第二节 电解池（举一反三专项训练，北京专用）【上好课】化学人教版选择性必修1

第二节 电解池 题型01 电解原理 题型02 电解规律的探究 题型03 电解在氯碱工业中的应用 题型04 电解在电镀、精炼铜中的应用 题型05 电解法制备物质 题型06 电解法治理污染 题型01 电解原理 1．电解：使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起___________反应的过程。 2．电解池： (1)定义：电解池是把___________转化为___________的装置。 (2)电解池的构成条件。 ①有外接直流电源。 ②有与电源相连的两个电极。其中与___________正极相连的叫___________，与电源负极相连的叫___________。 ③电解质溶液或熔融电解质。 ④形成闭合回路。 (3)电极名称及电极反应式(以惰性电极电解CuCl2溶液为例)。 (4)电子和离子移动方向。 电子：从电源负极流向电解池的______极，从电解池的阳极流向电源的______极。 离子：阳离子移向电解池的______极；阴离子移向电解池的______极。 3．电解池的工作原理： 接通外界电源后，电子从电源的______极沿导线流入电解池的______极，经过阴、阳离子的定向运动形成内电路，再从电解池的______极流出，并沿导线流回电源的______极，如图所示。 4．电解池的阴、阳极的判断方法： 5．电解时电极产物的判断： 【典例1】摄取一定量的溴酸盐会使人出现恶心、腹泻等症状。某科研团队设计在RuCu/CNT上电催化处理BrO3-的原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．电子流向：M→P→电解质溶液→R→N B．极上的电极反应式为BrO3-+6e-+6H+=Br-+3H2O C．若电源为铅蓄电池，则极为电极 D．每处理1molBrO3-，理论上阳极区溶液质量减少 【变式1-1】用石墨电极电解CuCl2溶液(如图所示)。下列分析正确的是(　　) A.a端是直流电源的负极 B.通电使CuCl2发生电离 C.阳极上发生的反应为Cu2++2e-===Cu D.通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体 【变式1-2】用如图所示装置电解硫酸铜溶液，下列表述错误的是(　　) A.c极发生氧化反应 B.若两极均为惰性电极，d极电极反应式为Cu2++2e-===Cu C.溶液中阳离子向d极移动 D.若c极电极材料为Cu，电解开始后，溶液中Cu2+浓度持续减小 【变式1-3】电解NH4HSO4溶液得到S2O82-，是早期制备H2O2的重要步骤。某实验装置如图所示。电解过程流出液b中混有少量气泡。下列说法不正确的是( ) A．电解过程中阴极区的SO42-不断迁移到阳极区 B．图中a代表H2 C．回路中通过1mol电子，产生的(NH4)2S2O8小于0.5mol D．SO42-氧化成的电极反应式为2SO42--2e-=S2O82- 题型02 电解规律的探究 1．放电规律 (1)阳极为惰性电极(如碳棒、Pt、稀土金属材料等)时，离子的放电顺序： ①阳极：溶液中阴离子放电，常见阴离子的放电顺序：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子。 ②阴极：溶液中阳离子放电，常见阳离子的放电顺序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)>…… (2)阳极为活性电极(如Fe、Cu、Ag等)时，电极本身先放电，电极反应式为M-ne-===Mn+。 2．用惰性电极电解电解质溶液的规律 (1)电解水型 电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4 阳极反应式 ___________________ ___________________ ___________________ 阴极反应式 ___________________ ___________________ 总反应式 ______________________________________ pH变化 _____________ _____________ _____________ 复原加入物质 H2O (2)电解电解质型 电解质 HCl CuCl2 阳极反应式 ______________________________________ 阴极反应式 ______________________________________ ______________________________________ 总反应式 ______________________________________ ______________________________________ pH变化 增大 - 复原加入物质 HCl CuCl2 (3)电解质和水都发生电解型 电解质 NaCl CuSO4 阳极反应式 ______________________________________ ______________________________________ 阴极反应式 ______________________________________ ______________________________________ 总反应式 ______________________________________ ______________________________________ pH变化 _____________ _____________ 复原加入物质 HCl CuO或CuCO3 【典例2】某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3∶1。用石墨作电极电解该混合溶液时，根据两极放电离子的来源不同，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是(　　) A.阴极自始至终只析出H2 B.阳极先析出Cl2，后析出O2 C.电解的最后阶段为电解水 D.溶液的pH不断增大，最后为7 【变式2-1】用惰性电极进行电解，下列说法正确的是( ) A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变 B．电解稀NaOH溶液，要消耗OH-，故溶液pH减小 C．电解Na2SO4溶液，在阴极上和阳极上生成气体产物的物质的量之比为1：2 D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上生成产物的物质的量之比为1：1 【变式2-2】用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(方括号内的物质)，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是(　　) A．AgNO3[AgNO3] B．NaOH[H2O] C．KCl[KCl] D．