第19講 4.4電解原理的應用（含解析）-2024年高中化學同步精講義（選擇性必修一）

第19講4.4電解原理的應用（含解析）-2024年高中化學同步精品講義（選擇性必修一）第4課第4課時電解原理的應用課程標準學習目標1．了解電解原理在工業(yè)生產中的應用。2．認識電解在實現物質轉化和儲存能量中的具體應用。1．能依據微粒的放電順序預測并判斷電解產物，能從電解過程中的宏觀現象判斷電極反應、解釋變化的規(guī)律。2．基于電解的具體應用及相應規(guī)律，建立電解應用問題的分析及相關計算的思維模型，并能解決相關應用問題。自主梳理1．氯堿工業(yè)：電解飽和食鹽水，制取燒堿、氯氣和氫氣。(1)電極反應式(并注明反應類型)陽極：(氧化反應)；陰極：(還原反應)。其中陰極反應中的H＋是由水電離產生的。(2)總反應式：。2．電鍍(1)電鍍是應用原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或的方法。3．電解精煉(如電解精煉銅，雜質為鐵、鋅、金、銀等)(1)粗銅作陽極，主要的電極反應為；作陰極，電極反應為；電解質溶液為溶液。(2)活潑性較強的鐵、鋅等以離子形式進入溶液，活潑性較差的形成陽極泥。4．電冶金制取金屬等活潑金屬，很難用還原劑從它們的化合物中還原得到單質，因此必須通過電解熔融的化合物的方法得到。(1)電解熔融的氯化鈉可以得到金屬鈉：陰極：，陽極：，總反應式：。(2)電解熔融Al2O3制Al，冰晶石(Na3AlF6)作熔劑。陰極：，陽極：?？偡磻剑?Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up10(電解),\s\do7(Na3AlF6))4Al＋3O2↑。預習檢測1．下列描述中，不符合實際的是A．在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極B．鉛酸蓄電池是一種常見的二次電池C．電解飽和食鹽水制燒堿的裝置中用隔膜把電解槽分成陽極區(qū)和陰極區(qū)D．電解熔融的氯化鎂制取金屬鎂，用鐵作陽極2．如圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時間后，b極附近溶液呈紅色，下列說法錯誤的個數是①X是負極，Y是正極②若用右側裝置(電解液改為溶液)在鑰匙上鍍銅，則將鑰匙放在b處③溶液的酸性先增強，當銅電極有氣泡產生時，此后一段時間酸性會繼續(xù)增強④若用右側裝置(電解液改為溶液)精煉粗銅時，則將粗銅放在b處A．1個 B．2個 C．3個 D．4個3．下列與金屬銅相關的敘述正確的是A．在鍍件上鍍銅時，可用銅做陽極 B．用銅做電極的原電池中，銅電極一定做正極C．用電解法精煉銅時，用純銅做陽極 D．電解飽和溶液時，用銅做陽極4．下列電化學裝置完全正確的是

A．裝置甲防止鐵被腐蝕 B．裝置乙鐵件上鍍銀C．裝置丙粗銅精煉 D．裝置丁銅鋅原電池5．下列有關實驗裝置的說法正確的是A．用圖甲裝置可測定溶液的濃度B．用圖乙裝置可探究溫度對平衡體系的影響C．用圖丙裝置可制得消毒劑同時減少的逸出D．用圖丁裝置可驗證鐵釘發(fā)生了析氫腐蝕6．如圖是某課題組設計的一種利用電解原理制取H2O2并用來處理工業(yè)廢氨水的裝置。為了不影響H2O2的產量，需向廢氨水中加入適量硝酸調節(jié)溶液的pH約為5。下列說法正確的是（

）A．陰極的電極反應式為2H2O-4e-=4H++O2↑B．陽極的電極反應式為O2+2H++2e-=H2O2C．處理廢氨水的過程中所發(fā)生的反應為3H2O2+2NH3?H2O=8H2O+N2↑D．工作過程中陽極附近溶液的pH逐漸增大探究提升探究提升?環(huán)節(jié)一電解飽和食鹽水【情境材料】探究電解氯化鈉溶液實驗裝置：實驗操作：在U形管中裝入飽和食鹽水，滴入幾滴酚酞試液，用石墨棒作陽極，鐵棒作陰極。把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在陽極附近。接通直流電源后，觀察U形管內產生的現象及試紙顏色的變化。實驗現象：電流表的指針發(fā)生偏轉，U形管內陰極區(qū)溶液變紅且有無色無味的氣體產生，陽極放出有刺激性氣味的黃綠色氣體，濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍?！締栴}探究】1．電解液中存在的離子有哪些？通電后離子移動的方向如何？分別在兩極上放電的離子是什么？2．電解時兩極得到的產物分別是什么？寫出電極反應式和總的電解化學方程式。3．電解一段時間后，得到的混合液能使紅色布條褪色的原因是什么？用上述電解法制得的NaOH純凈嗎？4．工業(yè)制取燒堿時，如何避免Cl2與NaOH溶液反應，從而提高NaOH的純度？如何充分利用兩極產生的氣體，變廢為寶？要點歸納氯堿工業(yè)實際生產中，電解精制后的飽和食鹽水制取燒堿、氫氣和氯氣的裝置是離子交換膜電解槽，圖示如下：(1)使用的離子交換膜是陽離子交換膜，它只允許陽離子(如Na＋)通過，能阻止陰離子(如Cl－)及分子(如Cl2)通過，這樣既避免了Cl2與H2混合光照下發(fā)生爆炸，又防止了Cl2與NaOH溶液的反應。(2)兩極室放入的原料：陽極室是精制后的飽和食鹽水；陰極室是稀的NaOH溶液。(3)食鹽水必須精制的原因是防止食鹽中的雜質離子(如Ca2＋、Mg2＋等)與OH－反應生成沉淀而堵塞交換膜，導致無法制得燒堿。精制食鹽水的方法(除去食鹽中的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))除上述操作順序外，還可以是②→①→③→④或①→③(去掉過濾)→②(增加過濾)→④。典例精講【例1】（2023秋·浙江溫州·高二統(tǒng)考期末）如圖為氯堿工業(yè)的簡易裝置示意圖，其中兩電極均為惰性電極。下列說法正確的是A．A室中的電極反應為：B．若電路中通過0.2mol電子，理論上可在b處得到1.12L氣體(標準狀況)C．電解過程中由A室移向B室D．a出口的物質為NaOH，b出口為【例2】（2023春·廣東·高二校聯(lián)考階段練習）氯堿工業(yè)是高耗能產業(yè)，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝，節(jié)能超過30%，在此工藝中，物料傳輸和轉化關系如圖所示(電極均為石墨電極)，下列說法錯誤的是

