2021届高三化学一轮复习自我强化练 电解池

2021届高三化学一轮复习自我强化练 电解池

1.电解法利用 CO 2制备甲酸盐可实现 CO 2资源化利用， 其装置如图所示：

下列说法错误的是（ ）

A ．a 极为正极，K +由左向右通过交换膜

B ．乙池中的反应为 -2-33

--2CO +HCO +2e = HCOO + CO C ．电解过程中，Pt 电极产生的气体可以用作燃料电池的负极反应 D ．两池的溶液 KHCO 3浓度均降低

2.ZulemaBorjas 等设计的一种微生物脱盐池的装置如图所示,下列说法正确的是( )

A.该装置可以在高温下工作

B.X 、Y 依次为阳离子、阴离子选择性交换膜

C.负极反应为CH 3COO -+2H 2O-8e -=2CO 2↑+7H +

D.该装置工作时,电能转化为化学能

3.南京大学科学家研究发现了一种电化学“大气固碳”方法电池工作原理示意图如图所示。该电池在充电时，通过催化剂的选择性控制，只有23Li CO 发生氧化，释放出2CO 和2O 。下列说法正确的是（ ）

A. 该电池放电时的正极反应为：-23232Li-2e +CO =Li CO

B. 该电池既可选用含水电解液，也可选无水电解液

C. 充电时阳极发生的反应是：-+232C+2Li CO -4e =3CO +4Li

D. 该电池每放、充4 mol 电子一次，理论上能固定1 mol 2CO

4.光电池在光照条件下可产生电压，如下装置可以实现光能源的充分利用，双极性膜可将水解离为+H 和OH －，并实现其定向通过。下列说法不正确的是（ ）

A.该装置将光能转化为化学能并分解水

B.双极性膜可控制其两侧溶液分别为酸性和碱性

C.如阳极区为KOH 深液，在光照过程中阳极区溶液中的H )O c －（基本不变

D.再生池中的反应：2++3+22V +2H 2V +H 催化剂 5.以熔融的碳酸盐

为电解液，泡沫镍为电极，氧化纤维布为隔膜

（仅允许阴离子通过）可构成直接碳燃料电池，其结构如图所示，下列说法正确的是（ ）

A.该电池工作时，2-3

CO 通过隔膜移动到b 极

B.若a 极消耗1 mol 碳粉，转移电子数为4A N

C. b 极的电极反应式为

D.为使电池持续工作，理论上需要补充23K CO

6.用下图所示装置除去含-CN 、-Cl 废水中的-CN 时,控制溶液pH 为9~10,阳极产生的-ClO 将-CN 氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是( )

A.用石墨作阳极,铁作阴极

B.阳极的电极反应式:----2Cl +2OH -2e =ClO +H O

C.阴极的电极反应式:--222H O+2e =H +2OH ↑

D.除去-CN 的反应:--+-2222CN +5ClO +2H =N +2CO +5Cl +H O ↑

7.如图所示的装置通电一段时间后,测得甲池中某电极质量增加了2.16g,乙池中某电极上析出了0.24g 某金属,下列说法正确的是( )

A.甲池是b 极上析出金属银,乙池是c 极上析出某金属

B.甲池是a 极上析出金属银,乙池是d 极上析出某金属

C.某盐溶液可能是CuSO 4溶液

D.某盐溶液可能是Mg(NO 3)2溶液

8.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( )

A.反应42CH +H O

23H +CO ,每消耗1mol 4CH 转移12mol 电子

B.电极A 上2H 参与的电极反应为:--22H +2OH -2e =2H O

C.电池工作时,2-

CO向电极B移动

3

D.电极B上发生的电极反应为:-2-

O+2CO+4e=2CO

223

9.某同学用如图所示的装置在浸有

K[Fe(CN)](铁氰化钾)溶液(浅黄色)的滤

36

纸上可写出蓝色的字“神奇的化学”。已知

2+3-

3Fe+2[Fe(CN)]=Fe[Fe(CN)]↓(蓝色沉淀),下列说法正确的是( )

6362

A.铁片上发生氧化反应

B.b是直流电源的负极

C.阳极反应为3--2+-

[Fe(CN)]+e=Fe+6CN

6

D.“电笔”笔尖材料是铁,电极反应式为-2+

Fe-2e=Fe

10.可以利用微生物电池除去废水中的乙酸钠和对氯酚(),其原理如图所示。下列有关说法不正确的是( )