CuSO4[Cu(OH)2] 【变式2-3】用石墨作电极，电解1 L 0.2 mol·L-1 NaCl溶液的装置如图，当电路中通过0.002 mol e-时，下列说法错误的是(　　) A.b试管及对应烧杯盛放的是蒸馏水 B.滴有酚酞的NaCl溶液变为红色 C.a试管中的气体体积略大于b试管中的 D.A极的电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH- 题型03 电解在氯碱工业中的应用 1．氯碱工业 (1)习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做_____________工业。 (2)反应原理： 通电前：溶液中的离子有Na+、Cl-、H+、OH-。 通电后：①移向阳极的离子是Cl-、OH-，在阳极放电的离子是Cl-。 阳极电极反应：__________________________(氧化反应)。  ②移向阴极的离子是Na+、H+，在阴极放电的离子是H+。 阴极电极反应：_______________________________________ (还原反应)。 ③总反应： 化学方程式：2NaCl+2H2O__________________________； 离子方程式：____________________________________________________。 (3)离子交换膜的作用：①阻止OH-进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O；②阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。 (4)阴极室一般是加入含少量NaOH的水，NaOH的作用是__________________________。 2．氯碱工业产品及其应用 (1)氯碱工业产品主要有______________、______________、______________、盐酸、含氯漂白剂等。 (2)以电解饱和食盐水为原理的氯碱工业产品在有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、印染、农药、金属冶炼等领域中广泛应用。 【典例3】(2026·北京师大附中高二期中)图为氯碱工业原理示意图。下列说法不正确的是( ) A．电极a发生反应：2Cl-―2e-=Cl2↑ B．阴极室通入的是稀溶液 C．改用阴离子交换膜不影响生产效果 D．理论上，每生成22.4LCl2(标准状况)，便生成2molNaOH 【变式3-1】(2025·北京昌平高二期中)氯碱工业的原理如图所示，下列说法中不正确的是( ) A．电极a接电源的正极 B．电极b上电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH- C．Na+透过阳离子交换膜由左向右移动 D．总离子反应为：2Cl-+2H+H2↑+Cl2↑ 【变式3-2】氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是(　　) A.电极A接电源正极，发生氧化反应 B.电极B的电极反应式为：2H2O+2e-===H2↑+2OH- C.应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液 D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗 【变式3-3】(2026·北京第四中学高二期中)离子交换膜法电解精制饱和食盐水的示意图如下。以下说法不正确的是( ) A．阴极发生的电极反应为 2H2O+2e-=H2↑＋2OH- B．精制饱和食盐水从c口补充，溶液从b口流出 C．离子交换膜既能防止Cl2与NaOH反应，又能防止Cl2与H2接触 D．每当有1molNa+穿过阳离子交换膜，阳极区便会逸出0.5molCl2 题型04 电解在电镀、精炼铜中的应用 1．电镀 (1)电镀：利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。 (2)目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。 (3)电镀池的构成(在铁制钥匙上面镀铜)： 阳极材料：镀层金属Cu，电极反应：Cu-2e-===Cu2+； 阴极材料：镀件铁制钥匙，电极反应：Cu2++2e-===Cu。 电解质溶液：Cu2+浓度保持不变。 2．电解精炼(粗铜含锌、银、金等杂质) 阳极材料：粗铜，电极反应：Zn-2e-===Zn2+、__________________________； 阴极材料：纯铜，电极反应：__________________________； 电解质溶液：Cu2+浓度减小，金、银等金属沉积形成_____________。 3．电冶金 (1)电冶金的原理 金属冶炼就是使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程：Mn++ne-===M。 (2)常用电解法制备的金属 电解法用于冶炼较活泼的金属，如钠、钙、镁、铝等。 (3)实例分析——冶炼金属钠 电解熔融NaCl装置示意图 阴极环绕在阳极外面，两极之间用隔膜D隔开。 总反应：2NaCl(熔融)__________________________。 【典例4】(2022·北京卷，13)利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。 装置示意图 序号 电解质溶液 实验现象 ① 0.1mol·L-1 CuSO4+少量H2SO4 阴极表面有无色气体，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Fe2+ ② 0.1mol·L-1 CuSO4+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Fe元素 下列说法不正确的是( ) A．①中气体减少，推测是由于溶液中c(H＋)减少，且Cu覆盖铁电极，阻碍与铁接触 B．①中检测到Fe2+，推测可能发生反应：Fe+2H+= Fe2++H2↑、Fe+Cu2+=Fe2++ Cu C．随阴极析出，推测②中溶液c(Cu2＋)减少，Cu2＋+4NH3[Cu(NH3)4]2＋平衡逆移 D．②中Cu2＋生成[Cu(NH3)4]2＋，使得c(Cu2＋)比①中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密 【变式4-1】海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁，下列有关该电解过程的叙述正确的是(　　) A．两个电极必须都用惰性电极 B．阳极可以用金属电极，阴极必须是惰性电极 C．电解熔融状态的氯化镁 D．电解氯化镁的水溶液 【变式4-2】(2026·北京房山高二期中)如图为电镀实验装置，下列有关叙述不正确的是( ) A．电镀时，待镀铁制品应与直流电源负极相连 B．通电后，溶液中的SO42-移向阳极 C．待镀铁制品增重0.64 g，电路中通过的电子为0.02 mol D．若铜片含有少量锌、银等杂质，将导致待镀铁制品镀层中混有锌、银单质 【变式4-3】如图所示，连接2~3V的直流电源进行铁制镀件镀铜。