考点07 电解池的工作原理的应用-2023-2024学年高二化学核心考点归纳与分层测试（苏教版2019选择性必修1）

考点06 电解池工作原理的应用 【核心考点梳理】 一、氯碱工业 1．概念 用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取氢氧化钠、氢气和氯气，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。 2．原理 (1)阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)； (2)阴极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(还原反应)； 总反应式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 二、铜的电解精炼 1．阳极材料：粗铜。 阳极反应：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Cu－2e－===Cu2＋，比Cu不活泼的金、银形成阳极泥。 2．阴极材料：纯铜。 阴极反应：Cu2＋＋2e－===Cu。 3．电解质溶液：CuSO4溶液，经过精炼，溶液中Cu2＋浓度会减小。 三、电镀与电冶金 1．铁钉镀锌 电镀操作：用烧杯作电镀槽，加入电镀液，用锌片作阳极，铁钉作阴极，接通6 V的直流电源，电镀20～25 min。 实验现象：阳极(锌片)质量减少，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，阴极质量增多，电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn。 2．电镀银装置 原理：金属材料电镀时，通常以待镀金属制品为阴极，以镀层金属为阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电解质溶液。在直流电的作用下，镀层金属在待镀金属制品表面形成均匀、光亮而致密的镀层。 3．电冶金：对于比较活泼的金属，常用电解其熔融盐的方法制取，如工业上钠、镁的制取是通过电解熔融的氯化钠、氯化镁，而铝的制取是通过电解熔融的氧化铝。 【核心归纳】 1．电镀与铜的电解精炼的比较 电镀 铜的电解精炼 定义 应用电解原理在某些金属或非金属材料表面镀上一层其他金属或合金 利用电解原理提纯铜 装置 举例 形成 条件 ①镀层金属作阳极接直流电源正极，镀件作阴极接直流电源负极 ②电镀液必须是含有镀层金属离子的盐溶液 ③形成闭合回路 ①粗铜作阳极，纯铜作阴极 ②含Cu2＋的盐溶液作电解质溶液 ③直流电源 ④形成闭合回路 电极 反应 (以铁上镀锌为例)阳极：Zn－2e－===Zn2＋ 阴极：Zn2＋＋2e－===Zn 阳极：Cu(粗铜)－2e－===Cu2＋(主要) 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu(纯铜) 电解(镀)液浓度 不变 减小 联系 电镀池和电解精炼池是特定条件下的电解池 2．电化学综合计算的三种常用方法 (1)根据总反应式计算。 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。 (2)根据电子守恒计算。 ①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 ②用于混合溶液中电解的分阶段计算。 (3)根据关系式计算。 根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。 如以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式： 4e－～2Cl2(Br2、I2)～O2阳极产物～2H2～2Cu～4Ag～M阴极产物 (式中M为金属，n为其离子的化合价数值) 该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。 【典型例题】 例1．（2023秋·高二课时练习）下列关于电解精炼铜的叙述中不正确的是 A．粗铜板作阳极 B．电解时，阳极发生氧化反应，阴极反应为Cu2＋＋2e—=Cu C．粗铜中所含Ni、Fe、Zn等金属杂质，电解后以单质形式沉积槽底，形成阳极泥 D．电解铜的纯度可达99.95%～99.98% 例2．（2023秋·高二课时练习）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 例3．如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法中不正确的是(　　) A．装置中出口①处的物质是氯气，出口②处的物质是氢气 B．该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过 C．装置中发生反应的离子方程式为Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2↑ D．该装置将电能转化为化学能 【必备知识基础练】 1．在日常生活中，很多物品都离不开电镀，现将一块铜牌镀上一层银，装置如图所示，下列说法正确的是(　　) A．银片与电源的正极相连 B．电镀一段时间后，AgNO3溶液的浓度会变小 C．阴极的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋ D．反应一段时间后，将电源反接，铜牌可以恢复到原来的状态 2．以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中(　　) A．阴极发生的反应为Mg－2e－===Mg2＋ B．阴极上Al被氧化 C．在电