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实验活动4 简单的电镀实验
学习目标 1.运用电解原理解决实际问题--在铁片表面镀铜。 2.利用电解池装置，分析电解原理，建立解答电镀问题的思维模型，并利用模型设计在铁片表面镀铜的实验装置。 3.了解提高电镀质量的方法，同时防止电镀污染
重点和难点 重点:了解电镀在生产、生活中的应用。 难点:掌握电镀在生产、生活中的应用。
【实验目的】
1．认识电解原理及其在工业生产中的应用。
2．了解电镀的原理。
【实验用品】
烧杯、砂纸、导线、2～3 V的直流电源、电流表。
铁制镀件、铜片、电镀液(以CuSO4溶液为主配制)、1 mol·L－1 NaOH溶液、20%盐酸。
【实验原理】
Fe作阴极：Cu2＋＋2e－===Cu；
Cu作阳极：Cu－2e－===Cu2＋。
【实验步骤】
1．把铁制镀件用砂纸打磨干净，放入1 mol·L－1 NaOH溶液中除去油污， 然后用蒸馏水洗净。再放入20%盐酸中除锈，几分钟后取出，并用蒸馏水洗净。
2．把铁制镀件与2～3 V的直流电源的负极相连，铜片与直流电源的正极相连(如图)。将两极平行浸入电镀液中，两极间距约5 cm, 5～10 min后取出，观察镀件表面发生的变化。
【问题和讨论】
1．电镀前，如果将铜片与直流电源的负极相连，铁制镀件与直流电源的正极相连，通电后观察到的现象是什么？阴极和阳极发生的反应分别是什么？
2．查阅资料， 了解工业生产中电镀质量的影响因素。
既学既练
1．在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是(　　)
A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子
B．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子
C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子
D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子
2．欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是(　　)
A．Ag和AgCl溶液 B．Ag和AgNO3溶液
C．Fe和AgNO3溶液 D．Pt和Ag2SO4溶液
3．有关电镀铜的实验，下列说法正确的是(　　)
A．电镀铜电解质溶液的浓度不断减小
B．硫酸铜溶液加入氨水制成铜氨溶液，可使镀层光亮
C．阳极材料一般选择石墨等惰性材料
D．电镀使用的电压越大，反应速率快，提高效率
4．某电镀铜实验装置(电镀池)如图所示。
请回答下列问题：
（1）铜片为________金属，铁件为________金属，
硫酸铜溶液为________，含有镀层金属离子。
（2）阳极反应式为_________________________________________________________________；
阴极反应式为___________________________________________________________________。
（3）可观察到的现象是铁件表面________________，铜片________。
（4）硫酸铜溶液浓度的变化是________。
一、电镀原理
1.概念：应用原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或的方法。
2.装置示意图：
待镀件作 ， 作阳极，含有 的溶液作为电解液。
3.工作原理：
电镀时，一般用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，把待镀的金属制品浸入电镀液中，与直流电源的负极相连，作为阴极；把镀层金属作为阳极，与直流电源的正极相连，通入低压直流电，阳极溶解，成为铜离子，移向阴极，在阴极获得电子被还原成，覆盖在待镀金属表面。
4.电极方程式：
阴极： ；
阳极： 。
5.电解质溶液浓度变化：
CuSO4溶液的浓度 。
实践应用
1.在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是
A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子
B．铁作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子
C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子
D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子
2.下列说法正确的是
A．在测定中和反应的反应热时，使用玻璃搅拌器应左右匀速搅拌
B．在润洗洁净的碱式滴定管时，先从滴定管上口加入待盛装碱液，然后轻轻挤压滴定管中的玻璃球，将液体从滴定管下部放入预置的烧杯中
C．在实验室不慎将酸沾到皮肤时，应立即用大量水冲洗，然后用的NaHCO3溶液冲洗
D．在给粗糙铁质镀件电镀时，用砂纸将镀件打磨干净后即可直接与直流电源负极相连
3.利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述错误的是
A．电解时以粗铜作阳极
B．电解时阳极上金属的放电顺序为Zn、Fe、Cu
C．精铜连接电源负极，其电极反应为
D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
4.为了防止铁制品受腐蚀，下述采取的措施中，错误的是（ ）
A．保持铁制品表面的洁净和干燥 B．在铁制品表面涂上油
C．把铁制品浸在水里使它与空气隔绝 D．电镀
5.依据甲、乙、丙三个图回答下列问题：
（1）甲装置为 ，乙装置为 ，丙装置为 。(填“原电池”“电镀池”或“精炼池”)
（2）甲、乙两装置中电极反应式分别为 、 。
基础达标
1.关于如图所示装置的叙述正确的是
A．甲乙装置中的锌片都作负极
B．甲乙装置中的溶液内的 H+在铜片上被还原
C．甲乙装置中锌片上发生的反应都是还原反应
D．甲装置中铜片上有气泡生成，乙装置中的铜片质量减小
2.某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。下列说法不正确的是
A．甲装置为原电池
B．装置乙中的能量转化方式为：电能转化为化学能
C．可用湿润的淀粉KI试纸检验石墨电极产物
D．Cu电极的电极反应式：2H＋＋2e－=H2↑
3.下列操作或处理正确的是
A．NaOH溶液蘸在手上，先用大量水冲洗，再用稀盐酸擦拭
B．检验氯气可以用扇闻法
C．用电石和饱和食盐水制取乙炔，直接点燃导气管中的气体，有大量黑烟
D．用电镀的方法在钢铁制品表面镀铬、镍等金属防锈
4.我国嫦娥三号月球探测器应用了众多先进材料和技术，其中镁锂合金材料发挥了重要作用。下列说法不正确的是
