专题1 第2单元 第4课时 电解原理的应用-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1创新导学案课件PPT（苏教版2019）

0 专题1　化学反应与 能量变化 第二单元　化学能与电能的转化 第4课时　电解原理的应用 1.了解电解在氯碱工业中的应用。2.了解电解在电镀、电解精炼及电冶金方面的应用。3.能够运用电解原理进行电解的有关计算。 2 学习理解 01 课时作业 04 目录 CONTENTS 探究应用 02 总结提升 03 学习理解 1．氯碱工业 (1)概念 用电解______________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。 (2)电解饱和食盐水的原理示意图 饱和食盐水 学习理解 5 (3)电极反应 阴极：_________________________ (______反应) 阳极：___________________(______反应) 总反应：_____________________________________ 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 还原 2Cl－－2e－===Cl2↑ 氧化 学习理解 6 装置示意图 电极材料 阳极材料：粗铜(含有Zn、Ag、Au等杂质)；阴极材料：纯铜 电解质溶液 硫酸酸化的CuSO4溶液 电极反应 阴极 ____________________ 阳极 ________________________________________ 电极产物 阴极 铜 阳极 粗铜中，铜及比铜活泼的金属杂质转化为阳离子进入溶液，粗铜中银、金等活动性较弱的金属在阳极沉积下来，形成阳极泥 2．铜的电解精炼 Cu2＋＋2e－===Cu Cu－2e－===Cu2＋、Zn－2e－===Zn2＋ 学习理解 7 原理 应用_____原理在某些金属或其他材料制品表面镀上一薄层其他金属或合金的过程称之为电镀 目的 可以增强材料的____________，增加表面______和提升美观 电镀银原理示意图 电解质溶液 含_______________的可溶性盐溶液(如AgNO3溶液) 电极材料 阴极 待镀金属制品(铁) 阳极 镀层金属(Ag) 电极反应 阴极 ______________(_____反应) 阳极 _______________(______反应) 3.电镀 以铁上镀银为例 电解 抗腐蚀能力 硬度 镀层金属离子 Ag＋＋e－===Ag 还原 Ag－e－===Ag＋ 氧化 学习理解 8 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)电解饱和食盐水时，阳极发生氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑。(　　) (2)氯碱工业电解槽中滴入酚酞溶液，变红色的为阳极区。(　　) (3)电解饱和食盐水时，阳极和阴极都可以选择金属材料(如铁)。(　　) (4)电解饱和NaCl溶液可以制取金属钠。(　　) (5)利用电解饱和食盐水可制得“84消毒液”。(　　) (6)在Fe上镀Ag，应用Fe作阳极，Ag作阴极，用AgNO3溶液作电镀液。(　　) (7)电解精炼铜和电镀铜时，电解质溶液中的c(Cu2＋)均保持不变。(　　) (8)在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极。(　　) × √ × × √ × × × 学习理解 9 探究应用 1．氯碱工业中阳离子交换膜的作用 阳离子交换膜只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过，也就是说只允许Na＋通过，而Cl－、OH－和气体则不能通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。 知识点一　电解原理的应用 探究应用 11 2．电镀铜与电解精炼铜的比较 电镀铜 电解精炼铜 能量转变 电能转化为化学能 阳极材料 纯铜 粗铜(含锌、银、金等杂质) 阴极材料 镀件 纯铜 阳极反应 Cu－2e－===Cu2＋ Zn－2e－===Zn2＋、Cu－2e－===Cu2＋等 阴极反应 Cu2＋＋2e－===Cu 电解质溶液 及其变化 硫酸铜溶液浓度保持不变 反应后硫酸铜溶液中混有Zn2＋等，Cu2＋浓度减小 探究应用 12 探究应用 13 探究应用 14 1．用惰性电极通过阳离子交换膜电解饱和食盐水时，下列说法错误的是(　　) A．电解过程中，Na＋向阴极方向移动 B．电解一段时间后，阴极附近溶液的pH增大 C．电解池中的阳极发生反应的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑ D．电解过程中，阴极和阳极产生的氢氧化钠和氯气会反应生成次氯酸钠 解析：在阳离子交换膜的隔绝下，阴极产生的OH－与阳极产生的Cl2不会反应，D错误。 探究应用 15 2．关于电镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是(　　) A．都用粗铜作阳极、纯铜作阴极 B．电解液的成分都保持不变 C．阳极反应都只有Cu－2e－===Cu2＋ D．阴极反应都只有Cu2＋＋2e－===Cu 探究应用 16 3.21世纪是钛的世纪，在800～1000 ℃时电解TiO2可制得钛，装置如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．a为电源的正极 B．石墨电极上发生氧化反应 C．阴极发生的反应为TiO2＋2e－===Ti＋2O2－ D．每生成0.1 mol钛，转移电子0.2 mol 解析：由O2－移动方向可知b为电源正极，石墨电极上发生氧化反应，A错误，B正确；阴极发生的反应为TiO2＋4e－===Ti＋2O2－，C错误；每生成0.1 mol钛，转移电子0.4 mol，D错误。 探究应用 17 知识点二　电解的相关计算 1．计算的常见问题 (1)两极产物的定量计算。 (2)溶液c(H＋)或c(OH－)的计算。 (3)相对原子质量的计算和阿伏加德罗常数的值的测定。 (4)根据转移电子的量求产物的量或根据产物的量求转移电子的量。 探究应用 18 2．计算的原则 (1)阳极失去的电子数等于阴极得到的电子数。 (2)串联电路中通过各电解池的电子总数相等。 (3)电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。 3．计算的方法 (1)根据得失电子守恒计算：①用于串联电路的阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等；②用于混合溶液中电解的分阶段计算。 探究应用 19 探究应用 20 4．计算的步骤 (1)正确书写电极反应式(要注意阳极材料)。 (2)当溶液中有多种离子共存时，要确定离子的放电先后顺序。 (3)最后根据得失电子守恒进行相关的计算。 探究应用 21 4.如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05 mol·L－1的CuCl2溶液，B池中加入0.1 mol·L－1的AgNO3溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是(　　) A．2∶2∶4∶1 B．1∶1∶2∶1 C．2∶1∶1∶1 D．2∶1∶2∶1 探究应用 22 探究应用 23 5．如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。试回答： (1)电源中X极是________(填“正”或“负”)极。 (2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)＝________mol·L－1。 (3)若A中KCl溶液的浓度与C中AgNO3溶液浓度相同，溶液体积也是200 mL，则电解5 min后溶液的c(OH－)＝_______mol·L－1。 负 0.025 0.1 探究应用 24 探究应用 25 总结提升 本课总结 自我反思：﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 总结提升 27 随堂提升 1．下列描述中，不符合生产实际的是(　　) A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极 B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极 C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极 解析：电解熔融的Al2O3制Al时，若用Fe作阳极，会发生反应Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋移动到阴极上发生反应Fe2＋＋2e－===Fe，使得到的Al不纯。 总结提升 28 2．以硫酸铜溶液作电解液，对含有杂质Fe、Zn、Ag的粗铜进行电解精炼。下列叙述正确的是(　　) ①粗铜与直流电源的负极相连　②阴极发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu　③电路中每通过3.01×1023个电子，得到的精铜质量为16 g　④杂质Ag以Ag2SO4的形式沉入电解槽底部形成阳极泥 A．①③ B．②④ C．③④ D．②③ 总结提升 29 3．将0.4 mol Cu(NO3)2、0.6 mol KCl溶于水，配成100 mL溶液，用惰性电极电解一段时间后，某一电极上析出了0.3 mol Cu，此时在另一电极上产生的气体体积(标准状况下)为(　　) A．7.84 L B．6.72 L C．5.6 L D．4.48 L 解析：若在一电极析出0.3 mol Cu，则阴极得到的电子的物质的量为0.3 mol×2＝0.6 mol，阳极发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，则0.6 mol Cl－失去0.6 mol电子，生成0.3 mol Cl2，生成的气体的体积为0.3 mol×22.4 L·mol－1＝6.72 L，故选B。 总结提升 30 4．用如图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是(　　) A．ClO－将CN－氧化过程中，每消耗1 mol CN－转移10 mol电子 B．阳极的电极反应式为Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O C．阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ D．在电解过程中，废水中CN－和Cl－均转向阳极 解析：阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体(二氧化碳和氮气)，该反应的离子方程式为2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，消耗1 mol CN－转移5 mol电子，A错误。 总结提升 31 5．用惰性电极电解硫酸铜溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.01 mol，阴极无气体逸出，则阴极上析出铜的质量为(　　) A．0.64 g B．1.28 g C．2.56 g D．5.12 g 解析：用惰性电极电解硫酸铜溶液，在阳极产生的气体为氧气，由2H2O－4e－===O2↑＋4H＋知，产生0.01 mol的氧气转移0.04 mol电子，则根据Cu2＋＋2e－===Cu可推出应析出0.02 mol的铜，其质量为1.28 g。 总结提升 32 课时作业 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1．下列说法正确的是(　　) A．在电解法精炼铜的过程中，若转移1 mol电子，则阳极溶解的铜小于32 g B．电解冶炼镁、铝通常电解熔融的MgCl2和Al2O3，也可电解MgO和AlCl3 C．电解法精炼镍时，粗镍作阴极，纯镍作阳极 D．铁表面镀铜时，将铁与电源的正极相连，铜与电源的负极相连 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 34 2．MnO2的生产方法之一是以石墨为电极、电解酸化的MnSO4溶液而制得，该电解过程中，阴极反应式为(　　) A．Mn2＋＋2H2O＋2e－===MnO2＋4H＋ B．Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋ C．2H＋＋2e－===H2↑ D．2H＋－2e－===H2↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 35 3．用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4·H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是(　　) A．待加工铝质工件为阳极 B．可选用不锈钢网作为阴极 C．阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－===Al D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 36 解析：利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的Al2O3薄膜，即待加工铝质工件作阳极，A正确；阴极与电源负极相连，对阴极电极材料没有特殊要求，可选用不锈钢网等，B正确；电解质溶液呈酸性，阴极上应是H＋放电，阴极发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，C错误；在电解过程中，电解池中的阴离子向阳极移动，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 37 4．金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量铁、锌、铜、铂等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋)(　　) A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－===Ni B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋ D．电解后，电解槽底部的阳极泥中有铜和铂，没有锌、铁、镍 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 38 解析：电解精炼镍时，粗镍作阳极，纯镍作阴极，电解质溶液中含有Ni2＋，则阳极发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Ni－2e－===Ni2＋，阴极电极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni，因此，电解过程中阳极减少的质量不等于阴极增加的质量，电解后，溶液中存在的金属阳离子有Fe2＋、Ni2＋、Zn2＋，电解槽底部的阳极泥中含有的是不如镍活泼的金属，故只有铜和铂，没有锌、铁、镍。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 39 5．中学阶段介绍的应用电解法制备物质主要有三种：一是铝的工业制备，二是氯碱工业，三是金属钠的制备。下列关于这三种工业生产的描述中正确的是(　　) A．电解法制金属钠时，阳极反应式：Na＋＋e－===Na B．电解法生产铝时，需对铝土矿进行提纯，在提纯过程中应用了氧化铝或氢氧化铝的两性 C．在氯碱工业中，电解池中的阴极产生的是H2，NaOH在阳极附近产生 D．氯碱工业和金属钠的冶炼都用到了NaCl，在电解时它们的阴极都是Cl－失电子 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 40 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 41 6．如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解，b电极上有64 g Cu析出。下列说法不正确的是(　　) A．甲中a电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ B．电解时向乙中滴入酚酞试剂，d电极附近溶液首先变红 C．向乙中通入2 mol HCl气体，溶液组成可以恢复 D．c电极产生2 g气体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 42 解析：在甲中a为阳极，b为阴极，由水电离出的OH－在阳极上放电，A正确；在乙中c为阳极，d为阴极，阴极(d)的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，则阴极的电极产物为H2、NaOH，加入酚酞试剂，阴极附近溶液首先变红，B正确；b极有64 g Cu析出，则电子转移的物质的量为2 mol，由于串联电路中电子转移守恒，结合关系式Cu～2e－～H2～Cl2～2HCl可得：通入HCl的物质的量为2 mol时，乙中溶液组成可复原，C正确；c电极产生的是1 mol Cl2，其质量为71 g，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 43 A．a电极反应为2CH2===CHCN－2e－＋2H＋===NC(CH2)4CN B．交换膜为阳离子交换膜 C．当电路中转移1 mol e－时，阳极室溶液质量减少8 g D．若以CH4空气燃料电池为直流电源，则b极应与燃料电池中通入CH4的一极相连 7．己二腈[NC(CH2)4CN]是工业制造尼龙­66的原料，利用丙烯腈(CH2===CHCN，不溶于水)为原料、四甲基溴化铵[(CH3)4NBr]为盐溶液制备己二腈的电有机合成装置如图所示。下列说法正确的是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 44 解析：由题图可知，a极丙烯腈发生还原反应生成己二腈：2CH2===CHCN＋2e－＋2H＋===NC(CH2)4CN，a为阴极，b为阳极，b极发生氧化反应，反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑。由上述分析可知，A错误；氢离子通过交换膜由阳极室向阴极室移动，所以交换膜为阳离子交换膜，B正确；由阳极反应式可知，当电路中转移1 mol e－时，放出0.25 mol氧气，同时由有1 mol氢离子移入阴极室，所以阳极室溶液质量减少9 g，C错误；若以CH4空气燃料电池为直流电源，通入甲烷的一极为负极，但b极(阳极)应与燃料电池中正极相连，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 45 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 46 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 47 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 48 解析：该溶液用石墨作电极电解，阳极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，生成1 mol氧气失去4 mol电子，阴极反应先为Cu2＋＋2e－===Cu，后为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，生成1 mol氢气得2 mol电子，而阴、阳两极得失电子数相等，故Cu2＋得2 mol电子生成1 mol铜，原混合溶液中c(Cu2＋)＝2 mol·L－1，由电荷守恒得c(K＋)为2 mol·L－1。电解后c(H＋)应为4 mol·L－1。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 49 10．氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。下列说法不正确的是(　　) A．电解池的阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ B．通入空气的电极为正极 C．电解池中产生2 mol Cl2时，理论上燃料电池中消耗1 mol O2 D．a、b、c的大小关系为a>b＝c 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 50 解析：题给电解池的阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，A正确；题给燃料电池为氢氧燃料电池，通入空气的电极为正极，B正确；由整个电路中得失电子守恒可知，电解池中产生2 mol Cl2，理论上转移4 mol e－，则燃料电池中消耗1 mol O2，C正确；题给燃料电池的负极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O，消耗OH－，又产生H2O，所以b<a，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，阳离子交换膜只允许阳离子通过，所以c>a，所以a、b、c的大小关系为c>a>b，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 51 11．电解熔融氯化钠和氯化钙混合物制备金属钠的装置如图所示。阳极A为石墨，阴极为铁环K，两极用多孔隔离材料或膜隔离材料D隔开。氯气从上方的抽气罩H抽出，液态金属钠经铁管F流入收集器G。下列叙述正确的是(　　) A．氯化钙的作用是作助熔剂，降低氯化钠的熔点；也可以使用氯化镁代替 B．电解得到的钠在熔融混合盐的下层 C．D为Na­β­Al2O3固体隔膜时，制得的 钠几乎无杂质，则电解的电流效率接近100% D．电解时阴极发生氧化反应：Na＋＋e－ ===Na，阴极上还可能有少量的钙单质生成 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 52 解析：氯化钙的作用是作助熔剂，降低氯化钠的熔点，但不能用氯化镁代替，因为Mg2＋的氧化性比Na＋强，阴极上Mg2＋优先得电子，A错误；钠的密度小于混合盐的密度，金属钠在上部收集，B错误；电解时阴极的电极反应式为Na＋＋e－===Na，发生还原反应，阴极上也可能有少量的钙离子得电子产生钙单质，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 53 12．用电解法对酸性含氯氨氮废水进行无害化处理的过程如图所示。下列说法正确的是(　　) A．DSA电极与外接电源的负极连接 B．Cl－发生的电极反应为Cl－＋H2O－2e－===ClO－＋2H＋ C．降解过程中应该控制条件避免发生反应② D．1 mol HO·和足量NH3反应，转移的电子数为2×6.02×1023 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 54 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 55 (2)利用如图2装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为________(填化学式)溶液，阳极电极反应式为____________________，电解过程中Li＋向_____(填“A”或“B”)电极迁移。 二、非选择题 13．电解的应用比较广泛。根据下列电解的应用，回答问题： (1)如图1为电解精炼银的示意图，_____(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银。 a LiOH 2Cl－－2e－===Cl2↑ B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 56 负 H2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 57 14．