不变 D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极 解析：以 N

14、aOH 为电解液时，不应生成 Al(OH)3沉淀，而应生成Al(OH)4；C 项，电解液的 pH 应减小；D 项，电子通过外电路从负极流向正极。答案：A 2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 解析：电解池的阳极失电子发生氧化反应、阴极得电子发生还原反应。电解熔融的 Al2O3制Al时，若用Fe作阳极，会发生Fe2e Fe2，Fe2移动到阴极上发生 Fe22e Fe，使得到的 Al 不纯。答案：A 3 电解 NaClKClAlCl3熔体制铝比电解 Al

15、2O3NaAlF6制铝节省电能约 30%，但现在仍用后一种方法制铝，其主要原因是()AAlCl3是分子晶体，其熔体不导电 B电解 AlCl3生成的 Cl2会严重污染大气 C自然界不存在富含 AlCl3的矿石 D生产无水 AlCl3较困难，成本又较高 解析：本题主要考查学生处理新信息的能力和对铝工业生产原理的理解。由题意可知NaClKClAlCl3熔体能导电，A 错；工业上可用电解 NaCl、MgCl2的方法生产 Na、Mg，B 显然错误；自然界不存在富含 AlCl3的矿石是事实，但不是主要原因，因为 AlCl3易水解，所以生产无水 AlCl3较困难，成本较高。答案：D 4.能用电解原理说明的问

16、题是()电解是把电能转变成化学能 电解是化学能转化成电能 电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化 不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现 任何溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生 A B C D 解析：从能量角度看，电解是把电能转化成化学能的过程，故对错；电解质溶液的导电过程，必然伴随着两个电极上氧化还原反应的发生，同时生成新的物质，故、对；某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理供给电能也可以实现，故对。所以 D选项符合题意。答案：D 5电解 84.7 mL 质量分数为 16%的氢氧化钠溶液(密度为 1.18 gcm3)，过一段时间后，电解所得溶液中溶质的质量分数

17、为 19.5%(用石墨为电极)，这是因为()A溶质增加了 3.5 g B有 1.5 mol 水被电解 C在阳极生成 2 g H2 D在阳极生成 16 g O2 解析：电解 NaOH 溶液实际上是电解水，通过计算可知电解了 1 mol 水，因而在阳极生成16 g 氧气。答案：D 6用石墨作电极，分别电解下列各物质的溶液CuCl2 CuSO4 NaBr NaNO3 盐酸 H2SO4 KOH。其中只有水被电解的有()A B C D 解析：只有水被电解即是在阴极上 H放电(溶液中阳离子是较活泼的金属离子)，在阳极上OH放电(溶液中含有含氧酸根离子或 F。)答案：C 7用石墨作电极电解 AlCl3溶液时

18、，下图的电解过程变化曲线合理的是()解析：阴离子放电顺序 ClOH，阳离子放电顺序 HAl3，因此电解 AlCl3溶液实质是电解溶质 AlCl3和溶剂水，电解方程式为：2AlCl36H2O=电解2Al(OH)33Cl23H2 电解前，由于 Al3水解，溶液呈酸性，随着电解进行，c(Al3)减小，pH 升高。但生成的Al(OH)3是难溶物质，故 pH 不可能大于 7。电解过程中，Al(OH)3沉淀量逐渐增加，AlCl3完全电解后，沉淀量保持不变。答案：D 8用质量均为 100 g 的铜作电极，电解硝酸银溶液，电解一段时间后，两电极的质量差为 28 g，此时两电极的质量分别为()A阳极 100 g

19、，阴极 128 g B阳极 93.6 g，阴极 121.6 g C阳极 91.0 g，阴极 119.0 g D阳极86.0 g，阴极 114.0 g 解析：Cu 作电极电解 AgNO3溶液时，电极反应式如下：阳极：Cu2e Cu2，阴极：2Ag2e 2Ag 设：阳极溶解 Cu 的物质的量为 n，阴极析出的 Ag 的物质的量则为 2n，据题意：(2n108100 g)(100 g64n)28 g，n0.1 mol 故阳极质量为：100 g6.4 g93.6 g，阴极质量为：100 g21.6 g121.6 g。答案：B 9如下图所示，在一 U 型管中装入滴有紫色石蕊试液且混合均匀的某溶液，通直流

20、电，一段时间后 U 型管内会形成一个倒立的“彩虹”，则 U 型管内的溶液可能为()ANaCl 溶液 BNaOH 溶液 CCuSO4溶液 DNa2SO4溶液 解析：“倒立的彩虹”，一端显红色(酸性)，一端显蓝色(碱性)，中间显紫色(中性)，电解的是水，那么只有D 项符合题意。答案：D 10下图是电解饱和 NaCl 溶液的实验装置，其中 c、d 为石墨电极。则下列有关判断中正确的是()Aa 为正极、b 为负极 Bc 为阴极、d 为阳极 C电解过程中，d 电极质量增加 D电解过程中，氯离子浓度不变 解析：从电流方向可以判断电源中 a 为正极，b 为负极；因此电解池中 c 为阳极，d 为阴极。电解过程

21、中，阴极上 H得电子，放出 H2，电极质量不变，阳极上 Cl失电子，得到 Cl2，氯离子浓度减小。答案：A 11.用惰性电极电解 V mL 某二价金属的硫酸盐溶液一段时间，阴极有 W g 金属析出，溶液的pH 从 6.5 变为 2.0(体积变化可忽略不计)。析出金属的相对原子质量()A.100WV B.200WV C2105W/V D1105W/V 解析：计算关系式：M 2H Mr g 2 mol W g 102 mol/LV1 000 L Mr2W102V1 000，化简得：Mr2105WV。答案：C 12下图装置中，a、b 都是惰性电极，通电一段时间后，b 极附近溶液呈红色，下列说法中正确

22、的是()AX 是正极，Y 是负极 BX 是负极，Y 是正极 CCuSO4溶液的 pH 值逐渐增大 DCuSO4溶液的 pH 值保持不变 解析：b 极区附近溶液呈红色，则 b 极附近 c(OH)增大，则 c(H)减小，所以 b 极反应为2H2e H2，而此反应为还原反应，为电解池的阴极反应，则 y 为电源的负极，x为电源的正极，A 选项正确；B 选项错误。左池电解总反应方程式为 2CuSO42H2O=电解2Cu2H2SO4O2，pH 值减小。答案：A 13用惰性电极电解 2 L 1.0 mol/L CuSO4溶液，在电路中通过 0.5 mol 电子后，调换正负极继续电解，电路中通过了 1 mol

23、 电子，此时溶液中 c(H)为(假设体积不变)()A1.5 mol/L B0.75 mol/L C0.5 mol/L D0.25 mol/L 解析：调换正负极前后电极反应式如下：故电路中转移的 1.5 mol 电子中，只有 1 mol 由 OH放电产生，即消耗的 n(OH)1 mol，即溶液中积累的 n(H)1 mol，则 c(H)0.5 mol/L。答案：C 14 某学生欲完成反应 2HCl2Ag=2AgClH2而设计了下列四个实验，你认为可行的是()解析：题给反应是一个不能自发进行的氧化还原反应，必须借助电解手段才能使之发生。B、D 两装置不是电解池，显然不能使之发生；A 装置是电解池，但

24、 Ag 棒作阴极而不参与反应，其电解池反应不是题给反应，A 装置不能使题给反应发生；C 装置是电解池，Ag 棒作阳极而参与反应，其电解池反应是题给的反应，C 装置能使题给的反应发生。答案：C 15.请从下图中选用必要的装置进行电解饱和食盐水的实验，要求测定产生的氢气的体积(大于25 mL)，并检验氯气的氧化性。(1)A 极发生的电极反应式是 _，B 极发生的电极反应式是 _。电解饱和食盐水的化学方程式是 _。(2)电源、电流表与 A、B 两极的正确连接顺序为：L()()()()M。(3)设计上述气体实验装置时，各接口的正确连接顺序为：_接_、_接 A、B接_、_接_。(4)在 实 验 中，盛