A．电镀镁锂时，镀件接外接电源的负极
B．电镀镁锂时，用含Mg2+和Li+的水溶液作为电镀液
C．为防止镁锂合金被腐蚀可在表面进行喷涂处理
D．锂电池放电时的负极反应：Li - e-=Li+
5.化学源于生活又服务于生活。化学在古代生活中就已有诸多高光时刻，下列说法正确的是
A．西汉鎏金铜马采用的鎏金工艺，即铜上镀金，采用的是电镀原理
B．青花瓷作为我国主流瓷器，耐酸、碱和高温，不会被任何物质腐蚀
C．秦兵马俑出土前具有鲜艳的彩绘，可利用光谱分析获知彩绘中含有的元素种类
D．敦煌壁画颜料中含有孔雀石等，其属于碱
6.下列叙述中错误的是
A．电镀时，电镀池里的阴极材料为镀件
B．电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应
C．原电池跟电解池连接后，电子从电池负极流向电解池阳极
D．电解饱和食盐水时，阴极反应式为：
7.化学与生产、生活息息相关。下列说法正确的是
A．在轮船的船壳水线以下部位装上锡锭是牺牲阳极法
B．电镀时通常把待镀的金属制品一端作阴极，镀层金属一端作阳极
C．工业上常通过电解溶液来制备金属
D．金属腐蚀过程中只发生电化学腐蚀
8.餐具表面镀银既能增强抗腐蚀性，又美观。下列关于铁表面镀银的说法不正确的是
A．电路中每通过1mol，阴极析出1mol银
B．电镀液需要不断更换
C．阳极反应式为
D．铁电极应与电源负极相连
9.甲、乙两组同学在铁片上镀铜的实验装置如图所示。下列说法正确的是
A．两组电镀装置中铜片都是与直流电源的负极相连
B．甲、乙实验的阴极反应分别为和
C．甲、乙两组实验结束后，甲组所得镀件的镀层更光亮
D．电镀前铁片用热的纯碱溶液洗涤，目的是除去表面的铁锈
10.下列说法错误的是
A．电镀时，镀层金属作阳极，待镀金属作阴极
B．电解精炼铜时，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等
C．工业上用石墨电极电解熔融冶炼铝时，阳极材料因被氧气氧化需定期更换
D．用惰性电极分别电解稀硫酸和溶液，一段时间后溶液的pH均减小
11.电镀可以在金属材料表面形成镀层，是一种重要的材料表面加工方法。实验室在铜钥匙的表面镀锌，装置如下图所示：
（1）电极B的材料应是___________。
A．铜 B．锌 C．石墨 D．铂
（2）钥匙应与电源的___________相连。
A．阴极 B．阳极 C．正极 D．负极
（3）影响正离子在阴极放电顺序的因素有：溶液的酸碱性、离子浓度及 等。
A．离子的还原性 B．离子的氧化性
12.钢铁很容易因生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一、在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀，装置原理如图所示。
请回答下列问题：
（1）A电极对应的金属是 (写元素名称)，B电极的电极反应式是 。
（2）若电镀前A、B两金属片质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为，则电镀时电路中通过的电子为 。
（3）若利用上述装置保护钢铁不被腐蚀，则钢铁应为 (选填“A”或“B”)极，此方法名称为 。
（4）下列常见金属材料中镀层破损后，铁被腐蚀速率由快到慢的顺序为 (填字母)。
a．镀铜铁 b．镀锌铁 c．镀锡铁
综合应用
13.某兴趣小组用如图装置先闭合K1工作一段时间，断开K1然后再闭合K2，电流表指针向左偏转。下列有关该实验的说法正确的是（ ）
A．闭合K1工作时，C1是正极
B．闭合K1工作一段时间，溶液的pH不变
C．闭合K2工作时，电子由C1流向C2
D．闭合K2工作时，C2上的电极反应为H2-2e-+2OH-=2H2O
14.某实验小组尝试在钢制钥匙上镀铜。
实验1：将钥匙直接浸入溶液中，后取出，钥匙表面变红，但镀层疏松，用纸即可擦掉。
实验II：用下图装置对钥匙进行电镀铜。钥匙表面迅速变红，同时有细小气泡产生，精铜表面出现少量白色固体。后取出钥匙检验，镀层相对实验I略好，但仍能用纸巾擦掉一部分。经调整实验条件后获得了较好的电镀产品。
实验III：用溶液代替溶液重复实验II，精铜表面未出现白色固体。
回答下列问题：
（1）实验I反应的化学方程式是 。
（2）实验II中钥匙应与电源的 极连接。
（3）钥匙表面产生的气体是 ，此电极上的电极反应式是 。
（4）常见化合物中铜元素有、两种价态，结合实验III推测实验II中精铜表面产生的白色固体的电极反应式是 。(已知是一种难溶于水的黄色固体)
15.Ⅰ．如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的浓度和体积都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色。
回答下列问题：
（1）B极是电源的 极；一段时间后，装置丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明胶粒带 (填“正”或“负”)电荷。
（2）①电解饱和NaCl溶液的总反应化学方程式为 。阳极上产生气体的颜色为 。
②若C、F两电极共产生标准状况下6.72L的气体，则D电极的质量增加 g。
（3）若在丙池中进行铁制品表面镀镍，电镀液用硫酸镍溶液，则镍应为 电极(填“G”或“H”)。通电一段时间后，欲使甲装置中电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的 [填“CuO”或“”]。
II．某小组运用离子交换膜法制碱的原理，用如图所示装置电解溶液。
（4）左侧的离子交换膜为 (填“阴”或“阳”)交换膜，该电解槽的阳极反应式为 。
拓展培优
16.我国科学家研制一种新型化学电池成功实现废气的处理和能源的利用，用该新型电池电解CuSO4溶液，装置如图(H2R和R都是有机物)。下列说法正确的是(　　)
A．原电池正极区，发生反应H2R+O2 = H2O2+R R+2e-+2H+=H2R
B．工作一段时间后，负极区的pH变大
C．用该装置在铜上镀银，电极d为纯银
D．若消耗标准状况下112mL O2，则电解后恢复至常温CuSO4 溶液的pH约为1
17．某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。
回答下列问题：
（1）甲池为 (填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，A电极的电极反应式为 。
（2）丙池中F电极为 (填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，写出电解时总反应的离子方程式： 。
（3）当乙池中C极质量变化10.8g时，甲池中B电极理论上消耗的体积为 (标准状况)；若电解后丙池中溶液的体积为，生成的 。
（4）一段时间后，断开电键。下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是___________(填标号)。