A．A池中通過交換膜向乙電極移動B．若兩池中所用離子膜類型相同，則C．A池中每生成1mol，B池中會消耗標準狀況下11.2LD．B池中丁電極上的反應為?環(huán)節(jié)二電鍍、精煉銅、電冶金【情境材料】Ⅰ．模擬電解原理在化工生產中的應用，實驗裝置如圖所示，裝置閉合電鍵K時，電流表的指針將發(fā)生偏轉。Ⅱ．某些化合物的類型與熔點如下表所示：化合物NaClNa2OMgOMgCl2Al2O3AlCl3類型離子化合物離子化合物離子化合物離子化合物離子化合物共價化合物熔點/℃804127528007142050191【問題探究】1．哪個裝置是原電池？哪個裝置是電解池？2．a、b、c、d電極名稱分別是什么？3．若模擬氯堿工業(yè)生產燒堿、氯氣和氫氣，如何選用電極材料和電解質溶液？4．若模擬電鍍生產，在鐵件上鍍一層金屬銀，如何選用電極材料和電解質溶液？電極反應式如何書寫？5．若模擬電解精煉銅，如何選用電極材料和電解質溶液？6．工業(yè)上制取鈉時，用電解熔融NaCl而不用電解NaCl溶液或熔融Na2O方法的原因是什么？寫出電解總反應式。7．工業(yè)上制鎂時，用電解熔融MgCl2而不用電解熔融MgO的方法的原因是什么？寫出電解總反應式。8．工業(yè)上制鋁時，用電解熔融Al2O3還是AlCl3？其原因是什么？電解時為什么要加入冰晶石(Na3AlF6)？寫出電解的總反應式。要點歸納1．電鍍銅與精煉銅的比較電鍍銅精煉銅能量轉變電能轉化為化學能電能轉化為化學能陽極材料純銅粗銅(含鋅、銀、金等雜質)陰極材料鍍件純銅陽極反應Cu－2e－=Cu2＋Zn－2e－=Zn2＋、Cu－2e－=Cu2＋等陰極反應Cu2＋＋2e－=CuCu2＋＋2e－=Cu電解質溶液及其變化硫酸銅溶液保持不變反應后硫酸銅溶液中混有Zn2＋等，Cu2＋濃度減小2．原電池、電解池、電鍍池的判斷方法(1)若裝置中無外加電源，則該裝置可能為原電池，然后根據原電池的構成條件進行分析判斷。(2)若有外接直流電源，兩極插入電解質溶液中，則可能是電解池或電鍍池；當陰極為金屬，陽極亦為金屬且與電解質溶液中的金屬陽離子屬同種元素時，則為電鍍池。(3)若多個單池相互串聯(lián)，又有外接直流電源時，則與直流電源相連接的為電解池或電鍍池。若無外接直流電源時，較活潑的金屬電極為原電池的負極(電子輸出極)，有關裝置為原電池，其余為電鍍池或電解池。3．電冶金電冶金：由于電解是最強有力的氧化還原手段，所以電解法是冶煉金屬的一種重要方法。本方法適用于一些活潑金屬單質的制取，如冶煉鈉、鈣、鎂、鋁等活潑金屬。4．電解法制取活潑金屬(1)電解熔融的氯化鈉制取金屬鈉陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2Na＋＋2e－=2Na總反應：2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑裝置如圖所示：(2)電解熔融MgCl2制取金屬Mg陰極：Mg2＋＋2e－=Mg陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑總反應：MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑(3)電解熔融Al2O3制取金屬Al陰極：4Al3＋＋12e－=4Al陽極：6O2－－12e－=3O2↑總反應：2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))4Al＋3O2↑(1)電鍍特點：“一多、一少、一不變”。一多是指陰極上有鍍層金屬沉積，一少是指陽極上有鍍層金屬溶解，一不變是指電解質溶液的濃度不變。(2)由于在陽極上溶解的金屬有Fe、Zn、Ni、Cu等，而在陰極上只有Cu析出，根據得失電子守恒可知，陽極產生的銅離子數目和陰極得電子變成銅單質的銅離子數目不相等，所以電解液中Cu2＋的濃度減小。典例精講【例3】（2023春·上海崇明·高二上海市崇明中學校考期末）若在銅片上鍍銀，下列敘述正確的是①將銅片接在電源的正極上②將銀片接在電源的正極上③在銅片上發(fā)生的反應是Ag＋＋e-=Ag④在銀片上發(fā)生的反應是4OH--4e-=O2↑＋2H2O⑤需用硫酸銅溶液為電鍍液⑥需用硝酸銀溶液為電鍍液A．①③⑥ B．②③⑥ C．①④⑤ D．②③④⑥【例4】（2023秋·廣東廣州·高二統(tǒng)考期末）電解法將粗Cu(含Zn、Fe、Ag、Pt等雜質)精煉純Cu的裝置圖如下所示，下列敘述中錯誤的是A．a是粗Cu，作陽極，發(fā)生氧化反應B．電解時，b極上的電極反應為C．電解時，外電路每通過0.2mol電子，陽極上減小的Cu為6.4gD．電解后，電解槽底部的陽極泥中含有少量Ag、Pt等金屬?環(huán)節(jié)三電解的相關計算【情境材料】在如圖裝置中，甲燒杯中盛有100mL0.50mol·L－1AgNO3溶液，乙燒杯中盛有100mL0.25mol·L－1CuCl2溶液，A、B、C、D均為質量相同的石墨電極，如果電解一段時間后，發(fā)現A極比C極重1.9g?！締栴}探究】1．發(fā)現A極比C極重，說明A極和C極上分別析出什么物質？說明電源E為正極還是負極？2．A極比C極重1.9g，則A極上析出單質的質量為多少？C極上析出單質的質量為多少？3．寫出B極的電極反應式；計算B極析出氣體的體積是多少(標準狀況)?要點歸納1．計算方法有關電解的計算通常是求電解后某產物的質量、氣體的體積、某元素的化合價、元素的相對原子質量、溶液的pH及物質的量濃度等。不論哪種計算，均可概括為下列三種方法：電子守恒計算用于串聯(lián)電路，通過陰、陽兩極的電量相同等類型的計算，其依據是電路中轉移的電子數相等總反應式計算先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據總反應式列比例式計算關系式計算根據得失電子守恒關系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需要的關系式2．等量關系(1)電解池中陽極失去的電子總數＝陰極得到的電子總數。(2)當電流通過一個或多個串聯(lián)的電解池時，它們皆處于同一閉合電路中，所以各池的電流強度相等，同一時間內通過的電子的物質的量相等。(3)常見電化學計算的對應關系：H2～Cl2～eq\f(1,2)O2～Cu～2Ag～2H＋～2OH－。如電解池中析出氣體時，在同溫同壓下析出各氣體的物質的量之比為n(H2)∶n(Cl2)∶n(O2)＝1∶1∶0.5。(1)電解混合溶液時要注意電解的階段性，電極反應式和總電池反應式，電解產物與轉移電子數之間的關系式是電化學計算的主要依據。(2)當電流通過一個或多個串聯(lián)的電解池時，它們均處于同一閉合電路中，所以同一時間內通過的電子的物質的量相等。典例精講【例5】（2023春·湖南懷化·高二統(tǒng)考期末）碳中和是一場影響廣泛而深刻的綠色工業(yè)革命，用可再生能源電還原銅粉時，采用高濃度的抑制酸性電解液中的析氫反應來提高多碳產物(乙醇等)的生成率，裝置如圖所示。下列說法正確的是

A．電解過程中，右極區(qū)溶液中氫離子濃度逐漸減小B．圖中能量轉換過程為太陽能→化學能→電能C．電極發(fā)生的反應為D．當生成時，理論上右極區(qū)質量減少108g【例6】（2023春·四川成都·高二四川省成都市新都一中校聯(lián)考期中）用惰性電極電解1LCuCl2和NaCl的混合溶液，其中c(Cl?)為5.0mol·L?1，一段時間后兩極均收集到標準狀況下67.2L的氣體。下列說法錯誤的是A．原溶液中c(Na+)為4mol·L?1B．電解過程共轉移7mol電子C．電解過程陰極共析出32g銅D．加入CuCl2和HCl即可復原電解質溶液一、單選題1．（2023秋·天津和平·高二天津一中校考期末）有關電化學知識的描述正確的是

A．反應Cu+H2SO4═CuSO4+H2↑可設計成原電池實現B．利用Cu+2FeCl3═CuCl2+2FeCl2，可設計如圖所示原電池裝置，鹽橋內K+向FeCl3溶液移動C．氯化鋁是一種電解質，可用于電解法熔融態(tài)氯化鋁制金屬鋁D．在鐵制品上鍍銀時，鐵制品與電源正極相連2．（2023秋·江蘇常州·高二常州市第一中學?？计谀┫铝兄付ǚ磻碾x子方程式正確的是A．電解氯化鎂溶液：B．用銅做電極電解溶液：C．用惰性電極電解溶液：D．電解熔融氧化鋁時反應的離子方程式：3．（2023春·云南昆明·高二云南省昆明市第十四中學?？茧A段練習）NA表示阿伏加德羅常數的值。下列敘述正確的是A．1.8gH218O中所含電子數目為NAB．2L0.05mol·L-1乙酸溶液中H+數目小于0.1NAC．4.6gNO2與N2O4混合氣體中氮原子數為0.5NAD．用石墨作電極電解飽和食鹽水時，若陰極得到2NA個電子，則陽極產生22.4L氣體4．（2023春·上海閔行·高二上海市七寶中學?？奸_學考試）19世紀以后，科學家通過電解飽和食鹽水制取氯氣并實現了工業(yè)化生產，關于電解飽和食鹽水的說法不正確的是A．通過電解飽和食鹽水可以制備氯氣、氫氣和燒堿B．陽極產生的氣體是氫氣C．陰極的電極反應式為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-D．陽極發(fā)生的是氧化反應5．（2022秋·河南漯河·高二統(tǒng)考期末）下列裝置或操作能完成對應實驗且能達到實驗目的的是

A．裝置甲蒸干氯化鎂溶液，制無水氯化鎂 B．裝置乙測“84”消毒液的pHC．裝置丙驗證AgCl和AgI的Ksp大小 D．裝置丁電鍍銅6．（2023秋·廣西桂林·高二統(tǒng)考期末）利用如圖所示裝置模擬電解在工業(yè)生產的應用，下列說法正確的是A．若要在鐵片上鍍銅，Z為FeSO4溶液B．若要在鐵片上鍍銅，X、Y分別為純銅和鐵片C．若Z是飽和NaCl溶液，電解一段時間后，Y電極析出少量的NaD．若Z是飽和NaCl溶液，X電極首先發(fā)生的電極反應式是：7．（2023春·江蘇徐州·高二統(tǒng)考期末）銅是人類祖先最早應用的金屬，隨著科學技術的發(fā)展不斷開發(fā)出新的用途，如制印刷電路板等。目前工業(yè)上生產銅的主要方法為火法冶煉銅，部分工業(yè)流程如下。

