4.2.2电解原理应用--2024-2025学年高二化学上学期同步讲义 （人教版2019选择性必修1）

电解池--电解原理应用 第一部分：考点精要 1、 氯碱工业阴极 阳极 NaOH 电解食盐水制备 、 和 ：阳极产生 ，阴极产生 和 ，该反应是氯碱工业的基础. ①电极反应：阳极发生的半反应为： ，属于 反应； 阴极发生的半反应为： ，属于 反应. ②总反应方程式： ③阳离子交换膜的作用：阻止OH-进入阳极室与Cl2发生副反应 ，同时也防止阳极产生的 和阴极产生的 混合发生爆炸. 2、电镀铜片 待镀件 硫酸铜溶液 电镀铜原理 电镀：待镀金属作 极，镀层金属作 极，含 的溶液作电解质溶液，阳极金属 电子进入溶液，阴极溶液中的镀层金属离子在待镀金属表面 电子析出，形成镀层. ①阳极： 金属作阳极，电极本身发生 反应，如铁制品镀锌，阳极反应为 ②阴极：待镀金属制品作阴极，阴极反应为 ③电镀溶液：含有镀层金属离子的溶液，电镀过程中电镀液浓度 （填增大、减小或基本不变）. 2、 电解精炼 以电解精炼铜为例：电解精炼铜 粗铜 纯铜 硫酸铜溶液 铜的电解精炼： 铜作阳极， 铜作阴极， 溶液为电解质溶液，阳极的铜以及比铜活泼的杂质金属 电子进入溶液，而比铜不活泼的杂质如Ag、Au等沉淀在阳极底部，形成 ，阴极上 得电子生成 ，从而实现铜的精炼. ①粗铜作 极，主要电极反应为 ，同时活泼性较 的杂质如Zn、Fe等也会失电子进入溶液； ②纯铜作 极，电极反应为 ③电解质溶液为CuSO4溶液， 活泼性较 的Ag、Au等不反应，形成阳极泥. 4、电冶金 ①冶炼钠：电解熔融NaCl， 阳极反应为 ， 阴极反应为 ， 总反应为： ②冶炼铝：电解熔融 ，阳极反应为 ，阴极反应为 ，总反应为： ，冶炼时需用 作Al2O3的溶剂. ③冶炼镁：电解熔融 ，阳极反应为 ，阴极反应为 总反应为： . 第二部分：题型突破 题型一：电极反应式及产物判断 ①用石墨作电极电解饱和食盐水，写出阳极和阴极的电极反应式，并指出电解产物。 ②电解精炼镍时，阳极是粗镍，其主要电极反应式为（ ） A. Ni - 2e⁻ = Ni²⁺ B. 2H₂O - 4e⁻ = 4H⁺ + O₂↑ C. Ni²⁺ + 2e⁻ = Ni D. 4OH⁻ - 4e⁻ = 2H₂O + O₂↑ 题型二：离子交换膜相关问题a b c d 利用石墨作电极，电解Na2SO4溶液制备NaOH和H2SO4，装置如图所示，判断离子交换膜a的类型，并说明理由 。 题型三：电解原理在工业生产中的应用计算 ①在电解精炼铜的过程中，若粗铜中含有锌、铁、银、金等杂质，当阳极溶解了32g铜时，阴极得到的铜的质量 32g.(填大于、小于或等于) ②以石墨为电极电解足量的 CuSO₄溶液，若阳极产生气体 0.01mol，则阴极析出铜的质量为（ ） A. 0.64g B. 1.28g C. 2.56g D. 5.12g ③用惰性电极电解 M(NO3)X溶液，当阴极上析出 m g 金属 M 时，阳极上产生 560mL 气体（标准状况），则金属 M 的相对原子质量为（ ） A. 10mx B. 20mx C. 10m/x D. 20m/x 第三部分：达标检测 一、选择题 1. 氯碱工业中，电解饱和食盐水时，阳极的电极材料是（ ） A. 石墨 B. 铁 C. 铜 D. 银 2. 下列关于电镀的说法正确的是（ ） A. 电镀时，镀层金属作阴极 B. 电镀液一般采用含有镀层金属离子的溶液 C. 电镀过程中，溶液的浓度不断增大 D. 电镀的目的是使待镀金属更活泼 3. 电解精炼铜时，下列叙述正确的是（ ） A. 阳极发生还原反应 B. 阳极泥中含有锌等杂质 C. 阴极得到的铜比阳极溶解的铜多 D. 电解质溶液为硫酸铜溶液，浓度不变 4. 用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，加入一定质量的另一种物质（括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是（ ） A. CuCl₂(CuO) B. NaOH(NaOH) C. NaCl(HCl) D. CuSO₄(Cu(OH)₂) 5. 电解熔融氧化铝制取铝时，加入冰晶石的作用是（ ） A. 催化剂 B. 氧化剂 C. 降低氧化铝的熔点 D. 还原剂 6. 电解法精炼含有 Fe、Zn、Ag 等杂质的粗铜。下列叙述正确的是（ ） A. 电解时以硫酸铜溶液作电解液，精铜作阳极 B. 粗铜与电源负极相连，发生氧化反应 C. 阴极上发生的反应是 Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu D. 电解后 Fe、Zn、Ag 等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥 7. 工业上用电解法制备高纯度的镍，下列说法正确的是（ ） A. 