铁制镀件在电镀前需除油、除锈处理。甲同学选用的电镀液为溶液；乙同学先往溶液加入浓氨水至溶液恰好澄清，取所得澄清液做为电镀液。下列说法不正确的是 A．除去镀件表面的铁锈先用砂纸打磨干净，再放入稀硫酸中 B．甲同学的实验中，阴极表面可发生的反应有、 C．欲检验电镀液中是否有Fe元素，可从阴极区取少量溶液于试管中，再滴入2滴溶液 D．甲、乙两同学实验完毕后，甲同学所得镀件的镀层更致密更光亮 题型05 电解法制备物质 1．金属冶炼与提纯‌：如电解熔融氯化钠制取金属钠和氯气，电解氯化镁制备金属镁(阴极生成液态镁，阳极产生氯气)，以及电解精炼铜、锌等实现高纯度金属生产。 2．基础化工产品合成‌：如电解食盐水制氢氧化钠、氯气和氢气，电解水生产氢气和氧气，以及制备氯酸钾、过氧化氢等化学品。 3．‌电化学分析与分离‌：如电解分析法(电重量分析)通过称量电极沉积物测定金属离子含量，控制电位电解利用离子还原电位差异实现选择性分离，汞阴极电解法则用于制备高纯试剂或分离特定金属。 【典例5】用石墨作阳极，钛网作阴极，熔融CaF2⁃CaO作电解质，利用如图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原TiO2制备金属Ti。下列叙述正确的是(　　) A.该电池工作过程中，O2-向阴极移动 B.将熔融CaF2⁃CaO换成Ca(NO3)2溶液也可以达到相同目的 C.TiO2在阴极放电 D.制备金属钛前后CaO的量不变 【变式5-1】基于水煤气转化反应：CO+H2O===H2+CO2，通过电化学装置制备纯氢的原理示意图如图。下列说法错误的是(　　) A.a为电源负极 B.阴极电极反应为2H2O+2e-===2OH-+H2↑ C.使用阴离子交换膜能使乙室中c(OH-)保持不变 D.该装置中氧化反应和还原反应分别在两极进行，利于制得高纯度氢气 【变式5-2】以Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法不正确的是( ) A．X为H2，Y为NaBr，Z为O2 B．电极b连接电源正极 C．电解总反应式为Br-+3H2OBrO3-+3H2↑ D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z) ：n(Br-)=3∶2 【变式5-3】在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质K4C6N16时，伴随少量O2生成。电解原理如图所示，下列说法不正确的是( ) A．电解时，OH-向Pt电极移动 B．生成C6N164-的电极反应：2C3N8H4+8OH--4e-=C6N164-＋8H2O C．电解一段时间后，溶液pH降低 D．每生成11.2 L H2(标况下)的同时，生成0.25molK4C6N16 题型06 电解法治理污染 1．含铬废水和含氰废水：电解法主要用于处理这两种类型的废水，能够有效地去除铬离子和氰化物，降低其毒性，达到净化水质的目的。 2．含重金属离子废水：电解法可以通过氧化还原反应使重金属离子在电极上析出，进而从废水中去除，如铜、锌、镍等。 3．含油废水：电解法也可用于去除废水中的油类污染物，通过电解作用使油类分解或凝聚，便于后续处理。 4．印染废水：对于印染废水中的染料分子，电解法可以通过凝聚吸附作用去除，同时破坏生色基团，达到脱色效果。 5．其他工业废水：电解法在处理化工、电镀、制浆造纸、制药、农药、酒精等各类工业废水方面也有广泛的应用，可以大幅度降低废水的色度和COD，提高废水的可生化性。 【典例6】(2023·北京卷，5)回收利用工业废气中的CO2和SO2，实验原理示意图如下。    下列说法不正确的是( ) A．废气中SO2排放到大气中会形成酸雨 B．装置a中溶液显碱性的原因是HCO3-的水解程度大于HCO3-的电离程度 C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2 D．装置中的总反应为SO32-+CO2+H2OHCOOH+SO42- 【变式6-1】用电解法处理含铬废水(主要含有Cr2O72-)时，以铁板作阴、阳极，发生反应Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，铬以Cr(OH)3的形式除去，下列说法不正确的是( ) A．阴极反应为Cr2O72-+14H++6e-=2Cr3++7H2O B．电解过程中废水的pH逐渐增大 C．电解过程中有Fe(OH)3沉淀生成 D．电路中每转移12mol电子，最多有1molCr2O72-被还原 【变式6-2】通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( ) A．Pt电极作正极，发生还原反应 B．O2-由Pt电极向NiO电极移动 C．NiO电极上的电极反应为：NO+O2--2e-=NO2 D．O2-迁移的数量等于导线上通过电子的数量 【变式6-3】科研工作者利用如图所示装置除去废水中的尿素[CO(NH2)2]。下列说法错误的是( ) A．b为直流电源的负极 B．工作时，废水中NaCl的浓度保持不变 C．工作时，H+由M极区通过质子交换膜移向N极区 D．若导线中通过6mol电子，理论上生成1mol N2 13 / 13 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 电解池 题型01 电解原理 题型02 电解规律的探究 题型03 电解在氯碱工业中的应用 题型04 电解在电镀、精炼铜中的应用 题型05 电解法制备物质 题型06 电解法治理污染 题型01 电解原理 1．电解：使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起氧化还原反应的过程。 2．电解池： (1)定义：电解池是把电能转化为化学能的装置。 (2)电解池的构成条件。 ①有外接直流电源。 ②有与电源相连的两个电极。其中与电源正极相连的叫阳极，与电源负极相连的叫阴极。 ③电解质溶液或熔融电解质。 ④形成闭合回路。 (3)电极名称及电极反应式(以惰性电极电解CuCl2溶液为例)。 (4)电子和离子移动方向。 电子：从电源负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源的正极。 离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。 3．电解池的工作原理： 接通外界电源后，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，经过阴、阳离子的定向运动形成内电路，再从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极，如图所示。 4．电解池的阴、阳极的判断方法： 5．电解时电极产物的判断： 【典例1】摄取一定量的溴酸盐会使人出现恶心、腹泻等症状。某科研团队设计在RuCu/CNT上电催化处理BrO3-的原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．电子流向：M→P→电解质溶液→R→N B．