第4章 第2节 第2课时 电解原理的应用（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二化学选择性必修1 化学反应原理学习笔记（人教版 浙江专版）

本讲义聚焦电解原理的应用这一核心知识点，系统梳理氯碱工业（电解饱和食盐水）、电镀（如铁上镀铜）、电解精炼（如粗铜精炼）、电冶金（如冶炼钠、铝）等内容，构建从原理到工业实践的知识链条，作为学习支架帮助学生深化理解。 该资料通过判断题、例题及课时对点练，结合氯碱工业离子交换膜作用分析、电镀池构成实例等，培养科学思维中的证据推理与模型建构能力，提升科学探究与实践能力。课中辅助教师教学，课后帮助学生查漏补缺，强化知识应用。

第2课时　电解原理的应用 [核心素养发展目标]　1.认识电解原理在氯碱工业、电镀及电冶金等工业生产中的实际应用。2.深化对电解原理的理解。 一、电解饱和食盐水——氯碱工业 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。 (1)电解饱和食盐水时，阴极发生氧化反应：2Cl--2e-===Cl2↑(　　) (2)氯碱工业电解槽中滴入酚酞溶液，变红色的区域为阳极区(　　) (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(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)× 1.(2024·浙江强基联盟高二联考)氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水的原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A.电子从电极A经溶液流向电极B B.离子交换膜为阴离子交换膜 C.饱和NaCl溶液从b处进，NaOH溶液从c处出 D.电极A为阳极，发生还原反应生成氯气 答案　C 解析　氯碱工业中的总反应为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；电解池中阳极失电子发生氧化反应，氯碱工业中Cl2为氧化产物，所以电极A为阳极，电极B为阴极，据此作答。电子不会经过溶液，只会在外电路移动，故A错误；阳极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑，阴极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，为了防止生成的氯气与氢氧化钠发生反应，所以要防止OH-流向阳极即电极A，该离子交换膜应为阳离子交换膜，故B错误；饱和NaCl溶液从b处进，NaOH溶液从c处出，故C正确；根据分析可知电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气，故D错误。 2.“84”消毒液是环境消毒液之一。某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和食盐水，通电时，为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置。c、d都为石墨电极。 完成下列填空： (1)a为电源的　　　　(填“正”“负”“阴”或“阳”，下同)极，c为电解池的　　　　极。  (2)d电极的电极反应式：　　　　　　　　，电解产生消毒液的总化学方程式为　　　　。  答案　(1)负　阳　(2)2H2O+2e-===H2↑+2OH-　NaCl+H2ONaClO+H2↑ 解析　电解饱和氯化钠溶液的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，该学生的目的是使Cl2被完全吸收制得NaClO溶液，即要让Cl2与NaOH溶液充分混合反应。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↑。 3.(2024·宁波高二上期末)用惰性电极电解制备LiOH的实验装置如图，a口导入LiCl溶液，b口导入LiOH溶液，下列叙述正确的是(　　) A.外加电源 m极为负极 B.阴极区的电极反应式为4OH--4e-===O2↑+2H2O C.当电路中通过1 mol电子时，会有1 mol的H+从左区移到右区 D.LiOH浓溶液从d口导出 答案　D 解析　a口导入LiCl溶液，溶液中氯离子失电子发生反应：2Cl--2e-===Cl2↑，故左电极为阳极；m为电源的正极；b口导入LiOH溶液，右侧电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，右电极为阴极；锂离子通过离子交换膜移向阴极，和阴极区域产生的氢氧根离子结合产生LiOH。由分析可知外加电源 m极为正极，故A错误；在阴极附近产生的是氢气，电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-，故B错误；根据分析可知左区为阳极区，右区为阴极区，内电路中阳离子移向阴极，外电路中通过1 mol电子时，会有1 mol的Li+从左区移到右区，故C错误；锂离子移向阴极，与阴极区域产生的OH-结合产生LiOH，LiOH浓溶液从d口导出，故D正确。 