阳极发生还原反应 B. 电解过程中，溶液中 Ni²⁺浓度不变 C. 粗镍作阳极，纯镍作阴极 D. 每通过 1mol 电子，阳极质量减少 59g 8. 电解原理在废水处理中有应用，例如处理含 Cr2O7²⁻的废水，可采用（ ） A. 电解时以铁作阳极 B. 电解时以石墨作阳极 C. 直接加入沉淀剂沉淀铬离子 D. 通入氯气氧化铬离子 9. 下列关于电解原理应用的叙述，错误的是（ ） A. 电解饱和食盐水可制烧碱、氯气和氢气 B. 电解熔融氯化钠可制取金属钠 C. 电解熔融氧化铝可制取金属铝 D. 电解硫酸铜溶液一段时间后，溶液的酸性减弱 10. 氯碱工业生产中，不涉及的反应是（ ） A. 2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl₂↑ B. 2H₂O + 2e⁻ = H₂↑ + 2OH⁻ C. NaCl = Na⁺ + Cl⁻ D. 2NaCl + 2H₂O=2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑（条件：电解） 11. 以石墨为电极电解稀硫酸溶液，下列说法正确的是（ ） A. 阳极反应为 2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑ B. 阴极反应为 4OH⁻ - 4e⁻ = 2H₂O + O₂↑ C. 电解过程中溶液的 pH 增大 D. 电解过程中溶液的 pH 减小 12. 电镀银时，电镀液通常是（ ） A. AgNO₃溶液 B. CuSO₄溶液 C. NaCl 溶液 D. KNO₃溶液 13. 用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的 pH 下降的是（ ） A. CuSO₄ B. AgNO₃ C. BaCl₂ D. H₂SO₄ 14. 电解熔融的氧化铝制取金属铝，若有 0.2mol 电子发生转移，则理论上能得到金属铝的质量是（ ） A. 1.8g B. 3.6g C. 5.4g D. 10.8g 15. 下列关于电解原理在工业生产中应用的叙述，错误的是（ ） A. 电解熔融氯化钠制取金属钠 B. 电解饱和食盐水制取烧碱、氯气和氢气 C. 电解熔融氧化镁制取金属镁 D. 电解精炼铜可提高铜的纯度 16. 以石墨为电极电解 CuCl₂溶液，下列分析正确的是（ ） A. 阳极上有红色物质析出 B. 溶液中 Cu²⁺向阳极移动 C. 阴极反应式为 2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑ D. 电解过程中溶液的浓度逐渐减小 17. 某电镀厂排出的酸性污水中，含有有毒的 Cu²⁺，欲除去 Cu²⁺并降低污水的酸性，可加入（ ） A. 食盐 B. 生石灰 C. 氧化铁 D. 氢氧化钡 18. 电解池中，阳极的电极材料一定（ ） A. 发生氧化反应 B. 与电源正极相连 C. 是惰性电极 D. 失电子 19. 下列关于电解精炼铜的说法，正确的是（ ） A. 粗铜作阴极 B. 电解过程中，电解质溶液的浓度不变 C. 阳极泥中含有锌、铁等杂质 D. 阴极反应式为 Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu 20. 利用电解法可将含有 Fe、Zn、Ag、Pt 等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是（ ） A. 电解时以精铜作阳极 B. 电解时阴极发生氧化反应 C. 粗铜连接电源负极，其电极反应式是 Cu - 2e⁻ = Cu²⁺ D. 电解后，电解槽底部会形成含少量 Ag、Pt 等金属的阳极泥 21. 电解池中，阴极的电极反应（ ） A. 一定是得电子的还原反应 B. 一定是失电子的氧化反应 C. 可能是得电子也可能是失电子反应 D. 是金属失电子反应 22. 电解饱和食盐水时，若阴极产生的气体体积为 2.24L（标准状况），则阳极产生的气体体积（标准状况）约为（ ） A. 1.12L B. 2.24L C. 4.48L D. 0.56L 23. 电镀铜时，下列叙述正确的是（ ） A. 电镀过程中，溶液中铜离子浓度不断增大 B. 用铜作阳极，镀件作阴极 C. 用镀件作阳极，铜作阴极 D. 电镀过程中，溶液中氢离子浓度不断增大 24. 电解熔融 NaCl 制备金属钠时，加入 CaCl₂的作用是（ ） A. 增强导电性 B. 作催化剂 C. 降低 NaCl 的熔点 D. 作氧化剂 25. 下列关于电解池应用的说法，错误的是（ ） A. 电解饱和食盐水可用于制备烧碱、氯气和氢气 B. 电解法可用于电镀，使金属表面更美观或增强抗腐蚀性 C. 电解熔融的氧化铝可用于制备金属铝，且可使用铁作阳极 D. 电解精炼铜可提高铜的纯度，阳极泥可回收金、银等贵金属 26. 