A.B极是负极

B.质子从A极移向B极

C.B极的电极反应式为CH3COO--8e-+4H2O=2

HCO-+9H+

3

D.处理后的废水pH降低

11.—种生物电化学方法脱除水体中NH4+的原理如图所示:

下列说法中正确的是( )

A.装置工作时,化学能转变为电能

B.装置工作时,a极周围溶液pH降低

C.装置内工作温度越高,NH4+脱除率一定越大

D.电极b上发生的反应之一是2NO3--2e-=N2+3O2

12.一种碳纳米管能够吸附氢气,用这种材料制备的二次电池原理如下图所示,该电池的电解质为6-1

mol L? KOH溶液,下列说法中正确( )

A.放电时+K移向负极

B.放电时电池负极的电极反应为-+

H-2e=2H

2

C.放电时电池正极的电极反应为()()

--

NiO OH+H O+e=Ni OH+OH

22

D.该电池充电时将碳电极与电源的正极相连

13.微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品,图甲为废水中227Cr O -浓度与去除率的关系,图乙为其工作原理。下列说法不正确的是( )

A.M 为负极,有机物在M 极被氧化

B.电池工作时,N 极附近溶液pH 增大

C.处理1mol 227Cr O -时有6mol H +从交换膜左侧向右侧迁移

D. 227Cr O -离子浓度较大时,可能会造成还原菌失活

14.工业上常用铁和石墨作电极电解24K MnO 溶液制备4KMnO ,具体流程如下:

下列说法错误的是( ) A.电解时,石墨为阳极

B.阳极的电极反应式为2---44MnO -e =MnO

C.每生成11.2L(标准状况下)B,有0.5A N 个+K 通过阳离子交换膜从阳极室进入阴极室

D.熔融时发生反应的化学方程式为22

2422MnO +4KOH+O 2K MnO +2H O 高温

15.电渗析法是指在外加电场作用下,利用阴离子交换膜和阳离子交换膜的选择透过性,使部分离子透过离子交换膜而迁移到另一部分水中,从而使一部分水淡化而另一部分水浓缩的过程如下是利用电渗析法从海水中获得淡水的原理图,已知海水中含Na +、Cl -、Ca 2+、Mg 2+、SO 42-等离子,电极为石墨电极。下列有关描述错误的是( )

A.阳离子交换膜是A,不是B

B.刚通电时阳极上的电极反应式为2Cl --2e -=Cl 2

C.阴极可以使用铁丝网增强导电性

D.阴极区的现象是电极上产生无色气体,溶液中出现少量白色沉淀 16.如图所示,把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞溶液的表面皿中,先观察到酚酞变红现象的区域分别是( )

A.I 和III

B.I 和IV

C.II 和III

D.II 和IV

17.全钒电池以惰性材料作电极,在电解质溶液中发生的总反应如

下:VO 2+(黄色)+H 2O+V 3+(紫色)=VO 2+(黄色)+V 2+(绿色)+2H +下列说法中正确的是( )

A.当电池放电时,VO 2+被氧化

B.放电时,负极反应式为VO 2++2H ++e -=VO 2++H 2O

C.充电时,阳极附近溶液由绿色逐渐变为紫色

D.放电过程中,正极附近溶液的pH 变大

18.一种以肼(24N H )为燃料的新型环保电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是()

A.电极A 的电势比电极B 的低

B.电极A 的电极反应式为2422N H 4e +4OH N +4H O ---=

C.电极B 发生氧化反应

D.每消耗11.2 L 的2O ，转移的电子数为2A N

19.清华大学王晓琳教授首创三室膜电解法制备LiOH,其工作原理如图所示,下列有关说法正确的是( )

A.X 电极连接电源负极

B.Y 电极反应式为--22O +2H O+4e =4OH

C.N 为阳离子交换膜

D.制备2.4g LiOH 产生的2H 在标准状况下为2.24L

20.电化学降解NO 3-的原理如图所示。下列说法不正确的是( )

A.铅蓄电池的A 极为正极,电极材料为PbO 2

B.铅蓄电池在工作过程中负极质量增加

C.该电解池的阴极反应式为2NO 3-+6H 2O+10e -N 2↑+12OH -

D.若电解过程中转移2mol 电子,则质子交换膜两侧电解液的质量变化差(△m 左-△m 右)为10.4g

21.铅蓄电池的工作原理为2242Pb PbO H SO ++4222PbSO H O +,由图分析,

下列判断正确的是( )

