12．(12分)在25℃时，用石墨电极电解2.0 L 2.5 mol/L CuSO₄溶液，如有0.20 mol电子发生转移，试回答下列问题：

(1)阴极发生________反应，电极反应为_________________________________________

________________________________________________________________________.

(2)阳极发生________反应，电极反应为________________________________________

________________________________________________________________________.

(3)电解后得到的Cu的质量是________，得到O₂的体积(标准状况)是________，溶液的pH是________．

(4)如用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差________，电解液的pH________(填“变小”“变大”或“不变”)．

解析：用惰性电极电解CuSO₄溶液时，阴极：2Cu²⁺+4e^－===2Cu，阳极：4OH^－－4e^－===O₂↑+2H₂O，总反应：2CuSO₄+2H₂O2Cu+O₂↑+2H₂SO₄.转移0.20 mol电子时，得到0.10 mol Cu,0.05 mol O₂，溶液中的c(H⁺)＝＝0.10 mol/L，所以溶液的pH为1.如用等质量的两块铜片代替石墨作电极，为电镀池，阳极损失0.10 mol Cu，阴极得到0.10 mol Cu，两极质量相差12.8 g，溶液的pH不变．

答案：(1)还原　2Cu²⁺+4e^－===2Cu

(2)氧化　4OH^－－4e^－===2H₂O+O₂↑

(3)6.4 g　1.12 L　1

(4)12.8 g　不变

11．(8分)(2010·潍坊模拟)钢铁生锈现象随处可见，钢铁的电化学腐蚀原理如图所示：

(1)写出石墨电极的电极反应式________________________________

________________________________________________________________________.

(2)将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在图中虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流动的方向．

(3)写出修改后石墨电极的电极反应式_________________________________________．

解析：(1)钢铁的吸氧腐蚀中石墨作正极，电极反应式为：2H₂O+O₂+4e^－===4OH^－.(2)利用外加电源的阴极保护法，将钢铁与直流电源的负极相连接，可以保护钢铁不被腐蚀．(3)修改后的装置为电解池，石墨电极作阳极，Cl^－放电，电极反应式为：2Cl^－－2e^－===Cl₂↑.

答案：(1)2H₂O+O₂+4e^－===4OH^－

(2)

(3)2Cl^－－2e^－===Cl₂↑

10．如图电解池中装有硫酸铜溶液，选用不同材料的电极进行电解．下列说法正确的是(　)

解析：A项，阳极反应式为4OH^－－4e^－===O₂↑+2H₂O，溶液中有H₂SO₄生成，pH减小，阴极反应式为Cu²⁺+2e^－===Cu，阴极质量增加；B项，构成电镀装置，阳极反应式为Cu－2e^－===Cu²⁺，阴极反应式为Cu²⁺+2e^－===Cu，阳极质量减小，阴极质量增加；C项，阳极反应式为Fe－2e^－===Fe²⁺，阴极反应式为Cu²⁺+2e^－===Cu，阳极质量减小，阴极质量增加；D项，阳极反应式为Fe－2e^－===Fe²⁺，阴极反应式为Cu²⁺+2e^－===Cu，阴极质量增加，由于Fe²⁺和Cu²⁺水解能力有差异，因此溶液pH变化无法确定．

答案：B

9．(2010·海淀模拟)高功率Ni/MH(M表示储氢合金)电池已经用于混合动力汽车．总反应方程式如下：Ni(OH)₂+MNiOOH+MH，下列叙述正确的是(　)

A．放电时正极附近溶液的碱性增强

B．放电时负极反应为：M+H₂O+e^－===MH+OH^－

C．充电时阳极反应为：NiOOH+H₂O+e^－===Ni(OH)₂+OH^－

D．放电时每转移1 mol电子，正极有1 mol NiOOH被氧化

解析：放电时正极反应为：NiOOH+H₂O+e^－===Ni(OH)₂+OH^－，正极附近c(OH^－)增大，溶液碱性增强，A对；放电时负极反应为MH+OH^－－e^－===M+H₂O，B错；充电时阳极反应为Ni(OH)₂+OH^－－e^－===NiOOH+H₂O，C错；放电时正极发生还原反应，放电时每转移1 mol电子，正极上有1 mol NiOOH被还原，D错．

答案：A

8．(2010·湘潭模拟)根据如图所示的装置(甲中电极均为惰性电极)，判断下列叙述中正确的是(　)

A．利用该反应可持续生产硫酸铜，直至硫酸耗尽

B．甲中b电极的电极反应为：4OH^－－4e^－===2H₂O+O₂↑

C．通电初期乙中的总反应为：Cu+H₂SO₄CuSO₄+H₂↑

D．反应过程中甲、乙中溶液的pH都逐渐减小

解析：电解初期，乙中阳极铜失去电子变成Cu²⁺进入溶液中，阴极H⁺得到电子变成氢气，C项对；但当Cu²⁺增大到一定程度时，乙中Cu²⁺放电而不是H⁺放电，A项错；b电极上是氧气得到电子变成OH^－，B项错；电解进行到一定程度时，乙中Cu²⁺浓度保持不变，pH不变，D项错．

答案：C

7．右图是电解CuCl₂溶液的装置，其中c、d为石墨电极．则下列有关的判断正确的是(　)

A．a为负极、b为正极

B．a为阳极、b为阴极

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：电流从电源的正极流出，故a为电源的正极，b为电源的负极，与电源正极相连的c为阳极，与电源负极相连的d为阴极．在电解过程中，因Cu²⁺是阳离子，移向阴极(d)，在阴极放电析出Cu，所以d电极质量增加；Cl^－是阴离子，移向阳极(c)，在阳极放电生成Cl₂，会导致溶液中Cl^－浓度降低．

答案：C

6．如右图所示，a、b两电极材料分别为铁丝和铜丝．则以下说法不正确的是(　)

A．该装置可以构成原电池，也可以构成电解池

B．a电极可能发生反应：Cu²⁺+2e^－===Cu

C．b电极质量可能增加

D．该过程可能有大量气体产生

解析：该装置若用导线直接相连，则构成原电池，若与电源相连，则构成电解池，A正确；当a电极作电解池的阴极时，其电极反应为Cu²⁺+2e^－===Cu，B正确；当b电极作原电池的正极时，电极反应为Cu²⁺+2e^－===Cu，C正确．

答案：D

5．用铂作电极电解下列溶液时，在阳极上有气体析出，且溶液的pH下降的是(　)

A．KNO₃　 　 　　 　　 　　 B．CuSO₄

C．NaOH　 　 　　 　　 　　 D．HCl

解析：由阴阳离子的放电顺序可知电解KNO₃、NaOH溶液的实质都是电解水，电解质溶液的浓度均增大，KNO₃溶液pH不变，NaOH溶液的pH增大；电解HCl溶液，阴极反应2H⁺+2e^－===H₂↑，阳极反应2Cl^－－2e^－===Cl₂↑，电解的是HCl，电解质溶液的浓度降低，pH增大；电解CuSO₄溶液，阴极反应2Cu²⁺+4e^－===2Cu，阳极反应4OH^－－4e^－===O₂↑+2H₂O，电池反应是：2CuSO₄+2H₂O电解,2Cu+2H₂SO₄+O₂↑，pH下降．

答案：B

4．(2010·安徽高考)某固体酸燃料电池以CsHSO₄固体为电解质传递H⁺，其基本结构如图，电池总反应可表示为：2H₂+O₂===2H₂O，下列有关说法正确的是(　)

A．电子通过外电路从b极流向a极

B．b极上的电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^－===4OH^－

C．每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H₂

D．H⁺由a极通过固体酸电解质传递到b极

解析：该原电池的化学原理是H₂被氧化，在负极(a极)发生反应：H₂－2e^－===2H⁺，H⁺由a极转移到b极，D项正确；O₂发生还原反应，在正极(b极)发生反应：O₂+4H⁺+4e^－===2H₂O，则电子从a极流向b极，A、B两项不正确；C项因未指明气体所处的温度和压强，不正确．

答案：D

3．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 (　)

A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生

B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极

C．两烧杯中溶液的pH均增大

D．产生气泡的速度甲比乙慢

解析：甲装置构成原电池，锌片为负极，铜片为正极，溶液中的H⁺在铜片上获得电子产生成H₂，乙装置中，溶液中的H⁺直接与Zn反应而产生H₂.两装置溶液中的c(H⁺)浓度降低，pH增大．由于甲装置中Cu、Zn、稀H₂SO₄构成原电池，加快了电子转移速率，产生H₂的速率比乙快．

答案：C