（新課改省份專(zhuān)版）2020高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 5.6 化學(xué)能與電能（4）電化學(xué)原理的綜合應(yīng)用（過(guò)綜合）學(xué)案（含解析）.doc

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第6課時(shí)　化學(xué)能與電能(4)——電化學(xué)原理的綜合應(yīng)用(過(guò)綜合) 考點(diǎn)一　金屬的腐蝕與防護(hù) 1．金屬的腐蝕 (1)金屬腐蝕的本質(zhì) 金屬原子失去電子變成金屬陽(yáng)離子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。 (2)金屬腐蝕的類(lèi)型 ①化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕 類(lèi)型 化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕 條件 金屬與接觸到的 物質(zhì)直接反應(yīng) 不純金屬接觸到電解質(zhì)溶液 發(fā)生原電池反應(yīng) 本質(zhì) M－ne－===Mn＋ M－ne－===Mn＋ 現(xiàn)象 金屬被腐蝕 較活潑金屬被腐蝕 區(qū)別 無(wú)電流產(chǎn)生 有微弱電流產(chǎn)生 聯(lián)系 電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍得多，腐蝕速率更快，危害也更嚴(yán)重 ②析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例) 類(lèi)型 析氫腐蝕 吸氧腐蝕 條件 水膜酸性較強(qiáng)(pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性 電極反應(yīng) 負(fù)極 Fe－2e－===Fe2＋ 正極 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 總反應(yīng)式 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 聯(lián)系 吸氧腐蝕更普遍 鐵銹的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3， 2Fe(OH)3===Fe2O3xH2O(鐵銹)＋(3－x)H2O。 2．金屬的防護(hù) (1)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 可根據(jù)不同的用途選用不同的金屬或非金屬制成合金。 (2)覆蓋保護(hù)層 可以通過(guò)噴油漆、涂油脂、電鍍或表面鈍化等方法使金屬與介質(zhì)隔離。 (3)電化學(xué)防護(hù) 犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法——原電池原理 負(fù)極 比被保護(hù)金屬活潑的金屬 正極 被保護(hù)的金屬設(shè)備 外加電流的陰極保護(hù)法 ——電解原理 陰極 被保護(hù)的金屬設(shè)備 陽(yáng)極 惰性金屬 [考法精析] 考法一　金屬腐蝕的規(guī)律 [典例1]　如圖所示，各燒杯中盛海水，鐵在其中被腐蝕的速度由快到慢的順序?yàn)?　　) A．②①③④⑤⑥　　　　　 B．⑤④③①②⑥ C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥ [解析]　①是Fe為負(fù)極，雜質(zhì)碳為正極的原電池腐蝕，是鐵的吸氧腐蝕，腐蝕較慢，其電極反應(yīng)式：負(fù)極Fe－2e－===Fe2＋，正極2H2O＋O2＋4e－===4OH－。②、③、④均為原電池，③中Fe為正極，被保護(hù)；②、④中Fe為負(fù)極，均加快了Fe的腐蝕，但Fe和Cu的金屬活動(dòng)性差別大于Fe和Sn的，故FeCu原電池中Fe腐蝕的較快。⑤是Fe接電源正極作陽(yáng)極，Cu接電源負(fù)極作陰極，加快了Fe的腐蝕。⑥是Fe接電源負(fù)極作陰極，Cu接電源正極作陽(yáng)極，防止了Fe的腐蝕。根據(jù)以上分析可知鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序?yàn)棰?④>②>①>③>⑥。 [答案]　C [備考方略]　判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律 (1)對(duì)同一電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，腐蝕由快到慢：電解池原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護(hù)措施的腐蝕。 (2)對(duì)同一金屬來(lái)說(shuō)，腐蝕由快到慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液中>弱電解質(zhì)溶液中>非電解質(zhì)溶液中(濃度相同)。 (3)活潑性不同的兩種金屬，活潑性差異越大，二者形成原電池時(shí)，較活潑的金屬腐蝕越快。 (4)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕越快。 