用惰性电极电解足量的 KI 溶液，一段时间后，加入少量 KCl 固体，溶液的导电性（ ） A. 增强 B. 减弱 C. 不变 D. 无法确定 27. 电解池工作时，阳极材料的质量（ ） A. 一定减少 B. 一定增加 C. 可能增加也可能减少 D. 不变 28. 以石墨为电极电解 CuSO₄溶液，若阳极产生气体 0.02mol，则阴极析出铜的质量为（ ） A. 1.28g B. 2.56g C. 5.12g D. 10.24g 29. 电解原理在工业生产中有广泛应用，下列关于电解应用的说法错误的是（ ） A. 电解法可用于制备活泼金属，如钠、镁、铝等 B. 电解精炼铜时，粗铜中的杂质锌、铁等会先于铜失电子 C. 电镀时，镀件作阳极，镀层金属作阴极 D. 电解饱和食盐水时，阳离子交换膜可防止氯气与氢氧化钠反应 30. 某电解池，以铂为电极电解 Na₂SO₄溶液，当电路中有 0.2mol 电子转移时，阳极产生气体的体积（标准状况）约为（ ） A. 1.12L B. 2.24L C. 0.56L D. 4.48L 原电池--电解原理应用 班级： 姓名： 总分： . 选择题答题卡 选择题分数： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 二、填空题 1. 某实验小组用惰性电极电解硫酸铜水溶液，请写出可能发生的阴阳极反应式和总反应离子方程式和化学方程式。 2.氯碱工业中，电解饱和食盐水的总反应方程式为__________________________________，阳极产生的气体通入淀粉碘化钾溶液中的现象是______________________，阴极附近溶液的 pH__________（填“升高”“降低”或“不变”）。 3.以石墨为电极电解饱和碘化钾溶液，写出阳极和阴极的电极方程式以及总反应方程式。 3.电镀时，待镀金属作__________极，电镀液的浓度在电镀过程中______________（填“增大”“减小”或“基本不变”）。 4.用铂电极电解熔融的氯化镁和氯化铝的混合物（假设熔融状态下两者都能导电），写出两极的电极方程式以及总反应方程式。（已知铝离子比镁离子更难还原） 5. 电解精炼铜时，阳极材料是______，阴极材料是______，电解质溶液是______________。阳极的主要电极反应式为__________________，粗铜中的杂质如锌、铁等会__________（填“溶解”或“不溶解”），比铜不活泼的杂质如银、金等__________（填“溶解”或“不溶解”），形成______________________。 6.以铜为电极电解稀硫酸溶液，写出阳极和阴极的电极方程式以及总反应方程式。 第 1 页 共 13 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 电解池--电解原理应用 第一部分：考点精要 1、 氯碱工业阴极 阳极 NaOH 电解食盐水制备烧碱、氯气和氢气：阳极产生氯气，阴极产生氢气和氢氧化钠，该反应是氯碱工业的基础. ①电极反应：阳极发生的半反应为： 2Cl- - 2e- = Cl2↑，属于氧化反应； 阴极发生的半反应为：2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH-，属于还原反应. ②总反应方程式：2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2↑ + Cl2↑（条件：电解） ③阳离子交换膜的作用：阻止OH-进入阳极室与Cl2发生副反应Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O，同时也防止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸. 2、电镀铜片 待镀件 硫酸铜溶液 电镀铜原理 电镀：待镀金属作阴极，镀层金属作阳极，含镀层金属离子的溶液作电解质溶液，阳极金属失电子进入溶液，阴极溶液中的镀层金属离子在待镀金属表面得电子析出，形成镀层. ①阳极：镀层金属作阳极，电极本身发生氧化反应，如铁制品镀锌，阳极反应为Zn - 2e- = Zn2+. ②阴极：待镀金属制品作阴极，阴极反应为Zn2++2e- = Zn. ③电镀溶液：含有镀层金属离子的溶液，电镀过程中电镀液浓度基本不变（填增大、减小或基本不变）. 2、 电解精炼 以电解精炼铜为例：电解精炼铜 粗铜 纯铜 硫酸铜溶液 铜的电解精炼：粗铜作阳极，精铜作阴极，CuSO4溶液为电解质溶液，阳极的铜以及比铜活泼的杂质金属失电子进入溶液，而比铜不活泼的杂质如Ag、Au等沉淀在阳极底部，形成阳极泥，阴极上Cu2+得电子生成铜，从而实现铜的精炼. ①粗铜作阳极，主要电极反应为Cu - 2e- = Cu2+，同时活泼性较强的杂质如Zn、Fe等也会失电子进入溶液； ②纯铜作阴极，电极反应为Cu2++2e- = Cu； ③电解质溶液为CuSO4溶液， 活泼性较差的Ag、Au等不反应，形成阳极泥. 