A． B． C． D．
（5）若将丙池改为精炼铜装置(粗铜含、、、、等杂质)，电解质溶液为溶液，则下列说法正确的是___________(填标号)。
A．电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等
B．丙池左侧电极为粗铜，发生氧化反应
C．溶液的浓度保持不变
D．杂质中、、以单质的形式沉淀到池底
18.科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航空航天。如图所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导正极生成的O2-离子(O2+4e-=2O2-)。
（1）c电极为 极，d电极上的电极反应式为
（2）如图所示为用惰性电极电解100mL0.5mol·L-1CuSO4溶液，a电极上的电极反应式为 若a电极产生56mL(标准状况)气体，则所得溶液的pH= (不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入 (填序号)
a.CuO b.Cu(OH)2 c.CuCO3 d.Cu2(OH)2CO3
（3）用该电池电解KHCO3溶液可使K2CO3溶液再生，其原理如图所示。简述再生K2CO3的原理： 。
19.（1）如图为氯碱工业电解饱和氯化钠溶液的装置示意图。
①电解时，阳极的电极反应式为 。
②逸出的气体E是 ；流出物质G的溶质是 （写出化学式）。
（2）可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如图所示。通过控制开关连接或，可交替得到H2和O2。
①制H2时，连接 。产生H2的电极反应式是 。
②改变开关连接方式，可得O2，写出此时电极3的电极反应式： 。
（3）酒驾的检验：目前最常用的是燃料电池型呼气酒精检测仪，其原理是乙醇被氧化为乙酸的过程中化学能转化为电能，用电压表测其电压示数越高，乙醇浓度越高。反应原理如图所示，写出测定酒驾时负极的电极反应式： 。
20.沼气的主要成分是CH4，还含有CO2、H2S等。Jo De Vrieze等设计了利用膜电解法脱除沼气中的CO2和H2S，并将阴极处理后气体制成高纯度生物甲烷，其流程如图所示。
（1）需控制电解槽中阴极室pH>7，其目的是 。
（2）阳极室逸出CO2和 (填化学式)；H2S在阳极上转化为SO42－而除去，其电极反应式为 。
（3）在合成塔中主要发生的反应为：
反应I：CO2(g)＋4H2(g)＝CH4(g)＋2H2O(g) △H1
反应II：CO2(g)＋H2(g)＝CO(g)＋H2O(g) △H2
调节＝4，充入合成塔，当气体总压强为0.1MPa，平衡时各物质的物质的量分数如图1所示；不同压强时，CO2的平衡转化率如图2所示：
①反应CO2(g)＋CH4(g)＝2CO(g)＋2H2(g)的△H＝ (用△H1、△H2表示)。
②图1中，200～550℃时，CO2的物质的量分数随温度升高而增大的原因是 。
③图2中，相同温度下，压强越大，CO2的平衡转化率越大，其原因是 。
1中小学教育资源及组卷应用平台
实验活动4 简单的电镀实验
学习目标 1.运用电解原理解决实际问题--在铁片表面镀铜。 2.利用电解池装置，分析电解原理，建立解答电镀问题的思维模型，并利用模型设计在铁片表面镀铜的实验装置。 3.了解提高电镀质量的方法，同时防止电镀污染
重点和难点 重点:了解电镀在生产、生活中的应用。 难点:掌握电镀在生产、生活中的应用。
【实验目的】
1．认识电解原理及其在工业生产中的应用。
2．了解电镀的原理。
【实验用品】
烧杯、砂纸、导线、2～3 V的直流电源、电流表。
铁制镀件、铜片、电镀液(以CuSO4溶液为主配制)、1 mol·L－1 NaOH溶液、20%盐酸。
【实验原理】
Fe作阴极：Cu2＋＋2e－===Cu；
Cu作阳极：Cu－2e－===Cu2＋。
【实验步骤】
1．把铁制镀件用砂纸打磨干净，放入1 mol·L－1 NaOH溶液中除去油污， 然后用蒸馏水洗净。再放入20%盐酸中除锈，几分钟后取出，并用蒸馏水洗净。
2．把铁制镀件与2～3 V的直流电源的负极相连，铜片与直流电源的正极相连(如图)。将两极平行浸入电镀液中，两极间距约5 cm, 5～10 min后取出，观察镀件表面发生的变化。
【问题和讨论】
1．电镀前，如果将铜片与直流电源的负极相连，铁制镀件与直流电源的正极相连，通电后观察到的现象是什么？阴极和阳极发生的反应分别是什么？
答案：阳极上铜片溶解，铁制镀件上析出铜单质。
阴极：Cu2＋＋2e－===Cu；阳极：Cu－2e－===Cu2＋。
2．查阅资料， 了解工业生产中电镀质量的影响因素。
答案：（1）溶液中主盐是决定电镀性能、质量的最主要因素。主盐浓度低于工艺要求时，电流效率降低，电流密度下降，尖端部位极易烧焦，光亮剂作用降低，甚至在低电流区得不到镀层。主盐浓度高于工艺要求时，电流效率也会下降，同时镀液带出损失增加。
（2）PH值是电镀工艺的重要因素，对于镀液的PH值要经常检测并做好相应记录，超出工艺范围时要及时加以调整，调整的办法是将与主盐同离子的酸或碱稀释后边搅拌边加入，不可以直接将浓酸、浓碱加入镀液。
（3）温度也是影响产品质量的重要因素。比如：铝及铝合金经导电氧化后用温水浸泡是十分必要的防护工序，温水的温度不宜超过50℃，在此温度条件下足能使残留在氧化膜表面的氧化溶液充分除尽，使氧化膜表面除净，从而有利于提高氧化膜层的防护性能。温度过高对膜层质量是不利的，会使膜层裂纹、孔隙增加，降低了膜层的导电性防护性能。铝及铝合金经导电氧化后烘干的温度也同样不宜超过50℃。
（4）操作时间应严格控制。比如：铝及铝合金的导电氧化严格按工艺要求操作所获得的膜层具有良好的导电性能。若氧化时间过长，膜层厚度增加，不但会影响膜层的导电性能，膜层还会呈土黄色并且显得陈旧。
（5）添加剂对电镀质量的影响极大，为了防止添加剂的不足或过量，最好是按照消耗量少加勤加。
既学既练
1．在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是(　　)
A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子
B．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子
C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子
D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子
【答案】A
2．欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是(　　)
A．Ag和AgCl溶液 B．Ag和AgNO3溶液
C．Fe和AgNO3溶液 D．Pt和Ag2SO4溶液
【答案】B
【解析】电镀槽中，要求镀件作阴极，可用镀层金属作阳极，电镀液通常采用含有镀层金属离子的可溶性盐溶液，A、D项中AgCl和Ag2SO4均为沉淀，只有B项符合要求。
