第1章 第3节 第2课时 电解原理的应用（教用Word）-【金榜题名】2025-2026学年高二化学选择性必修1高中同步学案（鲁科版）

第2课时　电解原理的应用 学习目标 核心素养 1.通过实验探究活动，能分析、解释工业电解饱和食盐水的原理及应用，了解电镀、电解精炼的原理及应用。 2.能够应用电解原理判断离子的氧化性或还原性强弱并进行相关计算。 1.科学探究与创新意识：能从环境问题出发，依据探究目的，设计探究方案，运用化学实验、调查等方法进行实验探究。 2.科学态度与社会责任：用电解原理实现用通常方法难以制备的物质的制备。电解、电镀、精炼铜行业是一个耗能高、有污染的行业，运用所学知识进行改善。 知识点一　电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气 1．电解饱和食盐水 [实验1]　根据装置图，连接好装置并接通电源进行实验。 (1)实验现象 ①阳极上有黄绿色且有刺激性气味的气体产生。 ②阴极上有气体产生，且附近溶液变红色。 (2)实验结论：用惰性电极电解饱和食盐水，生成H2、Cl2和NaOH。 [实验2]　用湿润的KI­淀粉试纸检验阳极放出的黄绿色气体是氯气。 实验现象：湿润的KI­淀粉试纸变蓝色。 实验结论：阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2＋2I－===2Cl－＋I2，碘遇淀粉变蓝色。 2．原理分析及电极反应 电解时U形管中，Cl－、OH－移向阳极，H＋、Na＋移向阴极。 (1)阳极离子放电顺序：Cl－＞OH－，电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)。 (2)阴极离子放电顺序：H＋＞Na＋电极反应：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)。 3．总反应化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。 离子方程式：2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－。 4．氯碱工业 工业上，用隔膜阻止OH－移向阳极，则Na＋和OH－可以在阴极附近的溶液中富集，这就是电解食盐水制备烧碱的原理，也称做氯碱工业。 [思考探究] 模拟电解原理在化工生产中的应用，实验装置如下图所示。 1．若用上述装置模拟氯碱工业生产烧碱、氢气和氯气，如何选用电极材料和电解质溶液？ 提示：a电极用Pt或石墨，b电极用铁丝(导体均可)，X溶液为饱和食盐水。 2．氯碱工业中使用的饱和食盐水为什么要精制？ 提示：精制食盐水的目的是为了除去NaCl溶液中的Ca2+、Mg2+、SO，防止在电解过程中产生沉淀堵塞隔膜。 氯碱工业 (1)装置图及原理解释 当接通电源后，在电场的作用下，带负电的Cl－和OH－移向阳极，带正电的Na＋和H＋移向阴极，在这种条件下，电极上发生的反应分别为 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 随着电解的不断进行，阴极区溶液的OH－浓度越来越大，并生成NaOH，电解饱和食盐水的总反应为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 (2)电解饱和食盐水时的两注意 ①电解饱和食盐水的过程中，在阴极上发生反应2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，阴极区溶液中c(OH－)>c(H＋)，溶液呈碱性。 ②在氯碱工业中，采用了离子交换膜，离子交换膜将电解槽隔成阴极室和阳极室，它只允许阳离子(Na＋)通过，而阻止阴离子(Cl－、OH－)和气体通过。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作用生成NaCl和NaClO而影响烧碱的质量。 为避免电解产物之间发生反应，常用阳离子交换膜将两极溶液分开，阳离子能通过阳离子交换膜，而阴离子不能通过。　　 [典例1]　 用石墨作电极，电解盛放在U形管的饱和NaCl溶液(滴有酚酞)，如图，下列叙述正确的是(　　) A．通电后，NaCl才能发生电离 B．通电一段时间后，右侧电极附近溶液先变红 C．当阳极生成0.1 mol气体时，整个电路中转移了0.1 mole－ D．电解饱和食盐水的总反应式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ [解析]　NaCl为强电解质，无论是否通电，在溶液中都发生电离，A错误；阳极生成氯气，阴极生成NaOH，则阴极附近溶液先变红，B错误；阳极发生氧化反应，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，生成0.1 mol氯气时，转移电子为0.2 mol，C错误；电解饱和食盐水，阳极生成氯气，阴极生成氢气和氢氧化钠，总反应式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，D正确。 [答案]　D 1．