A.K 闭合时,c 电极的电极反应式为PbSO 4+2H 2O-2e -PbO 2+4H ++SO 42-

B.当电路中转移0.2 mol 电子时,Ⅱ中消耗的H 2SO 4为0.2mol

C.K 闭合时,Ⅱ中SO 42-向c 电极迁移

D.K 闭合一段时间,电流计的指针读数逐渐变小直至为零后不再偏转

22.用滴有酚酞和氯化钠溶液的湿润滤纸分别做如图所示的甲、乙两个实验,结果发现b、d电极附近均变成红色,下列说法不正确的是( )

A.甲是原电池装置,乙是电解池装置

B.b电极是原电池的正极,d电极是电解池的阴极

C.a、d电极发生的电极反应均为Fe-2e-Fe2+

D.a、c电极均发生氧化反应

23.如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列说法中不正确的是( )

A．装置出口①处的物质是氯气

B．出口②处的物质是氢气，该离子交换膜只能让阳离子通过

C．装置中发生的反应的离子方程式2Cl﹣+2H+Cl2↑+H2↑

D．该装置是将电能转化为化学能

24.如图1是甲醇燃料电池工作的示意图,其中A、B、D均为石墨电极,C为铜电极。

（一）.该电池工作一段时间后,断开K,此时C电极质量减小3.2g。

(1)甲中负极的电极反应式为_____________________________________。

(2)此时乙中溶液中各离子浓度由大到小的顺序是

___________________________________。

（二）.连接K,继续电解一段时间,当A、B两极上产生的气体体积相同时,断开K。

(1)此时乙中A极析出的气体在标准状态下的体积为

___________________________。

(2)该过程中丙中溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量的变化关系如图2所示,则图中曲线②表示的是______(填离子符号)的变化;此时要使丙中溶液中金属阳离子恰好完全沉淀,需要__________mL

5.0-1

溶液。

mol L NaOH

参考答案

1.答案：C

2.答案：C

解析：A. 高温能使微生物蛋白质凝固变性，导致电池工作失效，所以该装置不能在高温下工作，故A 错误；

B. 原电池内电路中：阳离子移向正极、阴离子移向负极，从而达到脱盐目的，所以Y 为阳离子交换膜、X 为阴离子交换膜，故B 错误；

C. 由图片可知,负极为有机废水3CH COO ?的一极,发生失电子的氧化反应,电极反应为--32CH COO +2H O-8e ═+22CO +7H ↑，故C 正确；

D. 该装置工作时为原电池，是将化学能转化为电能的装置，故D 错误； 故选：C 。 3.答案：D

解析：A.Li 在负极发生氧化反应，而不是正极，故A 错误； B.Li 能与水反应，所以不能选用含水电解液，故B 错误；

C.充电时阳极发生氧化反应，电极反应式为：-+232C+2Li CO -4e =3CO +4Li ，电荷不守恒，故C 错误；

D.电池每放、充转移4 mol 电子就有1 mol 碳氧化生成二氧化碳，所以该电池每放、充4 mol 电子一次，理论上能固定1 mol 2CO ，故D 正确。 4.答案：C

解析：根据装置图，光电池左边是负极，电解池左侧为阴极，电极反应：

3+-2+V +e =V ；

光电池右边是正极，电解池右侧为阳极，电极反应：--224OH -4e =O +2H O ↑； 双极性膜中氢离子向左侧移动，阴极区溶液酸性增强；氢氧根向右侧移

动，由于氢氧根在阳极放电，()OH n －基本不变，但由于阳极区OH -放电产生水，使溶液体积增大，-OH c （）减小，故C 错误。 阴极区放电后溶液呈酸性，故而再生池中发生反应为：

2++3+22V +2H 2V +H ↑催化剂，D 正确。

5.答案：B

6.答案：D

解析：若铁作阳极,则铁失电子生成2+Fe ,则-CN 无法除去,故铁只能作阴极,A 项正确;-Cl 要生成-ClO ,Cl 的化合价升高,故在阳极发生氧化反应,又已知该溶液为碱性条件,故B 项正确;阳离子在电解池的阴极得电子发生还原反应,碱性条件下,2H O 提供阳离子+H ,故C 项正确;由于溶液时碱性条件,故除去