下列化學方程式或離子方程式書寫正確的是A．制印刷電路板：B．電解精煉銅陽極電極反應式：C．生產粗銅時發(fā)生的化學反應可能有：D．青銅器產生銅綠的過程：8．（2023春·四川綿陽·高二四川省綿陽南山中學?？计谥校┫铝须娀瘜W裝置完全正確的是A．防止鐵被腐蝕B．鐵件上鍍銀C．粗銅精煉D．銅鋅原電池A．A B．B C．C D．D9．（2023春·河南·高二校聯(lián)考階段練習）利用光伏電池電解處理含銅污水，回收銅單質并制備較高濃度硫酸，裝置如圖所示。下列說法錯誤的是

A．電解時，應將P電極與惰性電極相連B．b膜是陰離子交換膜C．電解裝置工作一段時間后，Ⅰ區(qū)溶液中的濃度不變D．每生成1.6g氣體X，理論上有0.2mol從Ⅰ區(qū)經a膜移向Ⅱ區(qū)10．（2023春·河南南陽·高二鎮(zhèn)平縣第一高級中學校考階段練習）用惰性電極在一定溫度下電解某飽和溶液，當兩極共產生標準狀況下67.2L氣體時，從溶液中析出晶體。則剩余溶液的溶質質量分數約是A．64.7% B．47.5% C．32.2% D．28.3%11．（2023春·四川·高二遂寧中學?？计谥校┪覈茖W家通過電解法將，轉化為乙烯，常采用單原子Ni和納米Cu作串聯(lián)催化劑，裝置如圖。下列說法錯誤的是A．電極b連接電源的正極B．電極a上發(fā)生的總反應為：C．通電后右室溶液質量減少D．若電路中通過電子時，理論上電極b產生氣體(標準狀況)12．（2023春·湖南·高二校聯(lián)考階段練習）下列關于圖示兩個裝置的敘述不正確的是A．裝置甲不可以在鐵釘上持續(xù)地鍍銅B．裝置甲電解過程中，電解質溶液的濃度保持不變C．裝置乙為電解精煉銅裝置，則X電極為精銅D．裝置乙為電解精煉銅裝置，當電路轉移的電子時，X電極質量增加二、填空題13．（2022·高二課前預習）【實驗探究】電解熔融氯化鈉——工業(yè)生產金屬鈉實驗裝置(1)實驗現象：通電后，石墨片周圍有產生，鐵片上。(2)實驗分析i.通電前熔融NaCl中存在的微粒有，這些微粒運動特點是。ii.通電后①離子移動方向：Na+移向鐵電極，Cl-移向石墨電極。②電極上發(fā)生的反應鐵電極：，發(fā)生反應；石墨電極：，發(fā)生反應。iii.實驗結論熔融的NaCl在直流電作用下發(fā)生了反應，分解生成了。14．（2023·湖北·高二統(tǒng)考期末）氯堿工業(yè)是高耗能產業(yè)，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝，節(jié)能超過30%。在此工藝中，物料傳輸和轉化關系如圖，其中電極未標出，所用離子交換膜只允許陽離子通過。(1)電解池A中，離子交換膜的作用除了平衡電荷并形成閉合回路外，還有：。(2)電解池A陰極產物化學式為：。(3)燃料電池B負極反應式為：。(4)分析比較圖示中a%與b%的大?。篴%b%(填“＞”“＜”或“=”)。(5)假設空氣中O2體積比占20%。標準狀況下，當得到8.96L氣體X時，電路中通過電子mol，需要通入空氣L。(6)該工藝雖然節(jié)約了能源，但與傳統(tǒng)氯堿工業(yè)相比。產品減少了的產量。15．（2023秋·陜西西安·高二西安市第八十九中學?？计谀┤鐖D所示的裝置，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。接通電源后，向乙中滴入酚酞試液，在F極附近顯紅色。試回答下列問題：(1)A是外加電源的極，B是極。(2)甲是池，甲中總的反應式是：。(3)收集乙裝置中產生的氣體，則陰極和陽極產生的氣體在相同狀態(tài)下體積比為：。(4)欲用丙裝置給銅鍍銀，銅件是(填G或H)極，電鍍液是溶液。(5)裝置丁中可以觀察到，原因是。16．（2023秋·福建泉州·高二統(tǒng)考期末）電工用銅純度應大于99.95%，工業(yè)上一般采用電解精煉的方式提純銅。(1)電解精煉的原理如圖。①純銅薄片連接電源的極。②電解一段時間后，電解液中濃度增大的金屬陽離子是。(2)電解精煉銅的廢液中含大量和，利用雙膜三室電沉積法回收銅的裝置如圖。①交換膜b為離子交換膜(填“陰”或“陽”)。②陽極的電極反應式為。③若從濃縮室收集到1L0.5mol/L的溶液，則陰極可回收g銅(不考慮副反應)。第4課第4課時電解原理的應用課程標準學習目標1．了解電解原理在工業(yè)生產中的應用。2．認識電解在實現物質轉化和儲存能量中的具體應用。1．能依據微粒的放電順序預測并判斷電解產物，能從電解過程中的宏觀現象判斷電極反應、解釋變化的規(guī)律。2．基于電解的具體應用及相應規(guī)律，建立電解應用問題的分析及相關計算的思維模型，并能解決相關應用問題。自主梳理1．氯堿工業(yè)：電解飽和食鹽水，制取燒堿、氯氣和氫氣。(1)電極反應式(并注明反應類型)陽極：(氧化反應)；陰極：(還原反應)。其中陰極反應中的H＋是由水電離產生的。(2)總反應式：。2．電鍍(1)電鍍是應用原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或的方法。3．電解精煉(如電解精煉銅，雜質為鐵、鋅、金、銀等)(1)粗銅作陽極，主要的電極反應為；作陰極，電極反應為；電解質溶液為溶液。(2)活潑性較強的鐵、鋅等以離子形式進入溶液，活潑性較差的形成陽極泥。4．電冶金制取金屬等活潑金屬，很難用還原劑從它們的化合物中還原得到單質，因此必須通過電解熔融的化合物的方法得到。(1)電解熔融的氯化鈉可以得到金屬鈉：陰極：，陽極：，總反應式：。(2)電解熔融Al2O3制Al，冰晶石(Na3AlF6)作熔劑。陰極：，陽極：?？偡磻剑?Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up10(電解),\s\do7(Na3AlF6))4Al＋3O2↑。【答案】1．(1)：2Cl－－2e－=Cl2↑2H＋＋2e－=H2↑(2)2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up10(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑2．(1電解合金(2)鍍層氧化待鍍鍍層3．(1)粗銅Cu－2e－=Cu2＋純銅Cu2＋＋2e－=CuCuSO4(2)Ag、Au4．K、Ca、Na、Mg、Al(1)2Na＋＋2e－=2Na2Cl－－2e－=Cl2↑，2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up10(電解))2Na＋Cl2↑。(2熔劑4Al3＋＋12e－=4Al6O2－－12e－=3O2↑。預習檢測1．下列描述中，不符合實際的是A．在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極B．鉛酸蓄電池是一種常見的二次電池C．電解飽和食鹽水制燒堿的裝置中用隔膜把電解槽分成陽極區(qū)和陰極區(qū)D．電解熔融的氯化鎂制取金屬鎂，用鐵作陽極【答案】D【解析】A．在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極，電極反應式為，鍍件作陰極，電極反應式為，符合實際，故A不符合；B．鉛酸蓄電池是一種常見的二次電池，符合實際，故B不符合；C．電解飽和食鹽水制燒堿時，陽極反應式為，陰極反應式為，氯氣能與陰極生成的OH-反應，為得到NaOH，應用陽離子交換膜把電解槽分成陽極區(qū)和陰極區(qū)，鈉離子通過陽離子交換膜移向陰極，在陰極得到燒堿，符合實際，故C不符合；D．電解熔融的氯化鎂制取金屬鎂，用惰性電極作陽極，在制得金屬鎂的同時，也可得到副產物氯氣，而不消耗鐵，故不用鐵作陽極，不符合實際，故D符合；故選D。2．如圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時間后，b極附近溶液呈紅色，下列說法錯誤的個數是①X是負極，Y是正極②若用右側裝置(電解液改為溶液)在鑰匙上鍍銅，則將鑰匙放在b處③溶液的酸性先增強，當銅電極有氣泡產生時，此后一段時間酸性會繼續(xù)增強④若用右側裝置(電解液改為溶液)精煉粗銅時，則將粗銅放在b處A．1個 B．2個 C．3個 D．4個【答案】B【解析】a、b都是惰性電極，通電一段時間后，b極附近溶液呈紅色，則b極上水放電得到電子發(fā)生還原反應生成氫氣和氫氧根離子，b為陰極，與之相連的Y為負極，則a為陽極、X為正極、Pt極為陽極、Cu為陰極；①由分析可知，X是正極，Y是負極，錯誤；②若用右側裝置(電解液改為溶液)在鑰匙上鍍銅，則鍍件鑰匙應該作為陰極，故放在b處，正確；③溶液開始電解生成銅單質和氫離子，溶液酸性先增強；當銅電極有氣泡產生時，此時本質為電解水，使得生成硫酸濃度變大，此后一段時間酸性會繼續(xù)增強，正確；④若用右側裝置(電解液改為溶液)精煉粗銅時，則將粗銅放在陽極a處，錯誤；故選B。3．下列與金屬銅相關的敘述正確的是A．在鍍件上鍍銅時，可用銅做陽極 B．用銅做電極的原電池中，銅電極一定做正極C．用電解法精煉銅時，用純銅做陽極 D．電解飽和溶液時，用銅做陽極【答案】A【解析】A．在鍍件上鍍銅時，銅做陽極在電極上發(fā)生氧化反應補充溶液中的銅離子，A正確；B．用銅做電極的原電池中，銅與鋅做電極，硫酸銅做電解液，銅做正極，銅與銀做電極，硝酸銀做電解液，銅做負極，B錯誤；C．用電解法精煉銅時，用粗銅做陽極，純銅做陰極，C錯誤；D．電解CuCl2飽和溶液時，不能用銅做陽極，若用銅做陽極，銅會發(fā)生氧化反應，失去電子形成銅離子，D錯誤；故答案為A。4．下列電化學裝置完全正確的是

