第19講4.4電解原理的應(yīng)用（教師版）-2024年高中化學(xué)講義（選擇性必修一）

第4課第4課時(shí)電解原理的應(yīng)用001目標(biāo)任務(wù)課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。2．認(rèn)識(shí)電解在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)存能量中的具體應(yīng)用。1．能依據(jù)微粒的放電順序預(yù)測(cè)并判斷電解產(chǎn)物，能從電解過(guò)程中的宏觀現(xiàn)象判斷電極反應(yīng)、解釋變化的規(guī)律。2．基于電解的具體應(yīng)用及相應(yīng)規(guī)律，建立電解應(yīng)用問(wèn)題的分析及相關(guān)計(jì)算的思維模型，并能解決相關(guān)應(yīng)用問(wèn)題。002預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)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(yīng)式(并注明反應(yīng)類(lèi)型)陽(yáng)極：(氧化反應(yīng))；陰極：(還原反應(yīng))。其中陰極反應(yīng)中的H＋是由水電離產(chǎn)生的。(2)總反應(yīng)式：。2．電鍍(1)電鍍是應(yīng)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(zhì)為鐵、鋅、金、銀等)(1)粗銅作陽(yáng)極，主要的電極反應(yīng)為；作陰極，電極反應(yīng)為；電解質(zhì)溶液為溶液。(2)活潑性較強(qiáng)的鐵、鋅等以離子形式進(jìn)入溶液，活潑性較差的形成陽(yáng)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(zhì)，因此必須通過(guò)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(yáng)極：，總反應(yīng)式：。(2)電解熔融Al2O3制Al，冰晶石(Na3AlF6)作熔劑。陰極：，陽(yáng)極：?？偡磻?yīng)式：2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up10(電解),\s\do7(Na3AlF6))4Al＋3O2↑?！敬鸢浮?．(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(yù)習(xí)檢測(cè)1．下列描述中，不符合實(shí)際的是A．在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽(yáng)極B．鉛酸蓄電池是一種常見(jiàn)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(yáng)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(yáng)極【答案】D【解析】A．在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為，鍍件作陰極，電極反應(yīng)式為，符合實(shí)際，故A不符合；B．鉛酸蓄電池是一種常見(jiàn)的二次電池，符合實(shí)際，故B不符合；C．電解飽和食鹽水制燒堿時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)式為，陰極反應(yīng)式為，氯氣能與陰極生成的OH反應(yīng)，為得到NaOH，應(yīng)用陽(yáng)離子交換膜把電解槽分成陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)，鈉離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜移向陰極，在陰極得到燒堿，符合實(shí)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(yáng)極，在制得金屬鎂的同時(shí)，也可得到副產(chǎn)物氯氣，而不消耗鐵，故不用鐵作陽(yáng)極，不符合實(shí)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(shí)間后，b極附近溶液呈紅色，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的個(gè)數(shù)是①X是負(fù)極，Y是正極②若用右側(cè)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(qiáng)，當(dāng)銅電極有氣泡產(chǎn)生時(shí)，此后一段時(shí)間酸性會(huì)繼續(xù)增強(qiáng)④若用右側(cè)裝置(電解液改為溶液)精煉粗銅時(shí)，則將粗銅放在b處A．1個(gè) B．2個(gè) C．3個(gè) D．4個(gè)【答案】B【解析】a、b都是惰性電極，通電一段時(shí)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(yīng)生成氫氣和氫氧根離子，b為陰極，與之相連的Y為負(fù)極，則a為陽(yáng)極、X為正極、Pt極為陽(yáng)極、Cu為陰極；①由分析可知，X是正極，Y是負(fù)極，錯(cuò)誤；②若用右側(cè)裝置(電解液改為溶液)在鑰匙上鍍銅，則鍍件鑰匙應(yīng)該作為陰極，故放在b處，正確；③溶液開(kāi)始電解生成銅單質(zhì)和氫離子，溶液酸性先增強(qiáng)；當(dāng)銅電極有氣泡產(chǎn)生時(shí)，此時(shí)本質(zhì)為電解水，使得生成硫酸濃度變大，此后一段時(shí)間酸性會(huì)繼續(xù)增強(qiáng)，正確；④若用右側(cè)裝置(電解液改為溶液)精煉粗銅時(shí)，則將粗銅放在陽(yáng)極a處，錯(cuò)誤；故選B。3．下列與金屬銅相關(guān)的敘述正確的是A．在鍍件上鍍銅時(shí)，可用銅做陽(yáng)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(shí)，用純銅做陽(yáng)極 D．電解飽和溶液時(shí)，用銅做陽(yáng)極【答案】A【解析】A．在鍍件上鍍銅時(shí)，銅做陽(yáng)極在電極上發(fā)生氧化反應(yīng)補(bǔ)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(fù)極，B錯(cuò)誤；C．用電解法精煉銅時(shí)，用粗銅做陽(yáng)極，純銅做陰極，C錯(cuò)誤；D．電解CuCl2飽和溶液時(shí)，不能用銅做陽(yáng)極，若用銅做陽(yáng)極，銅會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子形成銅離子，D錯(cuò)誤；故答案為A。4．下列電化學(xué)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(hù)法，要保護(hù)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(yáng)極，故B錯(cuò)誤；C．