-CN 发生的反应为----2222CN +5ClO +H O =N +2CO +5Cl +2OH ,D 项错误。

7.答案：C

解析：a 、c 电极作阴极,发生还原反应有金属析出,b 、d 电极作阳极,不会有金属析出,A 、B 项错误。C 项,假设某盐溶液为CuSO 4溶液.a 电极质量增加2.16g(Ag),即电路中有0.02mol 电子通过.则理论上乙池中c 电极t 应析出0.64g Cu, 而实际上只有0.24g,原因可能是硫酸铜不足量,铜离子全部被还原后水电离出的H +也被还原,C 项正确:D 项,由于镁较活泼,故电解过程中不可能析出金属镁,故D 项错误。 8.答案：D

解析：4CH 中的C 为-4价,反应后生成的CO 中C 为+2价,每消耗1mol 4CH 转移6mol -e ,A 项错误;从示意图上可以看出,电池工作过程中没有-OH 参与电极反应,B 项错误;该燃料电池中,电极B 为正极,电极A 为负极,电池工作

时,2-3CO 移向负极,C 项错误;在电极B 上2O 得到电子与2CO 反应转化为

2-3

CO ,D 项正确。

9.答案：D

解析：由题给信息可知,该装置为电解池,阳极上发生氧化反应,阴极上发生还原反应,又因“电笔”划过的地方有蓝色的字出现,表明划过的地方有2+

Fe 生成,则“电笔”笔尖材料是铁,作阳极发生氧化反应,故b为正极,a为负极,铁片上发生还原反应,A、B、C项错误,D项正确。

10.答案：B

解析：A极上C6H5OCl变为C6H5OH和Cl-,发生还原反应,B极上CH3COO-变为

HCO-,发生氧化反应,即A极为正极,B极为负极,A项正确;质子应该由B 3

极移向A极,B项错误;B极的电极反应式为CH3COO--8e-+4H2O=2

HCO-+9H+、

3

C项正确;正极的电极反应式为C6H5OCl+2e-+H+=C6H5OH+ Cl-,总反应式为

CH3COO-+4C6H5OCl+4H2O=2

HCO-+4C6H5OH+4Cl-+5H+,所以反应过程中H+的量增

3

加,溶液酸性增强,D项正确。

11.答案：B

解析：该装置是把电能转化为化学能,故A错误;a极为阳极,电极反应式为:NH4++2H2O-6e-=NO2-+8H+,NH4++3H2O-8e-=NO3-+10H+,所以a极周围溶液的pH 降低,故B正确;该装置中的反应是在细菌生物作用下进行的,所以温度过高,会导致细菌死亡,NH4+脱除率减小,故C错误;电极b上的反应式为2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O、2NO2- +8H++6e-=N2+4H2O,故D错误。

12.答案：C

解析：原电池中,+K移向正极,A项错误;放电时,根据用电器上的电子流向判断,碳电极作负极,电极反应为--

H-2e+2OH=2H O,B项错误;放电时,正极上

22

NiO(OH)得电子发生还原反应生成()

Ni OH,C项正确;放电时碳电极为负极,

2

发少氧化反应,则充电时碳电极发生还原反应,作阴极,与电源的负极相连,D 项错误。

13.答案：C

解析：根据电子移动方向,可知N 为正极,氧气和227Cr O -在N 极被还原,M 为负极,有机物在M 极被氧化,A 正确;由图中信息可知,电池工作时,N 极上消耗H +生成水和Cr(OH)3,氢离子浓度减小,故N 极附近溶液pH 增大,B 正确;处理1mol 227Cr O -需要6mol 电子,但是同时也会有一定量的氧气得到电子,故从交换膜左侧向右侧迁移的H +物质的量大于6mol,C 错误;由图甲可知,

227Cr O -浓度较大时,去除率几乎为0,可能是因为227Cr O -有强氧化性,使还原

菌失活,D 正确。 14.答案：C

解析：由24K MnO 转化成4KMnO 发生的是氧化反应,应发生在电解池的阳极,

故电解时石墨为阳极,阳极反应式为2---44MnO -e =MnO ,A 、B 项正确;阴极反应

为--+222H O-2e =H +2OH ,K ↑通过阳离子交换膜从阳极室进入阴极室,得到KOH,D 为KOH,B 为2H ,生成0.5mol 2H 时,有1mol -OH 生成,则从阳极室进入阴极室的+K 为1mol,C 项错误;熔融时的反应物为KOH 、2MnO 、2O ,生成物为24K MnO 和2H O ,其反应方程式为222422MnO +4KOH+O 2K MnO +2H O 高温

,D

项正确。 15.答案：A

解析：A 项,溶液中的Cl -移向阳极放电生成Cl 2,为使Cl -通过,A 为阴离子交换膜,错误;B 项,Cl -在OH -前放电,正确;C 项,阴极的电极不参加反应,且铁的导电能力强,正确; D 项,阴极产生的OH -与Ca 2+、Mg 2+反应生成白色沉淀, 正确 16.答案：B

解析：图中左侧装置为原电池,Zn 为负极,电极反应式为Zn-2e -=Zn 2+,Fe 为正极,电极反应式为2H 2O+O 2+4e -=4OH -,Fe 电极附近c(OH -)不断增大,所以区域I 先全红;右侧装置为电解池,Fe 为阳极,电极反应式为Fe-2e -=Fe 2+,Zn 为阴极,电极反应式为2H ++2e -=H 2,H +在阴极不断被还原,则Zn 电极附近c(OH -)不断增大,所以区域IV 先变红

17.答案：D

解析：当电池放电时,VO 2+→VO 2+,V 元素的化合价由+5变为+4,VO 2+被还原,故A 错误;放电时,负极上V 2+失电子生成V 3+,负极反应式为V 2+-e -=V 3+,故B 错误;充电时,阳极发生氧化反应,VO 2+→VO 2+,阳极附近溶液由蓝色逐渐变为黄色,故C 错误;放电过程中,正极反应式为VO 2++2H ++e -=VO 2++H 2O,正极附近溶液的pH 变大,故D 正确 18.答案：A

解析：由电子流动方向可知，电极A 为负极，电极B 为正极，正极电势高，A 项正确：电极A 发牛的电极反应为22422N H 4e 2O N 2H O ---+=+,B 项错误；电极B 为正极，正极发生还原反应，C 项错误；电极B 发生的反应为

22O 4e 2O --+=，标准状况下，每消耗11.2 L 的2O ，转移的电子数为

2A N ，但

题中未指明标准状况条件，D 项错误。 19.答案：C

解析：根据图示,在右侧得到LiOH,则在Y 电极有-OH 生成,Y 电极为阴极,X 电极为阳极,连接电源正极,A 项错误;Y 电极反应式为

--222H O+2e =2OH +H ↑,B 项错误;要在右侧得到LiOH,中间室中的+Li 要通过

离子交换膜N 进入右侧,则N 为阳离子交换膜,C 项正确;根据电极反应式

--222H O+2e =2OH +H ↑,可知制备2.4g(0.1mol) LiOH 产生的2H 在标准状况下

的体积为-10.05mol 22.4L mol 1.12L ??=,D 项错误。 20.答案：D

解析：由原理示意图可知,硝酸根离子转化为氮气,发生还原反应,右侧电极为电解池的阴极,则B 极为电池的负极、 A 极为电池的正极,铅蓄电池的负极材料为Pb,正极材料为PbO 2,A 项正确:

铅蓄电池在工作时负极上铅失去电子转化为硫酸附着在电极上,电极质量增加,B 项正确;

电解池中阴极反应式为2NO3-+6H2O+10e-N2↑+12OH-,阳极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,若电解过程中转移2mol电子, 则左侧池中产生氧气

0.5mol,同时有2mol氢离子经过质子交换膜到达右侧溶液中,右侧池中产生氮气0.2mol,因此左侧电解液的质量减少18g,右侧电解液的质量减少3.6 g,两侧电解液的质量变化差为14.4g,故C项正确,D项不正确:

21.答案：D

解析：解答本题的关键是要结合图象分析出Ⅰ为原电池装置,Ⅱ为电解池装置。k闭合时,Ⅰ中发生放电过程消耗硫酸,Ⅱ中发生充电过程有硫酸生成,a电极作原电池的正极发生还原反应,b电极作原电池的负极发生氧化反应,C电极作电解池的阴极发生还原反应,d电极作电解池的阳极发生氧化反应。 K闭合时,c电极的电极反应式为PbSO4+2e-Pb+SO42- ,A项错误;当电路中转移0.2 mol电子时,Ⅱ中生成的H2SO4为0.2 mol,B项错误;电解池中的阴离子向阳极移动,C项错误;当—段时间后Ⅰ、Ⅱ两池的电压相等时,放电过程和充电过程结束,电路中电流为零,D项正确

22.答案：C

解析：本题的易错之处是不能根据实验现象和装置图判断原电池和电解池的电极名称、电极反应及类型。甲图中没有电源,为原电池装置;乙图有电源,为电解池装置,A项正确;根据题意可知,b电极周围有氢氧根离子生成,电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,发生还原反应,则b电极为原电池的正极;a电极为原电池的负极,失去电子发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+ ;d电极为电解池的阴极,其附近有氢氧根离子生成,电极反应式为

2H2O+2e-=H2↑+2OH-则B项正确,C项错误。电极为电解池的阳极,发生氧化反应, a电极上也发生氧化反应,D项正确。

23.答案：C

解析：A、根据钠离子移向阴极确定②是阴极，出口①是电解池的阳极，溶液中的氯离子在阳极失电子生成氯气，故A正确；B、依据装置图可知，出口②是电解池的阴极，溶液中的氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，离子交换膜是阳离子交换膜，只允许阳离子通过，故B正确；C、装置是电解饱和食盐水，电解过程是氯化钠和水反应生成氢氧化钠和氢

气、氯气，反应的离子方程式为：2Cl -+2H 2O Cl 2↑+H 2↑+2OH -；故

C 错误；

D 、装置是电解原理是电能转化为化学能的装置，故D 正确；故选C 。

24.答案：（一）1.(1)--2-332CH OH-6e +8OH =CO +6H O

(2)+2-2+-4(H )(SO )(Cu )(OH )c c c c >>>

（二）.(1)2.24L (2)2+Fe ; 280

解析：（一）.(1)甲醇燃料电池是原电池,甲醇在负极失电子发生氧化反应,

电极反应为--2-332CH OH-6e +8OH =CO +6H O 。

(2)100mL 1-1mol L ?的4CuSO 溶液中含有2+Cu 0.1mol,2-4SO 0.1mol,电解4CuSO 溶液时,阴极反应式为2+-Cu +2e =Cu ,阳极反应式为-+222H O-4e =4H +O ↑,C 极有3.2g(0.05mol) Cu,阳极反应式为-+222H O-4e =4H +O ↑,C 极有

3.2g(0.05mol)Cu 溶解时转移电子0.1mol, A 极(阳极)有0.1mol +H 生成,B 极(阴极)有0.05mol Cu 生成,剩余2+Cu 0.05mol,该过程中2-4SO 的物质的量没有变化,溶液中还存在水的电离平衡,所以离子浓度大小顺序为

+2-2+-4(H )(SO )(Cu )(OH )c c c c >>>。

（二）.(1)工作一段时间后,断开K,此时A 、B 两极上产生的气体体积相同,分析电极反应可知,B 为阴极,电解过程中2+Cu 先在B 极放电,2+Cu 放电完毕后,+H 在B 极放电,设生成气体的物质的量为x ,已知溶液中2+Cu 物质的量为0.1mol,则有:

2+-+-2Cu +2e =Cu,2H +2e =H ↑

0.1mol 0.2mol 2x x

A为阳极,电解过程中

H O在A极放电生成2O,则有:

2

-+

2H O-4e=4H+O↑

22

4x x

由0.2mol+2x=4x,可得x=0.1mol。则乙中A极析出的氧气的物质的量为0.1mol,在标准状况下的体积为2.24L。

(2)3+

Cu+2Fe=Cu+2Fe,由此反应式Fe在D极放电时,丙中电解总反应为3+2+2+

可知,图2中①为3+

Fe的物质的量与转移电子物质的量的关系,②为2+

Fe的物质的量与转移电子物质的量的关系,③为2+

Cu的物质的量与转移电子物质的量的关系,则转移电子0.4mol时,丙中阳极上生成2+

Cu的物质的量为0.2mol,已知3+

Fe+e=Fe,则当有0.4mol电子发生Fe在D极放电时的电极反应为3+-2+

转移时,由图2可知3+

Fe恰好放电完毕,故电解前丙中3+

Fe的物质的量为

0.4mol,2+

Fe为0.4mol,所以当有0.4mol Fe的物质的量为0.1mol,电解生成的2+

电子发生转移时,丙中含有0.2mol 2+

Fe,要使丙中溶液中金属阳

Cu,0.5mol 2+

离子恰好完全沉淀,需要加入5.0-1

mol L NaOH

?溶液的体积为

(0.2×2+0.5×2)mol÷5.0-1

mol L?=0.28L=280mL。