A．裝置甲防止鐵被腐蝕 B．裝置乙鐵件上鍍銀C．裝置丙粗銅精煉 D．裝置丁銅鋅原電池【答案】A【解析】A．圖甲防止鐵被腐蝕，該方法是外加電流的陰極保護法，要保護的金屬作電解池的陰極，故A正確；B．圖乙鐵件鍍銀，鍍件(Fe)作陰極，鍍層金屬(Ag)做陽極，故B錯誤；C．圖丙粗銅精煉，粗銅應該作陽極，純銅作陰極，故C錯誤；D．圖丁銅鋅原電池，鋅電極下面應該是硫酸鋅溶液，銅電極下面應該是硫酸銅溶液，故D錯誤；綜上所述，答案為A。5．下列有關實驗裝置的說法正確的是A．用圖甲裝置可測定溶液的濃度B．用圖乙裝置可探究溫度對平衡體系的影響C．用圖丙裝置可制得消毒劑同時減少的逸出D．用圖丁裝置可驗證鐵釘發(fā)生了析氫腐蝕【答案】B【解析】A．用圖甲裝置HCl應使用酸式滴定管，故A錯誤；B．用圖乙裝置可探究溫度對平衡體系的影響，根據左側顏色加深，由于該反應是放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，故B正確；C．用圖丙裝置可制得消毒劑同時減少的逸出，則下端應該生成氯氣，上端應該生成NaOH溶液，則下端為陽極，上端為陰極，故C錯誤；D．用圖丁裝置，鐵釘浸有食鹽水的綿團，該溶液為中性溶液，只能驗證鐵釘發(fā)生了吸氧腐蝕，故D錯誤。綜上所述，答案為B。6．如圖是某課題組設計的一種利用電解原理制取H2O2并用來處理工業(yè)廢氨水的裝置。為了不影響H2O2的產量，需向廢氨水中加入適量硝酸調節(jié)溶液的pH約為5。下列說法正確的是（

）A．陰極的電極反應式為2H2O-4e-=4H++O2↑B．陽極的電極反應式為O2+2H++2e-=H2O2C．處理廢氨水的過程中所發(fā)生的反應為3H2O2+2NH3?H2O=8H2O+N2↑D．工作過程中陽極附近溶液的pH逐漸增大【答案】C【解析】A．根據題給裝置圖可知，陰極的電極反應式為，故A項錯誤；B．根據題給裝置圖可知，陽極的電極反應式為，故B項錯誤；C．根據題圖可知，可將氧化為，C項正確；D．根據電極反應式可知，工作過程中陽極上生成氫離子，所以陽極附近溶液的逐漸減小，D項錯誤；故選C。探究提升探究提升?環(huán)節(jié)一電解飽和食鹽水【情境材料】探究電解氯化鈉溶液實驗裝置：實驗操作：在U形管中裝入飽和食鹽水，滴入幾滴酚酞試液，用石墨棒作陽極，鐵棒作陰極。把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在陽極附近。接通直流電源后，觀察U形管內產生的現象及試紙顏色的變化。實驗現象：電流表的指針發(fā)生偏轉，U形管內陰極區(qū)溶液變紅且有無色無味的氣體產生，陽極放出有刺激性氣味的黃綠色氣體，濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍。【問題探究】1．電解液中存在的離子有哪些？通電后離子移動的方向如何？分別在兩極上放電的離子是什么？2．電解時兩極得到的產物分別是什么？寫出電極反應式和總的電解化學方程式。3．電解一段時間后，得到的混合液能使紅色布條褪色的原因是什么？用上述電解法制得的NaOH純凈嗎？4．工業(yè)制取燒堿時，如何避免Cl2與NaOH溶液反應，從而提高NaOH的純度？如何充分利用兩極產生的氣體，變廢為寶？【答案】1．電解液中存在的離子是Na＋、H＋、Cl－、OH－；通電后，U形管中的Cl－、OH－移向陽極，依據放電順序：Cl－>OH－可知，Cl－在陽極上先放電，Na＋、H＋移向陰極，依據放電順序：H＋>Na＋可知，H＋在陰極上先放電。2．陽極產物是Cl2，電極反應式為2Cl－－2e－=Cl2↑，陰極產物是H2和NaOH，電極反應式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－；總反應式：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。3．電解飽和食鹽水時陰極區(qū)生成NaOH，陽極區(qū)生成Cl2，二者發(fā)生反應：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O，NaClO具有漂白性，故能使有色布條褪色。用上述方法制得的NaOH溶液中混有NaCl和NaClO，純度較低。4．工業(yè)用離子交換膜電解槽來制燒堿，陽離子交換膜把電解池分成陽極室和陰極室，從而避免了Cl2與NaOH溶液的接觸反應，提高了NaOH的純度。電解時兩極產生H2和Cl2，可以使二者發(fā)生反應生成HCl，得到鹽酸副產品。要點歸納氯堿工業(yè)實際生產中，電解精制后的飽和食鹽水制取燒堿、氫氣和氯氣的裝置是離子交換膜電解槽，圖示如下：(1)使用的離子交換膜是陽離子交換膜，它只允許陽離子(如Na＋)通過，能阻止陰離子(如Cl－)及分子(如Cl2)通過，這樣既避免了Cl2與H2混合光照下發(fā)生爆炸，又防止了Cl2與NaOH溶液的反應。(2)兩極室放入的原料：陽極室是精制后的飽和食鹽水；陰極室是稀的NaOH溶液。(3)食鹽水必須精制的原因是防止食鹽中的雜質離子(如Ca2＋、Mg2＋等)與OH－反應生成沉淀而堵塞交換膜，導致無法制得燒堿。精制食鹽水的方法(除去食鹽中的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))除上述操作順序外，還可以是②→①→③→④或①→③(去掉過濾)→②(增加過濾)→④。典例精講【例1】（2023秋·浙江溫州·高二統(tǒng)考期末）如圖為氯堿工業(yè)的簡易裝置示意圖，其中兩電極均為惰性電極。下列說法正確的是A．A室中的電極反應為：B．若電路中通過0.2mol電子，理論上可在b處得到1.12L氣體(標準狀況)C．電解過程中由A室移向B室D．a出口的物質為NaOH，b出口為【答案】C【解析】根據圖示可知，A室為陽極室，陽極室內電極上氯離子失電子生成氯氣，B室為陰極室，陰極室內電極上水得電子生成氫氣和氫氧根離子。A．A室中氯離子失電子生成氯氣，則電極反應為2Cl--2e-=Cl2↑，A錯誤；B．陰極上電極反應為2H2O+2e-=2OH-+H2↑，通過0.2mol電子，生成0.1mol氫氣即2.24L(標準狀況)，B錯誤；C．電解過程中電解質溶液中的陽離子向陰極移動，則電解過程中鈉離子由A室向B室移動，C正確；D．A室內氯離子失電子生成氯氣，沒有氫氧化鈉生成，a出口的物質為稀鹽水，b出口為H2，D錯誤；故答案選C?！纠?】（2023春·廣東·高二校聯(lián)考階段練習）氯堿工業(yè)是高耗能產業(yè)，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝，節(jié)能超過30%，在此工藝中，物料傳輸和轉化關系如圖所示(電極均為石墨電極)，下列說法錯誤的是