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．装置中左侧出口处的物质是氢气，右侧出口处的物质是氯气 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2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ D．电解一段时间后，B口可排出NaOH溶液 解析：选A　左侧是电解池的阳极，溶液中的氯离子失电子生成氯气，右侧是电解池的阴极，溶液中的氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，故A错误；依据装置图可知，离子交换膜是阳离子交换膜，只允许阳离子通过，故B正确；装置是电解饱和食盐水，电解过程是氯化钠和水反应生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的离子方程式为：2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－，故C正确；右侧为电解池阴极，在阴极附近产生NaOH，B口可排出NaOH溶液，故D正确。 知识点二　铜的电解精炼　电镀 1．铜的电解精炼 (1)装置 (2)粗铜成分 ①主要成分：Cu。 ②杂质金属：比铜活泼的有Zn、Fe、Ni等。 比铜不活泼的有Ag、Pt、Au等。 (3)电极反应 注意：(1)粗铜中含Zn、Fe、Ag等杂质，同时间段内两电极改变的质量不相等，但两电极通过的电量相等。 (2)电解过程中，阴离子浓度不变，Cu2+浓度减小，Fe2+、Zn2+、Ni2+浓度增大。 2．电镀 (1)定义：应用电解原理，在金属表面镀上一薄层金属或合金的方法。 (2)目的：增强金属的抗腐蚀能力、耐磨性能或改善金属制品的外观。 (3)根据电解原理，设计在铁钉上镀铜的实验方案 电 镀 原 理 阳极： Cu－2e－===Cu2+ 阴极： Cu2+＋2e－===Cu 电 镀 方 案 电极 材料 阳极：铜片 阴极：铁钉 电镀 液 CuSO4 溶液 镀件 铁钉 注意：电镀的特点：“一多、一少、一不变”。 (1)一多：是指阴极上有镀层金属沉积； (2)一少：是指阳极上有镀层金属溶解； (3)一不变：是指电镀后，电解质溶液中的离子浓度保持不变。 3．电冶金 金属冶 炼本质 使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中置换出来，如Mn＋＋ne－===M 续表 电冶金 电解是最强有力的氧化还原手段，适用于一些活泼金属单质的制取，如冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属 实 例 冶 炼 钠 总反应式：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极反应：2Na＋＋2e－===2Na 冶 炼 镁 总反应式：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极反应：Mg2+＋2e－===Mg 冶 炼 铝 总反应式：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 阳极反应：6O2-－12e－===3O2↑ 阴极反应：4Al3+＋12e－===4Al 4.电化学储能技术 二次电池的充电过程实际上就是通过电解来实现的。以铅蓄电池为例，两极板上的硫酸铅在电流作用下重新转化为铅和二氧化铅，将化学能存储其中。充电宝、电动汽车等的电池都是利用电解来实现小规模储能的，利用电解原理的大规模储能技术则在电力工业中具有非常重要的应用。钒液流电池： 以全钒液流电池为例，酸性溶液中钒通常以V2+、V3+、VO2+、VO等形式存在。充电时，VO2+在阳极被氧化为VO，V3+在阴极被还原为V2+。以液流电池为代表的电化学储能技术可为可再生能源发电提供有力的支持，缓冲昼夜、季节的用电变化对电网的影响。 [思考探究] 实验目的：模拟电解原理的应用。实验装置：如图所示： 1．若用如图所示装置，模拟铁制品上镀铜，则电解质溶液c、电极a、电极b的电极材料分别是什么？电镀过程中电解质溶液的浓度如何变化？ 提示：若用如图所示装置，模拟铁制品上镀铜，则电极a是 Cu，电极b是铁制品，电解质溶液c是CuSO4溶液。电镀过程中电解质溶液的浓度不变。 2．若用如图所示装置，模拟电解精炼粗铜(含Zn、Fe、Ag等杂质)，则电解质溶液c、电极a、电极b的电极材料分别是什么？电极反应式分别是什么？电镀过程中电解质溶液中Cu2+的浓度如何变化？ 提示：若用如图所示装置，模拟电解精炼粗铜(含Zn、Fe、 Ag等杂质)，则电解质溶液c为CuSO4溶液、电极a为粗铜、电极b的电极材料是纯铜。电解精炼过程中，阳极上 发生的反应依次为Zn－2e－===Zn2+、Fe－2e－===Fe2+、Cu－2e－===Cu2+，阴极上发生的反应为Cu2+＋2e－===Cu，电镀过程中电解质溶液中Cu2+的浓度先减小后保持不变。 1．电解精炼铜和电镀铜的比较 电镀铜 精炼铜 能量转化 电能转化为化学能 阳极材料 纯铜 粗铜(含锌、 银、金等) 续表 阴极材料 镀件 纯铜 阳极反应 Cu－2e－ ===Cu2+ Zn－2e－===Zn2+ Cu－2e－===Cu2+ 阴极反应 Cu2+＋2e－===Cu 电解溶液 及其变化 电解后硫酸铜溶液浓度保持不变 电解后溶液中混有Zn2+等，c(Cu2+)减小 2.电冶金的注意事项 (1)电解法用于冶炼较活泼的金属(如钠、钙、镁、铝等)。 (2)电解法冶炼金属，不能电解其盐溶液，因为金属离子的放电能力弱于氢离子的放电能力，而应电解其熔融态化合物。 (3)电解法冶炼金属镁时，选择氯化镁，而不是氧化镁，是因为氧化镁的熔点高，耗能大。 (4)电解法冶炼金属铝时，选择氧化铝，而不是氯化铝，是因为氯化铝为共价化合物，熔融时不导电。 (5)电解法冶炼金属铝时，由于氧化铝熔点高，为了减少能耗，常加入冰晶石(Na3AlF6)，降低氧化铝的熔化温度。 [典例2]　欲在金属表面镀银，应把镀件接在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是(　　) A.Ag和AgCl溶液 B．Ag和AgNO3溶液 C．Fe和AgNO3溶液 D．Pt和Ag2SO4溶液 [解析]　电镀槽中，要求镀件作阴极，可用镀层金属作阳极，利用其氧化溶解提供镀层金属，也可用惰性电极材料作阳极，镀层金属则由电镀液提供；电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液，由于选项A、D中AgCl和Ag2SO4均为沉淀，不符合要求；选项C中铁为活泼电极，不符合选用镀层金属或惰性电极材料；只有选项B符合，银为镀层金属电极，硝酸银溶液为含有镀层金属离子的盐溶液。 [答案]　B 2．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% 解析：选C　Fe、Zn、Ni比Cu活泼，电解时首先放电，不会形成阳极泥。 [课堂检测] 1．下列描述中，符合化学原理或生产实际的是(　　) A．电解饱和食盐水时选择阴离子交换膜 B．科学家尝试寻找高效催化剂在常温下分解水制得H2并释放出能量 C．铁上镀铜时，铁作阴极，铜作阳极 D．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极 解析：选C　电解饱和食盐水时选择阳离子交换膜，若采用阴离子交换膜则阴极区产生的OH－将进入阳极区与阳极区产物Cl2发生反应，A不合题意；科学家尝试寻找高效催化剂在常温下分解水制得H2，H2O分解反应是一个吸热反应，催化剂不能改变反应的反应热，故不能同时释放出能量，B不合题意；铁上镀铜时，铁作阴极，电极反应为：Cu2+＋2e－===Cu，铜作阳极，电极反应为：Cu－2e－===Cu2+，电解质溶液是CuSO4溶液，C符合题意；电解熔融的氧化铝制取金属铝，用惰性电极作阳极，铁作阴极；若铁作阳极，发生的电极反应为：Fe－2e－===Fe2+，D不合题意。 2．如图所示，某同学设计了一个“黑笔写红字”的趣实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是(　　) A．铅笔端作阳极，发生还原反应 B．铂片端作阴极，发生氧化反应 C．铅笔端有少量的氯气产生 D．a端是负极，b端是正极 解析：选D　根据电解原理可知电极反应为 阴极：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应) 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应) 若要能够出现“黑笔写红字”的现象，必须是铅笔作阴极，这样铅笔附近产生的OH－会使酚酞溶液变红。因此与铅笔相连的a端是直流电源的负极。 3．利用如图所示装置可以在铜牌表面电镀一层银。 下列有关说法正确的是(　　) A．通电后，Ag＋向阳极移动 B．银片与电源负极相连 C．该电解池的阴极反应可表示为Ag＋＋e－===Ag D．当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初 解析：选C　铜牌上镀银，银片为阳极，Ag＋向阴极移动，阴极反应为Ag＋＋e－===Ag。由于实验中镀层不可能非常均匀致密，所以将电源反接，阳极上Cu、Ag均会溶解，铜牌不可能恢复如初。 4．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粗铜与直流电源负极相连 ②阴极发生的电极反应为Cu2+＋2e－===Cu ③电路中每通过3.01×1023个电子，得到的纯铜质量为16 g ④杂质Ag以Ag2SO4的形式沉入电解槽形成阳极泥 A．①②③　　　　　　B．②④ C．②③④ D．②③ 解析：选D　粗铜作阳极，与电源正极相连；阴极反应为Cu2+得电子生成单质Cu，即Cu2+＋2e－===Cu；反应中转移3.01×1023个电子，即转移电子的物质的量为0.5 mol时，生成纯铜16 g；杂质Ag以单质的形式沉入电解槽形成阳极泥。 5．(1)利用电镀原理在铁件表面镀铜。装置如图所示： ①电镀时镀件作________(填“阳”或“阴”)极。 ②与A连接的电极上发生的反应是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③若电镀前铁，铜两电极的质量相同，电镀完成后将它们取出，洗净、烘干、称量，二者质量差为1.28 g，则电镀时电路中通过的电子为________ mol。 (2)用如图所示装置进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是________(填标号)。 A．若阴极得到的电子数为2NA，则阳极质量减少64 g B．粗铜接A极，发生氧化反应 C．溶液中Cu2+向阳极移动 D．利用阳极泥可回收Ag、Au 解析：(1)①电镀时镀件上要生成铜，发生还原反应，所以镀件作电解池的阴极。②A为直流电源的正极，与A连接的电极作阳极，即铜作阳极，失去电子发生氧化反应，电极反应是Cu－2e－===Cu2+。③阳极上铜失电子发生氧化反应，阴极上Cu2+得电子发生还原反应，若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后二者质量差为1.28 g，二者质量差的一半为阴极析出的铜，则转移电子的物质的量＝×2＝0.02 mol。 (2)粗铜作为阳极，则粗铜中的Al、Zn、Cu都可以失去电子，所以当转移电子数为2 mol时，阳极质量减少量不能确定，A说法错误；电解精炼，粗铜发生氧化反应生成铜离子进入溶液，所以粗铜接A极，发生氧化反应，B说法正确；溶液中Cu2+向阴极移动，得电子发生还原反应生成Cu，C说法错误；在精炼过程中，粗铜中Ag、Au不放电，在电极下形成阳极泥，所以利用阳极泥可回收Ag、Au，D说法正确；答案为BD。 答案：(1)①阴　②Cu－2e－===Cu2+ ③0.02　(2)BD课时作业(六)　电解原理的应用 一、选择题 1．在铜片上镀银时，下列叙述中错误的是(　　) ①将铜片接在电源的正极　②将银片接在电源的正极　③在铜片上发生的反应是Ag＋＋e－===Ag　④在银片上发生的反应是4OH－－4e－===O2↑＋2H2O　⑤可用CuSO4溶液作电解质溶液　⑥可用AgNO3溶液作电解质溶液 A．①③⑥　　　　　　　B．①④⑤ C．②③⑥ D．②③④⑥ 解析：选B　①将铜片接在电源的负极，错误；④在银片上发生的反应是Ag－e－===Ag＋，错误； ⑤CuSO4溶液中的Cu2+在铜片上被还原，无法达到镀银的目的，错误。 2．电解硫酸铜溶液要达到如下三个要求：①阳极质量减小；②阴极质量增加；③电解过程中Cu2+浓度不变。则可选用的电极是(　　) A.石墨作阳极，铁作阴极　 B．粗铜(含Fe、Ni、Zn)作阳极，纯铜作阴极 C．纯铜作阳极，铁作阴极　 D．铁作阳极，纯铜作阴极 解析：选C　本题中所述的电解过程实际就是电镀过程。阳极质量减少，必须用活性金属电极作阳极，则A选项不符合题意；由于Cu2+的放电能力比H＋的强，阴极质量增加，但是要使Cu2+浓度不变，则阳极必须用纯铜，所以选C。 3．如图是利用阳离子交换膜和过滤膜制备高纯度的Cu的装置示意图，下列有关叙述不正确的是(　　) A．电极A是粗铜，电极B是纯铜 B．电路中通过1 mol电子，生成32 g铜 C.溶液中SO向电极A迁移 D．膜B是过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区 解析：选D　精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，根据电解原理，电极A为粗铜，电极B为纯铜，A项正确；阴极反应式为Cu2+＋2e－===Cu，当电路中通过1 mol电子时，生成0.5 mol Cu，即生成32 g Cu，B项正确；根据电解原理，SO向阳极移动，C项正确；膜A为过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区，膜B为阳离子交换膜，D项错误。 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的氯化铜溶液，B池中加入0.1 mol·L-1的硝酸银溶液，进行电解。电解初期，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 解析：选A　由电解规律可知：a、c为阴极，b、d为阳极。a极上析出铜，b极上析出氯气，c极上析出银，d极上析出氧气。由得失电子守恒可得出：2e－～Cu～Cl2～2Ag～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为2∶2∶4∶1。 5．高氯酸在化工生产中有广泛应用，工业上以NaClO4为原料制备高氯酸的原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．上述装置中，f极为光伏电池的正极 B．阴极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ C．d处得到较浓的NaOH溶液，c处得到HClO4 D．若转移2 mol电子，理论上生成100.5 gHClO4 解析：选C　电解时，Na＋移向阴极区，则f为电源负极，A项错误；电解时，阳极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，Na＋移向阴极区，阳极区溶液逐渐由NaClO4转化为HClO4；阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极区产生NaOH，B项错误、C项正确；根据得失电子守恒，若转移2mol电子，理论上生成201 gHClO4，D项错误。 6．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 解析：选C　A项，根据电解原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，正确；B项，阴极仅作导体，可选用不锈钢网，且不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，正确；C项，阴极应为氢离子得电子生成氢气，错误；D项，电解时，阴离子移向阳极，正确。 7．工业上电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。已知： ①Ni2+在弱酸性溶液中发生水解； ②氧化性：Ni2+(高浓度)>H＋>Ni2+(低浓度)。 下列说法不正确的是(　　) A．碳棒上发生的电极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O B．电解过程中，B中NaCI溶液的物质的量浓度将不断减小 C．为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pH D．若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应的总方程式发生改变 解析：选B　由图知，碳棒与电源正极相连，作电解池的阳极，电极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，故A正确；电解过程中为平衡A、C室中的电荷，A室中的Na＋和C室中的Cl－分别通过阳离子膜和阴离子膜移向B室中，使B室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，故B错误；因Ni2+在弱酸性溶液中易发生水解，且氧化性：Ni2+(高浓度)>H＋>Ni2+(低浓度)，为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水的pH，故C正确；若将图中阳离子膜去掉，由于放电顺序：Cl－>OH－，则Cl－在阳极放电：2Cl－－2e－===Cl2↑，电解反应的总方程式会发生改变，故D正确。 8．以纯碱溶液为原料，通过电解的方法可制备小苏打，原理装置图如下：装置工作时，下列有关说法正确的是(　　) A．乙池电极接电池正极，气体X为H2 B．Na＋由乙池穿过交换膜进入甲池 C．NaOH溶液Z比NaOH、溶液Y浓度大 D．甲池电极反应：4CO－4e－＋2H2O===4HCO＋O2↑ 解析：选D　乙池电极为电解池阴极，和电源负极连接，溶液中氢离子放电生成氢气，A错误；电解池中阳离子移向阴极，钠离子移向乙池，B错误；阴极附近氢离子放电破坏了水的电离平衡，电极附近氢氧根离子浓度增大，NaOH溶液Y比NaOH溶液Z浓度大，C错误；放出氧气的电极为阳极，电解质溶液中氢氧根离子放电生成氧气，氢离子浓度增大，碳酸根离子结合氢离子生成碳酸氢根离子，出口为碳酸氢钠，则电极反应为4CO－4e－＋2H2O===4HCO＋O2↑，D正确。 9．1 L 0.1 mol·L-1AgNO3溶液在以Ag作阳极、Fe作阴极的电解槽中电解，当阴极增重2.16 g时，下列判断(设电解按理论进行，溶液不蒸发)正确的是(　　) A．溶液的浓度变为0.08 mol·L-1 B．阳极上产生112 mL O2(标准状况) C．转移的电子数是1.204×1022 D．反应中有0.01 mol的Ag被氧化 解析：选C　由题意知，阴极反应为Ag＋＋e－===Ag，阳极反应为Ag－e－===Ag＋，由阴极增重2.16 g知，n(Ag)＝n(e－)＝n(Ag＋)＝＝0.02 mol。A项，此装置是在铁上镀银，AgNO3溶液浓度不变，错误；B项，由阳极反应知，阳极上没有O2生成，错误；C项，n(e－)＝0.02 mol，N(e－)＝n(e－)×NA＝1.204× 1022，正确；D项，反应中被氧化的银的物质的量为0.02 mol，错误。 10．我国科学家成功实现了电解气态HCl制备Cl2，其工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A.a为外接直流电源的负极 B．阳极的电极反应为2HCl－2e－===Cl2＋2H＋ C．通电后H＋从左室迁移至右室 D．左室中发生反应为4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O，实现了Fe3+的再生 解析：选C　右侧氯化氢失去电子转化为氯气，因此右侧电极是阳极，则a为外接直流电源的负极，b为外接直流电源的正极，A正确；阳极发生失去电子的氧化反应，电极反应为2HCl－2e－===Cl2＋2H＋，B正确；电解池中阳离子向阴极移动，因此通电后H＋从右室迁移至左室，C错误；根据装置图可判断左室中发生反应为4Fe2+＋O2＋4H＋ ===4Fe3+＋2H2O，实现了Fe3+的再生，D正确。 