4、电冶金 ①冶炼钠：电解熔融NaCl，阳极反应为2Cl- - 2e- = Cl2↑，阴极反应为2Na+ + 2e- = 2Na，总反应为：2NaCl(熔融)= 2Na + Cl2↑（条件：电解）. ②冶炼铝：电解熔融Al2O3，阳极反应为6O2--12e- = 3O2↑，阴极反应为4Al3++12e- = 4Al，总反应为：2Al2O3(熔融) = 4Al + 3O2↑（条件：电解），冶炼时需用冰晶石作Al2O3的溶剂. ③冶炼镁：电解熔融MgCl2，阳极反应为2Cl- - 2e- = Cl2↑，阴极反应为Mg2++2e- = Mg， 总反应为：MgCl2(熔融) = Mg + Cl2↑（条件：电解）. 第二部分：题型突破 题型一：电极反应式及产物判断 ①用石墨作电极电解饱和食盐水，写出阳极和阴极的电极反应式，并指出电解产物。 答案：阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑；阴极：2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH-。电解产物为氯气、氢气和氢氧化钠。 解析：阳极发生氧化反应，溶液中的Cl-比OH-更容易失去电子生成氯气；阴极发生还原反应，水中的H+得到电子生成氢气，同时在阴极附近形成OH-，所以产物为氯气、氢气和氢氧化钠。 ②电解精炼镍时，阳极是粗镍，其主要电极反应式为（ ） A. Ni - 2e⁻ = Ni²⁺ B. 2H₂O - 4e⁻ = 4H⁺ + O₂↑ C. Ni²⁺ + 2e⁻ = Ni D. 4OH⁻ - 4e⁻ = 2H₂O + O₂↑ 答案：A 解析：电解精炼镍时，阳极粗镍中的镍失电子，主要电极反应式为 Ni - 2e⁻ = Ni²⁺。 题型二：离子交换膜相关问题a b c d 利用石墨作电极，电解Na2SO4溶液制备NaOH和H2SO4，装置如图所示，判断离子交换膜a的类型，并说明理由 。 答案：离子交换膜a为阴离子交换膜。 解析：阳极区电解液是稀硫酸，阳极反应式为2H2O - 4e- = 4H+ + O2↑，反应生成H+，溶液的酸性增强，SO42-通过离子交换膜a向阳极区迁移，以维持溶液的电中性，所以离子交换膜a为阴离子交换膜. 题型三：电解原理在工业生产中的应用计算 ①在电解精炼铜的过程中，若粗铜中含有锌、铁、银、金等杂质，当阳极溶解了32g铜时，阴极得到的铜的质量 32g.(填大于、小于或等于) 答案：阴极得到的铜的质量小于32g。 解析：粗铜作阳极，阳极上的铜以及比铜活泼的锌、铁等杂质都会失去电子进入溶液，而比铜不活泼的银、金等杂质则形成阳极泥。阳极溶解的铜并不都是在阴极析出，还有部分锌、铁等杂质失去电子生成离子进入溶液，所以阴极得到的铜的质量小于阳极溶解的铜的质量32g 。 ②以石墨为电极电解足量的 CuSO₄溶液，若阳极产生气体 0.01mol，则阴极析出铜的质量为（ ） A. 0.64g B. 1.28g C. 2.56g D. 5.12g 答案：B 解析：阳极反应：4OH⁻ - 4e⁻ = 2H₂O + O₂↑，产生 0.01mol 氧气，转移电子 0.04mol；阴极反应：Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu，根据电子守恒，析出铜的物质的量为 0.02mol，质量为 1.28g，B 正确。 ③用惰性电极电解 M(NO3)X溶液，当阴极上析出 m g 金属 M 时，阳极上产生 560mL 气体（标准状况），则金属 M 的相对原子质量为（ ） A. 10mx B. 20mx C. 10m/x D. 20m/x 答案：A 解析：阳极反应为 4OH⁻ - 4e⁻ = 2H₂O + O₂↑，产生 560mL 气体（标准状况）即 0.025mol 氧气，转移电子 0.1mol；阴极反应为 Mˣ⁺ + xe⁻ = M，析出金属 M 的物质的量为 m/Mmol，根据电子守恒，mx/M = 0.1，解得 M = 10mx。 第三部分：达标检测 一、选择题 1. 氯碱工业中，电解饱和食盐水时，阳极的电极材料是（ ） A. 石墨 B. 铁 C. 铜 D. 银 答案：A 解析：氯碱工业中阳极不能用活泼金属，否则金属会先失电子，所以常用石墨等惰性电极，A 正确。 2. 下列关于电镀的说法正确的是（ ） A. 电镀时，镀层金属作阴极 B. 电镀液一般采用含有镀层金属离子的溶液 C. 电镀过程中，溶液的浓度不断增大 D. 电镀的目的是使待镀金属更活泼 答案：B 解析：电镀时，镀层金属作阳极，A 错误；电镀液一般采用含有镀层金属离子的溶液，B 正确；电镀过程中，阳极溶解的镀层金属与阴极析出的镀层金属质量相等，溶液浓度基本不变，C 错误；电镀的目的是在待镀金属表面形成一层镀层，增强其抗腐蚀性、美观性等，而不是改变其活泼性，D 错误。 