A．A池中通過交換膜向乙電極移動B．若兩池中所用離子膜類型相同，則C．A池中每生成1mol，B池中會消耗標準狀況下11.2LD．B池中丁電極上的反應為【答案】B【解析】A是電解池，甲電極通入飽和NaCl溶液，出來的是稀NaCl溶液，則甲為陽極，電極反應式為2Cl--2e-=Cl2，乙為陰極，電極反應式為2H2O+2e-=H2+2OH-，鈉離子通過陽離子交換膜向乙電極移動，陰極生成NaOH，X是氯氣、Y是氫氣。B是氫氧燃料電池，丙電極通入氫氣、丁電極通入空氣，則丙作燃料電池負極，電極反應式為H2-2e-+2OH-=2H2O；丁作正極，電極反應式為O2+4e-+2H2O=4OH-。A．根據分析，A是電解池，甲為陽極，乙為陰極，Na+通過交換膜向乙電極移動，A正確；B．若兩池中所用離子膜類型相同，則燃料電池中與電解池一樣，其離子膜為陽離子交換膜，在B中丁作正極，電極反應式為O2+4e-+2H2O=4OH-，鈉離子通過陽離子交換膜向丁電極移動，丁電極生成NaOH，則a%<b%，B錯誤；C．根據轉移電子守恒可得關系式2H2O24e-，則A池中每生成1molH2，B池中會消耗0.5molO2，其在標準狀況下的體積為11.2L，C正確；D．根據分析，B池中丁作正極，電極反應式為O2+4e-+2H2O=4OH-，D正確；故選B。?環(huán)節(jié)二電鍍、精煉銅、電冶金【情境材料】Ⅰ．模擬電解原理在化工生產中的應用，實驗裝置如圖所示，裝置閉合電鍵K時，電流表的指針將發(fā)生偏轉。Ⅱ．某些化合物的類型與熔點如下表所示：化合物NaClNa2OMgOMgCl2Al2O3AlCl3類型離子化合物離子化合物離子化合物離子化合物離子化合物共價化合物熔點/℃804127528007142050191【問題探究】1．哪個裝置是原電池？哪個裝置是電解池？2．a、b、c、d電極名稱分別是什么？3．若模擬氯堿工業(yè)生產燒堿、氯氣和氫氣，如何選用電極材料和電解質溶液？4．若模擬電鍍生產，在鐵件上鍍一層金屬銀，如何選用電極材料和電解質溶液？電極反應式如何書寫？5．若模擬電解精煉銅，如何選用電極材料和電解質溶液？6．工業(yè)上制取鈉時，用電解熔融NaCl而不用電解NaCl溶液或熔融Na2O方法的原因是什么？寫出電解總反應式。7．工業(yè)上制鎂時，用電解熔融MgCl2而不用電解熔融MgO的方法的原因是什么？寫出電解總反應式。8．工業(yè)上制鋁時，用電解熔融Al2O3還是AlCl3？其原因是什么？電解時為什么要加入冰晶石(Na3AlF6)？寫出電解的總反應式?！敬鸢浮?．甲、乙構成原電池，丙是電解池。2．a是負極，b是正極，c是陽極，d是陰極。3．c電極用Pt或石墨，d電極用鐵絲(導體均可)，X溶液為飽和食鹽水。4．c電極用Ag，d電極用Fe，X溶液為AgNO3溶液；陽極：Ag－e－=Ag＋，陰極：Ag＋＋e－=Ag。5．c電極用粗銅，d電極用純銅，X溶液為CuSO4溶液。6．電解NaCl溶液得到的是NaOH而不是Na；在空氣中加熱Na2O，Na2O能與O2反應生成Na2O2，且Na2O的熔點高，熔融時消耗更多的能源。電解總反應式：2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑。7．MgO的熔點比MgCl2高很多，熔融時耗費更多的能源，增加生產成本；電解總反應式：MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑。8．工業(yè)上制鋁是用電解熔融Al2O3的方法，不用電解熔融AlCl3的原因是AlCl3是共價化合物，熔融狀態(tài)下不導電。電解時加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔化溫度，節(jié)約能源；電解總反應式：2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))4Al＋3O2↑。要點歸納1．電鍍銅與精煉銅的比較電鍍銅精煉銅能量轉變電能轉化為化學能電能轉化為化學能陽極材料純銅粗銅(含鋅、銀、金等雜質)陰極材料鍍件純銅陽極反應Cu－2e－=Cu2＋Zn－2e－=Zn2＋、Cu－2e－=Cu2＋等陰極反應Cu2＋＋2e－=CuCu2＋＋2e－=Cu電解質溶液及其變化硫酸銅溶液保持不變反應后硫酸銅溶液中混有Zn2＋等，Cu2＋濃度減小2．原電池、電解池、電鍍池的判斷方法(1)若裝置中無外加電源，則該裝置可能為原電池，然后根據原電池的構成條件進行分析判斷。(2)若有外接直流電源，兩極插入電解質溶液中，則可能是電解池或電鍍池；當陰極為金屬，陽極亦為金屬且與電解質溶液中的金屬陽離子屬同種元素時，則為電鍍池。(3)若多個單池相互串聯(lián)，又有外接直流電源時，則與直流電源相連接的為電解池或電鍍池。若無外接直流電源時，較活潑的金屬電極為原電池的負極(電子輸出極)，有關裝置為原電池，其余為電鍍池或電解池。3．電冶金電冶金：由于電解是最強有力的氧化還原手段，所以電解法是冶煉金屬的一種重要方法。本方法適用于一些活潑金屬單質的制取，如冶煉鈉、鈣、鎂、鋁等活潑金屬。4．電解法制取活潑金屬(1)電解熔融的氯化鈉制取金屬鈉陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2Na＋＋2e－=2Na總反應：2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑裝置如圖所示：(2)電解熔融MgCl2制取金屬Mg陰極：Mg2＋＋2e－=Mg陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑總反應：MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑(3)電解熔融Al2O3制取金屬Al陰極：4Al3＋＋12e－=4Al陽極：6O2－－12e－=3O2↑總反應：2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))4Al＋3O2↑(1)電鍍特點：“一多、一少、一不變”。一多是指陰極上有鍍層金屬沉積，一少是指陽極上有鍍層金屬溶解，一不變是指電解質溶液的濃度不變。(2)由于在陽極上溶解的金屬有Fe、Zn、Ni、Cu等，而在陰極上只有Cu析出，根據得失電子守恒可知，陽極產生的銅離子數目和陰極得電子變成銅單質的銅離子數目不相等，所以電解液中Cu2＋的濃度減小。典例精講【例3】（2023春·上海崇明·高二上海市崇明中學校考期末）若在銅片上鍍銀，下列敘述正確的是①將銅片接在電源的正極上②將銀片接在電源的正極上③在銅片上發(fā)生的反應是Ag＋＋e-=Ag④在銀片上發(fā)生的反應是4OH--4e-=O2↑＋2H2O⑤需用硫酸銅溶液為電鍍液⑥需用硝酸銀溶液為電鍍液A．①③⑥ B．②③⑥ C．①④⑤ D．②③④⑥【答案】B【解析】根據電鍍原理，若在銅片上鍍銀，銅做電解池的陰極與電源負極相連，電解質溶液中的銀離子得到電子發(fā)生還原反應生成銀，電極反應式為Ag++e-=Ag；銀做電解池的陽極和電源正極相連，銀失電子發(fā)生氧化反應生成銀離子，電極反應式為Ag-e-=Ag+；電解質溶液為硝酸銀溶液。①將銅片接在電源的負極上，故①錯誤；②銀做電解池的陽極，與電源正極相連，故②正確；③在銅片上，電解質溶液中的Ag+得到電子發(fā)生還原反應生成Ag，電極反應式為Ag++e-=Ag，故③正確；④在銀片上，Ag失電子發(fā)生氧化反應生成Ag+，電極反應式為Ag-e-=Ag+，故④錯誤；⑤用含有鍍層金屬的鹽溶液作電解質溶液，不能選用硫酸銅溶液為電鍍液，故⑤錯誤；⑥用含有鍍層金屬的鹽溶液作電解質溶液，可以選用硝酸銀溶液為電鍍液，故⑥正確；綜上所述，正確的有②③⑥；故選B?！纠?】（2023秋·廣東廣州·高二統(tǒng)考期末）電解法將粗Cu(含Zn、Fe、Ag、Pt等雜質)精煉純Cu的裝置圖如下所示，下列敘述中錯誤的是A．a是粗Cu，作陽極，發(fā)生氧化反應B．電解時，b極上的電極反應為C．電解時，外電路每通過0.2mol電子，陽極上減小的Cu為6.4gD．電解后，電解槽底部的陽極泥中含有少量Ag、Pt等金屬【答案】C【解析】A．電解精煉粗銅時，粗銅作陽極、純銅作陰極，即a是粗Cu，作陽極，發(fā)生氧化反應，A正確；B．精銅連接電源的負極，陰極發(fā)生還原反應，b極上的電極反應為：Cu2++2e-=Cu，B正確；C．粗銅作陽極，陽極連接原電池正極，銅、鐵、鋅等失電子發(fā)生氧化反應，陽極反應式為：Cu-2e-=Cu2+，Fe-2e-=Fe2+，Zn-2e-=Zn2+，故電解時，外電路每通過0.2mol電子，陽極上減小的Cu的質量小于6.4g，C錯誤；D．電解后，電解槽底部會形成含有少量Ag、Pt等金屬的陽極泥，D正確；故答案為：C。?環(huán)節(jié)三電解的相關計算【情境材料】在如圖裝置中，甲燒杯中盛有100mL0.50mol·L－1AgNO3溶液，乙燒杯中盛有100mL0.25mol·L－1CuCl2溶液，A、B、C、D均為質量相同的石墨電極，如果電解一段時間后，發(fā)現A極比C極重1.9g。【問題探究】1．發(fā)現A極比C極重，說明A極和C極上分別析出什么物質？說明電源E為正極還是負極？2．A極比C極重1.9g，則A極上析出單質的質量為多少？C極上析出單質的質量為多少？3．寫出B極的電極反應式；計算B極析出氣體的體積是多少(標準狀況)?【答案】1．A極比C極重，說明A極上有Ag析出，說明電源E是負極，則C極為陰極，C極上有銅析出。2．設A極析出的Ag為xmol，則對應析出的銅為eq\f(x,2)mol(電子守恒)，即得108x－64×eq\f(x,2)＝1.9，解得x＝0.025，則析出Ag的質量為2.7g，析出銅的質量為0.8g。3．B極的電極反應式：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O；根據2中分析可知，該過程轉移0.025mol電子，則B極生成O2的體積V＝22.4L·mol－1×eq\f(0.025,4)mol＝0.14L。要點歸納1．計算方法有關電解的計算通常是求電解后某產物的質量、氣體的體積、某元素的化合價、元素的相對原子質量、溶液的pH及物質的量濃度等。不論哪種計算，均可概括為下列三種方法：電子守恒計算用于串聯(lián)電路，通過陰、陽兩極的電量相同等類型的計算，其依據是電路中轉移的電子數相等總反應式計算先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據總反應式列比例式計算關系式計算根據得失電子守恒關系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需要的關系式2．等量關系(1)電解池中陽極失去的電子總數＝陰極得到的電子總數。(2)當電流通過一個或多個串聯(lián)的電解池時，它們皆處于同一閉合電路中，所以各池的電流強度相等，同一時間內通過的電子的物質的量相等。(3)常見電化學計算的對應關系：H2～Cl2～eq\f(1,2)O2～Cu～2Ag～2H＋～2OH－。如電解池中析出氣體時，在同溫同壓下析出各氣體的物質的量之比為n(H2)∶n(Cl2)∶n(O2)＝1∶1∶0.5。(1)電解混合溶液時要注意電解的階段性，電極反應式和總電池反應式，電解產物與轉移電子數之間的關系式是電化學計算的主要依據。(2)當電流通過一個或多個串聯(lián)的電解池時，它們均處于同一閉合電路中，所以同一時間內通過的電子的物質的量相等。典例精講【例5】（2023春·湖南懷化·高二統(tǒng)考期末）碳中和是一場影響廣泛而深刻的綠色工業(yè)革命，用可再生能源電還原銅粉時，采用高濃度的抑制酸性電解液中的析氫反應來提高多碳產物(乙醇等)的生成率，裝置如圖所示。下列說法正確的是