考法二　金屬腐蝕的類(lèi)型 [典例2]　一定條件下，碳鋼腐蝕與溶液pH的關(guān)系如下表： pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14 腐蝕快慢 較快 慢 較快 主要產(chǎn)物 Fe2＋ Fe3O4 Fe2O3 FeO 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．當(dāng)pH＜4時(shí)，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕 B．當(dāng)pH＞6時(shí)，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕 C．當(dāng)pH＞14時(shí)，正極反應(yīng)為O2 ＋ 4H＋ ＋ 4e－===2H2O D．在煮沸除氧氣后的堿性溶液中，碳鋼腐蝕速率會(huì)減緩 [解析]　當(dāng)溶液呈較強(qiáng)的堿性時(shí)，碳鋼主要發(fā)生的是吸氧腐蝕，其正極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C項(xiàng)錯(cuò)誤。 [答案]　C 考法三　金屬的防護(hù)措施 [典例3]　(2018北京高考)驗(yàn)證犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，實(shí)驗(yàn)如下(燒杯內(nèi)均為經(jīng)過(guò)酸化的3%NaCl溶液)。 ① ② ③ 在Fe表面生成藍(lán)色沉淀 試管內(nèi)無(wú)明顯變化 試管內(nèi)生成藍(lán)色沉淀 下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．對(duì)比②③，可以判定Zn保護(hù)了Fe B．對(duì)比①②，K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化 C．驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時(shí)不能用①的方法 D．將Zn換成Cu，用①的方法可判斷Fe比Cu活潑 [解析]　實(shí)驗(yàn)②中加入K3[Fe(CN)6]，溶液無(wú)變化，說(shuō)明溶液中沒(méi)有Fe2＋；實(shí)驗(yàn)③中加入K3[Fe(CN)6]生成藍(lán)色沉淀，說(shuō)明溶液中有Fe2＋，A項(xiàng)正確；對(duì)比①②可知，①中K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化成Fe2＋，F(xiàn)e2＋再與K3[Fe(CN)6]反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀，B項(xiàng)正確；由以上分析可知，驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時(shí)，可以用②③做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，不能用①的方法，C項(xiàng)正確；K3[Fe(CN)6]可將單質(zhì)鐵氧化為Fe2＋，F(xiàn)e2＋與K3[Fe(CN)6]生成藍(lán)色沉淀，附著在Fe表面，無(wú)法判斷鐵比銅活潑，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 [答案]　D [綜合訓(xùn)練] 1．(2016浙江10月選考)在一塊表面無(wú)銹的鐵片上滴食鹽水，放置一段時(shí)間后看到鐵片上有鐵銹出現(xiàn)。鐵片腐蝕過(guò)程中發(fā)生的總化學(xué)方程式：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2進(jìn)一步被氧氣氧化為Fe(OH)3，再在一定條件下脫水生成鐵銹，其原理如圖。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．鐵片發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕 B．鐵片腐蝕最嚴(yán)重區(qū)域應(yīng)該是生銹最多的區(qū)域 C．鐵片腐蝕中負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2O＋O2＋4e－===4OH－ D．鐵片里的鐵和碳與食鹽水形成無(wú)數(shù)微小原電池，發(fā)生了電化學(xué)腐蝕 解析：選D　負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋，F(xiàn)e的化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，生成Fe2＋最多的區(qū)域，腐蝕最嚴(yán)重，故A、B、C三項(xiàng)均錯(cuò)誤。 2．(2017全國(guó)卷Ⅰ)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽(yáng)極。下列有關(guān)表述不正確的是(　　) A．通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零 B．通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁 C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽(yáng)極材料和傳遞電流 D．