二、电镀　电解精炼 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。 (1)在Fe上电镀Zn，应用Zn作阳极，用ZnSO4溶液作电镀液(　　) (2)电解精炼铜时，粗铜作阳极，活泼性比Cu弱的杂质金属成为阳极泥沉在阳极区(　　) (3)电解精炼铜时，电解质溶液的成分不发生变化(　　) (4)电镀过程相当于金属的“迁移”，属于物理变化(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)× 1.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，思考回答下列问题： (1)阳极发生　　　反应，其电极反应式：　　　　 　　　　。  (2)电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量　　　　(填“相等”或“不相等”)。  (3)电解后，溶液中存在的金属阳离子有　　　、　　　、Ni2+等。  (4)电解后，电解槽底部含有　　　　等金属。  答案　(1)氧化　Ni-2e-===Ni2+，Fe-2e-===Fe2+，Zn-2e-===Zn2+　(2)不相等　(3)Fe2+　Zn2+　(4)Cu、Pt 解析　(2)电解过程中阳极失电子的有Fe、Zn、Ni，阴极析出的是镍，依据得失电子守恒，阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等。(4)粗镍作阳极，Fe、Zn在电极上失去电子形成阳离子进入溶液中，Cu和Pt沉积到电解槽底部。 2.利用电解法制备超细银粉的示意图如下，Ag2SO4⁃H2SO4电解液中添加Ti3+/Ti4+，解决了高电流密度下阴极发生析氢反应的问题，并实现Ti3+/Ti4+循环利用。请结合化学用语解释阴极区附近生成超细银粉的原因：　　　　　　　　　　　。  答案　阳极：Ag-e-===Ag+，生成的Ag+与电解质溶液中的S结合生成微溶物Ag2SO4，使得电解质溶液中c(Ag+)并不高，且存在Ag2SO4(s)2Ag+(aq)+S(aq)。阴极：Ti4++e-===Ti3+，生成的Ti3+具有较强的还原性，在阴极区附近发生反应Ti3++Ag+===Ag+Ti4+，c(Ag+)降低，促进Ag2SO4溶解，缓慢释放的Ag+被还原得到超细银粉 3.[2023·湖南，17(2)]“电解精炼”装置如图所示(以粗Ga为原料制高纯Ga)，电解池温度控制在40~45 ℃的原因是　　　 　　　　，  阴极的电极反应式为　　　　。  已知：金属Ga的化学性质和Al相似，Ga的熔点为29.8 ℃。 答案　使Ga充分熔化　[Ga(OH)4]-+3e-===Ga+4OH- 三、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 (1)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。 (2)电解时的反应 阳极：2Cl--2e-===Cl2↑； 阴极：Na++e-===Na； 总反应：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。 (1)活泼的金属往往采用电解法冶炼(　　) (2)工业上常用钠与熔融的氯化镁反应制取金属镁(　　) (3)工业冶炼金属铝时，电解熔融态AlCl3(　　) (4)电解熔融NaOH的化学方程式：4NaOH(熔融)4Na+2O2↑+2H2↑(　　) (5)电解碱土金属氧化物和汞的混合物时，汞齐(汞合金)能保护金属(　　) (6)冶炼钠和镁的阳极电极反应式均为2Cl--2e-===Cl2↑(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√ 1.金属镁的工业制备是电解熔融　　　　(填“MgCl2”或“MgO”)，原因是　　　　　　　　。 答案　MgCl2　熔融氧化镁需要的温度较高、耗能较大 2.如图为工业电解熔融氧化铝冶炼铝的装置示意图。 (1)写出电解时的电极反应式及总反应方程式。 (2)资料表明Al2O3的熔点为2 054 ℃，冰晶石(Na3AlF6)的熔点为1 000 ℃，用电解Al2O3制取金属铝时会加入冰晶石，其作用是　　　 　　　　。  (3)该电解过程要在1 000 ℃以上进行，工业上冶炼铝过程中会发生阳极损耗，试分析发生阳极损耗原因：　　　　　。  答案　(1)阳极：2O2--4e-===O2↑； 阴极：Al3++3e-===Al； 总反应：2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。 (2)作助熔剂，降低熔点 (3)高温下，阳极产生的氧气与碳块反应生成CO、CO2 3.21世纪是钛的世纪，在800~1 000 ℃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.