圖丙粗銅精煉，粗銅應(yīng)該作陽(yáng)極，純銅作陰極，故C錯(cuò)誤；D．圖丁銅鋅原電池，鋅電極下面應(yīng)該是硫酸鋅溶液，銅電極下面應(yīng)該是硫酸銅溶液，故D錯(cuò)誤；綜上所述，答案為A。5．下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置的說(shuō)法正確的是A．用圖甲裝置可測(cè)定溶液的濃度B．用圖乙裝置可探究溫度對(duì)平衡體系的影響C．用圖丙裝置可制得消毒劑同時(shí)減少的逸出D．用圖丁裝置可驗(yàn)證鐵釘發(fā)生了析氫腐蝕【答案】B【解析】A．用圖甲裝置HCl應(yīng)使用酸式滴定管，故A錯(cuò)誤；B．用圖乙裝置可探究溫度對(duì)平衡體系的影響，根據(jù)左側(cè)顏色加深，由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，故B正確；C．用圖丙裝置可制得消毒劑同時(shí)減少的逸出，則下端應(yīng)該生成氯氣，上端應(yīng)該生成NaOH溶液，則下端為陽(yáng)極，上端為陰極，故C錯(cuò)誤；D．用圖丁裝置，鐵釘浸有食鹽水的綿團(tuán)，該溶液為中性溶液，只能驗(yàn)證鐵釘發(fā)生了吸氧腐蝕，故D錯(cuò)誤。綜上所述，答案為B。6．如圖是某課題組設(shè)計(jì)的一種利用電解原理制取H2O2并用來(lái)處理工業(yè)廢氨水的裝置。為了不影響H2O2的產(chǎn)量，需向廢氨水中加入適量硝酸調(diào)節(jié)溶液的pH約為5。下列說(shuō)法正確的是（

）A．陰極的電極反應(yīng)式為2H2O4e=4H++O2↑B．陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為O2+2H++2e=H2O2C．處理廢氨水的過(guò)程中所發(fā)生的反應(yīng)為3H2O2+2NH3?H2O=8H2O+N2↑D．工作過(guò)程中陽(yáng)極附近溶液的pH逐漸增大【答案】C【解析】A．根據(jù)題給裝置圖可知，陰極的電極反應(yīng)式為，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．根據(jù)題給裝置圖可知，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．根據(jù)題圖可知，可將氧化為，C項(xiàng)正確；D．根據(jù)電極反應(yīng)式可知，工作過(guò)程中陽(yáng)極上生成氫離子，所以陽(yáng)極附近溶液的逐漸減小，D項(xiàng)錯(cuò)誤；故選C。探究提升03探究提升03?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(shí)驗(yàn)裝置：實(shí)驗(yàn)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(yáng)極，鐵棒作陰極。把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在陽(yáng)極附近。接通直流電源后，觀察U形管內(nèi)產(chǎn)生的現(xiàn)象及試紙顏色的變化。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，U形管內(nèi)陰極區(qū)溶液變紅且有無(wú)色無(wú)味的氣體產(chǎn)生，陽(yáng)極放出有刺激性氣味的黃綠色氣體，濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)?！締?wèn)題探究】1．電解液中存在的離子有哪些？通電后離子移動(dòng)的方向如何？分別在兩極上放電的離子是什么？2．電解時(shí)兩極得到的產(chǎn)物分別是什么？寫(xiě)出電極反應(yīng)式和總的電解化學(xué)方程式。3．電解一段時(shí)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(shí)，如何避免Cl2與NaOH溶液反應(yīng)，從而提高NaOH的純度？如何充分利用兩極產(chǎn)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(yáng)極，依據(jù)放電順序：Cl－>OH－可知，Cl－在陽(yáng)極上先放電，Na＋、H＋移向陰極，依據(jù)放電順序：H＋>Na＋可知，H＋在陰極上先放電。2．陽(yáng)極產(chǎn)物是Cl2，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑，陰極產(chǎn)物是H2和NaOH，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－；總反應(yīng)式：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。3．電解飽和食鹽水時(shí)陰極區(qū)生成NaOH，陽(yáng)極區(qū)生成Cl2，二者發(fā)生反應(yīng)：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(lái)制燒堿，陽(yáng)離子交換膜把電解池分成陽(yáng)極室和陰極室，從而避免了Cl2與NaOH溶液的接觸反應(yīng)，提高了NaOH的純度。電解時(shí)兩極產(chǎn)生H2和Cl2，可以使二者發(fā)生反應(yīng)生成HCl，得到鹽酸副產(chǎn)品。要點(diǎn)歸納氯堿工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)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(yáng)離子交換膜，它只允許陽(yáng)離子(如Na＋)通過(guò)，能阻止陰離子(如Cl－)及分子(如Cl2)通過(guò)，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(yīng)。(2)兩極室放入的原料：陽(yáng)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(zhì)離子(如Ca2＋、Mg2＋等)與OH－反應(yīng)生成沉淀而堵塞交換膜，導(dǎo)致無(wú)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(guò)濾)→②(增加過(guò)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(jiǎn)易裝置示意圖，其中兩電極均為惰性電極。下列說(shuō)法正確的是A．A室中的電極反應(yīng)為：B．若電路中通過(guò)0.2mol電子，理論上可在b處得到1.12L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)C．電解過(guò)程中由A室移向B室D．