极上的电极反应式为BrO3-+6e-+6H+=Br-+3H2O C．若电源为铅蓄电池，则极为电极 D．每处理1molBrO3-，理论上阳极区溶液质量减少 【答案】B 【解析】由图可知，P电极上，BrO3-得到电子，被还原为Br-，发生还原反应，为阴极，则R极为阳极，外电源M极为负极，N极为正极，阳极上水失去电子，被氧化为氧气。A项，由分析可知，P为阴极，R为阳极，M为负极，N为正极，电子不能经过电解质溶液，故电子流向：M→P，R→N，A错误；B项，由分析可知，P为阴极，P极上发生还原反应，该电极的电极反应式为BrO3-+6e-+6H+=Br-+3H2O，B正确；C项，N为正极，若电源为铅蓄电池，则N极为PbO2电极，Pb电极是负极，C错误；D项，由B项分析可知，每处理1molBrO3-，电路上转移电子为6mol，则理论上阳极区释放出1.5molO2，同时有6molH+经过质子交换膜由阳极区进入阴极区，故溶液质量减少1.5mol×32g/mol+6mol×1g/mol=54g，D错误；故选B。 【变式1-1】用石墨电极电解CuCl2溶液(如图所示)。下列分析正确的是(　　) A.a端是直流电源的负极 B.通电使CuCl2发生电离 C.阳极上发生的反应为Cu2++2e-===Cu D.通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体 【答案】A 【解析】通过图中离子的移动方向可判断连接a的为阴极，连接b的为阳极，故a端为直流电源的负极，b端为直流电源的正极，A项正确；CuCl2在水溶液中就能发生电离，而不是通电的结果，B项错误；阳极发生氧化反应，即2Cl--2e-===Cl2↑，在阳极附近可观察到黄绿色气体，阴极发生还原反应，析出Cu，C、D项错误。 【变式1-2】用如图所示装置电解硫酸铜溶液，下列表述错误的是(　　) A.c极发生氧化反应 B.若两极均为惰性电极，d极电极反应式为Cu2++2e-===Cu C.溶液中阳离子向d极移动 D.若c极电极材料为Cu，电解开始后，溶液中Cu2+浓度持续减小 【答案】D 【解析】由电流方向可知，a为电源的正极，b为电源的负极，则c为阳极，d为阴极，据此进行解答。c极为电解池的阳极，发生氧化反应，故A正确；d为电解池阴极，发生还原反应，d极电极反应式为Cu2++2e-===Cu，故B正确；电解池中阳离子向阴极移动，则溶液中阳离子向d极移动，故C正确；若c极电极材料为Cu，电解时Cu失去电子变为铜离子，则溶液中Cu2+浓度保持不变，故D错误。 【变式1-3】电解NH4HSO4溶液得到S2O82-，是早期制备H2O2的重要步骤。某实验装置如图所示。电解过程流出液b中混有少量气泡。下列说法不正确的是( ) A．电解过程中阴极区的SO42-不断迁移到阳极区 B．图中a代表H2 C．回路中通过1mol电子，产生的(NH4)2S2O8小于0.5mol D．SO42-氧化成的电极反应式为2SO42--2e-=S2O82- 【答案】A 【解析】由装置图可知，左侧电极连电源正极(阳极)，右侧电极连电源负极(阴极)，质子交换膜分隔两侧电解液，仅允许H＋透过。阳极发生氧化反应，SO42-失电子生成S2O82-，电极反应可表示2SO42--2e-=S2O82-，H＋透过质子交换膜向阴极移动。阴极发生还原反应，H＋得电子生成H2，电极反应为2H＋＋2e-=H2↑，这就是流出液b中少量气泡(H2)的来源。A项，该装置为质子交换膜，只允许H＋通过，SO42-不能透过，所以阴区的SO42-不会迁移到阳极区，故A错误；B项，阴极发生还原反应，H＋得电子生成H2，所以图中a代表H2，故B正确；C项，阳极反应为2SO42--2e-=S2O82-，理论上回路中通过1mol电子，产生0.5mol(NH4)2S2O8，但由于电解过程中可能有副反应等，实际产生的(NH4)2S2O8小于0.5mol，故C正确；D项，阳极上SO42-氧化成S2O82-，电极反应式为2SO42--2e-=S2O82-，故D正确；故选A。 题型02 电解规律的探究 1．放电规律 (1)阳极为惰性电极(如碳棒、Pt、稀土金属材料等)时，离子的放电顺序： ①阳极：溶液中阴离子放电，常见阴离子的放电顺序：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子。 ②阴极：溶液中阳离子放电，常见阳离子的放电顺序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)>…… (2)阳极为活性电极(如Fe、Cu、Ag等)时，电极本身先放电，电极反应式为M-ne-===Mn+。 2．用惰性电极电解电解质溶液的规律 (1)电解水型 电解质 H2SO4 NaOH Na2SO4 阳极反应式 2H2O-4e-===O2↑+4H+ 4OH--4e-===O2↑+2H2O 2H2O-4e-===O2↑+4H+ 阴极反应式 2H++2e-===H2↑ 2H2O+2e-===H2↑+2OH- 总反应式 2H2O2H2↑+O2↑ pH变化 减小 增大 不变 复原加入物质 H2O (2)电解电解质型 电解质 HCl CuCl2 阳极反应式 2Cl--2e-===Cl2↑ 阴极反应式 2H++2e-===H2↑ Cu2++2e-===Cu 总反应式 2HClCl2↑+H2↑ CuCl2Cu+Cl2↑ pH变化 增大 - 复原加入物质 HCl CuCl2 (3)电解质和水都发生电解型 电解质 NaCl CuSO4 阳极反应式 2Cl--2e-===Cl2↑ 2H2O-4e-===O2↑+4H+ 阴极反应式 2H2O+2e-===H2↑+2OH- Cu2++2e-===Cu 总反应式 2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH 2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑ pH变化 增大 减小 复原加入物质 HCl CuO或CuCO3 【典例2】某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3∶1。用石墨作电极电解该混合溶液时，根据两极放电离子的来源不同，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是(　　) A.阴极自始至终只析出H2 B.阳极先析出Cl2，后析出O2 C.电解的最后阶段为电解水 D.溶液的pH不断增大，最后为7 【答案】D 【解析】由题意可知n(H+)∶n(Cl-)＝2∶3，在阴极H+放电，在阳极先是Cl-放电，然后是H2O电离出的OH-放电；反应开始时，H+、Cl-在两极放电，相当于电解HCl；H2SO4电离出的H+放电完全后，在两极放电的是由水电离出的H+和剩余的Cl-，相当于电解NaCl的水溶液；Cl-放电完全后，在两极放电的是由水电离出的H+和OH-，相当于电解水；随着电解的进行，溶液的pH不断增大，最后溶质是NaOH和Na2SO4，所以溶液的pH不会为7，D符合题意。 【变式2-1】用惰性电极进行电解，下列说法正确的是( ) A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变 B．