石墨电极上发生还原反应 C.阴极发生的反应为TiO2+4e-===Ti+2O2- D.每生成0.1 mol Ti，转移0.2 mol电子 答案　C 解析　由O2-的移动方向可知，b为电源正极，A错误；石墨电极作阳极，发生氧化反应，B错误；每生成0.1 mol Ti，转移0.4 mol电子，D错误。 课时对点练 [分值：100分] [1~8题，每小题6分] 题组一　氯碱工业 1.如图，用有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的立式隔膜电解槽电解食盐水时，下列叙述错误的是(　　) A.精制饱和氯化钠溶液从阳极区补充 B.Z处流出的溶液是较浓的NaOH溶液 C.使用离子交换膜时产品烧碱更纯 D.每转移NA个电子理论上可生成0.5 mol烧碱 答案　D 解析　电解食盐水时，阳极发生氧化反应，消耗NaCl，则应在阳极补充NaCl，故A正确；阴极生成OH-，且Na+向阴极移动，则产品烧碱溶液从阴极区Z处流出，故B正确；未用离子交换膜时，阴极区混有NaCl，产品不纯，而用离子交换膜时，只有Na+向阴极移动，产品较为纯净，故C正确；电解方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，每转移NA个电子理论上可生成1 mol烧碱，故D错误。 2.(2023·浙江6月选考，13)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。 题组二　电镀　电解精炼 3.粗银中含有Cu、Pt等杂质，以AgNO3溶液为电解质溶液用电解法提纯银。下列说法正确的是(　　) A.粗银与电源负极相连 B.电解液中c(Ag+)浓度保持不变 C.Cu、Pt在阳极区中沉积 D.阴极反应式为Ag++e-===Ag 答案　D 解析　电解精炼时，粗银作阳极，与电源正极相连，A错误；阳极Cu、Ag失电子进入溶液，阴极Ag+得电子析出，电解液中c(Ag+)浓度变小，B错误；Cu失电子形成Cu2+进入溶液，Pt不反应，在阳极区沉积，C错误；阴极Ag+得电子析出，阴极反应式为Ag++e-===Ag，D正确。 4.(2024·丽水高二上期末)铁制镀件镀铜的实验如图所示，下列说法不正确的是(　　) A.砂纸打磨过的铁制镀件先用碱浸泡以除去油污，再用盐酸除锈 B.铁制镀件与直流电源正极相连，铜与直流电源负极相连，将两极平行浸入电镀液中 C.在以硫酸铜溶液为主的电镀液中加入一些氨水制成铜氨溶液，可使镀层光亮 D.电镀一段时间后，在铁制镀件表面可看到光亮的紫红色物质，铜片逐渐变薄 答案　B 解析　铁制镀件镀铜实验中，铁制镀件作为阴极，外接电源负极，b为负极；镀层铜片作为阳极，外接电源正极，a为正极。砂纸打磨过的铁制镀件先用碱浸泡以除去油污，再用盐酸除锈，A正确；铁制镀件与直流电源负极相连，铜与直流电源正极相连，将两极平行浸入电镀液中，B错误；电镀一段时间后，在铁制镀件表面生成铜单质，可看到光亮的紫红色物质，阳极铜片逐渐被氧化成离子进入溶液，铜片变薄，D正确。 5.在铁片上镀锌时，下列叙述正确的是(　　) ①将铁片接在电池的正极上　②将锌片接在电池的正极上　③在铁片上发生的反应是Zn2++2e-===Zn　④在锌片上发生的反应是2H2O-4e-===O2↑+4H+　⑤需用FeSO4溶液　⑥需用ZnSO4溶液 A.②③⑥ B.②③④⑥ C.①④⑤ D.①③⑥ 答案　A 解析　在铁片上镀锌时，铁片作电解池的阴极，与电源负极相连，①错误；锌片作电解池的阳极，和电源正极相连，②正确；在铁片上发生的反应是Zn2++2e-===Zn，③正确；在锌片上发生的反应是Zn-2e-===Zn2+，④错误；电解质溶液为含锌离子的溶液，不能用FeSO4溶液，需用ZnSO4溶液，⑤错误、⑥正确。 6.用含少量银和锌的粗铜作阳极，纯铜片作阴极，CuSO4溶液作电解液，电解一段时间后，阳极质量减少了x g，则下列说法错误的是(　　) A.两极得失电子相等 B.阳极溶解的金属的物质的量之和等于析出的铜的物质的量 C.阴极质量增加b g，b<x D.阳极减少的x g质量为溶解的锌和铜的质量 答案　D 解析　由于粗铜中含有Zn和Ag，在电解过程中阳极先是锌失去电子，然后是铜失去电子，Ag形成阳极泥，而阴极一直是铜析出。在电解过程中，两极得失电子相等，所以溶解的锌和铜的物质的量之和等于析出的铜的物质的量，A、B正确，但由于M(Zn)>M(Cu)，且还有一部分Ag形成阳极泥，所以阳极减少的金属的质量大于阴极析出铜的质量，即b<x，C项正确、D项错误。 题组三　电冶金 7.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。 8.1807年，化学家戴维通过电解熔融氢氧化钠制取金属钠：4NaOH(熔融)4Na+O2↑+2H2O；后来盖·吕萨克通过铁与熔融氢氧化钠作用也制得金属钠：3Fe+4NaOHFe3+2H2↑+4Na↑。下列有关说法正确的是(　　) A.电解熔融氢氧化钠制取金属钠，阳极发生的电极反应为2OH--2e-===H2↑+O2↑ B.