a(chǎn)出口的物質(zhì)為NaOH，b出口為【答案】C【解析】根據(jù)圖示可知，A室為陽(yáng)極室，陽(yáng)極室內(nèi)電極上氯離子失電子生成氯氣，B室為陰極室，陰極室內(nèi)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(yīng)為2Cl2e=Cl2↑，A錯(cuò)誤；B．陰極上電極反應(yīng)為2H2O+2e=2OH+H2↑，通過(guò)0.2mol電子，生成0.1mol氫氣即2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，B錯(cuò)誤；C．電解過(guò)程中電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，則電解過(guò)程中鈉離子由A室向B室移動(dòng)，C正確；D．A室內(nèi)氯離子失電子生成氯氣，沒(méi)有氫氧化鈉生成，a出口的物質(zhì)為稀鹽水，b出口為H2，D錯(cuò)誤；故答案選C?！纠?】（2023春·廣東·高二校聯(lián)考階段練習(xí)）氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)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(guò)30%，在此工藝中，物料傳輸和轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(電極均為石墨電極)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A．A池中通過(guò)交換膜向乙電極移動(dòng)B．若兩池中所用離子膜類(lèi)型相同，則C．A池中每生成1mol，B池中會(huì)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2LD．B池中丁電極上的反應(yīng)為【答案】B【解析】A是電解池，甲電極通入飽和NaCl溶液，出來(lái)的是稀NaCl溶液，則甲為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為2Cl2e=Cl2，乙為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O+2e=H2+2OH，鈉離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜向乙電極移動(dòng)，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(fù)極，電極反應(yīng)式為H22e+2OH=2H2O；丁作正極，電極反應(yīng)式為O2+4e+2H2O=4OH。A．根據(jù)分析，A是電解池，甲為陽(yáng)極，乙為陰極，Na+通過(guò)交換膜向乙電極移動(dòng)，A正確；B．若兩池中所用離子膜類(lèi)型相同，則燃料電池中與電解池一樣，其離子膜為陽(yáng)離子交換膜，在B中丁作正極，電極反應(yīng)式為O2+4e+2H2O=4OH，鈉離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜向丁電極移動(dòng)，丁電極生成NaOH，則a%<b%，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒可得關(guān)系式2H2O24e，則A池中每生成1molH2，B池中會(huì)消耗0.5molO2，其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L，C正確；D．根據(jù)分析，B池中丁作正極，電極反應(yīng)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(chǎn)中的應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，裝置閉合電鍵K時(shí)，電流表的指針將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。Ⅱ．某些化合物的類(lèi)型與熔點(diǎn)如下表所示：化合物NaClNa2OMgOMgCl2Al2O3AlCl3類(lèi)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(jià)化合物熔點(diǎn)/℃804127528007142050191【問(wèn)題探究】1．哪個(gè)裝置是原電池？哪個(gè)裝置是電解池？2．a(chǎn)、b、c、d電極名稱分別是什么？3．若模擬氯堿工業(yè)生產(chǎn)燒堿、氯氣和氫氣，如何選用電極材料和電解質(zhì)溶液？4．若模擬電鍍生產(chǎn)，在鐵件上鍍一層金屬銀，如何選用電極材料和電解質(zhì)溶液？電極反應(yīng)式如何書(shū)寫(xiě)？5．若模擬電解精煉銅，如何選用電極材料和電解質(zhì)溶液？6．工業(yè)上制取鈉時(shí)，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(xiě)出電解總反應(yīng)式。7．工業(yè)上制鎂時(shí)，用電解熔融MgCl2而不用電解熔融MgO的方法的原因是什么？寫(xiě)出電解總反應(yīng)式。8．工業(yè)上制鋁時(shí)，用電解熔融Al2O3還是AlCl3？其原因是什么？電解時(shí)為什么要加入冰晶石(Na3AlF6)？寫(xiě)出電解的總反應(yīng)式。【答案】1．甲、乙構(gòu)成原電池，丙是電解池。2．a(chǎn)是負(fù)極，b是正極，c是陽(yáng)極，d是陰極。3．c電極用Pt或石墨，d電極用鐵絲(導(dǎo)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(yáng)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(yīng)生成Na2O2，且Na2O的熔點(diǎn)高，熔融時(shí)消耗更多的能源。電解總反應(yīng)式：2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑。7．MgO的熔點(diǎn)比MgCl2高很多，熔融時(shí)耗費(fèi)更多的能源，增加生產(chǎn)成本；電解總反應(yīng)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(jià)化合物，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電。電解時(shí)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(yīng)式：2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))4Al＋3O2↑。要點(diǎn)歸納1．電鍍銅與精煉銅的比較電鍍銅精煉銅能量轉(zhuǎn)變電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能陽(yáng)極材料純銅粗銅(含鋅、銀、金等雜質(zhì))陰極材料鍍件純銅陽(yáng)極反應(yīng)Cu－2e－=Cu2＋Zn－2e－=Zn2＋、Cu－2e－=Cu2＋等陰極反應(yīng)Cu2＋＋2e－=CuCu2＋＋2e－=Cu電解質(zhì)溶液及其變化硫酸銅溶液保持不變反應(yīng)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(wú)外加電源，則該裝置可能為原電池，然后根據(jù)原電池的構(gòu)成條件進(jìn)行分析判斷。