电解稀NaOH溶液，要消耗OH-，故溶液pH减小 C．电解Na2SO4溶液，在阴极上和阳极上生成气体产物的物质的量之比为1：2 D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上生成产物的物质的量之比为1：1 【答案】D 【解析】A项，电解稀硫酸时，实质上是电解水，溶剂的质量减少，溶质的质量不变，所以溶液的浓度增大，氢离子的浓度增大，溶液的pH变小，故A错误；B项，电解稀氢氧化钠溶液时，实质上是电解水，溶剂的质量减少，溶质的质量不变，所以溶液的浓度增大，氢氧根离子的浓度增大，溶液的pH变大，故B错误；C项，电解硫酸钠溶液时，实质上是电解水，阴极上氢离子得电子生成氢气，阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，根据得失电子守恒，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为2：1，故C错误；D项，电解氯化铜溶液时，阴极上铜离子得电子生成铜，阳极上氯离子失电子生成氯气，根据得失电子守恒，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1：1，故D正确；故选D。 【变式2-2】用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(方括号内的物质)，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是(　　) A．AgNO3[AgNO3] B．NaOH[H2O] C．KCl[KCl] D．CuSO4[Cu(OH)2] 【答案】B 【解析】A项：4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3，脱离反应体系的物质是4Ag＋O2，相当于2Ag2O，所以应当加入适量Ag2O才能复原。(加入AgNO3，会使NO的量增加)；B项：2H2O2H2↑＋O2↑　脱离反应体系的是2H2＋O2，相当于2H2O，加入适量水可以复原。C项：2KCl＋2H2O2KOH＋H2↑＋Cl2↑，脱离反应体系的是H2＋Cl2，相当于2HCl，应通入适量HCl气体才能复原。(加入盐酸时，同时也增加了水)　D项：2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑，脱离反应体系的是2Cu＋O2，相当于2CuO，加入适量CuO可以复原。 【变式2-3】用石墨作电极，电解1 L 0.2 mol·L-1 NaCl溶液的装置如图，当电路中通过0.002 mol e-时，下列说法错误的是(　　) A.b试管及对应烧杯盛放的是蒸馏水 B.滴有酚酞的NaCl溶液变为红色 C.a试管中的气体体积略大于b试管中的 D.A极的电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH- 【答案】A 【解析】根据装置图可知：B电极为阳极，电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑，由于Cl2能与水发生可逆反应：Cl2+H2OHCl+HClO，为抑制Cl2在水中的溶解及反应，b试管及对应烧杯盛放的是饱和食盐水，A错误；电解饱和食盐水的总反应方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，因此电解一段时间后溶液显碱性，能使滴有酚酞的NaCl溶液变为红色，B正确；A电极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，a试管收集到H2，根据同一闭合回路中得失电子守恒，可知A、B两极反应产生气体的物质的量相等，但由于H2不溶于水，Cl2能够溶于水，并与水发生反应而被消耗，故a试管中的气体体积略大于b试管中的气体体积，C、D正确。 题型03 电解在氯碱工业中的应用 1．氯碱工业 (1)习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。 (2)反应原理： 通电前：溶液中的离子有Na+、Cl-、H+、OH-。 通电后：①移向阳极的离子是Cl-、OH-，在阳极放电的离子是Cl-。 阳极电极反应：2Cl--2e-===Cl2↑ (氧化反应)。  ②移向阴极的离子是Na+、H+，在阴极放电的离子是H+。 阴极电极反应：2H2O+2e-===H2↑+2OH- (还原反应)。 ③总反应： 化学方程式：2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH； 离子方程式：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-。 (3)离子交换膜的作用：①阻止OH-进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O；②阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。 (4)阴极室一般是加入含少量NaOH的水，NaOH的作用是增强溶液导电性。 2．氯碱工业产品及其应用 (1)氯碱工业产品主要有NaOH、Cl2、H2、盐酸、含氯漂白剂等。 (2)以电解饱和食盐水为原理的氯碱工业产品在有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、印染、农药、金属冶炼等领域中广泛应用。 【典例3】(2026·北京师大附中高二期中)图为氯碱工业原理示意图。下列说法不正确的是( ) A．电极a发生反应：2Cl-―2e-=Cl2↑ B．阴极室通入的是稀溶液 C．改用阴离子交换膜不影响生产效果 D．理论上，每生成22.4LCl2(标准状况)，便生成2molNaOH 【答案】C 【解析】图为氯碱工业原理示意图，根据Na+移动方向可知电极a为阳极，氯离子在阳极放电生成氯气，电极反应式为：2Cl-―2e-=Cl2↑；b；电极为阳极阴极b为阴极，水得电子被还原H2，同时生成OH-，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑＋2OH-。A项，由分析可知，电极a为阳极，电极反应式为：2Cl-―2e-=Cl2↑，A正确；B项，H2、NaOH在阴极生成，则阴极室的B处通入的是稀NaOH溶液，为了增强导电性，B正确；C项，若改用阴离子交换膜，OH-会通过阴离子交换膜向阳极移动，与阳极产生的Cl2发生反应，会影响生产效果，C错误；D项，阳极电极反应式为：2Cl-―2e-=Cl2↑，阴极电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，则理论上，每生成22.4LCl2(标准状况为1 mol)，转移2mole-，根据阴极反应式会生成2molOH-，即生成2molNaOH，D正确；故选C。 【变式3-1】(2025·北京昌平高二期中)氯碱工业的原理如图所示，下列说法中不正确的是( ) A．电极a接电源的正极 B．电极b上电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH- C．