二、非选择题 11．在新冠肺炎疫情期间，84消毒液是常用的环境消毒液之一。某课外小组制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨做电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，装置如图所示。c、d都为碳电极。 完成下列填空： (1)a为电源的________极，c为电解池的________极(填“正”“负”或“阴”“阳”)。 (2)d电极上发生的电极反应式：__________，电解产生消毒液的总化学方程式为________________________________________________________________________。 解析：电解饱和氯化钠溶液的方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，该学生目的是使Cl2被完全吸收制得NaClO溶液，即要让Cl2与NaOH充分混合反应。所以应在下端产生Cl2，上端产生NaOH，则a为负极，b为正极，c为阳极，d为阴极，Cl2和NaOH溶液反应：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，故电解产生消毒液的总化学方程式为：NaCl＋H2ONaClO＋H2↑。 答案：(1)负　阳　(2)2H＋＋2e－===H2↑　NaCl＋H2ONaClO＋H2↑ 12．下图中的A为直流电源，B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色。请填空： (1)电源A中a为________极。 (2)滤纸B上发生的总反应方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通开关K，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为__________________________，电极f上发生的反应为______________________________，电镀槽中盛放的电镀液可以是________或________(只要求填两种电解质溶液)。 解析：(1)根据c点显红色，则该极的反应为2H＋＋2e－===H2↑，即该极为阴极，与电源的负极相连，所以a是正极。(2)滤纸B上发生的总反应方程式为2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH。(3)c、d两点短路后，e为阳极，反应为Zn－2e－===Zn2+，阴极上镀锌，则阴极反应为Zn2+＋2e－===Zn，电解液用含镀层金属的离子的溶液，所以可用ZnSO4溶液或Zn(NO3)2溶液等。 答案：(1)正 (2)2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH (3)Zn－2e－===Zn2+　Zn2+＋2e－===Zn　ZnSO4溶液　Zn(NO3)2溶液 13．(1)环戊二烯可用于制备二茂铁[Fe(C5H5)2，结构简式为]，后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如图所示，其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。 该电解池的阳极为________，总反应为________________。电解制备需要在无水条件下进行，原因为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应为______________________。电解后，________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。 解析：(1)由电解原理示意图可知，电解后铁变为＋2价，由此可判断铁作电解池的阳极，阳极的电极反应为Fe－2e－===Fe2+, 阴极的电极反应为2＋2e－===2＋H2↑，由此可得总方程式为。电解时如果有水，水会与钠反应，阻碍的生成，而且电解时会产生OH－，OH－会与Fe2+反应生成Fe(OH)2沉淀。(2)阳极上阴离子OH－放电，电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，电解过程中H＋透过阳离子交换膜进入a室，故a室中NaHSO3浓度增加。 答案：(1)Fe电极　Fe＋2[或Fe＋2C5H6===Fe(C5H5)2＋H2↑] 水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成OH－，进一步与Fe2+反应生成Fe(OH)2 (2)2H2O－4e－===4H＋O2↑　a 学科网（北京）股份有限公司 $$