(2)若有外接直流電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池；當(dāng)陰極為金屬，陽(yáng)極亦為金屬且與電解質(zhì)溶液中的金屬陽(yáng)離子屬同種元素時(shí)，則為電鍍池。(3)若多個(gè)單池相互串聯(lián)，又有外接直流電源時(shí)，則與直流電源相連接的為電解池或電鍍池。若無(wú)外接直流電源時(shí)，較活潑的金屬電極為原電池的負(fù)極(電子輸出極)，有關(guān)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(qiáng)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(zhì)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(yáng)極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2Na＋＋2e－=2Na總反應(yīng)：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M(fèi)g陰極：Mg2＋＋2e－=Mg陽(yáng)極：2Cl－－2e－=Cl2↑總反應(yīng)：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(yáng)極：6O2－－12e－=3O2↑總反應(yīng)：2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))4Al＋3O2↑(1)電鍍特點(diǎn)：“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(yáng)極上有鍍層金屬溶解，一不變是指電解質(zhì)溶液的濃度不變。(2)由于在陽(yáng)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(jù)得失電子守恒可知，陽(yáng)極產(chǎn)生的銅離子數(shù)目和陰極得電子變成銅單質(zhì)的銅離子數(shù)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(xué)?？计谀┤粼阢~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(yīng)是Ag＋＋e=Ag④在銀片上發(fā)生的反應(yīng)是4OH4e=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(jù)電鍍?cè)?，若在銅片上鍍銀，銅做電解池的陰極與電源負(fù)極相連，電解質(zhì)溶液中的銀離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銀，電極反應(yīng)式為Ag++e=Ag；銀做電解池的陽(yáng)極和電源正極相連，銀失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成銀離子，電極反應(yīng)式為Age=Ag+；電解質(zhì)溶液為硝酸銀溶液。①將銅片接在電源的負(fù)極上，故①錯(cuò)誤；②銀做電解池的陽(yáng)極，與電源正極相連，故②正確；③在銅片上，電解質(zhì)溶液中的Ag+得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Ag，電極反應(yīng)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(yīng)生成Ag+，電極反應(yīng)式為Age=Ag+，故④錯(cuò)誤；⑤用含有鍍層金屬的鹽溶液作電解質(zhì)溶液，不能選用硫酸銅溶液為電鍍液，故⑤錯(cuò)誤；⑥用含有鍍層金屬的鹽溶液作電解質(zhì)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。【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(zhì))精煉純Cu的裝置圖如下所示，下列敘述中錯(cuò)誤的是A．a(chǎn)是粗Cu，作陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．電解時(shí)，b極上的電極反應(yīng)為C．電解時(shí)，外電路每通過(guò)0.2mol電子，陽(yáng)極上減小的Cu為6.4gD．電解后，電解槽底部的陽(yáng)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(shí)，粗銅作陽(yáng)極、純銅作陰極，即a是粗Cu，作陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；B．精銅連接電源的負(fù)極，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，b極上的電極反應(yīng)為：Cu2++2e=Cu，B正確；C．粗銅作陽(yáng)極，陽(yáng)極連接原電池正極，銅、鐵、鋅等失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陽(yáng)極反應(yīng)式為：Cu2e=Cu2+，F(xiàn)e2e=Fe2+，Zn2e=Zn2+，故電解時(shí)，外電路每通過(guò)0.2mol電子，陽(yáng)極上減小的Cu的質(zhì)量小于6.4g，C錯(cuò)誤；D．電解后，電解槽底部會(huì)形成含有少量Ag、Pt等金屬的陽(yáng)極泥，D正確；故答案為：C。?環(huán)節(jié)三電解的相關(guān)計(jì)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(zhì)量相同的石墨電極，如果電解一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)A極比C極重1.9g。【問(wèn)題探究】1．發(fā)現(xiàn)A極比C極重，說(shuō)明A極和C極上分別析出什么物質(zhì)？說(shuō)明電源E為正極還是負(fù)極？2．A極比C極重1.9g，則A極上析出單質(zhì)的質(zhì)量為多少？C極上析出單質(zhì)的質(zhì)量為多少？3．寫(xiě)出B極的電極反應(yīng)式；計(jì)算B極析出氣體的體積是多少(標(biāo)準(zhǔn)狀況)?【答案】1．A極比C極重，說(shuō)明A極上有Ag析出，說(shuō)明電源E是負(fù)極，則C極為陰極，C極上有銅析出。2．設(shè)A極析出的Ag為xmol，則對(duì)應(yīng)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(zhì)量為2.7g，析出銅的質(zhì)量為0.8g。3．B極的電極反應(yīng)式：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O；根據(jù)2中分析可知，該過(guò)程轉(zhuǎn)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(diǎn)歸納1．計(jì)算方法有關(guān)電解的計(jì)算通常是求電解后某產(chǎn)物的質(zhì)量、氣體的體積、某元素的化合價(jià)、元素的相對(duì)原子質(zhì)量、溶液的pH及物質(zhì)的量濃度等。不論哪種計(jì)算，均可概括為下列三種方法：電子守恒計(jì)算用于串聯(lián)電路，通過(guò)陰、陽(yáng)兩極的電量相同等類(lèi)型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等總反應(yīng)式計(jì)算先寫(xiě)出電極反應(yīng)式，再寫(xiě)出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計(jì)算關(guān)系式計(jì)算根據(jù)得失電子守恒關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計(jì)算所需要的關(guān)系式2．等量關(guān)系(1)電解池中陽(yáng)極失去的電子總數(shù)＝陰極得到的電子總數(shù)。(2)當(dāng)電流通過(guò)一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)的電解池時(shí)，它們皆處于同一閉合電路中，所以各池的電流強(qiáng)度相等，同一時(shí)間內(nèi)通過(guò)的電子的物質(zhì)的量相等。(3)常見(jiàn)電化學(xué)計(jì)算的對(duì)應(yīng)關(guān)系：H2～Cl2～eq\f(1,2)O2～Cu～2Ag～2H＋～2OH－。如電解池中析出氣體時(shí)，在同溫同壓下析出各氣體的物質(zhì)的量之比為n(H2)∶n(Cl2)∶n(O2)＝1∶1∶0.5。(1)電解混合溶液時(shí)要注意電解的階段性，電極反應(yīng)式和總電池反應(yīng)式，電解產(chǎn)物與轉(zhuǎn)移電子數(shù)之間的關(guān)系式是電化學(xué)計(jì)算的主要依據(jù)。(2)當(dāng)電流通過(guò)一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)的電解池時(shí)，它們均處于同一閉合電路中，所以同一時(shí)間內(nèi)通過(guò)的電子的物質(zhì)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(chǎng)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(shí)，采用高濃度的抑制酸性電解液中的析氫反應(yīng)來(lái)提高多碳產(chǎn)物(乙醇等)的生成率，裝置如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A．電解過(guò)程中，右極區(qū)溶液中氫離子濃度逐漸減小B．圖中能量轉(zhuǎn)換過(guò)程為太陽(yáng)能→化學(xué)能→電能C．電極發(fā)生的反應(yīng)為D．當(dāng)生成時(shí)，理論上右極區(qū)質(zhì)量減少108g【答案】D【解析】硅電池在光照條件下將光能轉(zhuǎn)化為電能，左側(cè)電極上得電子生成乙醇，因此左側(cè)銅電極作陰極；右側(cè)電極作陽(yáng)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(yáng)極，電極反應(yīng)為：，氫離子濃度逐漸增大，故A錯(cuò)誤；B．圖中能量轉(zhuǎn)換過(guò)程為太陽(yáng)能→電能→化學(xué)能，故B錯(cuò)誤；C．電極作陽(yáng)極，電極反應(yīng)為：，故C錯(cuò)誤；D．生成乙醇的電極反應(yīng)為：；生成時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移12mol電子，則右側(cè)電極上消耗6mol，水放電生成氧氣逸出，生成的氫離子透過(guò)離子交換膜進(jìn)入左側(cè)，則右側(cè)質(zhì)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(shí)間后兩極均收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下67.2L的氣體。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．原溶液中c(Na+)為4mol·L?1B．電解過(guò)程共轉(zhuǎn)移7mol電子C．電解過(guò)程陰極共析出32g銅D．加入CuCl2和HCl即可復(fù)原電解質(zhì)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(zhì)的量為5mol，陽(yáng)極先發(fā)生的電極反應(yīng)為2Cl2e=Cl2↑，Cl完全反應(yīng)生成2.5molCl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為56L)，陽(yáng)極接著發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O4e=O2↑+4H+，此過(guò)程產(chǎn)生O2的體積為67.2L56L=11.2L；陰極依次發(fā)生的反應(yīng)為Cu2++2e=Cu、2H2O+2e=H2↑+2OH。A．陽(yáng)極收集到3mol氣體，n(Cl?)=5.0mol，完全反應(yīng)生成2.5mol氯氣，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為5mol；說(shuō)明還生成了0.5mol氧氣；轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2mol；總電子轉(zhuǎn)移數(shù)為7mol；陰極也收集到3mol氫氣，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6mol，說(shuō)明Cu2+得到了1mol電子，n(Cu2+)=0.5mol；n(Cl?)=5.0mol，根據(jù)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(jù)A項(xiàng)計(jì)算，電解過(guò)程共轉(zhuǎn)移7mol電子，故B正確；C．根據(jù)A項(xiàng)計(jì)算，n(Cu2+)=0.5mol，所以電解過(guò)程陰極共析出32g銅；故C正確；D．復(fù)原電解質(zhì)溶液需加入CuCl2、HCl和H2O；故D錯(cuò)誤；故答案選D。004課堂總結(jié)005強(qiáng)化訓(xùn)練探究提升一、單選題1．（2023秋·天津和平·高二天津一中?？计谀┯嘘P(guān)電化學(xué)知識(shí)的描述正確的是