Na+透过阳离子交换膜由左向右移动 D．总离子反应为：2Cl-+2H+H2↑+Cl2↑ 【答案】D 【解析】电解饱和食盐水，连接正极的阳极上氯离子失电子产生氯气，故电极a为阳极，连接电源的正极；连接负极的阴极上水得电子产生氢气和氢氧根，故电极b为阴极，连接电源的负极。A项，根据分析可知，电极a接电源的正极，A正确；B项，电极b为阴极，电极上水电离产生的氢离子得电子产生氢气，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B正确；C项，电解池中阳离子定向移动到阴极，故Na+透过阳离子交换膜由左向右移动，C正确；D项，氯碱工业为电解饱食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，总反应为：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-，D错误；故选D。 【变式3-2】氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是(　　) A.电极A接电源正极，发生氧化反应 B.电极B的电极反应式为：2H2O+2e-===H2↑+2OH- C.应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液 D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗 【答案】B 【解析】电极A是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，是电解池阳极，因此电极A接电源正极，发生氧化反应，故A正确；电极B为阴极，通入的氧气得到电子，其电极反应式为2H2O+4e-+O2===4OH-，故B错误；右室生成氢氧根离子，应选用阳离子交换膜，左室的钠离子进入到右室，在右室获得浓度较高的NaOH溶液，故C正确；改进设计中增大了氧气的量，提高了电极B处的氧化性，从而降低电解电压，减少能耗，故D正确。 【变式3-3】(2026·北京第四中学高二期中)离子交换膜法电解精制饱和食盐水的示意图如下。以下说法不正确的是( ) A．阴极发生的电极反应为 2H2O+2e-=H2↑＋2OH- B．精制饱和食盐水从c口补充，溶液从b口流出 C．离子交换膜既能防止Cl2与NaOH反应，又能防止Cl2与H2接触 D．每当有1molNa+穿过阳离子交换膜，阳极区便会逸出0.5molCl2 【答案】D 【解析】由图可知，左侧电极Cl-失电子生成Cl2，Cl元素的化合价由-1价变为0价，发生氧化反应，则左侧电极为阳极，右侧电极为阴极，阴极上H2O得电子生成H2和OH-，离子交换膜为阳离子交换膜，Na+从阳极室向阴极室移动，则c为饱和食盐水，b为浓NaOH溶液，d为稀NaOH溶液，a为稀NaCl溶液。A项，据分析，阴极上H2O得电子生成H2和OH-，阴极发生的电极反应为2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，故A正确；B项，通过以上分析知，饱和食盐水从c口补充， 浓NaOH溶液从b口流出，故B正确； C项，该图中是阳离子交换膜，只能阳离子通过，阴离子和分子不能通过，所以能防止Cl2 与NaOH反应，又能防止Cl2与H2接触，故C 正确； D项，每当有1molNa+穿过阳离子交换膜，转移1mol电子，会生成0.5mol氯气，但是氯气会溶于水，导致阳极区会逸出氯气的量小于0.5mol，故D错误； 故选D。 题型04 电解在电镀、精炼铜中的应用 1．电镀 (1)电镀：利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。 (2)目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。 (3)电镀池的构成(在铁制钥匙上面镀铜)： 阳极材料：镀层金属Cu，电极反应：Cu-2e-===Cu2+； 阴极材料：镀件铁制钥匙，电极反应：Cu2++2e-===Cu。 电解质溶液：Cu2+浓度保持不变。 2．电解精炼(粗铜含锌、银、金等杂质) 阳极材料：粗铜，电极反应：Zn-2e-===Zn2+、Cu-2e-===Cu2+； 阴极材料：纯铜，电极反应：Cu2++2e-===Cu； 电解质溶液：Cu2+浓度减小，金、银等金属沉积形成阳极泥。 3．电冶金 (1)电冶金的原理 金属冶炼就是使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程：Mn++ne-===M。 (2)常用电解法制备的金属 电解法用于冶炼较活泼的金属，如钠、钙、镁、铝等。 (3)实例分析——冶炼金属钠 电解熔融NaCl装置示意图 阴极环绕在阳极外面，两极之间用隔膜D隔开。 总反应：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。 【典例4】(2022·北京卷，13)利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。 装置示意图 序号 电解质溶液 实验现象 ① 0.1mol·L-1 CuSO4+少量H2SO4 阴极表面有无色气体，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Fe2+ ② 0.1mol·L-1 CuSO4+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Fe元素 下列说法不正确的是( ) A．①中气体减少，推测是由于溶液中c(H＋)减少，且Cu覆盖铁电极，阻碍与铁接触 B．①中检测到Fe2+，推测可能发生反应：Fe+2H+= Fe2++H2↑、Fe+Cu2+=Fe2++ Cu C．随阴极析出，推测②中溶液c(Cu2＋)减少，Cu2＋+4NH3[Cu(NH3)4]2＋平衡逆移 D．②中Cu2＋生成[Cu(NH3)4]2＋，使得c(Cu2＋)比①中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密 【答案】C 【解析】由实验现象可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，一段时间后，铜离子在阴极失去电子发生还原反应生成铜；实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层。A项，实验①时，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应，当溶液中氢离子浓度减小，反应和放电生成的铜覆盖铁电极，阻碍氢离子与铁接触，导致产生的气体减少，故A正确；B项，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，可能发生的反应为Fe+2H+= Fe2++H2↑、Fe+Cu2+=Fe2++ Cu，故B正确；C项，四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，随阴极析出铜，四氨合铜离子浓度减小，Cu2＋+4NH3[Cu(NH3)4]2＋平衡向正反应方向移动，故C错误；D项，实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层，故D正确；故选C。 