3. 电解精炼铜时，下列叙述正确的是（ ） A. 阳极发生还原反应 B. 阳极泥中含有锌等杂质 C. 阴极得到的铜比阳极溶解的铜多 D. 电解质溶液为硫酸铜溶液，浓度不变 答案：C 解析：电解精炼铜时，阳极发生氧化反应，A 错误；阳极泥中含有比铜不活泼的银、金等杂质，锌比铜活泼，在阳极溶解进入溶液，B 错误；阳极溶解的铜有一部分因活泼金属杂质溶解而损失，阴极只析出铜，所以阴极得到的铜比阳极溶解的铜多，C 正确；阳极溶解的铜和阴极析出的铜量不相等，溶液中铜离子浓度会改变，D 错误。 4. 用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，加入一定质量的另一种物质（括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是（ ） A. CuCl₂(CuO) B. NaOH(NaOH) C. NaCl(HCl) D. CuSO₄(Cu(OH)₂) 答案：C 解析：A 项，电解氯化铜溶液生成铜和氯气，应补充氯化铜，A 错误；B 项，电解氢氧化钠溶液实质是电解水，应补充水，B 错误；C 项，电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气，补充氯化氢可恢复原溶液，C 正确；D 项，电解硫酸铜溶液生成铜、氧气和硫酸，应补充氧化铜或碳酸铜，D 错误。 5. 电解熔融氧化铝制取铝时，加入冰晶石的作用是（ ） A. 催化剂 B. 氧化剂 C. 降低氧化铝的熔点 D. 还原剂 答案：C 解析：电解熔融氧化铝制取铝时，加入冰晶石可以降低氧化铝的熔点，减少能耗，C 正确。 6. 电解法精炼含有 Fe、Zn、Ag 等杂质的粗铜。下列叙述正确的是（ ） A. 电解时以硫酸铜溶液作电解液，精铜作阳极 B. 粗铜与电源负极相连，发生氧化反应 C. 阴极上发生的反应是 Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu D. 电解后 Fe、Zn、Ag 等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥 答案：C 解析：A 项，电解精炼铜时，精铜作阴极，A 错误；B 项，粗铜作阳极与电源正极相连，发生氧化反应，B 错误；C 项，阴极上铜离子得电子生成铜，C 正确；D 项，Ag 等不活泼金属会沉积在电解槽底部形成阳极泥，而 Fe、Zn 等活泼金属在阳极失电子进入溶液，D 错误。 7. 工业上用电解法制备高纯度的镍，下列说法正确的是（ ） A. 阳极发生还原反应 B. 电解过程中，溶液中 Ni²⁺浓度不变 C. 粗镍作阳极，纯镍作阴极 D. 每通过 1mol 电子，阳极质量减少 59g 答案：C 解析：电解时阳极发生氧化反应，A 错误；阳极粗镍中的镍及杂质金属溶解，阴极只有镍析出，溶液中 Ni²⁺浓度会改变，B 错误；粗镍作阳极，纯镍作阴极，C 正确；阳极溶解的不只是镍，还有其他杂质金属，所以每通过 1mol 电子，阳极质量减少不是 59g，D 错误。 8. 电解原理在废水处理中有应用，例如处理含 Cr2O7²⁻的废水，可采用（ ） A. 电解时以铁作阳极 B. 电解时以石墨作阳极 C. 直接加入沉淀剂沉淀铬离子 D. 通入氯气氧化铬离子 答案：A 解析：处理含 Cr2O7²⁻的废水，以铁作阳极，电解时阳极铁失电子生成亚铁离子，亚铁离子可将 Cr2O7²⁻还原，从而达到处理废水的目的。 9. 下列关于电解原理应用的叙述，错误的是（ ） A. 电解饱和食盐水可制烧碱、氯气和氢气 B. 电解熔融氯化钠可制取金属钠 C. 电解熔融氧化铝可制取金属铝 D. 电解硫酸铜溶液一段时间后，溶液的酸性减弱 答案：D 解析：电解饱和食盐水的反应为 2NaCl + 2H₂O=2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑（条件：电解），可制烧碱、氯气和氢气，A 正确；电解熔融氯化钠，2NaCl(熔融)=2Na + Cl₂↑（条件：电解），可制取金属钠，B 正确；电解熔融氧化铝，2Al₂O₃(熔融)=4Al + 3O₂↑（条件：电解），可制取金属铝，C 正确；电解硫酸铜溶液，阳极反应 2H₂O - 4e⁻ = 4H⁺ + O₂↑，阴极反应 Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu，溶液酸性增强，D 错误。 10. 