通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整 解析：選C　依題意，鋼管樁為陰極，電子流向陰極，陰極被保護(hù)，鐵不容易失去電子，故鋼管樁表面腐蝕電流(指鐵失去電子形成的電流)，接近于0，A項(xiàng)正確；陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，電子經(jīng)外電路流向陰極，B項(xiàng)正確；高硅鑄鐵作陽(yáng)極，陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，陽(yáng)極上主要是海水中的水被氧化生成氧氣，惰性輔助陽(yáng)極不被損耗，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)海水對(duì)鋼管樁的腐蝕情況，增大或減小電流強(qiáng)度，D項(xiàng)正確。 3．某同學(xué)利用如圖所示裝置探究金屬的腐蝕與防護(hù)條件。(已知Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液呈藍(lán)色)。 下列說(shuō)法不合理的是(　　) A．①區(qū)Cu電極上產(chǎn)生氣泡，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液后出現(xiàn)藍(lán)色，F(xiàn)e被腐蝕 B．②區(qū)Cu電極附近滴加酚酞后變成紅色，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出現(xiàn)藍(lán)色，F(xiàn)e被腐蝕 C．③區(qū)Zn電極的電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液未出現(xiàn)藍(lán)色，F(xiàn)e被保護(hù) D．④區(qū)Zn電極的電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出現(xiàn)藍(lán)色，F(xiàn)e被腐蝕 解析：選A?、賲^(qū)發(fā)生吸氧腐蝕，Cu為正極，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，Cu電極上不產(chǎn)生氣泡，A項(xiàng)錯(cuò)誤；②區(qū)Cu為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，Cu電極附近溶液堿性增強(qiáng)，滴加酚酞后變成紅色，F(xiàn)e為陽(yáng)極，被腐蝕，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出現(xiàn)藍(lán)色，B項(xiàng)正確；③區(qū)Zn為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋，F(xiàn)e為正極，被保護(hù)，C項(xiàng)正確，④區(qū)Zn為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，F(xiàn)e作陽(yáng)極，被腐蝕，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，F(xiàn)e電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液出現(xiàn)藍(lán)色，D項(xiàng)正確。 考點(diǎn)二　串聯(lián)電池 1．有外接電源電池類(lèi)型的判斷方法 有外接電源的各電池均為電解池，若電池陽(yáng)極材料與電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子相同，則該電池為電鍍池。如： 則甲為電鍍池，乙、丙均為電解池。 2．無(wú)外接電源電池類(lèi)型的判斷方法 (1)直接判斷 非常直觀明顯的裝置，如燃料電池、鉛蓄電池等在電路中，則其他裝置為電解池。如圖所示：A為原電池，B為電解池。 (2)根據(jù)電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液判斷 原電池一般是兩種活潑性不同的金屬電極或一種金屬電極和一個(gè)碳棒作電極；而電解池則一般都是兩個(gè)惰性電極，如兩個(gè)鉑電極或兩個(gè)碳棒。原電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液之間能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，電解池的電極材料一般不能和電解質(zhì)溶液自發(fā)反應(yīng)。如圖所示：B為原電池，A為電解池。 (3)根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷 在某些裝置中根據(jù)電極反應(yīng)或反應(yīng)現(xiàn)象可判斷電極，并由此判斷電池類(lèi)型。如圖所示：若C極溶解，D極上析出Cu，B極附近溶液變紅，A極上放出黃綠色氣體，則可知乙是原電池，D是正極，C是負(fù)極；甲是電解池，A是陽(yáng)極，B是陰極。B、D極發(fā)生還原反應(yīng)，A、C極發(fā)生氧化反應(yīng)。 [典例]　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，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．