第14讲 电解池（暑假预习讲义）新高二化学沪科版

第14讲 电解池 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 电解池的工作原理 一、电解池 【实验探究】 电解 CuCl2溶液 在U形管中注入0.4 mol·L—1 CuCl2溶液，分别插入两根石墨棒电极，按图4.11 和图4.12所示连接直流电源，接通电源。用注射器收集产生的气体， 并通入盛有淀粉碘化钾溶液的试管中，观察实验现象并做好记录。 现象记录：与负极相连的石墨电极上附着一层红色的铜，与正极相连的石墨电极上有黄绿色气体生成，把气体通入到盛有淀粉碘化钾溶液的试管会变蓝。 实验结论：电解氯化铜溶液在与负极相连的石墨电极上得到铜，与正极相连的石墨电极产生氯气。 电解不仅可以在溶液中进行，还可以在 电解质中进行。 1．电解池：一种将 能转化为 能的装置。 2．电解：电解是使电流通过电解质溶液（或熔融的电解质）而在 、 两极发生 反应过程。 3．电解池反应原理： 阴极：与电源 极相连，本身不反应，溶液中 离子得电子发生 反应。 阳极：与电源 极相连，发生 反应，若是惰性电极，则是溶液中 离子失电子；若是非惰性电极，则电极 失电子 电子的流向： 极— 极— 极— 极 电流的流向： 极— 极— 极— 极 4．电解反应中反应物的判断——放电顺序 ⑴阴极 A.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。 B.正离子得电子顺序 — 金属活动顺序表的反表：K+ <Ca2+ < Na+ < Mg2+ < Al3+< Zn2+ < Fe2+ < Sn2+ < Pb2+ < (H+) < Cu2+ < Hg2+ < Ag+ （正离子放电顺序与浓度有关，并不绝对） ⑵阳极 A.阳极材料是惰性电极(C、Pt、Au、Ti等)时：负离子失电子：S2- ＞ I- ＞ Br- ＞ Cl- ＞ OH- ＞ NO3- 等含氧酸根离子 ＞F- B.阳极是活泼电极时：电极本身被氧化，溶液中的离子不放电。 5．原电池和电解池的比较： 装置 原电池 电解池 实例 原理 原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经过导线传递给氧化剂，使氧化还原反应分别在两个电极上进行 使电流通过电解质溶液而在阴,阳两极上引起氧化还原反应的过程. 形成条件 ①电极：两种不同的导体相连； ②电解质溶液：能与电极反应。 ①电源； ②电极（惰性或非惰性）； ③电解质（水溶液或熔化态）。 反应类型 自发的氧化还原反应 非自发的氧化还原反应 电极名称 由电极本身性质决定： 正极：材料性质较不活泼的电极； 负极：材料性质较活泼的电极。 由外电源决定： 阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极； 电极反应 负极：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应） 正极：2H++2e-=H2↑（还原反应） 阴极：Cu2+ +2e- = Cu （还原反应） 阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ （氧化反应） 电子流向 负极(外电路) →正极 阳极→电源正极 阴极←电源负极 电流方向 正极(外电路) →负极 阳极←电源正极 阴极→电源负极 能量转化 化学能→电能 电能→化学能 应用 ①抗金属的电化腐蚀； ②实用电池。 ①电解食盐水（氯碱工业）；②电镀（镀铜）；③电冶（冶炼Na、Mg、Al）；④精炼（精铜）。 知识点二 电解原理的应用 二、电解原理的应用 1．电解饱和食盐水——氯碱工业 氯碱工业所得的NaOH、Cl2 、H2 都是重要的化工生产原料，进一步加工可得多种化工产品，涉及多种化工行业，如：有机合成、医药、农药、造纸、纺织等，与人们的生活息息相关。 阳极：石墨或金属钛　 阴极：铁网　　　　　 电解质溶液：饱和食盐水 总方程式： 【解析】在饱和食盐水中接通直流电源后，溶液中带负电的OH—和Cl—向阳极移动，由于Cl—比OH—容易失去电子，在阳极被氧化成氯原子，氯原子结合成氯分子放出；溶液中带正电的Na+和H+向阴极移动，由于H+比Na+容易失去电子，在阴极被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子放出；在阴极上得到NaOH。 （1）饱和食盐水的精制： 原因：除去NaCl中的MｇCl2、Na2SO4等杂质，防止生成氢氧化镁沉淀影响 溶液的导电性，防止氯化钠中混有硫酸钠影响烧碱的质量。试剂加入的顺序：先加过量的BaCl2和过量的NaOH（顺序可换），再加入过量的Na2CO3，过滤，加盐酸调节pH为7。 （2）隔膜的作用：防止氢气和氯气混合发生爆炸；防止氯气和氢氧化钠反应影响烧碱的质量。 （3）电解法冶炼活泼金属 2．电镀 电镀是应用 原理在某些金属或非金属制品表面镀上其他金属或合金薄层的方法。电镀的主要目的是增强金属的 能力，同时也可以增加美观和表面硬度等。因此，镀层金属通常是一些在空气或溶液中比较 、 能力强的金属或合金，如铬、镍、银、黄铜等。 电镀时，通常把 的金属制品作为阴极，把 金属作为阳极，用含有 的溶液作为电解质溶液。通直流电时， 极上镀层金属失去电子形成 离子，进入溶液中；阴极区，镀层金属 得到电子在待镀的金属表面被还原，形成一层均匀、光洁而致密的镀层。 【实验探究】 电镀锌 根据电镀锌的简易实验装置图 （图4.15），将表面清洁处理过的待镀 铜钥匙作为阴极，锌片作为阳极，以 0.3 mol·L—1 硫酸锌溶液作为电镀液，直流电压为1 ～ 2 V。通直流电后，观 察实验现象。 现象记录：阳极锌片不断溶解，阴极铜钥匙上镀上了一层光亮的锌。 实验结论：在电解作用下，阳极锌溶解，在阴极上镀上一层锌。 问题：为了提高镀层质量，电镀液通常不用单一的锌盐溶液，常会添加一些如氯化铵、醋酸钠固体等。 3．铜的电解精炼 电解精炼铜时，粗铜作为阳极，精铜作为阴极，硫酸酸化的硫酸铜溶液作为电解质溶液（图4.16）。通直流电时，粗铜不断溶解，Cu2+在精铜阴极上优先得到电子还原析出，使粗铜变成了精铜： 阳极： 阴极： 粗铜 精铜 而粗铜中的杂质金属主要有两类： 一类是比铜活泼的金属，它们会 电子，以正离子的形式进入溶液（如 锌、铁）， 、Fe－2e－ = Fe2+ 、 ，Fe2+、Zn2+、Ni2+不会在阴极析出，最终留存溶液中，所以电解质溶液的浓度、质量、pH均会改变。 