氯碱工业生产中，不涉及的反应是（ ） A. 2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl₂↑ B. 2H₂O + 2e⁻ = H₂↑ + 2OH⁻ C. NaCl = Na⁺ + Cl⁻ D. 2NaCl + 2H₂O=2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑（条件：电解） 答案：C 解析：氯碱工业是电解饱和食盐水，阳极反应为 2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl₂↑，阴极反应为 2H₂O + 2e⁻ = H₂↑ + 2OH⁻，总反应为 2NaCl + 2H₂O=2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑（条件：电解），而 NaCl = Na⁺ + Cl⁻是氯化钠的电离方程式，不是电解反应。 11. 以石墨为电极电解稀硫酸溶液，下列说法正确的是（ ） A. 阳极反应为 2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑ B. 阴极反应为 4OH⁻ - 4e⁻ = 2H₂O + O₂↑ C. 电解过程中溶液的 pH 增大 D. 电解过程中溶液的 pH 减小 答案：D 解析：以石墨为电极电解稀硫酸溶液，阳极反应为 4OH⁻ - 4e⁻ = 2H₂O + O₂↑，阴极反应为 2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑，实质是电解水，硫酸浓度增大，pH 减小。 12. 电镀银时，电镀液通常是（ ） A. AgNO₃溶液 B. CuSO₄溶液 C. NaCl 溶液 D. KNO₃溶液 答案：A 解析：电镀银时，电镀液应是含有银离子的溶液，通常是 AgNO₃溶液。 13. 用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的 pH 下降的是（ ） A. CuSO₄ B. AgNO₃ C. BaCl₂ D. H₂SO₄ 答案：AB 解析：A 项，电解硫酸铜溶液，阴极析出铜，质量增加，阳极生成氧气，溶液中氢离子浓度增大，pH 下降；B 项，电解硝酸银溶液，阴极析出银，质量增加，阳极生成氧气，溶液中氢离子浓度增大，pH 下降；C 项，电解氯化钡溶液，阴极生成氢气，阳极生成氯气，溶液中氢离子和氢氧根离子浓度基本不变，pH 不变；D 项，电解硫酸溶液，实质是电解水，氢离子浓度增大，pH 下降，但阴极没有质量增加。所以选 AB。 14. 电解熔融的氧化铝制取金属铝，若有 0.2mol 电子发生转移，则理论上能得到金属铝的质量是（ ） A. 1.8g B. 3.6g C. 5.4g D. 10.8g 答案：A 解析：电解熔融氧化铝的阴极反应为 Al³⁺ + 3e⁻ = Al，当有 0.2mol 电子转移时，生成铝的物质的量为 0.2mol÷3 = 1/15mol，铝的质量为 1/15mol×27g/mol = 1.8g。 15. 下列关于电解原理在工业生产中应用的叙述，错误的是（ ） A. 电解熔融氯化钠制取金属钠 B. 电解饱和食盐水制取烧碱、氯气和氢气 C. 电解熔融氧化镁制取金属镁 D. 电解精炼铜可提高铜的纯度 答案：C 解析：氧化镁熔点很高，电解熔融氧化镁制取金属镁能耗大，工业上是电解熔融氯化镁制取金属镁，C 错误。 16. 以石墨为电极电解 CuCl₂溶液，下列分析正确的是（ ） A. 阳极上有红色物质析出 B. 溶液中 Cu²⁺向阳极移动 C. 阴极反应式为 2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑ D. 电解过程中溶液的浓度逐渐减小 答案：D 解析：以石墨为电极电解 CuCl₂溶液，阳极反应为 2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl₂↑，有氯气生成，A 错误；溶液中 Cu²⁺向阴极移动，B 错误；阴极反应式为 Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu，C 错误；电解过程中氯化铜不断被消耗，溶液的浓度逐渐减小，D 正确。 17. 某电镀厂排出的酸性污水中，含有有毒的 Cu²⁺，欲除去 Cu²⁺并降低污水的酸性，可加入（ ） A. 食盐 B. 生石灰 C. 氧化铁 D. 氢氧化钡 答案：B 解析：A 项，食盐与 Cu²⁺和氢离子都不反应，A 错误；B 项，生石灰与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙能与 Cu²⁺反应生成氢氧化铜沉淀，同时能中和氢离子，降低酸性，B 正确；C 项，氧化铁与氢离子反应，但不能除去 Cu²⁺，C 错误；D 项，氢氧化钡能与 Cu²⁺反应生成氢氧化铜沉淀，也能中和氢离子，但引入了钡离子，会造成新的污染，D 错误。 18. 电解原理在工业生产中有广泛应用，下列关于电解应用的说法错误的是（ ） A. 电解法可用于制备活泼金属，如钠、镁、铝等 B. 电解精炼铜时，粗铜中的杂质锌、铁等会先于铜失电子 C. 电镀时，镀件作阳极，镀层金属作阴极 D. 电解饱和食盐水时，阳离子交换膜可防止氯气与氢氧化钠反应 答案：C 解析：电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，C 错误。 19. 下列关于电解精炼铜的说法，正确的是（ ） A. 粗铜作阴极 B. 电解过程中，电解质溶液的浓度不变 C. 阳极泥中含有锌、铁等杂质 D. 阴极反应式为 Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu 答案：D 解析：电解精炼铜时，粗铜作阳极，A 错误；阳极溶解的铜和阴极析出的铜量不相等，溶液中铜离子浓度会改变，B 错误；锌、铁等比铜活泼的杂质在阳极溶解进入溶液，阳极泥中含有比铜不活泼的金、银等杂质，C 错误；阴极反应式为 Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu，D 正确。 20. 利用电解法可将含有 Fe、Zn、Ag、Pt 等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是（ ） A. 电解时以精铜作阳极 B. 电解时阴极发生氧化反应 C. 粗铜连接电源负极，其电极反应式是 Cu - 2e⁻ = Cu²⁺ 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：D 解析：电解精炼铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，A 错误；阴极发生还原反应，B 错误；粗铜连接电源正极，其电极反应式是 Cu - 2e⁻ = Cu²⁺，C 错误；比铜不活泼的 Ag、Pt 等金属在阳极不反应，形成阳极泥，D 正确。 21. 电解池中，阴极的电极反应（ ） A. 一定是得电子的还原反应 B. 一定是失电子的氧化反应 C. 可能是得电子也可能是失电子反应 D. 是金属失电子反应 答案：A 解析：电解池中阴极发生还原反应，一定是得电子的反应。 22. 电解饱和食盐水时，若阴极产生的气体体积为 2.24L（标准状况），则阳极产生的气体体积（标准状况）约为（ ） A. 1.12L B. 2.24L C. 4.48L D. 0.56L 答案：A 解析：电解饱和食盐水，阴极反应为 2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑，阳极反应为 2Cl⁻ - 2e⁻ = Cl₂↑，根据电子守恒，阴极产生氢气的物质的量与阳极产生氯气的物质的量之比为 1:1。阴极产生氢气的体积为 2.24L（标准状况），物质的量为 0.1mol，则阳极产生氯气的物质的量也为 0.1mol，体积为 1.12L（标准状况）。 23. 电镀铜时，下列叙述正确的是（ ） A. 电镀过程中，溶液中铜离子浓度不断增大 B. 用铜作阳极，镀件作阴极 C. 用镀件作阳极，铜作阴极 D. 电镀过程中，溶液中氢离子浓度不断增大 答案：B 解析：电镀铜时，用铜作阳极，镀件作阴极，阳极反应为 Cu - 2e⁻ = Cu²⁺，阴极反应为 Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu，溶液中铜离子浓度基本不变，A、C 错误，B 正确；电镀过程中溶液中氢离子浓度基本不变，D 错误。 24. 电解熔融 NaCl 制备金属钠时，加入 CaCl₂的作用是（ ） A. 增强导电性 B. 作催化剂 C. 降低 NaCl 的熔点 D. 作氧化剂 答案：C 解析：电解熔融 NaCl 时加入 CaCl₂可以降低 NaCl 的熔点，减少能耗，C 正确。 25. 下列关于电解池应用的说法，错误的是（ ） A. 电解饱和食盐水可用于制备烧碱、氯气和氢气 B. 电解法可用于电镀，使金属表面更美观或增强抗腐蚀性 C. 电解熔融的氧化铝可用于制备金属铝，且可使用铁作阳极 D. 电解精炼铜可提高铜的纯度，阳极泥可回收金、银等贵金属 答案：C 解析：电解熔融的氧化铝制备金属铝时，阳极不能用铁，因为铁会先失电子，应用惰性电极，C 错误。 二、填空题 1. 某实验小组用惰性电极电解硫酸铜水溶液，请写出可能发生的阴阳极反应式和总反应离子方程式和化学方程式。 答案：反应分两个阶段： 第一阶段 阴极反应式：Cu2+ + 2e- = Cu 阳极反应式：4OH- -4e- =2H2O + O2 ↑ 或2H2O - 4e- = O2 ↑ + 4H+ ； 总反应：离子方程式：2Cu2+ + 2H2O = 2Cu + O2↑ + 4H+（条件：电解）， 化学方程式为：2CuSO4 + 2H2O = 2Cu + O2↑ + 2H2SO4 （条件：电解）。 