A．反應(yīng)Cu+H2SO4═CuSO4+H2↑可設(shè)計(jì)成原電池實(shí)現(xiàn)B．利用Cu+2FeCl3═CuCl2+2FeCl2，可設(shè)計(jì)如圖所示原電池裝置，鹽橋內(nèi)K+向FeCl3溶液移動(dòng)C．氯化鋁是一種電解質(zhì)，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(shí)，鐵制品與電源正極相連【答案】B【解析】A．反應(yīng)Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑為非自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，不可設(shè)計(jì)成原電池，A錯(cuò)誤；B．利用Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，可設(shè)計(jì)如圖所示原電池裝置，Cu失電子作負(fù)極，C作正極，鹽橋內(nèi)K+向FeCl3溶液移動(dòng)，B正確；C．熔融態(tài)氯化鋁中不存在自由移動(dòng)的離子，電解熔融態(tài)氧化鋁制金屬鋁，C錯(cuò)誤；D．在鐵制品上鍍銀時(shí)，鐵制品做陰極，與電源負(fù)極相連，D錯(cuò)誤；故答案為：B。2．（2023秋·江蘇常州·高二常州市第一中學(xué)?？计谀┫铝兄付ǚ磻?yīng)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(shí)反應(yīng)的離子方程式：【答案】D【解析】A．電解氯化鎂溶液的離子反應(yīng)為，A錯(cuò)誤；B．銅作陽(yáng)極時(shí)，銅失電子變成Cu2+，Cl不參與反應(yīng)，B錯(cuò)誤；C．用惰性電極電解NaCl溶液的離子方程式：，C錯(cuò)誤；D．氧化鋁在熔融條件下，能電離成自由移動(dòng)的離子，則電解熔融氧化鋁時(shí)反應(yīng)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(xué)?？茧A段練習(xí)）NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是A．1.8gH218O中所含電子數(shù)目為NAB．2L0.05mol·L1乙酸溶液中H+數(shù)目小于0.1NAC．4.6gNO2與N2O4混合氣體中氮原子數(shù)為0.5NAD．用石墨作電極電解飽和食鹽水時(shí)，若陰極得到2NA個(gè)電子，則陽(yáng)極產(chǎn)生22.4L氣體【答案】B【解析】A．1個(gè)H218O分子含10個(gè)電子，1.8gH218O的物質(zhì)的量為，所含電子數(shù)目為0.9NA，A錯(cuò)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(shù)目小于0.1NA，B正確；C．NO2與N2O4的最簡(jiǎn)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(shù)為，C錯(cuò)誤；D．未指出氣體所處狀態(tài)，無(wú)法計(jì)算氣體的體積，D錯(cuò)誤；故選B。4．（2023春·上海閔行·高二上海市七寶中學(xué)?？奸_(kāi)學(xué)考試）19世紀(jì)以后，科學(xué)家通過(guò)電解飽和食鹽水制取氯氣并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，關(guān)于電解飽和食鹽水的說(shuō)法不正確的是A．通過(guò)電解飽和食鹽水可以制備氯氣、氫氣和燒堿B．陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體是氫氣C．陰極的電極反應(yīng)式為：2H2O+2e=H2↑+2OHD．陽(yáng)極發(fā)生的是氧化反應(yīng)【答案】B【解析】A．通過(guò)電解飽和食鹽水，在陽(yáng)極上Cl失去電子被氧化產(chǎn)生Cl2；在陰極上水電離產(chǎn)生的H+得到電子被還原產(chǎn)生H2，同時(shí)在陰極附近溶液中產(chǎn)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(shí)，在陽(yáng)極上Cl失去電子被氧化產(chǎn)生Cl2，故陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體是氯氣，B錯(cuò)誤；C．在電解時(shí)，在陰極上水電離產(chǎn)生的H+得到電子被還原產(chǎn)生H2，故陰極的電極反應(yīng)式為：2H2O+2e=H2↑+2OH，C正確；D．在陽(yáng)極上溶液中NaCl電離產(chǎn)生的Cl失去電子，發(fā)生的是氧化反應(yīng)，D正確；故合理選項(xiàng)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(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)且能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/p>

A．裝置甲蒸干氯化鎂溶液，制無(wú)水氯化鎂 B．裝置乙測(cè)“84”消毒液的pHC．裝置丙驗(yàn)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(huì)水解生成氫氧化鎂，分解后得到的是氧化鎂，A錯(cuò)誤；B．“84”消毒液中的次氯酸鈉會(huì)與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成次氯酸，次氯酸具有強(qiáng)氧化性，會(huì)將pH試紙漂白，B錯(cuò)誤；C．白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色沉淀，說(shuō)明氯化銀轉(zhuǎn)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(yīng)該做陰極，銅做陽(yáng)極，D錯(cuò)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(chǎn)的應(yīng)用，下列說(shuō)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(shí)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(yīng)式是：【答案】B【解析】A．若要在鐵片上鍍銅，應(yīng)該使Fe片與電源負(fù)極連接作陰極；銅片與電源正極連接作作陽(yáng)極，Z為CuSO4溶液，A錯(cuò)誤；B．若要在鐵片上鍍銅，則陽(yáng)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(shí)陰極Y上會(huì)產(chǎn)生H2，故電解一段時(shí)間后，Y電極不會(huì)析出金屬Na，C錯(cuò)誤；D．若Z是飽和NaCl溶液，由于離子放電順序：Cl＞OH，陽(yáng)極X電極首先是Cl放電產(chǎn)生Cl2，故陽(yáng)極X發(fā)生的電極反應(yīng)式是2Cl2e=Cl2↑，D錯(cuò)誤；故合理選項(xiàng)是B。7．（2023春·江蘇徐州·高二統(tǒng)考期末）銅是人類(lèi)祖先最早應(yīng)用的金屬，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷開(kāi)發(fā)出新的用途，如制印刷電路板等。目前工業(yè)上生產(chǎn)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(xué)方程式或離子方程式書(shū)寫(xiě)正確的是A．制印刷電路板：B．電解精煉銅陽(yáng)極電極反應(yīng)式：C．生產(chǎn)粗銅時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)可能有：D．青銅器產(chǎn)生銅綠的過(guò)程：【答案】C【解析】A．制印刷電路板時(shí)Cu與Fe3+反應(yīng)生成Cu2+和Fe2+，離子方程式為2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．電解精煉銅時(shí)粗銅為陽(yáng)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(yīng)、后Cu失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，即陽(yáng)極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2+等、Cu2e=Cu2+(主要)，精銅為陰極，陰極電極反應(yīng)式為Cu2++2e=Cu，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．生產(chǎn)粗銅時(shí)，Cu2S與O2高溫反應(yīng)可生成CuO和SO2，CuO可能與未反應(yīng)的Cu2S高溫反應(yīng)生成Cu和SO2，可能反應(yīng)為Cu2S+2CuO4Cu+SO2↑，C項(xiàng)正確；D．在金屬活動(dòng)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(chǎn)銅綠的過(guò)程：2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選C。8．（2023春·四川綿陽(yáng)·高二四川省綿陽(yáng)南山中學(xué)校考期中）下列電化學(xué)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(hù)，A正確；B．鐵件上鍍銀，應(yīng)該將銀放在陽(yáng)極，發(fā)生反應(yīng)：，鐵放在陰極，發(fā)生反應(yīng)：，生成的銀單質(zhì)附著在鐵上，B錯(cuò)誤；C．電解精煉銅，是將粗銅放在陽(yáng)極，發(fā)生反應(yīng)：,純銅放在陰極，發(fā)生反應(yīng)：，C錯(cuò)誤；D．銅鋅原電池中，鋅電極應(yīng)該置于溶液中，銅電極置于溶液中，D錯(cuò)誤；故選A。9．（2023春·河南·高二校聯(lián)考階段練習(xí)）利用光伏電池電解處理含銅污水，回收銅單質(zhì)并制備較高濃度硫酸，裝置如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A．電解時(shí)，應(yīng)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(shí)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(jīng)a膜移向Ⅱ區(qū)【答案】C【解析】光伏電池為原電池，電池的陽(yáng)離子向P電極移動(dòng)，所以P電極為光伏電池的正極；因需要回收Cu，故Cu2+應(yīng)在銅電極上得電子發(fā)生反應(yīng)Cu2++2e=Cu，故銅電極為陰極，惰性電極為陽(yáng)極。A．光伏電池的陽(yáng)離子向P電極移動(dòng)，所以P電極為光伏電池的正極，因此P電極應(yīng)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(yīng)由III區(qū)向II區(qū)移動(dòng)，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(shí)產(chǎn)生H+，為制備較高濃度硫酸H+由I區(qū)向II區(qū)移動(dòng)，經(jīng)上分析，I區(qū)溶液在電解過(guò)程中實(shí)際消耗的是水，故Na2SO4的濃度增大，C錯(cuò)誤；D．惰性電極反應(yīng)為2H2O4e=O2↑+4H+，故每生成1.6gO2（即0.05molO2），同時(shí)生成0.2molH+，為保持溶液電中性，0.2molH+會(huì)從I區(qū)經(jīng)a膜移向II區(qū)，D正確；故選C。10．（2023春·河南南陽(yáng)·高二鎮(zhèn)平縣第一高級(jí)中學(xué)?？茧A段練習(xí)）用惰性電極在一定溫度下電解某飽和溶液，當(dāng)兩極共產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下67.2L氣體時(shí)，從溶液中析出晶體。則剩余溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(shí)質(zhì)為電解水，發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)兩極共產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下67.2L氣體時(shí)，電解水的物質(zhì)的量為2mol，溶液中析出晶體，剩余溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)約是，故選D。11．（2023春·四川·高二遂寧中學(xué)?？计谥校┪覈?guó)科學(xué)家通過(guò)電解法將，轉(zhuǎn)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(shuō)法錯(cuò)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(yīng)為：C．通電后右室溶液質(zhì)量減少D．若電路中通過(guò)電子時(shí)，理論上電極b產(chǎn)生氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)【答案】C【解析】電解法將，轉(zhuǎn)化為乙烯，碳元素化合價(jià)降低，左側(cè)a電極為陰極，電極a連接電源的負(fù)極，右側(cè)b電極為陽(yáng)極，電極b連接電源的正極。A．根據(jù)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(yīng)為：，B正確；C．右側(cè)b電極為陽(yáng)極，通電后右室電極反應(yīng)為：，OH通過(guò)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(zhì)量增加，故右室溶液質(zhì)量增加，C錯(cuò)誤；D．陽(yáng)極電極反應(yīng)為：，若電路中通過(guò)電子時(shí)，理論上電極b產(chǎn)生O2的物質(zhì)的量為0.025mol，標(biāo)準(zhǔn)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(xí)）下列關(guān)于圖示兩個(gè)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(guò)程中，電解質(zhì)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(dāng)電路轉(zhuǎn)移的電子時(shí)，X電極質(zhì)量增加【答案】B【解析】A．由圖可知，兩個(gè)裝置都是電解裝置，在電解裝置中，和電源正極相連的是陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，和電源負(fù)極相連的是陰極，發(fā)生還原反應(yīng)。電鍍時(shí)，鍍層金屬作陽(yáng)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(guò)程中，陽(yáng)極反應(yīng)為，陰極反應(yīng)為，電解質(zhì)溶液的濃度減小，故B錯(cuò)誤；C．裝置乙中Y為陽(yáng)極，X為陰極，電解精煉銅裝置中，粗銅作陽(yáng)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(dāng)電路轉(zhuǎn)移的電子時(shí)，X電極增加質(zhì)量為，故D正確。故選B。二、填空題13．（2022·高二課前預(yù)習(xí)）【實(shí)驗(yàn)探究】電解熔融氯化鈉——工業(yè)生產(chǎn)金屬鈉實(shí)驗(yàn)裝置(1)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：通電后，石墨片周?chē)挟a(chǎn)生，鐵片上。(2)實(shí)驗(yàn)分析i.通電前熔融NaCl中存在的微粒有，這些微粒運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是。ii.通電后①離子移動(dòng)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(yīng)鐵電極：，發(fā)生反應(yīng)；石墨電極：，發(fā)生反應(yīng)。iii.實(shí)驗(yàn)結(jié)論熔融的NaCl在直流電作用下發(fā)生了反應(yīng)，分解生成了?！敬鸢浮?1)氣泡生成銀白色金屬(2)Na+、Cl自由運(yùn)動(dòng)2Na++2e=2Na還原2Cl2e=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(dòng)的鈉離子和氯離子，用該裝置電解時(shí)，石墨與電源正極相連、是陽(yáng)極，鐵棒與電源負(fù)極相連、是陰極，內(nèi)電路中鈉離子移向陰極并得到電子發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生金屬鈉，氯離子移向陽(yáng)極、陽(yáng)極上氯離子失去電子被氧化產(chǎn)生氯氣，電解熔融氯化鈉得到鈉與氯氣。（1）據(jù)分析，可看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：通電后，石墨片周?chē)袣馀莓a(chǎn)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(méi)有外電場(chǎng)時(shí)，這些微粒運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是自由運(yùn)動(dòng)。①據(jù)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(zhuǎn)變?yōu)镹a，電極反應(yīng)式為：2Na++2e=2Na，發(fā)生還原反應(yīng)；石墨電極為陽(yáng)極，陽(yáng)極上氯離子失去電子被氧化產(chǎn)生氯氣，電極反應(yīng)式：2Cl2e=Cl2↑，發(fā)生氧化反應(yīng)。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(yīng)，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(chǎn)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(guò)30%。在此工藝中，物料傳輸和轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖，其中電極未標(biāo)出，所用離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)。(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(chǎn)物化學(xué)式為：。(3)燃料電池B負(fù)極反應(yīng)式為：。(4)分析比較圖示中a%與b%的大小：a%b%(填“＞”“＜”或“=”)。(5)假設(shè)空氣中O2體積比占20%。標(biāo)準(zhǔn)狀況下，當(dāng)?shù)玫?.96L氣體X時(shí)，電路中通過(guò)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(chǎn)品減少了的產(chǎn)量。【答案】(1)能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸，防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(2)H2、NaOH(3)H2+2OH2e=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(fù)極；電解池A中，右側(cè)電極與負(fù)極相連，為陰極，則左側(cè)電極為陽(yáng)極。電解飽和食鹽水時(shí)，陽(yáng)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(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入右側(cè)陰極區(qū)；在B池中，通入的Y(H2)在左側(cè)負(fù)極失電子，與OH結(jié)合成水；Na+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入右側(cè)正極區(qū)，在正極，O2得電子產(chǎn)物與水作用生成OH，此時(shí)溶液中NaOH增多，濃度增大。（1）電解池A中，電解飽和食鹽水，陽(yáng)極生成的Cl2能與陰極生成的H2和NaOH反應(yīng)，產(chǎn)物不僅影響產(chǎn)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(chǎn)生的物質(zhì)接觸，防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。答案為：能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸，防止