另一类是不如铜 的金属，它们会沉积在电解池阳极的底部（如金、银），称为 ，阳极泥可再用于提炼金、银等贵重金属。 4．电冶金 大多数金属以化合态存在于矿石中，金属的冶炼就是将 的金属元素还原为单质。钠、钙、镁、铝等活泼金属正离子的氧化性很弱，无法用还原剂将它们从化合物中还原出来，故一般采用 法来冶炼。电解法是工业冶炼 的一种重要方法，例如，电解熔融氯化钠可以得到金属钠。 （1）电解熔融的氯化钠制金属钠： 2NaCl（熔融） ( 电解 ) 2Na＋Cl2↑ 通电后，Na+ 在阴极得到电子，被还原成金属钠： 阴极： Cl—在阳极失去电子，被氧化成氯气： 阳极： （2）电解熔融的氯化镁制金属镁： （3）电解熔融的氧化铝制金属铝： 【解析】在金属活动顺序表中 等金属的还原性很强，这些金属都很容易失电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，只能用电解其化合物熔融状态方法来冶炼。 【易错提醒】电解熔融NaCl和饱和NaCl溶液的区别；不能用MgO替代MgCl2的原因；不能用AlCl3替代Al2O3的原因。 教材习题01（P15） 1. 电解CuSO4溶液时，若使用碳电极，阴阳两极都会出现的情况是（　　）。 （A） 阴极溶解 （B） 产生氢气 （C） 溶液的pH下降 （D） 溶液中Cu2+的浓度增加 解题方法 根据阳离子的放电顺序来判断阴极上被还原的阳离子； 根据阴离子的放电顺序来判断阳极上被氧化的阴离子。 最后判断溶液的酸碱性。 【答案】 教材习题04（P16） 3. 利用如下图所示的实验装置在铁钉上镀镍，下列说法错误的是（　　）。 （A） 铁钉的质量会增加 （B） 镍电极是阳极 （C） Ni2+在阳极上被还原 （D） 溶液中Ni2+的浓度保持不变 解题方法 根据电镀原理，电镀时，通常把待镀的金属制品作为阴极，把镀层金属作为阳极，用含有镀层金属离子的溶液作为电解质溶液。通直流电时，阳极上镀层金属失去电子形成正离子，进入溶液中；阴极区，镀层金属正离子得到电子在待镀的金属表面被还原，形成镀层金属。电镀后，溶液离子浓度不变。 【答案】 考点一 电解池的工作原理 1．用图示装置分别进行下列各组实验，则表中各项所列对应关系均正确的是 选项 X极 初始U形管中溶液 闭合开关后的现象及结论 A． 负极 NaOH溶液 电极甲附近溶液的pH降低 B． 正极 AgNO3溶液 电极乙的电极反应式：2H2O − 4e-= O2↑+ 4H+ C． 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，电极甲附近的溶液变红 D． 负极 CuCl2溶液 b管中有黄绿色气体逸出 A．A B．B C．C D．D 2．下列有关原电池、电解池的说法正确的是 A．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成 B．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池 C．将镁和铝用导线连接放入氢氧化钠溶液中组成原电池，镁电极作为负极 D．在电解精炼铜装置中，粗铜为阳极材料，精铜为阴极材料，电解质溶液为溶液，电解一段时间后，溶液浓度不变 3．下列关于电解池的叙述中正确的是 A．与电源正极相连的是电解池的阴极 B．溶液中阳离子向阴极移动 C．在电解池的阳极发生还原反应 D．电子从电源的负极沿导线进入电解质溶液中 考点二 电解原理的应用 4．下列关于电解法镀铜和粗铜精炼的叙述，错误的是 A．粗铜精炼时，用纯铜作阴极 B．镀件上电镀铜时，用铜作阳极 C．都可以用CuSO4溶液作电解液 D．粗铜精炼时，Cu2+浓度不变 5．若在铜片上镀银，下列叙述错误的是 ①将铜片接在电源的正极；②在铜片上发生的反应是Ag++e-=Ag；③在银片上发生的反应是4OH-+4e-=O2↑+2H2O；④用AgNO3作电解质溶液 A．①② B．②③ C．①③ D．③④ 6．习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫氯碱工业，一个单元槽的电解原理示意图如下，下列说法不正确的是 A．阴极的电极反应： B．在阳极，比容易失去电子 C．中间的离子交换膜选用阴离子交换膜 D．电解饱和食盐水可以得到三种重要的化工产品：、和 7．下列说法错误的是 A．石墨电极电解溶液一段时间后溶液的pH降低 B．石墨作电极电解溶液，一定时间后，可以往溶液中加水使之恢复电解前状态 C．电解、、的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al D．若用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水，每消耗1molPb，在阴极产生2molNaOH 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1.通过对氯化铜溶液电解体系的分析，理解电解和电解池的概念，能够正确判断阴极和阳极，理解电解池的认知模型。 2.了解并能分析电解原理在电解、点冶金等方面的一些典型应用 3.感受电解对人类社会的重要条件，体会化学与人类生产生活的密切练习。 【学习重难点】 1.电解原理的应用 2.电冶金 一、单选题 1．下列叙述中错误的是 A．电镀时，电镀池里的阴极材料为镀件 B．电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应 C．原电池跟电解池连接后，电子从电池负极流向电解池阳极 D．电解饱和食盐水时，阴极反应式为： 2．下列是教材中常规电化学的装置示意图，其标注完全正确的是 A． 铜锌原电池 B． 铜锌原电池 C． 精炼铜 D． 电解饱和食盐水 A．A B．B C．C D．D 3．餐具表面镀银既能增强抗腐蚀性，又美观。下列关于铁表面镀银的说法不正确的是 A．电路中每通过1mol，阴极析出1mol银 B．电镀液需要不断更换 C．阳极反应式为 D．铁电极应与电源负极相连 4．关于电解反应，下列说法正确的是 A．若要在铁片上镀铜，则X为铜，Y为铁，Z为溶液 B．若要精炼铜，则X、Y分别为粗铜和纯铜 C．若Z是溶液，则X电极反应式： D．若Z是饱和NaCl溶液，电解一段时间后，Y电极析出少量的Na 5．提供几组常见的实验装置示意图，下列有关叙述正确的是 A．装置①中阳极上有红色物质析出 B．装置②中的铜片应与直流电源的负极相连 C．装置③中，若电解液为溶液，则电极的反应式： D．装置④中，溶液的浓度始终不变 6．下图为阳离子交换膜法电解(直流电源省略)饱和食盐水原理示意图。下列说法错误的是 A．