第二阶段 阴极反应式：2H2O + 2e- = H2↑ + 2 OH- 或2H+ + 2e- = H2↑ ； 阳极反应式：4OH- -4e- =2H2O + O2 ↑ 或2H2O - 4e- = O2 ↑ + 4H+ ； 总反应电解水： 2H2O = 2H2↑ +O2↑（条件：电解） 解析：根据阳离子放电顺序Cu2+ > H+ ，Cu2+ 在阴极先放电，即：Cu2+ + 2e- =Cu ；当Cu2+ 反应完全后，溶液中的H+ 放电，反应为： 2H2O + 2e- = H2↑ + 2 OH- 或2H++2e-=H2↑ 。根据阴离子放电顺序：OH- > 含氧酸根离子 ，OH- 先放电，即：2H2O - 4e- = O2 ↑ + 4H+ 或4OH- -4e- =2H2O + O2 ↑；总反应离子方程式为：第一阶段：2Cu2+ + 2H2O = 2Cu + O2↑ + 4H+（条件：电解），化学方程式为：2CuSO4 + 2H2O = 2Cu + O2↑ + 2H2SO4 （条件：电解）。第二阶段：电解水 2H2O = 2H2↑ +O2↑（条件：电解） 2.氯碱工业中，电解饱和食盐水的总反应方程式为__________________________________，阳极产生的气体通入淀粉碘化钾溶液中的现象是______________________，阴极附近溶液的 pH__________（填“升高”“降低”或“不变”）。 答案：2NaCl + 2H₂O=2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑（条件：电解）；溶液变蓝；升高 解析：电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气。阳极产生氯气，氯气能与碘化钾反应生成碘单质，使淀粉碘化钾溶液变蓝。阴极反应为 2H₂O + 2e⁻ = H₂↑ + 2OH⁻，产生氢氧根离子，所以 pH 升高。 3.以石墨为电极电解饱和碘化钾溶液，写出阳极和阴极的电极方程式以及总反应方程式。 答案： 阳极：2I- - 2e- = I2 阴极：2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH- 总反应方程式：2KI + 2H2O =2KOH + H2↑ + I2 （条件：电解） 解析： 阳极发生氧化反应，碘离子的还原性强于水中氢氧根离子，所以碘离子优先失去电子生成碘单质。阴极发生还原反应，水中氢离子得到电子生成氢气，由于氢离子来自水的电离，所以阴极生成氢氧根离子。将阳极和阴极的电极反应式相加就得到总反应方程式。 3.电镀时，待镀金属作__________极，电镀液的浓度在电镀过程中______________（填“增大”“减小”或“基本不变”）。 答案：阴；基本不变 解析：电镀时，待镀金属作阴极，镀层金属作阳极，阳极溶解的镀层金属与阴极析出的镀层金属质量相等，所以电镀液的浓度基本不变。 4.用铂电极电解熔融的氯化镁和氯化铝的混合物（假设熔融状态下两者都能导电），写出两极的电极方程式以及总反应方程式。（已知铝离子比镁离子更难还原） 答案： 阳极：2Cl- - 2e- = Cl2↑ 阴极：Mg2+ + 2e- = Mg 总反应方程式：MgCl2 = Mg + Cl2↑（条件：电解） 解析： 阳极上氯离子失电子能力强于其他离子，所以发生2Cl- - 2e- = Cl2↑的反应。阴极上，因为铝离子比镁离子更难还原，所以镁离子先得到电子生成镁单质。总反应就是氯化镁分解生成镁和氯气的反应。 5. 电解精炼铜时，阳极材料是______，阴极材料是______，电解质溶液是______________。阳极的主要电极反应式为__________________，粗铜中的杂质如锌、铁等会__________（填“溶解”或“不溶解”），比铜不活泼的杂质如银、金等__________（填“溶解”或“不溶解”），形成______________________。 答案：粗铜；纯铜；硫酸铜溶液；Cu - 2e⁻ = Cu²⁺；溶解；不溶解；阳极泥 解析：电解精炼铜时，阳极是粗铜，阴极是纯铜，电解质溶液是硫酸铜溶液。阳极主要是铜失电子变成铜离子。锌、铁等比铜活泼的金属会在阳极溶解，比铜不活泼的银、金等杂质不溶解，形成阳极泥。 6.以铜为电极电解稀硫酸溶液，写出阳极和阴极的电极方程式以及总反应方程式。 答案： 阳极：Cu - 2e- = Cu2+ 阴极：2H+ + 2e- = H2↑ 总反应方程式：Cu + H2SO4 = CuSO4 + H2↑ 解析： 阳极材料是铜，铜为活性电极，在电解时铜优先失去电子发生氧化反应。阴极是溶液中的氢离子得到电子生成氢气。将阳极和阴极反应式合并，消去电子后得到总反应方程式，即铜和稀硫酸在电解条件下反应生成硫酸铜和氢气。 第 1 页 共 13 页 学科网（北京）股份有限公司 $$