A．電解過程中，右極區(qū)溶液中氫離子濃度逐漸減小B．圖中能量轉換過程為太陽能→化學能→電能C．電極發(fā)生的反應為D．當生成時，理論上右極區(qū)質量減少108g【答案】D【解析】硅電池在光照條件下將光能轉化為電能，左側電極上得電子生成乙醇，因此左側銅電極作陰極；右側電極作陽極，溶液中OH-失電子生成氧氣。A．由以上分析可知右極區(qū)為陽極，電極反應為：，氫離子濃度逐漸增大，故A錯誤；B．圖中能量轉換過程為太陽能→電能→化學能，故B錯誤；C．電極作陽極，電極反應為：，故C錯誤；D．生成乙醇的電極反應為：；生成時，電路中轉移12mol電子，則右側電極上消耗6mol，水放電生成氧氣逸出，生成的氫離子透過離子交換膜進入左側，則右側質量減少108g，故D正確；故選：D?！纠?】（2023春·四川成都·高二四川省成都市新都一中校聯(lián)考期中）用惰性電極電解1LCuCl2和NaCl的混合溶液，其中c(Cl?)為5.0mol·L?1，一段時間后兩極均收集到標準狀況下67.2L的氣體。下列說法錯誤的是A．原溶液中c(Na+)為4mol·L?1B．電解過程共轉移7mol電子C．電解過程陰極共析出32g銅D．加入CuCl2和HCl即可復原電解質溶液【答案】D【解析】用惰性電極電解1LCuCl2和NaCl的混合溶液，其中c(Cl?)為5.0mol·L?1，Cl-物質的量為5mol，陽極先發(fā)生的電極反應為2Cl--2e-=Cl2↑，Cl-完全反應生成2.5molCl2(標準狀況下的體積為56L)，陽極接著發(fā)生的電極反應為2H2O-4e-=O2↑+4H+，此過程產生O2的體積為67.2L-56L=11.2L；陰極依次發(fā)生的反應為Cu2++2e-=Cu、2H2O+2e-=H2↑+2OH-。A．陽極收集到3mol氣體，n(Cl?)=5.0mol，完全反應生成2.5mol氯氣，轉移電子數為5mol；說明還生成了0.5mol氧氣；轉移電子數為2mol；總電子轉移數為7mol；陰極也收集到3mol氫氣，轉移電子數為6mol，說明Cu2+得到了1mol電子，n(Cu2+)=0.5mol；n(Cl?)=5.0mol，根據電荷守恒可知n(Na+)=4.0mol，原溶液中c(Na+)為4mol·L?1；故A正確；B．根據A項計算，電解過程共轉移7mol電子，故B正確；C．根據A項計算，n(Cu2+)=0.5mol，所以電解過程陰極共析出32g銅；故C正確；D．復原電解質溶液需加入CuCl2、HCl和H2O；故D錯誤；故答案選D。一、單選題1．（2023秋·天津和平·高二天津一中?？计谀┯嘘P電化學知識的描述正確的是

A．反應Cu+H2SO4═CuSO4+H2↑可設計成原電池實現B．利用Cu+2FeCl3═CuCl2+2FeCl2，可設計如圖所示原電池裝置，鹽橋內K+向FeCl3溶液移動C．氯化鋁是一種電解質，可用于電解法熔融態(tài)氯化鋁制金屬鋁D．在鐵制品上鍍銀時，鐵制品與電源正極相連【答案】B【解析】A．反應Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑為非自發(fā)進行的氧化還原反應，不可設計成原電池，A錯誤；B．利用Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，可設計如圖所示原電池裝置，Cu失電子作負極，C作正極，鹽橋內K+向FeCl3溶液移動，B正確；C．熔融態(tài)氯化鋁中不存在自由移動的離子，電解熔融態(tài)氧化鋁制金屬鋁，C錯誤；D．在鐵制品上鍍銀時，鐵制品做陰極，與電源負極相連，D錯誤；故答案為：B。2．（2023秋·江蘇常州·高二常州市第一中學校考期末）下列指定反應的離子方程式正確的是A．電解氯化鎂溶液：B．用銅做電極電解溶液：C．用惰性電極電解溶液：D．電解熔融氧化鋁時反應的離子方程式：【答案】D【解析】A．電解氯化鎂溶液的離子反應為，A錯誤；B．銅作陽極時，銅失電子變成Cu2+，Cl-不參與反應，B錯誤；C．用惰性電極電解NaCl溶液的離子方程式：，C錯誤；D．氧化鋁在熔融條件下，能電離成自由移動的離子，則電解熔融氧化鋁時反應的離子方程式為，D正確；故選D。3．（2023春·云南昆明·高二云南省昆明市第十四中學校考階段練習）NA表示阿伏加德羅常數的值。下列敘述正確的是A．1.8gH218O中所含電子數目為NAB．2L0.05mol·L-1乙酸溶液中H+數目小于0.1NAC．4.6gNO2與N2O4混合氣體中氮原子數為0.5NAD．用石墨作電極電解飽和食鹽水時，若陰極得到2NA個電子，則陽極產生22.4L氣體【答案】B【解析】A．1個H218O分子含10個電子，1.8gH218O的物質的量為，所含電子數目為0.9NA，A錯誤；B．乙酸為弱酸，溶液中不能完全電離，則1mol乙酸溶液中H+數目小于0.1NA，B正確；C．NO2與N2O4的最簡式均為NO2，4.6g該混合氣體可看成只由NO2組成，所含N原子數為，C錯誤；D．未指出氣體所處狀態(tài)，無法計算氣體的體積，D錯誤；故選B。4．（2023春·上海閔行·高二上海市七寶中學?？奸_學考試）19世紀以后，科學家通過電解飽和食鹽水制取氯氣并實現了工業(yè)化生產，關于電解飽和食鹽水的說法不正確的是A．通過電解飽和食鹽水可以制備氯氣、氫氣和燒堿B．陽極產生的氣體是氫氣C．陰極的電極反應式為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-D．陽極發(fā)生的是氧化反應【答案】B【解析】A．通過電解飽和食鹽水，在陽極上Cl-失去電子被氧化產生Cl2；在陰極上水電離產生的H+得到電子被還原產生H2，同時在陰極附近溶液中產生NaOH，故可以制備氯氣、氫氣和燒堿，A正確；B．電解飽和NaCl溶液時，在陽極上Cl-失去電子被氧化產生Cl2，故陽極產生的氣體是氯氣，B錯誤；C．在電解時，在陰極上水電離產生的H+得到電子被還原產生H2，故陰極的電極反應式為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，C正確；D．在陽極上溶液中NaCl電離產生的Cl-失去電子，發(fā)生的是氧化反應，D正確；故合理選項是B。5．（2022秋·河南漯河·高二統(tǒng)考期末）下列裝置或操作能完成對應實驗且能達到實驗目的的是