从C口逸出的气体是 Cl2 B．每生成 22.4 L H2，同时产生2 mol NaOH C．阳离子交换膜左侧的食盐水浓度逐渐减小 D．从B口加入含少量NaOH的水溶液，NaOH作用为增强导电能力 7．我国科学家利用如图所示的装置处理、废液，同时高效合成氨气(氨气可从碱溶液中挥发)，离子交换膜只允许通过。下列说法不正确的是 A．电极a接电源正极 B．由电极b区移向电极a区 C．电解过程中，电极b区溶液的升高 D．电路中每转移电子时，理论上电极b区溶液的质量减少 8．利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。 装置 序号 电解质溶液 实验现象 ① 少量溶液 阴极表面产生无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验，电解液中有 ② 过量氨水 阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验，电解液中无元素 下列分析不正确的是 A．①中气体减少，推测是由于溶液中减小，且覆盖铁电极，阻碍与铁接触 B．①中检测到，推测可能发生反应：、 C．随阴极析出铜，推测②中溶液减小，平衡逆向移动 D．②中生成，使得比①中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密 9．电解脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将Mn2+转化成Mn3+，Mn3+再将煤中的含硫物质(主要是FeS2)氧化为Fe3+和。下列说法错误的是 A．Mn2+在阳极放电，发生氧化反应 B．电解过程中，混合溶液的pH值将减小 C．电解刚刚开始时，观察到阳极石墨棒上有无色气体产生 D．Mn3+氧化FeS2的离子方程式为FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2+16H+ 10．利用下图装置电解饱和食盐水，进行如图所示实验，下列有关说法正确的是 A．Ⅱ中有黄色浑浊产生，说明氧化性：Cl2 > S B．Ⅲ中溶液变为黄色，一定是Br-被氧化 C．Ⅳ和V中溶液均褪色，说明Cl2具有漂白性 D．Ⅰ中铜电极和石墨电极互换，重做实验，各装置中的实验现象相同 11．以石墨作电极，电解AgNO3 溶液，可在两极分别得到Ag和O2，下列说法正确的是 A．Ag 附着在阳极：Ag+ + e-= Ag B．O2生成说明氧化性：NO> OH- C．电解过程中溶液的酸性将逐渐减弱 D．电路中每转移2mol 电子，可生成2molAg 和0.5molO2 12．工业上用电解法处理酸性含铬废水(主要含有)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中发生反应：，最后以形式除去。下列说法中错误的是 A．b电极的电极反应式为 B．电解过程中有沉淀生成 C．电解过程中废水的pH不发生变化 D．电解结束后，若要检验电解液中是否还有存在，则可选用溶液 二、填空题 13．电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题： (1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则 ①电解池中X极上的电极反应是 。在X极附近观察到的现象是 。 ②Y电极上的电极反应式是 。检验该电极反应产物的方法是 。 (2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则(说明：杂质发生的电极反应不必写出) ①X电极的名称是 ； 电极反应式是 。 ②Y电极的材料是 ； 溶液中Cu2+浓度 (填“变大”或“变小”或“不变”)。 ③假若电路中有0.04mol电子通过时，阴极增重 克。 14．电化学原理在工农业生产中有重要应用。已知甲醇是一种重要的清洁高能燃料，根据如图所示装置完成下列各小题。(均为石墨电极，假设各装置在工作过程中溶液体积不变，且电解质溶液均足量)。 (1)甲装置中电极上的电极反应式为 。 (2)丙装置用于处理含高浓度硫酸钠的废水，同时获得硫酸、烧碱及氢气，膜是 (填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)移动，当电极上通过电子时，电极上生成 L气体(标准状况下)。 (3)丁装置中电解反应的总化学方程式为 。 (4)乙装置 (填“是”或“不是”)电镀池。若乙装置中溶液体积为400mL，开始时溶液pH为6，当电极上通过0.04mol电子时，溶液质量 (填“增加”或“减轻”) g。 (5)反应一段时间后，下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是 。 A．        B．        C． 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第14讲 电解池 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 电解池的工作原理 一、电解池 【实验探究】 电解 CuCl2溶液 在U形管中注入0.4 mol·L—1 CuCl2溶液，分别插入两根石墨棒电极，按图4.11 和图4.12所示连接直流电源，接通电源。用注射器收集产生的气体， 并通入盛有淀粉碘化钾溶液的试管中，观察实验现象并做好记录。 现象记录：与负极相连的石墨电极上附着一层红色的铜，与正极相连的石墨电极上有黄绿色气体生成，把气体通入到盛有淀粉碘化钾溶液的试管会变蓝。 实验结论：电解氯化铜溶液在与负极相连的石墨电极上得到铜，与正极相连的石墨电极产生氯气。 电解不仅可以在溶液中进行，还可以在熔融电解质中进行。 1．电解池：一种将电能转化为化学能的装置。 2．电解：电解是使电流通过电解质溶液（或熔融的电解质）而在阴、阳两极发生氧化还原反应过程。 3．电解池反应原理： 阴极：与电源负极相连，本身不反应，溶液中正离子得电子发生还原反应。 阳极：与电源正极相连，发生氧化反应，若是惰性电极，则是溶液中负离子失电子；若是非惰性电极，则电极本身失电子 电子的流向：负极—阴极—阳极—正极 电流的流向：正极—阳极—阴极—负极 4．电解反应中反应物的判断——放电顺序 ⑴阴极 A.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。 B.正离子得电子顺序 — 金属活动顺序表的反表：K+ <Ca2+ < Na+ < Mg2+ < Al3+< Zn2+ < Fe2+ < Sn2+ < Pb2+ < (H+) < Cu2+ < Hg2+ < Ag+ （正离子放电顺序与浓度有关，并不绝对） ⑵阳极 A.阳极材料是惰性电极(C、Pt、Au、Ti等)时：负离子失电子：S2- ＞ I- ＞ Br- ＞ Cl- ＞ OH- ＞ NO3- 等含氧酸根离子 ＞F- B.阳极是活泼电极时：电极本身被氧化，溶液中的离子不放电。 5．原电池和电解池的比较： 装置 原电池 电解池 实例 原理 原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经过导线传递给氧化剂，使氧化还原反应分别在两个电极上进行 使电流通过电解质溶液而在阴,阳两极上引起氧化还原反应的过程. 形成条件 ①电极：两种不同的导体相连； ②电解质溶液：能与电极反应。 ①电源； ②电极（惰性或非惰性）； ③电解质（水溶液或熔化态）。 反应类型 自发的氧化还原反应 非自发的氧化还原反应 电极名称 由电极本身性质决定： 正极：材料性质较不活泼的电极； 负极：材料性质较活泼的电极。 由外电源决定： 阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极； 电极反应 负极：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应） 正极：2H++2e-=H2↑（还原反应） 阴极：Cu2+ +2e- = Cu （还原反应） 阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ （氧化反应） 电子流向 负极(外电路) →正极 阳极→电源正极 阴极←电源负极 电流方向 正极(外电路) →负极 阳极←电源正极 阴极→电源负极 能量转化 化学能→电能 电能→化学能 应用 ①抗金属的电化腐蚀； ②实用电池。 ①电解食盐水（氯碱工业）；②电镀（镀铜）；③电冶（冶炼Na、Mg、Al）；④精炼（精铜）。 知识点二 电解原理的应用 二、电解原理的应用 1．电解饱和食盐水——氯碱工业 氯碱工业所得的NaOH、Cl2 、H2 都是重要的化工生产原料，进一步加工可得多种化工产品，涉及多种化工行业，如：有机合成、医药、农药、造纸、纺织等，与人们的生活息息相关。 阳极：石墨或金属钛　2Cl――2e-＝Cl2↑ 阴极：铁网　　　　　2H＋＋2e-＝H2↑ 电解质溶液：饱和食盐水 总方程式：2NaCl＋2H2O ( 电解 ) 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 【解析】在饱和食盐水中接通直流电源后，溶液中带负电的OH—和Cl—向阳极移动，由于Cl—比OH—容易失去电子，在阳极被氧化成氯原子，氯原子结合成氯分子放出；溶液中带正电的Na+和H+向阴极移动，由于H+比Na+容易失去电子，在阴极被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子放出；在阴极上得到NaOH。 （1）饱和食盐水的精制： 原因：除去NaCl中的MｇCl2、Na2SO4等杂质，防止生成氢氧化镁沉淀影响 溶液的导电性，防止氯化钠中混有硫酸钠影响烧碱的质量。试剂加入的顺序：先加过量的BaCl2和过量的NaOH（顺序可换），再加入过量的Na2CO3，过滤，加盐酸调节pH为7。 （2）隔膜的作用：防止氢气和氯气混合发生爆炸；防止氯气和氢氧化钠反应影响烧碱的质量。 （3）电解法冶炼活泼金属 2．电镀 电镀是应用电解原理在某些金属或非金属制品表面镀上其他金属或合金薄层的方法。电镀的主要目的是增强金属的抗腐蚀能力，同时也可以增加美观和表面硬度等。因此，镀层金属通常是一些在空气或溶液中比较稳定、抗腐蚀能力强的金属或合金，如铬、镍、银、黄铜等。 电镀时，通常把待镀的金属制品作为阴极，把镀层金属作为阳极，用含有镀层金属离子的溶液作为电解质溶液。通直流电时，阳极上镀层金属失去电子形成正离子，进入溶液中；阴极区，镀层金属正离子得到电子在待镀的金属表面被还原，形成一层均匀、光洁而致密的镀层。 【实验探究】 电镀锌 根据电镀锌的简易实验装置图 （图4.15），将表面清洁处理过的待镀 铜钥匙作为阴极，锌片作为阳极，以 0.3 mol·L—1 硫酸锌溶液作为电镀液，直流电压为1 ～ 2 V。通直流电后，观 察实验现象。 现象记录：阳极锌片不断溶解，阴极铜钥匙上镀上了一层光亮的锌。 实验结论：在电解作用下，阳极锌溶解，在阴极上镀上一层锌。 问题：为了提高镀层质量，电镀液通常不用单一的锌盐溶液，常会添加一些如氯化铵、醋酸钠固体等。 3．铜的电解精炼 电解精炼铜时，粗铜作为阳极，精铜作为阴极，硫酸酸化的硫酸铜溶液作为电解质溶液（图4.16）。通直流电时，粗铜不断溶解，Cu2+在精铜阴极上优先得到电子还原析出，使粗铜变成了精铜： 阳极： Cu — 2e- = Cu2+ 阴极：Cu2+ + 2e- = Cu 粗铜 精铜 而粗铜中的杂质金属主要有两类： 一类是比铜活泼的金属，它们会失去电子，以正离子的形式进入溶液（如 锌、铁），Zn－2e－ = Zn2+ 、Fe－2e－ = Fe2+ 、Ni－2e－ =Ni2+，Fe2+、Zn2+、Ni2+不会在阴极析出，最终留存溶液中，所以电解质溶液的浓度、质量、pH均会改变。 另一类是不如铜活泼的金属，它们会沉积在电解池阳极的底部（如金、银），称为阳极泥，阳极泥可再用于提炼金、银等贵重金属。 4．电冶金 大多数金属以化合态存在于矿石中，金属的冶炼就是将化合态的金属元素还原为单质。钠、钙、镁、铝等活泼金属正离子的氧化性很弱，无法用还原剂将它们从化合物中还原出来，故一般采用电解法来冶炼。电解法是工业冶炼金属的一种重要方法，例如，电解熔融氯化钠可以得到金属钠。 （1）电解熔融的氯化钠制金属钠： 2NaCl（熔融） ( 电解 ) 2Na＋Cl2↑ 通电后，Na+ 在阴极得到电子，被还原成金属钠： 阴极： Na+ + e- = Na Cl—在阳极失去电子，被氧化成氯气： 阳极： 2Cl— — 2e- = Cl2↑ （2）电解熔融的氯化镁制金属镁： MgCl2（熔融） ( 电解 ) Mg＋Cl2↑ （3）电解熔融的氧化铝制金属铝： 2Al2O3（熔融） ( 电解 ) 4Al＋3O2↑ 【解析】在金属活动顺序表中K、Ca、Na、Mg、Al等金属的还原性很强，这些金属都很容易失电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，只能用电解其化合物熔融状态方法来冶炼。 【易错提醒】电解熔融NaCl和饱和NaCl溶液的区别；不能用MgO替代MgCl2的原因；不能用AlCl3替代Al2O3的原因。 教材习题01（P15） 1. 电解CuSO4溶液时，若使用碳电极，阴阳两极都会出现的情况是（　　）。 （A） 阴极溶解 （B） 产生氢气 （C） 溶液的pH下降 （D） 溶液中Cu2+的浓度增加 解题方法 根据阳离子的放电顺序来判断阴极上被还原的阳离子； 根据阴离子的放电顺序来判断阳极上被氧化的阴离子。 最后判断溶液的酸碱性。 【答案】C 教材习题04（P16） 3. 利用如下图所示的实验装置在铁钉上镀镍，下列说法错误的是（　　）。 （A） 铁钉的质量会增加 （B） 镍电极是阳极 （C） Ni2+在阳极上被还原 （D） 溶液中Ni2+的浓度保持不变 解题方法 根据电镀原理，电镀时，通常把待镀的金属制品作为阴极，把镀层金属作为阳极，用含有镀层金属离子的溶液作为电解质溶液。通直流电时，阳极上镀层金属失去电子形成正离子，进入溶液中；阴极区，镀层金属正离子得到电子在待镀的金属表面被还原，形成镀层金属。电镀后，溶液离子浓度不变。 【答案】C 考点一 电解池的工作原理 1．用图示装置分别进行下列各组实验，则表中各项所列对应关系均正确的是 选项 X极 初始U形管中溶液 闭合开关后的现象及结论 A． 负极 NaOH溶液 电极甲附近溶液的pH降低 B． 正极 AgNO3溶液 电极乙的电极反应式：2H2O − 4e-= O2↑+ 4H+ C． 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，电极甲附近的溶液变红 D． 负极 CuCl2溶液 b管中有黄绿色气体逸出 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】A．石墨为惰性电极，电极甲电极反应：，氢氧根浓度增大，pH增大，A错误； B．电解硝酸银溶液，X为正极，则a极为阳极，b极为阴极，阴极发生反应：，B错误； C．X为正极，则a极为阳极，a极发生反应：，附近溶液显酸性，酸遇酚酞不变色，C错误； D．X为负极，则a极为阴极，b极为阳极，b极反应为：，b管中有黄绿色气体逸出，D正确； 故选D。 2．下列有关原电池、电解池的说法正确的是 A．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成 B．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池 C．将镁和铝用导线连接放入氢氧化钠溶液中组成原电池，镁电极作为负极 D．在电解精炼铜装置中，粗铜为阳极材料，精铜为阴极材料，电解质溶液为溶液，电解一段时间后，溶液浓度不变 【答案】B 【解析】A．原电池的两极可以是两种活泼性不同的金属，也可以是金属和非金属，如铁和石墨在稀硫酸中也能构成原电池，还可以都是金属铂或石墨，如氢氧燃料电池，A错误； B．氧化还原反应中存在电子的转移，任何自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池，B正确； C．NaOH溶液与镁不反应，NaOH溶液与铝反应生成Na[Al(OH)4]和H2，铝电极作为负极，镁电极作为正极，C错误； D．阳极粗铜中锌、镍、铜都会失去电子发生氧化反应，而阴极只有铜离子被还原为铜，这样会导致电解一段时间后，溶液浓度发生改变，D错误； 故选B。 3．下列关于电解池的叙述中正确的是 A．与电源正极相连的是电解池的阴极 B．溶液中阳离子向阴极移动 C．在电解池的阳极发生还原反应 D．电子从电源的负极沿导线进入电解质溶液中 【答案】B 【解析】A．电解池中，与外接电源负极相连的为阴极，与正极相连的为阳极，A错误； B．电解池中，溶液中阳离子向阴极移动，B正确； C．电解池的阳极上发生氧化反应，C错误； D．与外接电源负极相连的为阴极，电子从负极经导线流入阴极，从阳极经导线流向正极，电子不经过电解质溶液，D错误； 答案选B。 考点二 电解原理的应用 4．下列关于电解法镀铜和粗铜精炼的叙述，错误的是 A．粗铜精炼时，用纯铜作阴极 B．镀件上电镀铜时，用铜作阳极 C．都可以用CuSO4溶液作电解液 D．粗铜精炼时，Cu2+浓度不变 【答案】D 【解析】A．粗铜精炼时，粗铜作精炼池的阳极，纯铜作阴极，故A正确； B．镀件上电镀铜时，铜作电镀池的阳极，镀件作阴极，故B正确； C．电解法镀铜和粗铜精炼时，都可以用硫酸铜溶液作电解液，故C正确； D．粗铜精炼时，粗铜作精炼池的阳极，锌、铁、铜在阳极失去电子发生氧化反应生成金属阳离子，纯铜作阴极，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜，则电解过程中铜离子浓度减小，镀铜时电解液中铜离子浓度几乎不变，故D错误； 故答案为D。 5．若在铜片上镀银，下列叙述错误的是 ①将铜片接在电源的正极；②在铜片上发生的反应是Ag++e-=Ag；③在银片上发生的反应是4OH-+4e-=O2↑+2H2O；④用AgNO3作电解质溶液 A．①② B．②③ C．①③ D．③④ 【答案】C 【分析】在铜片上镀银时，铜作电解池的阴极，与电源负极相连，电解质溶液中的银离子得到电子发生还原反应生成银，在铜片上发生的反应是：Ag++e-=Ag，银作电解池的阳极，与电源正极相连，银失电子发生氧化反应生成银离子，电解质溶液为硝酸银溶液，阳极电极反应式为：Ag-e-=Ag+，据此分析。 【解析】①由分析知，将铜片接在电源的负极，故①错误； ②由分析知，在铜片上发生的反应是Ag++e-=Ag,故②正确； ③由分析知，在银片上发生的反应是Ag-e-=Ag+，故③错误； ④由分析知，用AgNO3作电解质溶液，故④正确； 综上所述，①③错误，故C正确； 答案选C。 6．习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫氯碱工业，一个单元槽的电解原理示意图如下，下列说法不正确的是 A．阴极的电极反应： B．在阳极，比容易失去电子 C．中间的离子交换膜选用阴离子交换膜 D．电解饱和食盐水可以得到三种重要的化工产品：、和 【答案】C 【分析】在左侧电极氯离子失去电子，发生氧化反应生成氯气，该电极为阳极，则右侧为阴极，阴极水中氢离子放电生成氢气，钠离子通过离子交换膜移向阴极，故离子交换膜为阳离子交换膜，据此分析解答。 【解析】A．阴极水中氢离子放电生成氢气，电极反应式为：，故A正确； B．在阳极，同时存在、，最终生成氯气，可知放电能力强于，故B正确； C．由上述分析可知钠离子通过离子交换膜移向阴极，故离子交换膜为阳离子交换膜，故C错误； D．电解饱和食盐水时阳极得到，阴极得到和，故D正确； 故选：C。 7．下列说法错误的是 A．石墨电极电解溶液一段时间后溶液的pH降低 B．石墨作电极电解溶液，一定时间后，可以往溶液中加水使之恢复电解前状态 C．电解、、的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al D．若用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水，每消耗1molPb，在阴极产生2molNaOH 【答案】C 【解析】A. 石墨电极电解溶液，阳极电解反应2H2O-4e-=O2↑+4H+，溶液的pH降低，A正确； B. 石墨作电极电解溶液，本质电解水，可以往溶液中加水使之恢复电解前状态，B正确； C. 电解、、的混合溶液时阴极上不会析出Al，C错误； D. 若用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水，每消耗1molPb，转移2mole-，阴极2H2O+2e-= H2↑+2OH-，产生2molNaOH，D正确； 故答案选C。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1.通过对氯化铜溶液电解体系的分析，理解电解和电解池的概念，能够正确判断阴极和阳极，理解电解池的认知模型。 2.了解并能分析电解原理在电解、点冶金等方面的一些典型应用 3.感受电解对人类社会的重要条件，体会化学与人类生产生活的密切练习。 【学习重难点】 1.电解原理的应用 2.电冶金 一、单选题 1．下列叙述中错误的是 A．电镀时，电镀池里的阴极材料为镀件 B．电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应 C．原电池跟电解池连接后，电子从电池负极流向电解池阳极 D．电解饱和食盐水时，阴极反应式为： 【答案】C 【解析】A．电镀时，电镀池里的阴极材料为镀件，镀层金属作阳极，电镀液含有镀层金属阳离子，A正确； B．电解池的阳极上失去电子发生氧化反应，阴极上得到电子发生还原反应，B正确； C．原电池与电解池连接时，电子从原电池负极流出，经外电路流向电解池的阴极，C错误； D．电解饱和食盐水时，水在阴极得到电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为：，D正确； 故选C。 2．下列是教材中常规电化学的装置示意图，其标注完全正确的是 A． 铜锌原电池 B． 铜锌原电池 C． 精炼铜 D． 电解饱和食盐水 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】A．铜锌原电池中锌作负极，铜作正极，A错误； B．带有盐桥的铜锌原电池中，作负极锌的电解液为硫酸锌，做正极铜的电解液为硫酸铜，B错误； C．在精炼铜中，粗铜作阳极与电源正极相连，精铜作阴极，与电源的负极相连，电解液为硫酸铜溶液，C错误； D．电解饱和食盐水的阳极产生氯气，阴极产生氢气，D正确； 故选D。 3．餐具表面镀银既能增强抗腐蚀性，又美观。下列关于铁表面镀银的说法不正确的是 A．电路中每通过1mol，阴极析出1mol银 B．电镀液需要不断更换 C．阳极反应式为 D．铁电极应与电源负极相连 【答案】B 【分析】铁表面镀银时，与直流电源负极相连的铁电极做阴极，银离子在阴极得到电子发生还原反应生成银，银做阳极，银失去电子发生氧化反应生成银离子，则溶液中的银离子浓度不变。 【解析】A．由分析可知，与直流电源负极相连的铁电极做阴极，银离子在阴极得到电子发生还原反应生成银，则电路中每通过1mol，阴极析出1mol银，故A正确； B．由分析可知，电镀过程中溶液中的银离子浓度不变，所以电镀液不需要更换，故B错误； C．由分析可知，银做阳极，银失去电子发生氧化反应生成银离子，阳极反应式为，故C正确； D．由分析可知，与直流电源负极相连的铁电极做阴极，故D正确； 故选B。 4．关于电解反应，下列说法正确的是 A．若要在铁片上镀铜，则X为铜，Y为铁，Z为溶液 B．若要精炼铜，则X、Y分别为粗铜和纯铜 C．若Z是溶液，则X电极反应式： D．若Z是饱和NaCl溶液，电解一段时间后，Y电极析出少量的Na 【答案】B 【分析】从图中可以看出，X电极与电源正极相连，为电解池的阳极；Y极与电源的负极相连，为电解池的阴极。 【解析】A．若要在铁片上镀铜，则铜作阳极，铁片作阴极，电解液中含有Cu2+，所以X为铜，Y为铁片，Z为CuSO4溶液，A不正确； B．若要精炼铜，则粗铜作阳极，纯铜作阴极，所以X、Y分别为粗铜和纯铜，B正确； C．若Z是Na2SO4溶液，书写阳极反应式时，首先需考虑阳极材料，若阳极为活性电极，则阳极材料失电子，若阳极材料为惰性电极，则水电离产生的OH-失电子，此时X电极(阳极)反应式为：，C不正确； D．若Z是饱和NaCl溶液，在阴极，Na+不可能得电子，所以电解一段时间后，Y电极不可能析出少量的Na，D不正确； 故选B。 5．提供几组常见的实验装置示意图，下列有关叙述正确的是 A．装置①中阳极上有红色物质析出 B．装置②中的铜片应与直流电源的负极相连 C．装置③中，若电解液为溶液，则电极的反应式： D．装置④中，溶液的浓度始终不变 【答案】C 【解析】A．装置①中用惰性电极电解CuCl2溶液，在阳极上Cl-失去电子被氧化变为Cl2，阳极的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑；在阴极上Cu2+得到电子被还原为单质Cu，阴极的电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，故电解时在阴极上有红色物质析出，A错误； B．在装置②电镀铜时，应该使镀层金属铜片与直流电源的正极相连，作阳极；镀件与直流电源的负极连接作阴极，B错误； C．在装置③的氢氧燃料电池中，通入燃料H2的电极a为负极，通入O2的电极b为正极，若电解液为KOH溶液，溶液显碱性，则电极a的反应式：H2-2e-+2OH-=2H2O，C正确； D．在装置④的金属铜的精炼中，粗铜作阳极，精铜作阴极。阳极上Cu及活动性比Cu强金属如Zn、Fe等会失去电子变为金属阳离子进入电解质溶液；在阴极上只有Cu2+得到电子被还原变为单质Cu。由于同一闭合回路中电子转移数目相等，因此电解一段时间后，溶液中CuSO4的浓度会逐渐降低，D错误； 故选C。 6．下图为阳离子交换膜法电解(直流电源省略)饱和食盐水原理示意图。下列说法错误的是 A．从C口逸出的气体是 Cl2 B．每生成 22.4 L H2，同时产生2 mol NaOH C．阳离子交换膜左侧的食盐水浓度逐渐减小 D．从B口加入含少量NaOH的水溶液，NaOH作用为增强导电能力 【答案】B 【分析】钠离子移向阴极，故右侧为阴极，左侧为阳极；电解饱和食盐水的化学方程式为：，阳极产物为氯气，电极反应为：，阴极产物为氢氧化钠和氢气，电极反应为：；A处通入饱和食盐水，左侧出口为淡盐水，C出口逸出的气体为氯气；B处加入含少量NaOH的水溶液，右侧出口为浓NaOH溶液，E出口逸出的气体为氢气，据此分析； 【解析】A．根据分析可知，从C口逸出的气体是 Cl2，A正确； B．无压强和温度，无法计算，B错误； C．根据分析可知，A处通入饱和食盐水，左侧出口为淡盐水，C正确； D．根据分析可知，B处加入含少量NaOH的水溶液，NaOH作用为增强溶液导电能力，出口为浓NaOH溶液，D正确； 故选B。 7．我国科学家利用如图所示的装置处理、废液，同时高效合成氨气(氨气可从碱溶液中挥发)，离子交换膜只允许通过。下列说法不正确的是 A．电极a接电源正极 B．由电极b区移向电极a区 C．电解过程中，电极b区溶液的升高 D．电路中每转移电子时，理论上电极b区溶液的质量减少 【答案】D 【分析】根据图示可知，电极a溶液中氢氧根离子发生氧化反应，为电解池阳极，电极b溶液中亚硝酸根离子转化为氨分子，为电解池阴极。 【解析】A．由图可知，左侧区域氧的化合价升高，电极a为阳极，接电源正极，A项正确； B．电解池中阴离子由阴极移向阳极，所以由电极b区移向电极a区，B项正确； C．电极b的电极反应为，同时有6个移向a区，电极b区增加，升高，C项正确； D．除挥发外，还有向正极区移动，D项错误； 答案选D。 8．利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。 装置 序号 电解质溶液 实验现象 ① 少量溶液 阴极表面产生无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验，电解液中有 ② 过量氨水 阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验，电解液中无元素 下列分析不正确的是 A．①中气体减少，推测是由于溶液中减小，且覆盖铁电极，阻碍与铁接触 B．①中检测到，推测可能发生反应：、 C．随阴极析出铜，推测②中溶液减小，平衡逆向移动 D．②中生成，使得比①中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密 【答案】C 【解析】A．随着反应的进行，一段时间后溶液中的减小，同时阴极发生电极反应：，生成的Cu覆盖在阴极铁制镀件表面，阻碍了与铁的接触，故气体减少，A正确； B．因为溶液中有和，铁制镀件与其接触，铁可能与和发生氧化还原反应生成，B正确； C．当阴极有Cu析出时，阴极电极反应：，阳极电极反应：，又因为②中电解液中无Fe元素，根据得失电子守恒，溶液不变，C错误； D．②中与反应生成，使得比①溶液中小，Cu缓慢析出，镀层更致密，D正确； 答案选C。 9．电解脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将Mn2+转化成Mn3+，Mn3+再将煤中的含硫物质(主要是FeS2)氧化为Fe3+和。下列说法错误的是 A．Mn2+在阳极放电，发生氧化反应 B．电解过程中，混合溶液的pH值将减小 C．电解刚刚开始时，观察到阳极石墨棒上有无色气体产生 D．Mn3+氧化FeS2的离子方程式为FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2+16H+ 【答案】C 【分析】根据原理装置图可知，Mn2+在阳极失去电子，发生氧化反应，阳极的电极反应式为Mn2+-e-=Mn3+，H+在阴极得到电子，发生还原反应，阴极的电极反应式为2H++2e-=H2↑，混合液中发生反应FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2+16H+。 【解析】A．由分析可知，Mn2+在阳极失去电子，发生氧化反应，A正确； B．由分析可知，阳极的电极反应式为Mn2+-e-=Mn3+，阴极的电极反应式为2H++2e-=H2↑，混合液中发生反应FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2+16H+，结合得失电子守恒，混合溶液中氢离子浓度增大，混合溶液的pH值将减小，B正确； C．电解刚刚开始时，阴极发生氢离子得电子生成氢气的反应：2H++2e-=H2，阴极石墨棒上有无色气体产生，Mn2+在阳极失去电子，发生氧化反应，阳极的电极反应式为Mn2+-e-=Mn3+，没有气体生成，C错误； D．由分析可知，混合液中FeS2和Mn3+发生氧化还原反应生成Mn2+和、Fe3+，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子反应为：FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2+16H+，D正确； 故选C。 10．利用下图装置电解饱和食盐水，进行如图所示实验，下列有关说法正确的是 A．Ⅱ中有黄色浑浊产生，说明氧化性：Cl2 > S B．Ⅲ中溶液变为黄色，一定是Br-被氧化 C．Ⅳ和V中溶液均褪色，说明Cl2具有漂白性 D．Ⅰ中铜电极和石墨电极互换，重做实验，各装置中的实验现象相同 【答案】A 【分析】石墨作阳极电解饱和食盐水，阳极放出氯气、阴极生成氢气和氢氧化钠，氯气通入硫化钠溶液中，氯气置换出硫化钠中的硫；氯气通入溴化亚铁溶液中反应生成氯化铁和溴单质，氯气通入品红溶液中，品红溶液褪色；氯气通入氢氧化钠溶液中生成氯化钠和次氯酸钠。 【解析】A．Ⅱ中有黄色浑浊产生，说明Cl2和Na2S反应生成NaCl和S，方程式为：Na2S+Cl2=2NaCl+S↓，Cl2是氧化剂，S是氧化产物，说明氧化性：Cl2 > S，故A正确； B．Fe2+、Br-都能被氯气氧化，还原性：Fe2+>Br-，Ⅲ中溶液变为黄色，氯气先氧化Fe2+，Br-不一定被氧化，故B错误； C．Ⅳ中溶液褪色是因为Cl2和水反应生成的HClO具有漂白性，V中溶液褪色是因为Cl2和NaOH反应，Cl2没有漂白性，故C错误； D．Ⅰ中铜电极和石墨电极互换，铜作阳极，阳极铜失电子，不放出氯气，各装置中的实验现象不相同，故D错误； 选A。 11．