電流方向：電極 Ⅳ→→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 [解析]　帶鹽橋的①、②裝置構(gòu)成原電池，Ⅰ為負(fù)極，Ⅱ?yàn)檎龢O，裝置③為電解池。A項(xiàng)，電子移動(dòng)方向：電極Ⅰ→→電極Ⅳ，電流方向與電子移動(dòng)方向相反，正確；B項(xiàng)，原電池負(fù)極在工作中發(fā)生氧化反應(yīng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，原電池正極上發(fā)生還原反應(yīng)，Cu2＋在電極Ⅱ上得電子，生成Cu，該電極質(zhì)量逐漸增大，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解池中陽(yáng)極為活性電極時(shí)，電極本身被氧化，生成的離子進(jìn)入溶液中，因?yàn)殡姌OⅡ?yàn)檎龢O，因此電極Ⅲ為電解池的陽(yáng)極，其電極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋，錯(cuò)誤。 [答案]　A [備考方略]　串聯(lián)類(lèi)電池的解題流程 [綜合訓(xùn)練] 1．用鉛蓄電池電解AgNO3、Na2SO4的溶液，a、b、c、d電極材料均為石墨。已知鉛蓄電池的總反應(yīng)為Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)，通電時(shí)a電極質(zhì)量增加，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．電路中通過(guò)1 mol電子時(shí)，Y電極質(zhì)量增加48 g B．放電時(shí)鉛蓄電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)＋2e－=== PbSO4(s)＋2H2O(l) C．c、d電極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為1∶2 D．X極為負(fù)極 解析：選A　a極質(zhì)量增加，即析出了 Ag，a為陰極，則Y為負(fù)極，X為正極，D項(xiàng)錯(cuò)；B項(xiàng)，所寫(xiě)電極反應(yīng)式為正極的電極反應(yīng)式；C項(xiàng)，c為陰極放出H2，d為陽(yáng)極放出O2，物質(zhì)的量之比為2∶1。 2．如圖X是直流電源。Y槽中 c、d為石墨棒，Z槽中e、f是質(zhì)量相同的銅棒。接通電路后，發(fā)現(xiàn)d附近顯紅色。 (1)①電源上b為_(kāi)_____極(填“正”“負(fù)”“陰”或“陽(yáng)”，下同)。 ②Z槽中e為_(kāi)_______極。 ③連接Y、Z槽線路中，電子流動(dòng)的方向是d__________e(填“―→”或“ ”)。 (2)①寫(xiě)出c極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式：_____________________________________。 ②寫(xiě)出Y槽中總反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________________________ ______________________。 ③寫(xiě)出Z槽中e極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式： __________________________________。 解析：d極附近顯紅色，說(shuō)明d為陰極，電極反應(yīng)式為 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，c 為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為 2Cl－－2e－===Cl2↑，Y槽電解NaCl溶液的總反應(yīng)方程式為 2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑；直流電源中a為正極，b為負(fù)極，Z槽中f為陰極，e為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋，電子流動(dòng)方向由e―→d。 答案：(1)①負(fù)?、陉?yáng)?、邸? (2)①2Cl－－2e－===Cl2↑ ②2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ ③Cu－2e－===Cu2＋ 考點(diǎn)三　電化學(xué)定量計(jì)算 電化學(xué)的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，各電極上轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量相等，無(wú)論是單一電池還是串聯(lián)電解池，均可抓住電子守恒計(jì)算。 1．解題關(guān)鍵 (1)電極名稱(chēng)要區(qū)分清楚。 (2)電極產(chǎn)物要判斷準(zhǔn)確。 (3)各產(chǎn)物間量的關(guān)系遵循電子得失守恒。 2．計(jì)算方法 如以通過(guò)4 mol e－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式： (式中M為金屬，n為其離子的化合價(jià)數(shù)值) 該關(guān)系式具有總覽電化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)值，熟記電極反應(yīng)式，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見(jiàn)的電化學(xué)計(jì)算問(wèn)題。 [典例]　以石墨電極電解200 mL CuSO4溶液，電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量n(e－)與產(chǎn)生氣體總體積V(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．電解前CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為2 molL－1 B．忽略溶液體積變化，電解后所得溶液中c(H＋)＝2 molL－1 C．當(dāng)n(e－)＝0.6 mol時(shí)，V(H2)∶V(O2)＝3∶2 D．向電解后的溶液中加入16 g CuO，則溶液可恢復(fù)到電解前的濃度 [解析]　電解CuSO4溶液時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，陰極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu，若陰極上沒(méi)有氫離子放電，則圖中氣體體積與轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量的關(guān)系曲線是直線，而題圖中是折線，說(shuō)明陰極上還發(fā)生反應(yīng)：2H＋＋2e－===H2↑。當(dāng)轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時(shí)，Cu2＋恰好完全析出，n(Cu2＋)＝＝0.2 mol，根據(jù)銅原子守恒得，c(CuSO4)＝c(Cu2＋)＝＝1 molL－1，A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時(shí)，生成n(H2SO4)＝0.2 mol，隨后相當(dāng)于電解水，因?yàn)楹雎匀芤后w積變化，所以電解后所得溶液中c(H＋)＝＝2 molL－1，B項(xiàng)正確；當(dāng)n(e－)＝0.6 mol時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4、2H2O2H2↑＋O2↑，n(H2)＝0.1 mol，n(O2)＝0.1 mol＋0.05 mol＝0.15 mol，所以V(H2)∶V(O2)＝0.1 mol∶0.15 mol＝2∶3，C項(xiàng)錯(cuò)誤；因電解后從溶液中析出Cu、O2、H2，所以只加入CuO不能使溶液恢復(fù)到電解前的濃度，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 [答案]　B [綜合訓(xùn)練] 1．將兩個(gè)鉑電極插入500 mL CuSO4溶液中進(jìn)行電解，通電一段時(shí)間后，某一電極增重0.064 g(設(shè)電解時(shí)該電極無(wú)氫氣析出，且不考慮水解和溶液體積變化)，此時(shí)溶液中氫離子濃度約為(　　) A．410－3 molL－1　　　　 B．210－3 molL－1 C．110－3 molL－1 D．110－7 molL－1 解析：選A　陰極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu，增重0.064 g應(yīng)是生成Cu的質(zhì)量，設(shè)生成H＋的物質(zhì)的量為x，根據(jù)總反應(yīng)離子方程式： 2Cu2＋＋2H2O 2Cu＋O2↑＋4H＋ 264 g　　　4 mol 　　　　　　 0.064 g　　　x x＝0.002 mol c(H＋)＝＝410－3 molL－1。 2．在500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中，c(NO)＝6 molL－1，用石墨電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間后，兩極均收集到22.4 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，假定電解后溶液體積仍為500 mL，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.5 mol B．向電解后的溶液中加入98 g的Cu(OH)2可恢復(fù)為原溶液 C．原混合溶液中c(K＋)＝4 molL－1 D．電解后溶液中c(H＋)＝2 molL－1 解析：選B　石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間后，兩極均收集到22.4 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，n(O2)＝＝1 mol，陽(yáng)極發(fā)生2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，生成1 mol氧氣轉(zhuǎn)移4 mol電子，陰極發(fā)生Cu2＋＋2e－===Cu、2H＋＋2e－===H2↑，生成1 mol氫氣，轉(zhuǎn)移2 mol 電子，因此還要轉(zhuǎn)移2 mol電子生成1 mol銅，電解得到的Cu的物質(zhì)的量為1 mol，故A錯(cuò)誤；根據(jù)電解原理和原子守恒，溶液中減少的原子有銅、氧、氫，向電解后的溶液中加入1 mol Cu(OH)2，可恢復(fù)為原溶液，質(zhì)量為98 g，故B正確；c(Cu2＋)＝＝2 molL－1，由電荷守恒可知，原混合溶液中c(K＋)為6 molL－1－2 molL－12＝2 molL－1，故C錯(cuò)誤；開(kāi)始電解時(shí)發(fā)生2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋，n(H＋)＝2n(Cu)＝21 mol＝2 mol，當(dāng)Cu2＋消耗完后，電解HNO3、KNO3溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，n(H＋)＝2 mol不變，電解后溶液中c(H＋)為＝4 molL－1，故D錯(cuò)誤。 