盖·吕萨克制钠的原理是利用铁的还原性比钠强 C.若戴维法与盖·吕萨克法制得等量的钠，则两反应中转移的电子总数不同 D.目前工业上常用电解熔融氯化钠法制取金属钠，电解槽中石墨为阴极，铁为阳极 答案　C 解析　由4NaOH(熔融)4Na+O2↑+2H2O可知，阳极OH-放电生成O2和H2O，电极反应式为4OH--4e-===2H2O+O2↑，A错误；Na的还原性强于Fe，但Na的沸点比Fe低得多，盖·吕萨克法制钠利用了Fe与Na的沸点差异，B错误；由电解原理可知，戴维法制取4 mol Na时转移4 mol电子，但盖·吕萨克法制取4 mol Na时转移8 mol电子，则转移的电子总数不同，C正确；用电解熔融氯化钠法制钠时，不能用铁作阳极，D错误。 [9~12题，每小题7分] 9.电解装置示意图如图所示。下列电解目的不能实现的是(　　) 选项 电极材料 电解质溶液 电解目的 A a：碳棒，b：碳棒 稀硫酸 制取O2和H2 B a：银，b：铁 AgNO3溶液 铁上镀银 C a：粗铜，b：精铜 CuSO4溶液 电解精炼铜 D a：铜，b：碳棒 KNO3稀溶液 制取少量O2和H2 答案　D 解析　据图可知a为阳极，b为阴极。若a、b均为碳棒，电解稀H2SO4的实质是电解水，能达到电解目的，A不符合题意；铁上镀银时，阳极a是金属银，阴极b是铁，AgNO3溶液为电解质溶液，能达到电解目的，B不符合题意；电解精炼铜时，阳极a为粗铜 ，阴极b为精铜，用CuSO4溶液作电解质溶液，能达到电解目的，C不符合题意；阳极a为Cu时，Cu失电子发生氧化反应生成Cu2+，不能得到O2，不能达到电解目的，D符合题意。 10.(2025·杭州高二期中)普通电解精炼铜的方法所制备的铜中仍含杂质，利用下面的双膜( 阴离子交换膜和过滤膜)电解装置可制备高纯度的Cu。下列有关叙述正确的是(　　) A.电极a为粗铜，电极b为精铜 B.甲膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区 C.乙膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区 D.当电路中通过1 mol电子时，可生成32 g精铜 答案　D 解析　由题意结合电解原理可知，电极a作阴极，为精铜；电极b作阳极，为粗铜，A不正确；甲膜为阴离子交换膜，可阻止杂质离子阳离子进入阴极区，B不正确；乙膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区，C不正确；当电路中通过1 mol电子时，可生成0.5 mol精铜，其质量为32 g ，D正确。 11.(2025·金华卓越联盟联考)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，电解质溶液为稀H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列叙述不正确的是(　　) A.电解时需加水以维持电解液浓度稳定 B.阳极反应式为2Al-6e-+6OH-===Al2O3+3H2O C.可选用金属铝作为阴极 D.每生成0.01 mol氧化物，同时生成标准状况下672 mL H2 答案　B 解析　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，则金属铝是阳极材料，电极反应为2Al-6e-+3H2O===Al2O3+6H+，阴极发生得电子的还原反应，电极反应式为2H++2e-===H2↑，总反应式为2Al+3H2O===Al2O3+3H2↑。为了在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，需要保持电解质溶液浓度基本不变，根据总反应：2Al+3H2O===Al2O3+3H2↑，电解时消耗水，因此需加水以维持电解液浓度稳定，每生成0.01 mol Al2O3，生成H2 0.03 mol，其标准状况下体积为672 mL，A、D正确；根据分析知，阳极反应为2Al-6e-+3H2O===Al2O3+6H+，B错误；阴极发生得电子的还原反应，电极反应式为2H++2e-===H2↑，所以可选用金属铝作为阴极，C正确。 12.(2025·嘉兴高二上学期期末)一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图)可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是(　　) A.右侧电极作阳极，发生氧化反应 B.理论上每消耗0.1 mol Fe2O3，阳极室溶液减少21.3 g C.阴极区电极反应：Fe2O3+6e-+3H2O===2Fe+6OH-，溶液中OH- 逐渐升高 D.理论上每消耗0.1 mol Fe2O3，产生气体6.72 L(标准状况下) 答案　B 解析　左侧电极上Fe2O3转化为Fe，为阴极，右侧区域为饱和食盐水，电极上生成气体，则右侧电极为阳极，失去电子发生氧化反应，A正确；左侧电极为阴极，发生还原反应，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应：Fe2O3+6e-+3H2O===2Fe+6OH-，理论上每消耗0.1 mol Fe2O3，转移0.6 mol电子，由2Cl--2e-===Cl2↑可知，阳极生成0.3 mol氯气，同时有0.6 mol Na+由阳极区移向阴极区，阳极室溶液质量减少0.3 mol×71 g·mol-1+0.6 mol×23 g·mol-1=35.1 g，B错误；由阴极电极反应式可知，阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高，C正确；由阴极电极反应可知，理论上每消耗0.1 mol Fe2O3，转移0.6 mol电子，则阳极生成0.3 mol氯气，标准状况下的体积为0.3 mol×22.4 L·mol-1=6.72 L，D正确。 13.(12分)电解Na2CO3溶液可制得NaHCO3和NaOH，原理如图1所示： (1)阳极生成HC的电极反应式为　　　 　　　　，  阴极产生的物质A的化学式为　　　　。  (2)工作一段时间后，两极区制得NaHCO3与NaOH的物质的量之比约为　　　　　　　　。  (3)利用上述所得NaHCO3溶液在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原理如图2所示，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　(用相关的电极反应式表示)。  答案　(1)4C+2H2O-4e-===4HC+O2↑　H2　(2)1∶1　(3)Al-3e-+3HC===Al(OH)3↓+3CO2↑ 解析　(1)电解时阳极区碳酸钠溶液中水电离的OH-失电子产生O2，同时生成HC，电极反应式为4C+2H2O-4e-===4HC+O2↑；阴极区水电离的H+得电子产生H2，物质A的化学式为H2。(2)工作一段时间后，两极区的电极反应分别为4C+2H2O-4e-===4HC+O2↑、2H2O+2e-===2OH-+H2↑，根据得失电子数相等，则制得NaHCO3与NaOH的物质的量之比约为1∶1。(3)铝与直流电源正极相连，为阳极，被氧化为Al3+，继而和溶液中的HC发生相互促进的水解反应，生成氢氧化铝沉淀，电极反应式为Al-3e-+3HC===Al(OH)3↓+3CO2↑。 14.(12分)某研究性学习小组用如图所示装置进行实验，探究原电池、电解池和电解制备钴的工作原理。一段时间后装置甲的两极均有气体产生，且X极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验，观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。 查阅资料：高铁酸根离子(Fe)在溶液中呈紫红色。 请根据实验现象及所查资料，回答下列问题： (1)上述装置中，发生还原反应的电极有　　　　(填字母)。   A.X(Fe) B.Y(C) C.Co D.Zn (2)丙池中的S　　　　(填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动。   (3)反应过程中，X极处发生的电极反应为4OH--4e-===2H2O+O2↑和　　　　　　　　　　　　　。   (4)一段时间后，若X极质量减小1.12 g，Y电极收集到2.24 L气体(标准状况下)，则在标准状况下X极收集到气体为　　　　mL。   (5)乙池是电解制备金属钴的装置，理论上Ⅰ室中n(H+)　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)，该电解池总反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。   答案　(1)BC　(2)从右向左　(3)Fe-6e-+8OH-===Fe+4H2O　(4)448　(5)不变　2CoCl2+2H2O2Co+O2↑+4HCl 解析　结合题图，首先确定丙池为原电池。 (2)在原电池中，阴离子向负极移动，S会向Zn电极方向移动，即从右向左移动。(3)X极为阳极，发生氧化反应，由“铁电极明显变细”“X极处溶液逐渐变成紫红色”可知，Fe参与电极反应，有Fe生成，电极反应为Fe-6e-+8OH-===Fe+4H2O。(4)根据题意可知，消耗的n(Fe)==0.02 mol，n(H2)==0.1 mol，整个电路中电子转移数目相等，4n(O2)+6n(Fe)=2n(H2)，即4n(O2)+6×0.02 mol=2×0.1 mol，解得n(O2)=0.02 mol，标准状况下V(O2)=0.02 mol×22.4 L·mol-1=0.448 L=448 mL。(5)乙池中石墨为阳极，阳极的电极反应式为2H2O-4e-===4H++O2↑，氢离子经过阳离子交换膜由Ⅰ室进入Ⅱ室，所以理论上Ⅰ室中n(H+)不变；该电解池的阴极反应式为Co2++2e-===Co，则总反应为2CoCl2+2H2O2Co+O2↑+4HCl。 学科网（北京）股份有限公司 $