以石墨作电极，电解AgNO3 溶液，可在两极分别得到Ag和O2，下列说法正确的是 A．Ag 附着在阳极：Ag+ + e-= Ag B．O2生成说明氧化性：NO> OH- C．电解过程中溶液的酸性将逐渐减弱 D．电路中每转移2mol 电子，可生成2molAg 和0.5molO2 【答案】D 【分析】用惰性电极电解硝酸银溶液时，阳极上氢氧根离子放电4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极上银离子放电Ag++e-=Ag，可在两极分别得到Ag和O2，据此分析解答。 【解析】A．阴极上银离子放电Ag++e-=Ag，A错误； B．O2生成说明OH-先放电，则还原性：＜OH-，B错误； C．用石墨作电极电解AgNO3溶液的离子方程式为：4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+，溶液的酸性将逐渐增强，C错误； D．阳极上氢氧根离子放电4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极上银离子放电Ag++e-=Ag，电路中每转移2mol电子，可生成2mol Ag和0.5mol O2，D正确； 故答案为：D。 12．工业上用电解法处理酸性含铬废水(主要含有)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中发生反应：，最后以形式除去。下列说法中错误的是 A．b电极的电极反应式为 B．电解过程中有沉淀生成 C．电解过程中废水的pH不发生变化 D．电解结束后，若要检验电解液中是否还有存在，则可选用溶液 【答案】C 【解析】A．b电极为阳极，铁为活性电极，铁板作阳极时电解过程中电极本身失电子，电极反应为：，A选项正确； B．a电极为阴极，发生还原反应，溶液中的氢离子得电子生成氢气，氢离子浓度减少，铁离子水解生成沉淀，B选项正确； C．由总反应可知处理过程中消耗氢离子，溶液酸性减弱，溶液pH增大，C选项错误； D．]溶液可以检验的存在，生成蓝色沉淀，D选项正确； 故选C。 二、填空题 13．电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题： (1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则 ①电解池中X极上的电极反应是 。在X极附近观察到的现象是 。 ②Y电极上的电极反应式是 。检验该电极反应产物的方法是 。 (2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则(说明：杂质发生的电极反应不必写出) ①X电极的名称是 ； 电极反应式是 。 ②Y电极的材料是 ； 溶液中Cu2+浓度 (填“变大”或“变小”或“不变”)。 ③假若电路中有0.04mol电子通过时，阴极增重 克。 【答案】(1) 放出气体，溶液变红 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色 (2) 阴极 变小 1.28g 【解析】（1）①用惰性电极电解饱和NaCl溶液，与电源负极相连的X电极是电解的阴极，水在阴极水得电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为，水电离出的氢离子在阴极放电，破坏水的电离平衡，使平衡向右移动，在阴极附近云集大量氢氧根离子，使溶液显碱性，遇酚酞溶液变红色； ②Y电极与直流电源正极相连，是电解的阳极，氯离子在阳极水失电子发生氧化反应生成氯气，电极反应式为，氯气能与碘化钾发生置换反应生成碘单质使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色； （2）①电解精炼时，应该将纯度低的金属为阳极，纯度高的金属为阴极，含有该金属阳离子的溶液为电解液，所以X是阴极，电极的材料是纯铜，电极反应式是； ②Y电极是阳极，材料是粗铜，电极反应式是；阳极是含有锌、铁等杂质的粗铜，这些杂质金属比铜更活泼，因此在电解时会优先失去电子成为阳离子进入溶液中。而阴极是纯铜薄片，只有铜离子得到电子还原成金属铜，故溶液中Cu2+浓度变小； ③若电路中有0.04mol电子通过，应生成0.02molCu，质量为1.28g； 14．电化学原理在工农业生产中有重要应用。已知甲醇是一种重要的清洁高能燃料，根据如图所示装置完成下列各小题。(均为石墨电极，假设各装置在工作过程中溶液体积不变，且电解质溶液均足量)。 (1)甲装置中电极上的电极反应式为 。 (2)丙装置用于处理含高浓度硫酸钠的废水，同时获得硫酸、烧碱及氢气，膜是 (填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)移动，当电极上通过电子时，电极上生成 L气体(标准状况下)。 (3)丁装置中电解反应的总化学方程式为 。 (4)乙装置 (填“是”或“不是”)电镀池。若乙装置中溶液体积为400mL，开始时溶液pH为6，当电极上通过0.04mol电子时，溶液质量 (填“增加”或“减轻”) g。 (5)反应一段时间后，下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是 。 A．        B．        C． 【答案】(1)。 (2) 阴离子交换膜 0.448 (3) (4) 不是 减轻 1.6 (5)B 【分析】甲为甲醇燃料电池，乙、丙、丁均为电解池。甲装置中电极上甲醇失电子发生氧化反应生成碳酸钾和水，为负极；氧气在电极得电子生成氢氧化钾，为正极；、、与正极相连，、、为电解池阳极；、、与负极相连，、、为电解池阴极； 【解析】（1）甲装置中电极上甲醇失电子发生氧化反应生成碳酸钾和水，为负极，电极反应式为； （2）丙装置为电解池，为阳极、为阴极，阳极发生，要移动到阳极生成硫酸，所以膜为阴离子交换膜。阴极发生反应，当电极上通过电子时，阴极生成氢气，电极上生成氢气(标准状况下)。 （3）丁装置为电解池，为阳极，阳极反应式为，为阴极，阴极反应式为，则电解反应的总化学方程式为。 （4）乙装置作阳极、作阴极，硫酸铜作电解质溶液，不是电镀池。阳极反应式为，阴极反应式为，若C装置中溶液体积为，开始时溶液为6，当电极上通过电子时，阳极放出氧气、阴极析出，溶液质量减轻。 （5）乙池阳极放出氧气、阴极析出，根据元素守恒，反应一段时间后，进入能使乙池恢复到反应前浓度，选B。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$