25、有KI淀 粉 溶 液 的 容 器 中 发 生 的 反 应 的 离 子 方 程 式 为_。(5)已知饱和食盐水 50 mL，某时刻测得 H2体积为 16.8 mL(标准状况)。此时溶液 pH 约为_。(lg 20.3，lg 30.5，lg 50.7)解析：(1)要达到电解食盐水的目的，则电解池中铁棒必须接上电源的负极而成为阴极，碳棒则接上电源的正极而成为阳极，反之，铁作阳极则 Fe2进入溶液，无法实现电解食盐水的目的。(2)电源负极接电解池的铁棒、碳棒接电流计“”端，“”端接电源正极。(3)电解池左边 A 导管口产生 H2，右边 B 导管口产生 Cl2，以电解池为中心，则有：HFGA BDEC，

26、相应装置的作用：(5)2NaOH H2 2 mol 22.4 L 1.5103 mol 16.8103 L c(OH)1.5103 mol50103 L3102 mol/L，c(H)KWc(OH)11014 mol/L3102 mol/L131012 mol/L pHlg(131012)12.5。答案：(1)2H2e H2 2Cl2e Cl2 2NaCl2H2O=电解2NaOH H2Cl2(2)A B J K(或 J K A B)(3)H F G D E C(4)Cl22I=2ClI2(5)12.5 16如图所示，甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒，请回答下列问题：(1)若两池中均为 CuSO4

27、溶液，反应一段时间后：有红色物质析出的是甲池中的_棒，乙池中的_棒。乙池中阳极的电极反应式是 _。(2)若两池中均为饱和 NaCl 溶液：写出乙池中总反应的离子方程式：_。甲池中碳极的电极反应式是_，乙池碳极的电极反应属于_(填“氧化反应”或“还原反应”)。将湿润的淀粉KI 试纸放在乙池碳极附近，发现试纸变蓝，过一段时间后又发现蓝色退去。这是因为过量的 Cl2又将生成的 I2氧化。若反应的 Cl2和 I2物质的量之比为 51，且生成两种酸，该反应的化学方程式为 _。若乙池转移 0.02 mol e后停止实验，池中溶液体积是 200 mL，则反应后溶液的 pH _。解析：甲为原电池，乙为电解池。

28、(1)若两池中均为 CuSO4溶液，则：(2)若均为 NaCl 溶液，则：答案：(1)碳 铁 4OH4e 2H2OO2(2)2Cl2H2O=通电Cl2H22OH 2H2OO24e 4OH 氧化反应 5Cl2I26H2O=2HIO310HCl 13 17 现在工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水制取 H2、Cl2、NaOH。请回答下列问题：(1)在 电 解 过 程 中，与 电 源 正 极 相 连 的 电 极 上 所 发 生 的 电 极 反 应 式 为_。(2)电解之前食盐水需要精制，目的是除去粗盐中的 Ca2、Mg2、SO24等杂质离子，使用的试剂有：a.Na2CO3溶液，b.Ba(OH)2

29、溶液，c.稀盐酸，其合理的加入顺序为_(填试剂序号)。(3)如果在容积为 10 L 的离子交换膜电解槽中，1 min 后在阴极可产生 11.2 L(标准状况)Cl2，这时溶液的 pH 是(设溶液体积保持不变)_。(4)Cl2常用于自来水的消毒杀菌，现在有一种新型消毒剂 ClO2，若它们在杀菌过程中的还原产物均为 Cl，则消毒等量的自来水，所需 Cl2和 ClO2的物质的量之比为_。解 析：由 2NaCl 2H2O=通电2NaOH H2 Cl2 可 知，n(NaOH)2n(Cl2)211.2 L22.4 Lmol11 mol，c(OH)0.1 molL1，故溶液的 pH13。Cl2 2e2Cl，

30、ClO2 5eCl，当二者得电子数相等时，消毒能力相当，此时二者物质的量之比为 52。答案：(1)2Cl2e Cl2(2)bac(3)13(4)52 18如图所示，A 为直流电源，B 为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C 为电镀槽，接通电路后，发现 B 上的 c 点显红色，请填空：(1)电源 A 上的 a 为_极。(2)滤纸 B 上发生的总化学反应方程式为 _。(3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通 K 点，使 c、d 两点短路，则电极 e 上发生的反应为 _，电极 f 上发生的反应为 _，槽中盛放的电镀液可以是_或_(只要求填两种电解质溶液)。解析：(1)含酚酞试液的滤纸变红，表示电解时有