【变式4-1】海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁，下列有关该电解过程的叙述正确的是(　　) A．两个电极必须都用惰性电极 B．阳极可以用金属电极，阴极必须是惰性电极 C．电解熔融状态的氯化镁 D．电解氯化镁的水溶液 【答案】C 【解析】电解氯化镁获取金属镁，也就是说镁离子需要得电子，如果在水溶液中，水电离的氢离子会优先得电子，因此只能电解熔融状态的氯化镁；在阴极发生的是镁离子得电子的反应，对电极材料没有要求，在阳极上发生失电子的反应，如果使用活性电极，电极材料会优先失电子，所以阳极必须用惰性电极。 【变式4-2】(2026·北京房山高二期中)如图为电镀实验装置，下列有关叙述不正确的是( ) A．电镀时，待镀铁制品应与直流电源负极相连 B．通电后，溶液中的SO42-移向阳极 C．待镀铁制品增重0.64 g，电路中通过的电子为0.02 mol D．若铜片含有少量锌、银等杂质，将导致待镀铁制品镀层中混有锌、银单质 【答案】D 【解析】电镀时，镀件作阴极、镀层金属作阳极，含有镀层金属的盐溶液作电解质溶液。A. 电镀时，镀件作阴极，待镀铁制品应与直流电源负极相连，故A正确；B. 电解池中阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动；通电后，溶液中的SO42-移向阳极，故B正确；C. 待镀铁制品增重0.64 g，说明铁制品表面生成0.01molCu，阴极发生反应Cu2++2e-=Cu，电路中通过的电子为0.02 mol，故C正确；D. 铜的活泼性大于Ag，小于Zn，若铜片含有少量锌、银等杂质，Zn失电子变为Zn2+进入电解液，Ag不失电子，Cu2+氧化性大于Zn2+，阴极只有Cu2+得电子生成Cu，所以待镀铁制品镀层中没有锌、银单质，故D错误；答案选D。 【变式4-3】如图所示，连接2~3V的直流电源进行铁制镀件镀铜。铁制镀件在电镀前需除油、除锈处理。甲同学选用的电镀液为溶液；乙同学先往溶液加入浓氨水至溶液恰好澄清，取所得澄清液做为电镀液。下列说法不正确的是 A．除去镀件表面的铁锈先用砂纸打磨干净，再放入稀硫酸中 B．甲同学的实验中，阴极表面可发生的反应有、 C．欲检验电镀液中是否有Fe元素，可从阴极区取少量溶液于试管中，再滴入2滴溶液 D．甲、乙两同学实验完毕后，甲同学所得镀件的镀层更致密更光亮 【答案】D 【解析】要在铁制镀件上镀铜，需要铜片与电源正极相连，作阳极，其电极反应为：，铁制镀件与电源负极相连，作阴极，如为溶液，则电极反应为：；如为铜离子与溶液中的过量氨水反应生成的四氨合铜离子，使，电极反应仍然为：。铁制镀件上存在铁锈和油污，可以采用砂纸打磨的方式来除去杂质，A正确；阴极发生还原反应，可以为铜离子得到电子被还原，也可能为水电离出的氢离子得到电子被还原，B正确；溶液中的亚铁离子能与铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，则从阴极区取少量溶液于试管中，再滴入2滴铁氰化钾溶液可根据是否产生蓝色沉淀的现象来达到检验电镀液中是否有铁元素的实验目的，C正确；由分析可知，溶液中铜离子能与过量氨水反应生成四氨合铜离子，使溶液中铜离子浓度减小，有利于铜在阴极缓慢析出，所以是乙同学所得镀件的镀层更致密更光亮，D错误；故选D。 题型05 电解法制备物质 1．金属冶炼与提纯‌：如电解熔融氯化钠制取金属钠和氯气，电解氯化镁制备金属镁(阴极生成液态镁，阳极产生氯气)，以及电解精炼铜、锌等实现高纯度金属生产。 2．基础化工产品合成‌：如电解食盐水制氢氧化钠、氯气和氢气，电解水生产氢气和氧气，以及制备氯酸钾、过氧化氢等化学品。 3．‌电化学分析与分离‌：如电解分析法(电重量分析)通过称量电极沉积物测定金属离子含量，控制电位电解利用离子还原电位差异实现选择性分离，汞阴极电解法则用于制备高纯试剂或分离特定金属。 【典例5】用石墨作阳极，钛网作阴极，熔融CaF2⁃CaO作电解质，利用如图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原TiO2制备金属Ti。下列叙述正确的是(　　) A.该电池工作过程中，O2-向阴极移动 B.将熔融CaF2⁃CaO换成Ca(NO3)2溶液也可以达到相同目的 C.TiO2在阴极放电 D.制备金属钛前后CaO的量不变 【答案】D 【解析】由题图可知，石墨为阳极，电极反应式为C+2O2--4e-===CO2↑，O2-向阳极移动，钛网作阴极，电极反应式为2Ca2++4e-===2Ca，然后发生反应2Ca+TiO2===Ti+2CaO，则制备金属钛前后CaO的总量不变，A、C错误，D正确；将熔融CaF2⁃CaO换成Ca(NO3)2溶液，阴极上H+放电，无法得到金属Ca，B错误。 【变式5-1】基于水煤气转化反应：CO+H2O===H2+CO2，通过电化学装置制备纯氢的原理示意图如图。下列说法错误的是(　　) A.a为电源负极 B.阴极电极反应为2H2O+2e-===2OH-+H2↑ C.使用阴离子交换膜能使乙室中c(OH-)保持不变 D.该装置中氧化反应和还原反应分别在两极进行，利于制得高纯度氢气 【答案】C 【解析】甲电极发生还原反应为阴极，a为电源负极，A正确；甲电极为阴极，电极反应为2H2O+2e-===2OH-+H2↑，B正确；阳极的电极反应为CO+4OH--2e-===C+2H2O，若使用阴离子交换膜，OH-从甲池向乙池迁移，甲池OH-生成的速度小于乙池消耗的速度，故乙池c(OH-)减小，C错误；H2在阴极生成，CO2在阳极产生且在乙池被吸收变成C，因此该装置利于制得高纯度氢气，D正确。 【变式5-2】以Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法不正确的是( ) A．X为H2，Y为NaBr，Z为O2 B．电极b连接电源正极 C．电解总反应式为Br-+3H2OBrO3-+3H2↑ D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z) ：n(Br-)=3∶2 【答案】A 【解析】电极b上Br-发生失电子的氧化反应转化成BrO3-，电极b为阳极，电极反应为Br--6e-+3H2O=BrO3-+6H+；则电极a为阴极，电极a的电极反应为6H++6e-=3H2↑；电解总反应式为Br-+3H2OBrO3-+3H2↑；催化循环阶段BrO3-被还原成Br-循环使用、同时生成O2，实现高效制H2和O2，即Z为O2。A项，电解过程中消耗H2O和Br-，而催化阶段被还原成Br-循环使用，故加入Y的目的是补充H2O，维持NaBr溶液为一定浓度，Y为H2O，电极a为阴极，电极a的电极反应为6H++6e-=3H2↑，X为H2，催化循环阶段BrO3-被还原成Br-循环使用、同时生成Z为O2，A错误；B项，电极b为阳极，连接电源正极，B正确；C项，电解总反应式为Br-+3H2OBrO3-+3H2↑，C正确；D项，催化阶段，Br元素的化合价由+5价降至-1价，生成1mol Br-得到6mol电子，O元素的化合价由-2价升至0价，生成1molO2失去4mol电子，根据得失电子守恒，反应产物物质的量之比n(O2) ：n(Br-)=6∶4=3∶2，D正确；故选A。 