3．有关电镀铜的实验，下列说法正确的是(　　)
A．电镀铜电解质溶液的浓度不断减小
B．硫酸铜溶液加入氨水制成铜氨溶液，可使镀层光亮
C．阳极材料一般选择石墨等惰性材料
D．电镀使用的电压越大，反应速率快，提高效率
【答案】B
【解析】A项，电镀铜阳极产生铜离子，阴极铜离子生成铜，电解质溶液中的铜离子浓度几乎不变；C项，阳极材料一般选铜；D项，电压越大，速率越快，但生成的镀层不均匀。
4．某电镀铜实验装置(电镀池)如图所示。
请回答下列问题：
（1）铜片为________金属，铁件为________金属，
硫酸铜溶液为________，含有镀层金属离子。
（2）阳极反应式为_________________________________________________________________；
阴极反应式为___________________________________________________________________。
（3）可观察到的现象是铁件表面________________，铜片________。
（4）硫酸铜溶液浓度的变化是________。
【答案】（1）镀层　镀件　电镀液
（2）Cu－2e－===Cu2＋　Cu2＋＋2e－===Cu
（3）镀一层红色的铜　不断溶解
（4）不变
一、电镀原理
1.概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。
2.装置示意图：
待镀件作阴极，镀层金属（铜）作阳极，含有镀层金属离子（铜离子）的溶液作为电解液。
3.工作原理：
电镀时，一般用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，把待镀的金属制品浸入电镀液中，与直流电源的负极相连，作为阴极；把镀层金属作为阳极，与直流电源的正极相连，通入低压直流电，阳极金属铜溶解，成为铜离子，移向阴极，铜离子在阴极获得电子被还原成金属铜，覆盖在待镀金属表面。
4.电极方程式：
阴极：Cu2＋＋2e－===Cu；
阳极：Cu－2e－===Cu2＋。
5.电解质溶液浓度变化：
CuSO4溶液的浓度不变。
实践应用
1.在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是
A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子
B．铁作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子
C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子
D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子
【答案】A
【解析】电镀原理是镀层金属作阳极，镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液，则在铁制品上镀一层一定厚度的锌层时，电镀池中锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子，故选A。
2.下列说法正确的是
A．在测定中和反应的反应热时，使用玻璃搅拌器应左右匀速搅拌
B．在润洗洁净的碱式滴定管时，先从滴定管上口加入待盛装碱液，然后轻轻挤压滴定管中的玻璃球，将液体从滴定管下部放入预置的烧杯中
C．在实验室不慎将酸沾到皮肤时，应立即用大量水冲洗，然后用的NaHCO3溶液冲洗
D．在给粗糙铁质镀件电镀时，用砂纸将镀件打磨干净后即可直接与直流电源负极相连
【答案】C
【解析】A．在测定中和反应的反应热时，使用环形玻璃搅拌器应上下匀速搅拌，使溶液迅速反应，A错误；
B．在润洗洁净的碱式滴定管时，先从滴定管上口加入待盛装碱液，然后倾斜着转动滴定管，使溶液润湿全部滴定管内壁，再将滴定管直立起来，挤压滴定管中的玻璃球，将液体从滴定管下部放入预置的烧杯中，B错误；
C．在实验室不慎将酸沾到皮肤时，应立即用大量水冲洗，然后用的NaHCO3溶液冲洗，反应除去残留的少量酸溶液，C正确；
D．在给粗糙铁质镀件电镀时，用砂纸将镀件打磨干净后，将表面的固体小颗粒洗净，干燥后再与直流电源负极相连，作阴极，D错误；
故合理选项是C。
3.利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述错误的是
A．电解时以粗铜作阳极
B．电解时阳极上金属的放电顺序为Zn、Fe、Cu
C．精铜连接电源负极，其电极反应为
D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
【答案】C
【解析】A．将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯时，粗铜作阳极，精铜连接电源负极作阴极，A正确；
B．越活泼的金属，越易失去电子，阳极金属的放电顺序为Zn、Fe、Cu，B正确；
C．电解精炼时，精铜连接电源负极，作阴极，电极反应为，C错误；
D．Ag、Pt等金属不如铜活泼，沉淀在阳极底部成为阳极泥，D正确；
故选C。
4.为了防止铁制品受腐蚀，下述采取的措施中，错误的是（ ）
A．保持铁制品表面的洁净和干燥 B．在铁制品表面涂上油
C．把铁制品浸在水里使它与空气隔绝 D．电镀
【答案】C
【解析】A．铁制品保持洁净和干燥，减少了与水的接触，使铁制品不容易被腐蚀，故A项正确；
B．铁制品表面涂油，隔绝了空气，有效防止铁制品受腐蚀，故B项正确；
C．水中含有少量氧气，铁制品在水里会受到腐蚀，故C项错误；
D．电镀如在铁上镀锌，锌的表面会生成一层致密的氧化物保护膜，阻止铁与氧气的接触，防止铁的锈蚀，故D项正确；
故选C。
5.依据甲、乙、丙三个图回答下列问题：
（1）甲装置为 ，乙装置为 ，丙装置为 。(填“原电池”“电镀池”或“精炼池”)
（2）甲、乙两装置中电极反应式分别为 、 。
【答案】 原电池 电镀池 精炼池 Zn-2e－=Zn2＋、Cu2＋+2e－=Cu Cu-2e－=Cu2＋、Cu2＋+2e－=Cu
【分析】根据装置图，甲装置可自发进行氧化还原反应，为原电池；而装置乙、丙有外加电源，均为电解池。
【解析】（1）分析可知，装置甲为原电池；装置乙为电镀铜的装置，为电镀池；装置丙为铜的电解精炼，为精炼池；
（2）装置甲负极锌失电子生成锌离子，电极反应式：Zn-2e－=Zn2＋；正极铜离子得电子生成铜，电极反应式：Cu2＋+2e－=Cu；装置乙中阳极铜失电子生成铜离子，阴极铜离子得电子生成单质铜，电极反应式为阳极：Cu-2e－=Cu2＋；阴极：Cu2＋+2e－=Cu。
基础达标
1.关于如图所示装置的叙述正确的是
A．甲乙装置中的锌片都作负极
B．甲乙装置中的溶液内的 H+在铜片上被还原
C．甲乙装置中锌片上发生的反应都是还原反应
D．甲装置中铜片上有气泡生成，乙装置中的铜片质量减小
【答案】D
【解析】A. 乙为电解池装置，Zn为阴极，故A错误；
B. 乙为电解池装置，Cu为阳极，Cu被氧化，H+在锌片上被还原，故B错误；
C. 甲为原电池，Zn为负极，发生氧化反应，故C错误；
D. 甲装置中Cu为正极，氢离子在铜片上得到电子被还原生成氢气，乙装置中Cu为阳极，发生氧化反应，铜片质量减小，故D正确；
答案选D。
2.某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。下列说法不正确的是
A．甲装置为原电池 B．装置乙中的能量转化方式为：电能转化为化学能
C．可用湿润的淀粉KI试纸检验石墨电极产物 D．Cu电极的电极反应式：2H＋＋2e－=H2↑
【答案】C
【解析】A. 锌和稀硫酸自发反应，因此锌、铜和稀硫酸构成原电池，则甲装置为原电池，A正确；
B. 装置甲是原电池，装置乙是电解池，装置乙中能量转化方式为：电能转化为化学能，B正确；
C. 石墨电极和锌电极相连，锌是负极，石墨是阴极，溶液中铜离子放电，析出铜，Pt电极是阳极，溶液中氯离子放电，产生氯气，因此可用湿润的淀粉KI试纸检验Pt电极产物，C错误；
D. Cu电极是正极，溶液中氢离子放电，电极反应式：2H＋＋2e－=H2↑，D正确；
答案选C。
3.下列操作或处理正确的是
A．NaOH溶液蘸在手上，先用大量水冲洗，再用稀盐酸擦拭
B．检验氯气可以用扇闻法
C．用电石和饱和食盐水制取乙炔，直接点燃导气管中的气体，有大量黑烟
D．用电镀的方法在钢铁制品表面镀铬、镍等金属防锈
【答案】D
【解析】A．NaOH溶液沾手时，应先用大量水冲洗，再涂硼酸溶液，而非强酸稀盐酸，否则会造成二次伤害，A错误；
B．氯气有毒，扇闻法仅用于闻气体气味，并非检验方法，检验氯气需用化学方法（如用湿润的淀粉-KI试纸，出现变蓝现象），B错误；
C．电石与饱和食盐水反应生成乙炔，直接点燃导气管中的气体可能因混入空气引发爆炸，操作不安全，C错误；
D．电镀可在钢铁表面覆盖铬、镍等金属，隔绝氧气和水以有效防锈，此处理方法正确，D正确；
故选D。
4.我国嫦娥三号月球探测器应用了众多先进材料和技术，其中镁锂合金材料发挥了重要作用。下列说法不正确的是
A．电镀镁锂时，镀件接外接电源的负极
B．电镀镁锂时，用含Mg2+和Li+的水溶液作为电镀液
C．为防止镁锂合金被腐蚀可在表面进行喷涂处理
D．锂电池放电时的负极反应：Li - e-=Li+
【答案】B
【解析】A ． 电镀时，镀件作阴极，发生还原反应，A项正确；
B．锂单质易与水反应，不能用水溶液作电镀液，B项错误；
C． 喷涂处理是金属防护常用方法之一，C项正确；
D．锂电池放电时，负极锂失电子，发生反应 Li－e- = Li+，D项正确；
故选B。
5.化学源于生活又服务于生活。化学在古代生活中就已有诸多高光时刻，下列说法正确的是
A．西汉鎏金铜马采用的鎏金工艺，即铜上镀金，采用的是电镀原理
B．青花瓷作为我国主流瓷器，耐酸、碱和高温，不会被任何物质腐蚀
C．秦兵马俑出土前具有鲜艳的彩绘，可利用光谱分析获知彩绘中含有的元素种类
D．敦煌壁画颜料中含有孔雀石等，其属于碱
【答案】C
【解析】A．传统鎏金工艺是将金溶于汞中制成“金汞齐”，涂在器物表面，然后加热使汞挥发，使金附着在器物表面，与电镀原理不同，故A错误；
B．青花瓷是由黏土经高温烧结而成的硅酸盐产品，耐酸、碱和高温，但其中含有，能与氢氟酸反应，会被HF腐蚀，故B错误；
C．光谱分析是利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素的，故C正确；
D．孔雀石的主要成分为(碱式碳酸铜)，其属于碱式盐，故D错误；
故答案为C。
6.下列叙述中错误的是
A．电镀时，电镀池里的阴极材料为镀件
B．电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应
C．原电池跟电解池连接后，电子从电池负极流向电解池阳极
D．电解饱和食盐水时，阴极反应式为：
【答案】C
【解析】A．电镀时，电镀池里的阴极材料为镀件，镀层金属作阳极，电镀液含有镀层金属阳离子，A正确；
B．电解池的阳极上失去电子发生氧化反应，阴极上得到电子发生还原反应，B正确；
C．原电池与电解池连接时，电子从原电池负极流出，经外电路流向电解池的阴极，C错误；
D．电解饱和食盐水时，水在阴极得到电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为：，D正确；
故选C。
7.化学与生产、生活息息相关。下列说法正确的是
A．在轮船的船壳水线以下部位装上锡锭是牺牲阳极法
B．电镀时通常把待镀的金属制品一端作阴极，镀层金属一端作阳极
C．工业上常通过电解溶液来制备金属
D．金属腐蚀过程中只发生电化学腐蚀
【答案】B
【解析】A．牺牲阳极法一般装上比铁更活泼的金属，如等，故A错误；
B．电镀时常把待镀的金属制品一端作阴极，镀层金属一端作阳极，含有镀层金属离子的溶液作电镀液，故B正确；
C．工业上常通过电解熔融NaCl来制备金属，故C错误；
D．金属腐蚀过程电化学腐蚀和化学腐蚀往往同时发生，故D错误；
故选B。
8.餐具表面镀银既能增强抗腐蚀性，又美观。下列关于铁表面镀银的说法不正确的是
A．电路中每通过1mol，阴极析出1mol银 B．电镀液需要不断更换
C．阳极反应式为 D．铁电极应与电源负极相连
【答案】B
【分析】铁表面镀银时，与直流电源负极相连的铁电极做阴极，银离子在阴极得到电子发生还原反应生成银，银做阳极，银失去电子发生氧化反应生成银离子，则溶液中的银离子浓度不变。
【解析】A．由分析可知，与直流电源负极相连的铁电极做阴极，银离子在阴极得到电子发生还原反应生成银，则电路中每通过1mol，阴极析出1mol银，故A正确；
B．由分析可知，电镀过程中溶液中的银离子浓度不变，所以电镀液不需要更换，故B错误；
C．由分析可知，银做阳极，银失去电子发生氧化反应生成银离子，阳极反应式为，故C正确；
D．由分析可知，与直流电源负极相连的铁电极做阴极，故D正确；
故选B。
9.甲、乙两组同学在铁片上镀铜的实验装置如图所示。下列说法正确的是
A．两组电镀装置中铜片都是与直流电源的负极相连
B．甲、乙实验的阴极反应分别为和
C．甲、乙两组实验结束后，甲组所得镀件的镀层更光亮
D．电镀前铁片用热的纯碱溶液洗涤，目的是除去表面的铁锈
【答案】B
【解析】A．铁上镀铜应该是铜做阳极，与电源正极连接，A错误；
B．阴极上发生的得电子还原反应，甲的阴极反应是，乙的阴极反应是，B正确；
C．乙组电镀速率更慢，铜沉积更均匀，所得镀件的镀层更光亮，C错误；
D．除去铁锈应该用稀盐酸处理，不能用纯碱处理，D错误；
答案选B。
10.下列说法错误的是
A．电镀时，镀层金属作阳极，待镀金属作阴极
B．电解精炼铜时，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等
C．工业上用石墨电极电解熔融冶炼铝时，阳极材料因被氧气氧化需定期更换
D．用惰性电极分别电解稀硫酸和溶液，一段时间后溶液的pH均减小
【答案】B
【解析】A．电镀时，电解池中，镀层金属作阳极，金属失去电子发生氧化反应，生成的离子进入电解质溶液中，待镀金属作阴极，电解质溶液中的金属阳离子在阴极上得到电子，镀层金属在待镀金属上析出，A项正确；
B．电解精炼铜时，阳极活泼金属杂质先发生电极反应，而阴极只有铜析出，阳极减少的质量不等于阴极增加的质量，B项错误；
C．熔融能导电，常用于工业上冶炼金属铝，阳极生成氧气，阴极生成铝，高温条件下，石墨能与氧气反应生成二氧化碳气体，造成阳极电极损耗，应定期更换阳极石墨电极，C项正确；
D．电解稀硫酸的实质是电解水，一段时间后，溶液酸性增强，pH减小；电解生成，一段时间后，溶液酸性增强，pH减小，D项正确；
答案选B。
11.电镀可以在金属材料表面形成镀层，是一种重要的材料表面加工方法。实验室在铜钥匙的表面镀锌，装置如下图所示：
（1）电极B的材料应是___________。
A．铜 B．锌 C．石墨 D．铂
（2）钥匙应与电源的___________相连。
A．阴极 B．阳极 C．正极 D．负极
（3）影响正离子在阴极放电顺序的因素有：溶液的酸碱性、离子浓度及 等。
A．离子的还原性 B．离子的氧化性
【答案】（1）B
（2）D
（3）B
【分析】在铜钥匙的表面镀锌，故铜钥匙为阴极，与电源负极相连，电极反应式为Zn2++2e-=Zn；电极B为锌电极，为阳极，与电源正极相连，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+。
【解析】（1）由分析得，电极B的材料为锌，故答案选B；
（2）铜钥匙为阴极，与电源负极相连，故答案选D；
（3）阴极得电子，故离子氧化性越强，越优先放电，故答案选B。
12.钢铁很容易因生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一、在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀，装置原理如图所示。
请回答下列问题：
（1）A电极对应的金属是 (写元素名称)，B电极的电极反应式是 。
（2）若电镀前A、B两金属片质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为，则电镀时电路中通过的电子为 。
（3）若利用上述装置保护钢铁不被腐蚀，则钢铁应为 (选填“A”或“B”)极，此方法名称为 。
（4）下列常见金属材料中镀层破损后，铁被腐蚀速率由快到慢的顺序为 (填字母)。
a．镀铜铁 b．镀锌铁 c．镀锡铁
【答案】（1）铜
（2）0.08
（3）B 外加电流法
（4）acb
【解析】（1）在铁件的表面镀铜，铜为阳极，铁为阴极，与电源正极相连的做阳极，则A电极对应的金属是Cu，B电极是阴极，发生还原反应，电极反应式为；
（2）电镀过程中两电极的质量变化量相同，电镀完成后二者质量差为，则阳极溶解的铜为，，则电镀时电路中通过的电子为；
（3）保护钢铁不被腐蚀，则钢铁应接电源的负极，则钢铁应为B极，此方法为外加电流法；
（4）a．铁比铜活泼，形成原电池时，铁为负极，铜为正极，镀层破损后，铁更容易被腐蚀；
b．锌比铁活泼，形成原电池时，铁为正极，锌为负极，铁难以被腐蚀；
c．锡的活泼性比铁弱，镀层破损后，铁作负极，则铁易被腐蚀，但因锡的活泼性比铜强，故腐蚀速率比a慢；
因此铁被腐蚀速率由快到慢的顺序为acb。
综合应用
13.某兴趣小组用如图装置先闭合K1工作一段时间，断开K1然后再闭合K2，电流表指针向左偏转。下列有关该实验的说法正确的是（ ）
A．闭合K1工作时，C1是正极
B．闭合K1工作一段时间，溶液的pH不变
C．闭合K2工作时，电子由C1流向C2
D．闭合K2工作时，C2上的电极反应为H2-2e-+2OH-=2H2O
【答案】D
【分析】闭合K1时，形成电解池，C1与电源的正极相连，为电解池的阳极，C2与电源的负极相连，为电解池的阴极；断开K1、闭合K2时，形成原电池，电流表指针向左偏转则C2为负极，失电子。
【解析】A．由以上分析知，闭合K1工作时，C1是电解池的阳极，A不正确；
B．闭合K1工作一段时间，发生电解，且实质为电解水，NaOH溶液的浓度增大，溶液的pH增大，B不正确；
C．电解时，C1极生成O2，C2极生成H2；闭合K2工作时，C2作负极，电子由C2流向C1，C不正确；
D．闭合K2工作时，C2为负极，H2得电子产物与OH-结合生成水，电极反应为H2-2e-+2OH-=2H2O，D正确；
故选D。
14.某实验小组尝试在钢制钥匙上镀铜。
实验1：将钥匙直接浸入溶液中，后取出，钥匙表面变红，但镀层疏松，用纸即可擦掉。
实验II：用下图装置对钥匙进行电镀铜。钥匙表面迅速变红，同时有细小气泡产生，精铜表面出现少量白色固体。后取出钥匙检验，镀层相对实验I略好，但仍能用纸巾擦掉一部分。经调整实验条件后获得了较好的电镀产品。
实验III：用溶液代替溶液重复实验II，精铜表面未出现白色固体。
回答下列问题：
（1）实验I反应的化学方程式是 。
（2）实验II中钥匙应与电源的 极连接。
（3）钥匙表面产生的气体是 ，此电极上的电极反应式是 。
（4）常见化合物中铜元素有、两种价态，结合实验III推测实验II中精铜表面产生的白色固体的电极反应式是 。(已知是一种难溶于水的黄色固体)
【答案】（1）
（2）负
（3） 、
（4）
【解析】（1）钢制钥匙的主要成分是Fe，实验I的化学方程式是：Fe+CuCl2=FeCl2+Cu；
（2）实验II中，电镀中镀件做阴极，钥匙是要被镀铜，则应该做阴极，即与电源的负极连接；
（3）CuCl2溶液呈弱酸性，阴极上会有少量的H+放电形成H2，所以钥匙表面的气体为H2；
阴极上既有Cu析出又有H2放出，电极反应式为：、；
（4）Cu(II)的化合物一般都是蓝色或绿色，Cu(I)的化合物中，白色固体为CuCl，则相应的电极反应式为：Cu e +Cl =CuCl。
15.Ⅰ．如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的浓度和体积都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色。
回答下列问题：
（1）B极是电源的 极；一段时间后，装置丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明胶粒带 (填“正”或“负”)电荷。
（2）①电解饱和NaCl溶液的总反应化学方程式为 。阳极上产生气体的颜色为 。
②若C、F两电极共产生标准状况下6.72L的气体，则D电极的质量增加 g。
（3）若在丙池中进行铁制品表面镀镍，电镀液用硫酸镍溶液，则镍应为 电极(填“G”或“H”)。通电一段时间后，欲使甲装置中电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的 [填“CuO”或“”]。
II．某小组运用离子交换膜法制碱的原理，用如图所示装置电解溶液。
（4）左侧的离子交换膜为 (填“阴”或“阳”)交换膜，该电解槽的阳极反应式为 。
【答案】（1）负 正
（2） 黄绿色 12.8
（3）G CuO
（4）阴
【分析】将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色，说明F极附近溶液显碱性，氢离子在该电极放电，所以F是阴极，可得出D、F、H和Y均为阴极，C、E、G和X均为阳极，A极是电源的正极，B极是电源的负极，据此分析。
【解析】（1）F极附近溶液呈红色，说明F极附近溶液显碱性，氢离子在该电极放电，所以F是阴极，则B极是电源的负极；在丁池中，Y极是阴极，该电极附近颜色逐渐变深，根据异性电荷相互吸引，说明氢氧化铁胶体粒子带正电荷；
（2）①电解饱和NaCl溶液生成氢气、氯气、氢氧化钠，总反应化学方程式为；阳极上氯离子失电子发生氧化反应，阳极生成氯气，产生气体的颜色为黄绿色；
②若C和F两电极共产生标准状况下6.72L（即0.3mol）的气体，由C、D、F电极发生的电极反应分别为，↑，根据转移电子数相等，C电极产生的气体是F电极的，故0.3mol气体中有，转移的电子数为0.4mol，故D电极增加12.8g铜；
（3）电镀装置中，镀层金属作阳极，镀件作阴极，所以电极G为镍，电极H为铁件。在甲池中，电解硫酸铜溶液的总反应为，产生铜和氧气，故使其恢复到起始状态需要加入适量的CuO；
（4）左侧电极为阳极，阳极的电极反应式为；阳极生成硫酸，则由透过阴离子交换膜向阳极移动，可知左侧的为阴离子交换膜。
拓展培优
16.我国科学家研制一种新型化学电池成功实现废气的处理和能源的利用，用该新型电池电解CuSO4溶液，装置如图(H2R和R都是有机物)。下列说法正确的是(　　)
A．原电池正极区，发生反应H2R+O2 = H2O2+R R+2e-+2H+=H2R
B．工作一段时间后，负极区的pH变大
C．用该装置在铜上镀银，电极d为纯银
D．若消耗标准状况下112mL O2，则电解后恢复至常温CuSO4 溶液的pH约为1
【答案】AD
【分析】由装置图可知，左侧为原电池，a极上发生氧化反应生成，为负极，生成的与反应生成、S、，负极区发生的反应为；b极上有机物R发生得电子的还原反应生成，为正极，生成的与反应生成R和，正极区发生的反应为，实现废气的处理和能源的利用，右侧为惰性电极电解CuSO4溶液的电解池，据此分析解答。
【解析】A．由以上分析可知，原电池正极区，发生反应R+2H++2e-═H2R， O2+H2R=R+H2O2，选项A正确；
B．原电池工作一段时间后，负极区产生氢离子，则pH变小，选项B错误；
C．用该装置在铜上镀银，纯银应该做阳极，即电极c为纯银，选项C错误；
D．若消耗标准状况下，即消耗氧气0.005mol，转移电子0.01mol；根据反应， 产生的物质的量为0.01mol，忽略溶液体积的变化，c(H+)=，溶液的pH=1，选项D正确；
答案选AD。
17．某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。
回答下列问题：
（1）甲池为 (填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，A电极的电极反应式为 。
（2）丙池中F电极为 (填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，写出电解时总反应的离子方程式： 。
（3）当乙池中C极质量变化10.8g时，甲池中B电极理论上消耗的体积为 (标准状况)；若电解后丙池中溶液的体积为，生成的 。
（4）一段时间后，断开电键。下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是___________(填标号)。
A． B． C． D．
（5）若将丙池改为精炼铜装置(粗铜含、、、、等杂质)，电解质溶液为溶液，则下列说法正确的是___________(填标号)。
A．电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等
B．丙池左侧电极为粗铜，发生氧化反应
C．溶液的浓度保持不变
D．杂质中、、以单质的形式沉淀到池底
【答案】（1）原电池
（2）阴极
（3）560 0.25
（4）A
（5）BD
【分析】甲池为燃料电池，甲醇在A极上发生氧化反应生成CO，则A为负极，B为正极，乙池中C为阳极，D为阴极，丙池中E为阳极，F为阴极，负极反应为CH3OH-6e-+8OH-═CO+6H2O，正极为O2+2H2O+4e-=4OH-，C电极上开始时Ag失电子生成银离子，阴极上铜离子得电子生成Cu，丙池中阴极上铜离子得电子生成Cu，电极反应为Cu2++2e-=Cu，阳极上H2O中的氢氧根失去电子生成氧气，据此分析解答。
【解析】（1）由上述分析可知，甲为原电池，A为负极，电极反应式为；
（2）F与原电池的负极相连，为阴极，石墨电极电解硫酸铜溶液的总反应式为；
（3）C电极上Ag失电子生成银离子，减少10.8g时消耗0.1molAg，转移0.1mol电子，根据转移电子数目相等，4Ag～4e-～O2～4H+，n(O2)===0.025mol，标况下V=nV=0.025mol×22.4L/mol=0.56L=560ml；由上述关系式可知，丙池中生成的H+为0.1mol，=0.25mol/L；
（4）甲池为燃料电池，A为负极，B为正极，则乙中C为阳极，D为阴极，阳极上Ag失电子生成银离子，阴极上铜离子得电子生成Cu，溶液中减少了Cu元素的质量，所以要让电解质复原，需要加入金属铜，答案为A；
（5）A．电解过程中阳极为粗铜，阴极为纯铜，阳极上比Cu活泼的多种金属放电进入溶液，阴极上只有Cu2+得电子析出Cu，则阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等，故A错误；
B．丙池左侧电极为阳极，电极材料为粗铜，发生氧化反应，故B正确；
C．电解过程中，阳极为粗铜，阴极为纯铜，阳极上比Cu活泼的多种金属放电进入溶液，阴极上只有Cu2+得电子析出Cu，则CuSO4溶液的浓度减小，故C错误；
D．阳极为粗铜，比Cu活泼的多种金属如Al、Zn等放电生成金属阳离子进入溶液，比铜活泼性差的金属如Au、Pt、Ag等形成阳极泥，以单质的形式沉淀到池底，故D正确；
答案为BD。
18.科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航空航天。如图所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导正极生成的O2-离子(O2+4e-=2O2-)。
（1）c电极为 极，d电极上的电极反应式为
（2）如图所示为用惰性电极电解100mL0.5mol·L-1CuSO4溶液，a电极上的电极反应式为 若a电极产生56mL(标准状况)气体，则所得溶液的pH= (不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入 (填序号)
a.CuO b.Cu(OH)2 c.CuCO3 d.Cu2(OH)2CO3
（3）用该电池电解KHCO3溶液可使K2CO3溶液再生，其原理如图所示。简述再生K2CO3的原理： 。
【答案】 正极 CH4+4O2--8e-═CO2+2H2O 2H2O-4e-=O2↑+4H+ 1 ac 存在电离平衡： H++，阴极H+放电，浓度减小平衡右移(或溶液中H+放电，增大了OH 浓度，与反应，从而使再生)
【解析】（1）图甲是原电池，依据电流流向是从正极流向负极，c电极为正极，氧气得到电子发生还原反应，d电极为电池负极，甲烷失电子发生氧化反应，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导正极生成的O2-离子，负极电极反应为：CH4+4O2--8e-═CO2+2H2O；故答案为：正极；CH4+4O2--8e-═CO2+2H2O；
（2）如图乙所示电解100mL0.5mol L-1CuSO4溶液，发生的电解池反应为：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，与电源正极相连的为阳极，溶液中水电离的氢氧根离子失去电子发生氧化反应，电极反应为：2H2O-4e-═O2↑+4H+；若a电极产生56mL（标准状况）气体为氧气，物质的量为0.0025mol，溶液中生成氢离子物质的量为0.01mol，c（H+）==0.1mol/L，pH=-lg0.1=1；则所得溶液电解过程中CuSO4溶液每损失2个Cu原子，就损失2个 O原子，相当于损失一个CuO，为了使CuSO4溶液恢复原浓度，应加入CuO，也可以加入CuCO3，符合恢复溶液浓度的定量关系，但不能加入Cu（OH）2、Cu2（OH）2CO3，因为CuCO3+H2SO4═CuSO4+CO2↑+H2O，相当于加CuO，而Cu（OH）2+H2SO4═CuSO4+2H2O、Cu2（OH）2CO3+2H2SO4═2CuSO4 +CO2↑+3H2O，除增加溶质外还增加了水，故选ac；故答案为：2H2O-4e-═O2↑+4H+；1；ac；
（3）装置图分析与电源正极相连的为电解池的阳极，与电源负极相连的为电解池的阴极，阳极上是氢氧根离子失电子生成氧气；在阴极区，溶液中H+放电，破坏水的电离平衡，OH 浓度增大，OH 与反应生成所以K2CO3再生，故答案为：存在电离平衡： H++，阴极H+放电，浓度减小平衡右移(或溶液中H+放电。增大了OH 浓度，与反应，从而使再生)。
19.（1）如图为氯碱工业电解饱和氯化钠溶液的装置示意图。
①电解时，阳极的电极反应式为 。
②逸出的气体E是 ；流出物质G的溶质是 （写出化学式）。
（2）可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如图所示。通过控制开关连接或，可交替得到H2和O2。
①制H2时，连接 。产生H2的电极反应式是 。
②改变开关连接方式，可得O2，写出此时电极3的电极反应式： 。
（3）酒驾的检验：目前最常用的是燃料电池型呼气酒精检测仪，其原理是乙醇被氧化为乙酸的过程中化学能转化为电能，用电压表测其电压示数越高，乙醇浓度越高。反应原理如图所示，写出测定酒驾时负极的电极反应式： 。
【答案】
【分析】（1）电解饱和氯化钠溶液阳极反生反应：，应补充饱和氯化钠溶液，则左端为阳极，D为气体氯气；右端为阴极发生反应：。
（2）电解水生成氢气和氧气，氧气在阳极生成，氢气在阴极生成，电极3可分别连接K1或K2，分别发生氧化、还原反应，实现NiOOH Ni(OH)2的转化，且可循环使用；
（3）O2在原电池正极得到电子发生还原反应，酒精在原电池负极失去电子发生氧化反应得到醋酸，以此分析。
【解析】（1）电解饱和氯化钠溶液阳极反生反应：，应补充饱和氯化钠溶液，则左端为阳极，D为气体氯气；右端为阴极发生反应：，则气体E为，流出物质G的溶质是，故答案为：；；；
（2）①电解水生成氢气和氧气，氧气在阳极生成，氢气在阴极生成，则应连接K1，电极方程式为；
②改变开关连接方式，即电极3连接K2，O2在阳极电极2上生成，电极3为阴极，阴极上发生元素化合价降低的还原反应，碱性条件下的电极反应式为，
故答案为：；；；
（3）酒精在原电池负极失去电子发生氧化反应得到醋酸电极反应为：，故答案为：
20.沼气的主要成分是CH4，还含有CO2、H2S等。Jo De Vrieze等设计了利用膜电解法脱除沼气中的CO2和H2S，并将阴极处理后气体制成高纯度生物甲烷，其流程如图所示。
（1）需控制电解槽中阴极室pH>7，其目的是 。
（2）阳极室逸出CO2和 (填化学式)；H2S在阳极上转化为SO42－而除去，其电极反应式为 。
（3）在合成塔中主要发生的反应为：
反应I：CO2(g)＋4H2(g)＝CH4(g)＋2H2O(g) △H1
反应II：CO2(g)＋H2(g)＝CO(g)＋H2O(g) △H2
调节＝4，充入合成塔，当气体总压强为0.1MPa，平衡时各物质的物质的量分数如图1所示；不同压强时，CO2的平衡转化率如图2所示：
①反应CO2(g)＋CH4(g)＝2CO(g)＋2H2(g)的△H＝ (用△H1、△H2表示)。
②图1中，200～550℃时，CO2的物质的量分数随温度升高而增大的原因是 。
③图2中，相同温度下，压强越大，CO2的平衡转化率越大，其原因是 。
【答案】 将H2S 转化为HS-(S2-)，部分CO2 转化为() O2 H2S+4H2O -8e-=10H++ ＜0，＞0，温度升高时，反应Ⅰ向左移动增加CO2 的量大于反应Ⅱ向右移动减少的CO2 的量 增大压强，反应Ⅱ不移动，反应Ⅰ向正反应方向移动
【解析】（1）控制电解槽中阴极室pH>7，有利于酸性气体CO2和H2S的吸收，并转化为HS (或S2 )、()，故答案为：将H2S 转化为HS-(S2-)，部分CO2 转化为()；
（2）电解池中，HS (或S2 )、 (或)移向阳极与酸生成H2S、CO2，阳极上OH (或H2O)、H2S发生失去电子的氧化反应生成O2、，电极反应为4OH 4e =O2↑+2H2O(或H2O 4e =O2↑+4H+)、H2S+4H2O 8e ═10H++，所以阳极室逸出CO2和O2，H2S转化为而除去，
故答案为：O2； H2S+4H2O -8e-=10H++；
（3）①根据盖斯定律反应Ⅱ×2 反应I计算反应CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)的△H=2△H2 △H1，故答案为：2△H2 △H1；
②由图2可知，升高温度时CH4、H2O(g)的含量减少，H2、CO的含量增加，则反应I为放热反应、反应II为吸热反应，即△H1<0、△H2>0；恒压条件下，升高温度时反应I的平衡向逆向移动使CO2的量增加，反应II的平衡正向移动使CO2的量减少，但反应Ⅰ向左移动增加的CO2的量大于反应Ⅱ向右移动减少的CO2的量，所以CO2的物质的量分数随温度升高而增大，
故答案为：△H1<0，△H2>0，温度升高时，反应Ⅰ向左移动增加的CO2的量大于反应Ⅱ向右移动减少的CO2的量；
③反应II正向是前后气体分子数不变， 压强改变不影响其平衡移动，反应I正向为气体分子数缩小的反应，增大压强，反应I的平衡向正反应方向移动、所以相同温度时，压强越大，CO2的平衡转化率越大；故答案为：增大压强，反应Ⅱ不移动，反应Ⅰ向正反应方向移动。
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