31、 OH生成，是由于 H2OHOH，2H2e H2，生成 OH之故，所以 c 是 B 电解池的阴极，d 为阳极，则可得出：b 是原电池 A 的负极，a 为正极，e 是电解槽 C 的阳极，f 为阴极。(2)2NaCl2H2O=电解2NaOH H2Cl2阳极产物 阴极产物(3)镀件铁作阴极 f：Zn22e Zn 待镀金属作阳极 e：Zn2e Zn2，用含待镀金属离子的溶液作电镀液，可用ZnSO4溶液或 ZnCl2溶液。答案：(1)正(2)2NaCl2H2O=电解H2Cl22NaOH(3)Zn2e Zn2Zn22e Zn ZnSO4溶液 ZnCl2溶液 19如下图，通电 5 min 后，电极 5 质量

32、增加 2.16 g，回答：(1)电源：a 是_极，b 是_极；A 池电极反应，电极 1：_；电极 2：_。C 池电极反应，电极 5：_；电极 6：_。(2)如果 B 池中共收集到 224 mL 气体(标准状况)，且溶液体积为 200 mL(设电解过程中溶液体积不变)，则通电前溶液中 Cu2的物质的量浓度为_。解析：(1)因 C 池中电极 5 质量增加，说明电极 5 为阴极，Ag得电子；电极 6 为阳极，又为 Cu 电极，故 Cu 失电子。电源 a 极为负极，b 极为正极，A 池中电极 1 为阴极，H得电子，电极 2 为阳极，且为惰性电极，故 Cl失去电子。(2)流经电路的电子的物质的量为：2.

33、16 g108 gmol10.02 mol，若 B 池中 CuSO4足量，其电解反应方程式为：可知每转移 0.02 mol 电子，生成 O2标准状况下的体积为：0.024 mol22.4 Lmol10.112 L112 mL，而实得气体 224 mL，说明 B 池中 CuSO4不足，电极 3 上除生成 Cu 外，还有112 mL H2生成，根据电子得失守恒关系列式如下：n(Cu)20.112 L22.4 Lmol120.02 mol，n(Cu)0.005 mol，c(CuSO4)0.005 mol0.2 L0.025 mol/L。答案：(1)负 正 2H2e H2 2Cl2e Cl2 2Ag2

34、e 2Ag Cu2e Cu2(2)0.025 mol/L 20.蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是：NiO2Fe2H2OFe(OH)2Ni(OH)2(1)若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是_(填序号)。ANiO2 BFe CFe(OH)2 DNi(OH)2(2)用此蓄电池分别电解以下两种溶液，假如电路中转移了 0.02 mol e，且电解池的电极均为惰性电极，试回答下列问题：电解M(NO3)x溶液时某一电极增加了a g M，则金属M的相对原子质量为_(用含“a、x”的表达式表示)。电解含有 0.01 mol CuSO4和 0.01 m

35、ol NaCl 的混合溶液 100 mL，阳极产生的气体在标准状况下的体积是_L；将电解后的溶液加水稀释至 1 L，此时溶液的 pH _。解析：本题主要考查原电池、电解池的基本原理及电解计算。由蓄电池反应式可以看出，电池消耗 2 mol H2O 时，反应中转移 2 mol 电子，则消耗 0.36 g 水时，转移 0.02 mol 电子。Mxxe M，金属 M 的相对原子质量为ax0.0250ax。电解含有 0.01 mol CuSO4和 0.01 mol NaCl 的混合溶液时，阳极先是 Cl放电：2Cl2e Cl2，生成 0.005 mol Cl2，消耗 0.01 mol 电子；然后是水电离产生的 OH放电：4OH4e 2H2OO2，0.01 mol OH放电，消耗 0.01 mol 电子，生成 0.002 5 mol O2，所以阳极一共生成 0.007 5 mol 气体，在标准状况下的体积为 0.168 L。0.01 mol Cu2在阴极放电：Cu22e Cu，正好消耗 0.02 mol 电子，溶液中 0.01 mol OH放电后，产生 0.01 mol H，c(H)0.01 mol/L，pH2。答案：(1)A(2)50ax 0.168 2