A．裝置甲蒸干氯化鎂溶液，制無水氯化鎂 B．裝置乙測“84”消毒液的pHC．裝置丙驗證AgCl和AgI的Ksp大小 D．裝置丁電鍍銅【答案】C【解析】A．鎂離子容易水解，直接蒸干氯化鎂溶液，鎂離子會水解生成氫氧化鎂，分解后得到的是氧化鎂，A錯誤；B．“84”消毒液中的次氯酸鈉會與空氣中的二氧化碳反應生成次氯酸，次氯酸具有強氧化性，會將pH試紙漂白，B錯誤；C．白色沉淀轉化為黃色沉淀，說明氯化銀轉化成為碘化銀，也就是碘化銀更難溶，可以比較出二者的Ksp大小，C正確；D．在鐵上鍍銅，鐵應該做陰極，銅做陽極，D錯誤；故選C。6．（2023秋·廣西桂林·高二統(tǒng)考期末）利用如圖所示裝置模擬電解在工業(yè)生產的應用，下列說法正確的是A．若要在鐵片上鍍銅，Z為FeSO4溶液B．若要在鐵片上鍍銅，X、Y分別為純銅和鐵片C．若Z是飽和NaCl溶液，電解一段時間后，Y電極析出少量的NaD．若Z是飽和NaCl溶液，X電極首先發(fā)生的電極反應式是：【答案】B【解析】A．若要在鐵片上鍍銅，應該使Fe片與電源負極連接作陰極；銅片與電源正極連接作作陽極，Z為CuSO4溶液，A錯誤；B．若要在鐵片上鍍銅，則陽極X為Cu，陰極Y為鐵片，B正確；C．若Z是飽和NaCl溶液，由于離子的放電能力：H+＞Na+，所以電解時陰極Y上會產生H2，故電解一段時間后，Y電極不會析出金屬Na，C錯誤；D．若Z是飽和NaCl溶液，由于離子放電順序：Cl-＞OH-，陽極X電極首先是Cl-放電產生Cl2，故陽極X發(fā)生的電極反應式是2Cl--2e-=Cl2↑，D錯誤；故合理選項是B。7．（2023春·江蘇徐州·高二統(tǒng)考期末）銅是人類祖先最早應用的金屬，隨著科學技術的發(fā)展不斷開發(fā)出新的用途，如制印刷電路板等。目前工業(yè)上生產銅的主要方法為火法冶煉銅，部分工業(yè)流程如下。

下列化學方程式或離子方程式書寫正確的是A．制印刷電路板：B．電解精煉銅陽極電極反應式：C．生產粗銅時發(fā)生的化學反應可能有：D．青銅器產生銅綠的過程：【答案】C【解析】A．制印刷電路板時Cu與Fe3+反應生成Cu2+和Fe2+，離子方程式為2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，A項錯誤；B．電解精煉銅時粗銅為陽極，粗銅中比Cu活潑的金屬如Fe等先失電子發(fā)生氧化反應、后Cu失電子發(fā)生氧化反應，即陽極反應式為Fe-2e-=Fe2+等、Cu-2e-=Cu2+(主要)，精銅為陰極，陰極電極反應式為Cu2++2e-=Cu，B項錯誤；C．生產粗銅時，Cu2S與O2高溫反應可生成CuO和SO2，CuO可能與未反應的Cu2S高溫反應生成Cu和SO2，可能反應為Cu2S+2CuO4Cu+SO2↑，C項正確；D．在金屬活動性順序表中Cu處在H的后面，青銅器不可能發(fā)生析氫腐蝕，青銅器發(fā)生吸氧腐蝕，青銅器生產銅綠的過程：2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3，D項錯誤；答案選C。8．（2023春·四川綿陽·高二四川省綿陽南山中學?？计谥校┫铝须娀瘜W裝置完全正確的是A．防止鐵被腐蝕B．鐵件上鍍銀C．粗銅精煉D．銅鋅原電池A．A B．B C．C D．D【答案】A【解析】A．該電解池裝置中，鐵作為陰極，被保護，A正確；B．鐵件上鍍銀，應該將銀放在陽極，發(fā)生反應：，鐵放在陰極，發(fā)生反應：，生成的銀單質附著在鐵上，B錯誤；C．電解精煉銅，是將粗銅放在陽極，發(fā)生反應：,純銅放在陰極，發(fā)生反應：，C錯誤；D．銅鋅原電池中，鋅電極應該置于溶液中，銅電極置于溶液中，D錯誤；故選A。9．（2023春·河南·高二校聯(lián)考階段練習）利用光伏電池電解處理含銅污水，回收銅單質并制備較高濃度硫酸，裝置如圖所示。下列說法錯誤的是