用某蓄电池分别电解以下两种溶液，假如电路中转移了0.02 mol e－，且电解池的电极均为惰性电极，试回答下列问题： (1)电解M(NO3)x溶液时某一电极增加了a g M，则金属M的相对原子质量为________(用含a、x的表达式表示)。 (2)电解含有0.01 mol CuSO4和0.01 mol NaCl的混合溶液100 mL，阳极产生的气体在标准状况下的体积是________；将电解后的溶液加水稀释至1 L，此时溶液的c(H＋)＝________mol/L。 50xa 0.168 L 0.01 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 58 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 59 15．回答下列问题： (1)在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过 电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3，其电解原理如图1所示。 ①H＋向_____(填“左”或“右”)移动。 ②a电极为电解池的________(填“阴”或“阳”)极，写出该电极的电极反应式：_____________________________。 右 阳 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 60 CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋ 0.4NA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 61 次氯酸钠在酸性条件下氧化能力增强 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 62 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 63 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 64 　　　　　　　　　　　　　 R 2NaCl＋2H2Oeq \o(=====,\s\up17(通电))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 3．电冶金 电解法冶炼金属的实质是利用电解原理使金属离子获得电子，从它们的化合物中还原出来：Mn＋＋ne－===M。 如Na、Mg、Al的制取： (1)电解熔融NaCl制取金属Na 阴极：2Na＋＋2e－===2Na； 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 电解反应：2NaCleq \o(=====,\s\up17(通电))2Na＋Cl2↑ (2)电解熔融MgCl2制取金属Mg 阴极：Mg2+＋2e－===Mg； 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 电解反应：MgCl2eq \o(=====,\s\up17(通电))Mg＋Cl2↑ (3)电解熔融Al2O3制取金属Al 阴极：4Al3+＋12e－===4Al； 阳极：6O2-－12e－===3O2↑ 电解反应：2Al2O3eq \o(=====,\s\up17(通电),\s\do15(冰晶石))4Al＋3O2↑ (2)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比例式计算。 (3)根据关系式计算：借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，从而确定计算所需的关系式。 以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式： 4e－～2Cl2 (Br2、I2)～O2　2H2～2Cu～4Ag～eq \f(4,n)M 阳极产物 阴极产物 (式中M为金属，n为其离子的化合价数值) 解析：由电解规律可知：a、c为阴极，b、d为阳极。a极上析出Cu，b极上析出Cl2，c极上析出Ag，d极上析出O2。由得失电子守恒可得出：2e－～Cu～Cl2～2Ag～eq \f(1,2)O2，所以a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比＝1∶1∶2∶eq \f(1,2)＝2∶2∶4∶1。 解析：(1)铜极增重，说明银在铜极析出，则铜极为阴极，X为负极。 (2)C中铜极增重2.16 g，即析出0.02 mol Ag，线路中通过0.02 mol电子。由4e－～O2，可知B中产生的O2只有0.005 mol，即112 mL。但B中共收集到224 mL气体，说明还有112 mL H2，则通过0.01 mol电子时，Cu2＋已完全变为Cu单质。由2e－～Cu，可知n(Cu2＋)＝0.005 mol，则c(CuSO4)＝eq \f(0.005 mol,0.2 L)＝0.025 mol·L－1。 (3)线路中通过0.02 mol电子，由e－～OH－知，A中生成0.02 mol OH－，则 c(OH－)＝0.1 mol·L－1。 解析：阴极反应式为Na＋＋e－===Na，A错误；氧化铝和氢氧化铝具有两性，在分离提纯时可用NaOH溶液将其溶解，过滤除去难溶物，再将AlOeq \o\al(－,2)转化成Al(OH)3，Al(OH)3热分解即得Al2O3，B正确；阴极产物为H2和NaOH，阳极产物为Cl2，C错误；阳极都是Cl－失电子，D错误。 8．电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2Oeq \o\al(2－,7))时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2Oeq \o\al(2－,7)＋6Fe2+＋14H＋===2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O，最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去。