3．按如圖1所示裝置進(jìn)行電解，A、B、C、D均為鉑電極，回答下列問(wèn)題。 (1)甲槽電解的是200 mL一定濃度的NaCl與CuSO4的混合溶液，理論上兩極所得氣體的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖2所示(氣體體積已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積，電解前后溶液的體積變化忽略不計(jì))。 ①原混合溶液中NaCl的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)_____molL－1，CuSO4的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)_______molL－1。 ②t2時(shí)所得溶液的pH＝________。 (2)乙槽為200 mL CuSO4溶液，乙槽內(nèi)電解的總離子方程式：_____________________： ①當(dāng)C極析出0.64 g物質(zhì)時(shí)，乙槽溶液中生成的H2SO4為_(kāi)_______mol。電解后，若使乙槽內(nèi)的溶液完全復(fù)原，可向乙槽中加入________(填字母)。 A．Cu(OH)2　　　　　　B．CuO C．CuCO3 D．Cu2(OH)2CO3 ②若通電一段時(shí)間后，向所得的乙槽溶液中加入0.2 mol的Cu(OH)2才能恰好恢復(fù)到電解前的濃度，則電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_(kāi)_______。 解析：(1)①A、B、C、D均為惰性電極Pt，甲槽電解NaCl和CuSO4的混合液，陽(yáng)極上離子放電順序?yàn)镃l－＞OH－＞SO，陰極上離子放電順序?yàn)镃u2＋＞H＋＞Na＋，開(kāi)始階段陰極上析出Cu，陽(yáng)極上產(chǎn)生Cl2，則題圖2中曲線Ⅰ代表陰極產(chǎn)生氣體體積的變化，曲線Ⅱ代表陽(yáng)極產(chǎn)生氣體體積的變化。陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng)依次為2Cl－－2e－===Cl2↑、4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，由曲線Ⅱ可知，Cl－放電完全時(shí)生成224 mL Cl2，根據(jù)Cl原子守恒可知，溶液中c(NaCl)＝＝0.1 molL－1；陰極上發(fā)生的反應(yīng)依次為Cu2＋＋2e－===Cu、2H＋＋2e－===H2↑，由曲線Ⅱ可知Cu2＋放電完全時(shí)，陽(yáng)極上產(chǎn)生224 mL Cl2和112 mL O2，則電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.01 mol2＋0.005 mol4＝0.04 mol，據(jù)得失電子守恒可知n(Cu2＋)＝0.04 mol＝0.02 mol，故混合液中c(CuSO4)＝＝0.1 molL－1。②0～t1時(shí)間內(nèi)相當(dāng)于電解CuCl2，電解反應(yīng)式為CuCl2Cu＋Cl2↑，t1～t2時(shí)間內(nèi)相當(dāng)于電解CuSO4，而電解CuSO4溶液的離子反應(yīng)為2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋，則生成H＋的物質(zhì)的量為0.005 mol4＝0.02 mol，則有c(H＋)＝＝0.1 molL－1，故溶液的pH＝1。(2)電解CuSO4溶液時(shí)，Cu2＋在陰極放電，水電離的OH－在陽(yáng)極放電，電解的總離子方程式為2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋。①C極為陰極，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu，析出0.64 g Cu(即0.01 mol)時(shí)，生成H2SO4的物質(zhì)的量也為0.01 mol。電解CuSO4溶液時(shí)，陰極析出Cu，陽(yáng)極上產(chǎn)生O2，故可向電解質(zhì)溶液中加入CuO、CuCO3等使電解質(zhì)溶液完全復(fù)原。②加入0.2 mol Cu(OH)2相當(dāng)于加入0.2 mol CuO和0.2 mol H2O，則電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.2 mol2＋0.2 mol2＝0.8 mol，即0.8NA個(gè)電子。 答案：(1)①0.1　0.1?、? (2)2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ ①0.01　BC?、?.8NA