A．電解時，應將P電極與惰性電極相連B．b膜是陰離子交換膜C．電解裝置工作一段時間后，Ⅰ區(qū)溶液中的濃度不變D．每生成1.6g氣體X，理論上有0.2mol從Ⅰ區(qū)經a膜移向Ⅱ區(qū)【答案】C【解析】光伏電池為原電池，電池的陽離子向P電極移動，所以P電極為光伏電池的正極；因需要回收Cu，故Cu2+應在銅電極上得電子發(fā)生反應Cu2++2e-=Cu，故銅電極為陰極，惰性電極為陽極。A．光伏電池的陽離子向P電極移動，所以P電極為光伏電池的正極，因此P電極應與惰性電極相連，A正確；B．III區(qū)Cu2+濃度減少，為保持電解液呈電中性以及制備較高濃度硫酸，應由III區(qū)向II區(qū)移動，故b膜為陰離子交換膜，B正確；C．I區(qū)水中的氫氧根放電生成氧氣同時產生H+，為制備較高濃度硫酸H+由I區(qū)向II區(qū)移動，經上分析，I區(qū)溶液在電解過程中實際消耗的是水，故Na2SO4的濃度增大，C錯誤；D．惰性電極反應為2H2O-4e-=O2↑+4H+，故每生成1.6gO2（即0.05molO2），同時生成0.2molH+，為保持溶液電中性，0.2molH+會從I區(qū)經a膜移向II區(qū)，D正確；故選C。10．（2023春·河南南陽·高二鎮(zhèn)平縣第一高級中學?？茧A段練習）用惰性電極在一定溫度下電解某飽和溶液，當兩極共產生標準狀況下67.2L氣體時，從溶液中析出晶體。則剩余溶液的溶質質量分數約是A．64.7% B．47.5% C．32.2% D．28.3%【答案】D【解析】用惰性電極在一定溫度下電解某飽和溶液，實質為電解水，發(fā)生反應，當兩極共產生標準狀況下67.2L氣體時，電解水的物質的量為2mol，溶液中析出晶體，剩余溶液的溶質質量分數約是，故選D。11．（2023春·四川·高二遂寧中學?？计谥校┪覈茖W家通過電解法將，轉化為乙烯，常采用單原子Ni和納米Cu作串聯(lián)催化劑，裝置如圖。下列說法錯誤的是A．電極b連接電源的正極B．電極a上發(fā)生的總反應為：C．通電后右室溶液質量減少D．若電路中通過電子時，理論上電極b產生氣體(標準狀況)【答案】C【解析】電解法將，轉化為乙烯，碳元素化合價降低，左側a電極為陰極，電極a連接電源的負極，右側b電極為陽極，電極b連接電源的正極。A．根據分析，電極b連接電源的正極，A正確；B．電極a上二氧化碳先被還原為CO，CO再被還原為乙烯，發(fā)生的總反應為：，B正確；C．右側b電極為陽極，通電后右室電極反應為：，OH-通過陰離子交換膜遷移至右室，與消耗的氫氧根的量相同，右室溶液中水的質量增加，故右室溶液質量增加，C錯誤；D．陽極電極反應為：，若電路中通過電子時，理論上電極b產生O2的物質的量為0.025mol，標準狀況下體積為，D正確；故選C。12．（2023春·湖南·高二校聯(lián)考階段練習）下列關于圖示兩個裝置的敘述不正確的是A．裝置甲不可以在鐵釘上持續(xù)地鍍銅B．裝置甲電解過程中，電解質溶液的濃度保持不變C．裝置乙為電解精煉銅裝置，則X電極為精銅D．裝置乙為電解精煉銅裝置，當電路轉移的電子時，X電極質量增加【答案】B【解析】A．由圖可知，兩個裝置都是電解裝置，在電解裝置中，和電源正極相連的是陽極，發(fā)生氧化反應，和電源負極相連的是陰極，發(fā)生還原反應。電鍍時，鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，裝置甲不可以在鐵釘上持續(xù)鍍銅，故A正確；B．裝置甲電解過程中，陽極反應為，陰極反應為，電解質溶液的濃度減小，故B錯誤；C．裝置乙中Y為陽極，X為陰極，電解精煉銅裝置中，粗銅作陽極，精銅作陰極，則X電極為精銅，故C正確；D．陰極得電子，所以當電路轉移的電子時，X電極增加質量為，故D正確。故選B。二、填空題13．（2022·高二課前預習）【實驗探究】電解熔融氯化鈉——工業(yè)生產金屬鈉實驗裝置(1)實驗現象：通電后，石墨片周圍有產生，鐵片上。(2)實驗分析i.通電前熔融NaCl中存在的微粒有，這些微粒運動特點是。ii.通電后①離子移動方向：Na+移向鐵電極，Cl-移向石墨電極。②電極上發(fā)生的反應鐵電極：，發(fā)生反應；石墨電極：，發(fā)生反應。iii.實驗結論熔融的NaCl在直流電作用下發(fā)生了反應，分解生成了?！敬鸢浮?1)氣泡生成銀白色金屬(2)Na+、Cl-自由運動2Na++2e-=2Na還原2Cl--2e-=Cl2↑氧化氧化還原鈉和氯氣【解析】熔融氯化鈉中存在可自由移動的鈉離子和氯離子，用該裝置電解時，石墨與電源正極相連、是陽極，鐵棒與電源負極相連、是陰極，內電路中鈉離子移向陰極并得到電子發(fā)生還原反應產生金屬鈉，氯離子移向陽極、陽極上氯離子失去電子被氧化產生氯氣，電解熔融氯化鈉得到鈉與氯氣。（1）據分析，可看到的實驗現象：通電后，石墨片周圍有氣泡產生，鐵片上生成銀白色金屬(鈉)。（2）熔融NaCl發(fā)生電離，存在的微粒有Na+、Cl-，沒有外電場時，這些微粒運動特點是自由運動。①據分析，通電后，Na+移向鐵電極，Cl-移向石墨電極。②鐵電極為陰極，陰極上Na+得電子轉變?yōu)镹a，電極反應式為：2Na++2e-=2Na，發(fā)生還原反應；石墨電極為陽極，陽極上氯離子失去電子被氧化產生氯氣，電極反應式：2Cl--2e-=Cl2↑，發(fā)生氧化反應。綜上，電解熔融氯化鈉得到鈉與氯氣，即熔融的NaCl在直流電作用下發(fā)生了氧化還原反應，分解生成了鈉和氯氣。14．（2023·湖北·高二統(tǒng)考期末）氯堿工業(yè)是高耗能產業(yè)，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝，節(jié)能超過30%。在此工藝中，物料傳輸和轉化關系如圖，其中電極未標出，所用離子交換膜只允許陽離子通過。(1)電解池A中，離子交換膜的作用除了平衡電荷并形成閉合回路外，還有：。(2)電解池A陰極產物化學式為：。(3)燃料電池B負極反應式為：。(4)分析比較圖示中a%與b%的大?。篴%b%(填“＞”“＜”或“=”)。(5)假設空氣中O2體積比占20%。標準狀況下，當得到8.96L氣體X時，電路中通過電子mol，需要通入空氣L。(6)該工藝雖然節(jié)約了能源，但與傳統(tǒng)氯堿工業(yè)相比。產品減少了的產量?！敬鸢浮?1)能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產生的物質接觸，防止發(fā)生化學反應(2)H2、NaOH(3)H2+2OH--2e-=2H2O(4)＜(5)0.822.4(6)H2【解析】燃料電池B中，通入空氣的電極為正極，則通入Y的電極為負極；電解池A中，右側電極與負極相連，為陰極，則左側電極為陽極。電解飽和食鹽水時，陽極Cl-失電子生成Cl2，則X為Cl2，陰極水得電子，生成H2和OH-，Na+通過陽離子交換膜進入右側陰極區(qū)；在B池中，通入的Y(H2)在左側負極失電子，與OH-結合成水；Na+通過陽離子交換膜進入右側正極區(qū)，在正極，O2得電子產物與水作用生成OH-，此時溶液中NaOH增多，濃度增大。（1）電解池A中，電解飽和食鹽水，陽極生成的Cl2能與陰極生成的H2和NaOH反應，產物不僅影響產品的純度，還可能引起爆炸，所以離子交換膜的作用除了平衡電荷并形成閉合回路外，還有：能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產生的物質接觸，防止發(fā)生化學反應。答案為：能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產生的物質接觸，防止發(fā)生化學反應；（2）由分析可知，電解池A中，陰極發(fā)生反應2H2O+2e-=2OH-+H2↑，所以產物的化學式為：H2、NaOH。答案為：H2、NaOH；（3）燃料電池B中，負極通入的Y(H2)失電子產物與OH-結合成水，反應式為：H2+2OH--2e-=2H2O。答案為：H2+2OH--2e-=2H2O；（4）因為在燃料電池的正極，O2得電子產物與電解質反應生成OH-，與負極遷移的Na+構成NaOH，從而使NaOH溶液的濃度增大，所以圖示中a%與b%的大?。篴%＜b%。答案為：＜；（5）n(Cl2)==0.4mol，Cl2——2e-，則電路中通過電子0.4mol×2=0.8mol；由關系式O2——4e-，可得出需要通入空氣的體積為：=22.4L。答案為：0.8；22.4；（6）該工藝雖然節(jié)約了能源，但與傳統(tǒng)氯堿工業(yè)相比，陰極產生的H2在負極被消耗，所以產品減少了H2的產量。答案為：H2。15．（2023秋·陜西西安·高二西安市第八十九中學?？计谀┤鐖D所示的裝置，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。接通電源后，向乙中滴入酚酞試液，在F極附近顯紅色。試回答下列問題：(1)A是外加電源的極，B是極。(2)甲是池，甲中總的反應式是：。(3)收集乙裝置中產生的氣體，則陰極和陽極產生的氣體在相同狀態(tài)下體積比為：。(4)欲用丙裝置給銅鍍銀，銅件是(填G或H)極，電鍍液是溶液。(5)裝置丁中可以觀察到，原因是?！敬鸢浮?1)正負(2)電解2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4(3)1:1(4)HAgNO3(5)電泳現象Y極附近顏色變，X極附近顏色變淺，說明氫氧化鐵膠體帶正電荷【解析】（1）向乙中滴入酚酞試液，在F極附近顯紅色，說明該極上氫離子放電，溶液顯堿性，所以該電極是陰極，則E電極是陽極，D電極是陰極，C電極是陽極；G電極是陽極，H電極是陰極；X電極是陽極，Y是陰極，A是電源的正極，B是原電池的負極；（2）甲池是電解池，電解硫酸銅溶液時，在陰極上Cu2+得到電子生成單質Cu，在陽極上H2O電離產生的OH-放電產生O2，故電解CuSO4溶液的電池反應式為2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4；（3）電解飽和食鹽水的電解原理是：2NaC1+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，根據反應方程式可知兩個電極產生的H2和Cl2體積比是1:1；（4）欲用丙裝置給銅鍍銀，則G為陽極應該是鍍層金屬銀，H電極是銅件，電鍍液的主要成分是AgNO3溶液；（5）根據同時電荷相互排斥，異性電荷相互吸引的原理，氫氧化鐵膠體中含有的帶正電荷的粒子會向負電荷較多的陰極即Y極移動，所以Y極附近紅褐色變深，膠體的這種性質叫電泳。16．（2023秋·福建泉州·高二統(tǒng)考期末）電工用銅純度應大于99.95%，工業(yè)上一般采用電解精煉的方式提純銅。(1)電解精煉的原理如圖。①純銅薄片連接電源的極。②電解一段時間后，電解液中濃度增大的金屬陽離子是。(2)電解精煉銅的廢液中含大量和，利用雙膜三室電沉積法回收銅的裝置如圖。①交換膜b為離子交換膜(填“陰”或“陽”)。②陽極的電極反應式為。③若從濃縮室收集到1L0.5mol/L的溶液，則陰極可回收g銅(不考慮副反應)。【答案】(1)負(鋅離子)(2)陰25.6【解析】（1）精煉銅時，電解液為含Cu2＋溶液，粗銅除含有Cu外，還含有比銅活潑的鋅等雜質，鋅和銅在陽極發(fā)生氧化反應生成離子，而陰極上只有Cu2＋得電子發(fā)生還原反應生成銅；①電解時，粗銅在陽極，純銅在陰極，則純銅薄片連接電源的負極；②電解過程鋅也會失去電子生成鋅離子，一段時間后，電解液中濃度增大的金屬陽離子是(鋅離子)；（2）由題圖可知，