下列说法不正确的是(　　) A．阳极反应为Fe－2e－===Fe2+ B．电解过程中溶液pH不会变化 C．过程中有Fe(OH)3沉淀生成 D．电路中每转移12 mol电子，最多有1 mol Cr2Oeq \o\al(2－,7)被还原 解析：电解时用铁作阳极，失去电子生成Fe2＋，Fe2＋将废水中的Cr2Oeq \o\al(2－,7)还原为Cr3＋，A正确；电解过程中H＋在阴极放电，Fe2＋还原Cr2Oeq \o\al(2－,7)时也消耗H＋，使溶液的pH变大，Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，B错误，C正确；根据电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋，可知每转移12 mol e－生成6 mol Fe2＋，6 mol Fe2＋可还原1 mol Cr2Oeq \o\al(2－,7)，D正确。 9．500 mL K2SO4和CuSO4的混合溶液中c(SOeq \o\al(2－,4))＝3 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是(　　) A．原混合溶液中c(K＋)为2 mol·L－1 B．上述电解过程中共转移2 mol电子 C．电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol D．电解后溶液中c(H＋)为2 mol·L－1 解析：由题图分析可知，DSA电极上NH3转化为N2，发生氧化反应，故DSA电极为阳极，与外接电源的正极相连，A错误；DSA电极上Cl－转化为Cl2，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，B错误；反应②中NH3转化为NOeq \o\al(－,3)，没有达到氨氮废水无害化处理的目的，所以降解过程中应该控制条件避免发生反应②，C正确；HO·中氧元素为－1价，其还原产物中氧元素为－2价，故1 mol HO·完全反应时转移的电子数为6.02×1023，D错误。 (3)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cleq \o\al(－,7)和AlCleq \o\al(－,4)组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为___________________________。若改用氯化铝水溶液作电解液，则阴极产物为_______。 4Al2Cleq \o\al(－,7)＋3e－===Al＋7AlCleq \o\al(－,4) 解析：(1)由题意分析可知，电路中转移了0.02 mol e－时，有a g M析出，其摩尔质量为eq \f(a g×x,0.02 mol)＝50xa g/mol，其相对原子质量为50xa。 (2)电路中转移了0.02 mol e－时，溶液中Cu2＋在阴极上恰好完全析出，在阳极上放电的离子有Cl－和OH－，生成的气体有氯气和氧气，根据得失电子守恒有2n(Cl2)＋4n(O2)＝0.02 mol，又n(Cl2)＝0.0050 mol，则n(O2)＝0.0025 mol，阳极产生的气体在标准状况下的体积为0.0075 mol×22.4 L/mol＝0.168 L；生成的氧气为0.0025 mol时，消耗氢氧根离子0.01 mol，生成氢离子0.01 mol，最后1 L溶液中氢离子浓度为0.01 mol/L。 NHeq \o\al(＋,4)－6e－＋3F－===NF3＋4H＋ (2)利用甲醇燃料电池，采用电解法来处理酸性含铬废水(主要含Cr2Oeq \o\al(2－,7))时实验室利用如图2装置模拟该法： ①M电极发生反应的电极反应式为__________________________________。 ②已知电解池溶液里将Cr2Oeq \o\al(2－,7)转化为Cr3+，该反应的离子方程式为__________________________________________。 ③当N电极消耗标准状况下2.24 L气体时，通过质子交换膜的离子数目为_______。 Cr2Oeq \o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O (3)用食盐水作电解液电解烟气脱氮的原理如图3所示，NO被阳极产生的氧化性物质氧化为NOeq \o\al(－,3)，尾气经氢氧化钠溶液吸收后排入空气。电流密度和溶液pH对烟气脱氮的影响如图4所示。 ①NO被阳极产生的氧化性物质氧化为NOeq \o\al(－,3)，反应的离子方程式为______________________________________。 ②溶液的pH对NO去除率影响的原因是_________________________________。 3Cl2＋8OH－＋2NO===2NOeq \o\al(－,3)＋6Cl－＋4H2O 解析：(1)①由图1知，在右侧区域氢离子得电子变成氢气，发生还原反应，故b电极为阴极，H＋向右移动。②据分析a电极为电解池的阳极，该电极上NH4F发生氧化反应转变为NF3，该电极的电极反应式：NHeq \o\al(＋,4)－6e－＋3F－===NF3＋4H＋。 (2)①由图2中氢离子的移动方向可知，M电极为负极、N为正极，则b端口通入甲醇，c端口通入氧气，M电极上CH3OH失去电子被氧化得到CO2，电极反应式为CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋。②电解池中，与N相连的电极为阳极，则阳极上Fe失去电子被氧化，得到Fe2＋，Fe2＋与Cr2Oeq \o\al(2－,7)、H＋发生氧化还原反应生成Cr3＋和Fe3＋，该反应的离子方程式为Cr2Oeq \o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。③燃料电池内有质子交换膜，N电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，当消耗标准状况下2.24 L即0.1 mol氧气时，转移0.4 mol电子，则通过质子交换膜的离子数目为0.4NA。 $$