【变式5-3】在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质K4C6N16时，伴随少量O2生成。电解原理如图所示，下列说法不正确的是( ) A．电解时，OH-向Pt电极移动 B．生成C6N164-的电极反应：2C3N8H4+8OH--4e-=C6N164-＋8H2O C．电解一段时间后，溶液pH降低 D．每生成11.2 L H2(标况下)的同时，生成0.25molK4C6N16 【答案】D 【解析】由电解装置图可知，Ni电极产生H2，则Ni为阴极，电极反应为2H2O+2e-=H2↑＋2OH-；Pt为阳极，电极反应为2C3N8H4+8OH--4e-=C6N164-＋8H2O，以及副反应4OH--4e-=O2↑＋2H2O。A项，电解时，OH-向阳极移动，Pt电极为阳极，A正确；A项，生成C6N164-的电极反应为2C3N8H4+8OH--4e-=C6N164-＋8H2O，B正确；C项，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑＋2OH-，阳极主反应为2C3N8H4+8OH--4e-=C6N164-＋8H2O。根据电子守恒，当电路中通过4mol电子时，若只发生主反应，则阴极生成4 molOH-，而阳极消耗8molOH-，净消耗4 molOH-，导致溶液pH降低，C正确；D项，阳极还伴随有氧气的生成，故生成标况下11.2 L的氢气，生成的K4C6N16的物质的量小于0.25 mol，D错误；故选D。 题型06 电解法治理污染 1．含铬废水和含氰废水：电解法主要用于处理这两种类型的废水，能够有效地去除铬离子和氰化物，降低其毒性，达到净化水质的目的。 2．含重金属离子废水：电解法可以通过氧化还原反应使重金属离子在电极上析出，进而从废水中去除，如铜、锌、镍等。 3．含油废水：电解法也可用于去除废水中的油类污染物，通过电解作用使油类分解或凝聚，便于后续处理。 4．印染废水：对于印染废水中的染料分子，电解法可以通过凝聚吸附作用去除，同时破坏生色基团，达到脱色效果。 5．其他工业废水：电解法在处理化工、电镀、制浆造纸、制药、农药、酒精等各类工业废水方面也有广泛的应用，可以大幅度降低废水的色度和COD，提高废水的可生化性。 【典例6】(2023·北京卷，5)回收利用工业废气中的CO2和SO2，实验原理示意图如下。    下列说法不正确的是( ) A．废气中SO2排放到大气中会形成酸雨 B．装置a中溶液显碱性的原因是HCO3-的水解程度大于HCO3-的电离程度 C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的CO2和SO2 D．装置中的总反应为SO32-+CO2+H2OHCOOH+SO42- 【答案】C 【解析】A项，SO2是酸性氧化物，废气中SO2排放到空气中会形成硫酸型酸雨，故A正确；B项，装置a中溶液的溶质为NaHCO3，溶液显碱性，说明HCO3-的水解程度大于电离程度，故B正确；C项，装置a中NaHCO3溶液的作用是吸收SO2气体，CO2与NaHCO3溶液不反应，不能吸收CO2，故C错误；D项，由电解池阴极和阳极反应式可知，装置b中总反应为SO32-+CO2+H2OHCOOH+SO42-，故D正确；故选C。 【变式6-1】用电解法处理含铬废水(主要含有Cr2O72-)时，以铁板作阴、阳极，发生反应Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，铬以Cr(OH)3的形式除去，下列说法不正确的是( ) A．阴极反应为Cr2O72-+14H++6e-=2Cr3++7H2O B．电解过程中废水的pH逐渐增大 C．电解过程中有Fe(OH)3沉淀生成 D．电路中每转移12mol电子，最多有1molCr2O72-被还原 【答案】A 【解析】用电解法处理含铬废水(主要含有Cr2O72-)时，以铁板作阴、阳极，阳极铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，亚铁离子发生反应：Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，阴极氢离子得到电子发生还原反应：2H＋＋2e-=H2↑，反应消耗氢离子，使得溶液酸性减弱，导致铬以Cr(OH)3的形式除去。A项，阴极电极反应式为2H＋＋2e-=H2↑，A错误；B项，电解过程中消耗H+，使得废水的pH逐渐增大，B正确；C项，反应Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O生成铁离子在pH上升后会有Fe(OH)3生成，C正确；D项，阳极铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子：Fe-2e-=Fe2+，电路中通过12mol电子时，生成6 molFe2+，Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，则会消耗1molCr2O72-，D正确；故选A。 【变式6-2】通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( ) A．Pt电极作正极，发生还原反应 B．O2-由Pt电极向NiO电极移动 C．NiO电极上的电极反应为：NO+O2--2e-=NO2 D．O2-迁移的数量等于导线上通过电子的数量 【答案】D 【解析】通入氧气的Pt电极，氧气得到电子，发生还原反应，则Pt电极为正极，NiO极为原电池的负极。A项，结合分析可知，Pt电极作正极，发生还原反应，A正确；A项，结合分析可知，NiO极为原电池的负极，Pt极为原电池的正极，原电池中阴离子向负极移动，则O2-由Pt电极向NiO电极移动，B正确；C项，结合分析可知，NiO电极为负极，则NiO电极的电极反应式为NO+O2--2e-=NO2，C正确；D项，根据NO+O2--2e-=NO2分析，每转移2mol电子，有1mol O2-迁移到负极，即O2-迁移的数量不等于导线上通过电子的数量，D错误；故选D。 【变式6-3】科研工作者利用如图所示装置除去废水中的尿素[CO(NH2)2]。下列说法错误的是( ) A．b为直流电源的负极 B．工作时，废水中NaCl的浓度保持不变 C．工作时，H+由M极区通过质子交换膜移向N极区 D．若导线中通过6mol电子，理论上生成1mol N2 【答案】B 【解析】A项，由图知，N极区生成H2，N极作阴极，故b为直流电源的负极，A项正确；项，工作时，阳极区的反应为6Cl--6e-=3Cl2↑、3Cl2+CO(NH2)2+H2O=6Cl-+6H++CO2+N2，因消耗水而使废水中NaCl的浓度增大，B项错误；C项，工作时，H+由M极区通过质子交换膜移向N极区，C项正确；D项，由阳极区发生的反应知，若导线中通过6mol电子，理论上生成1 mol N2，D项正确；故选B。 13 / 13 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $