資源簡介

第2課時　電解原理的應用
[核心素養發展目標]　1.通過對氯堿工業、電鍍、銅的電解精煉等原理的分析，認識電能與化學能之間的能量轉化。2.建立電解原理解決問題的分析思維模型，加深對電解原理的理解和應用。
一、電解食鹽水制備燒堿、氫氣和氯氣
1．實驗室電解飽和食鹽水
(1)實驗裝置
(2)實驗現象
①陽極上有 氣味的 色氣體產生，該氣體能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變 。
②陰極上有 氣體產生，陰極附近溶液變 。
(3)原理分析
①通電前，氯化鈉溶液中含有的離子： 。
②通電后， 移向陰極， 移向陽極。
陽極：離子放電順序為 ，電極反應式為 ；
陰極：離子放電順序為 ，電極反應式為 。
因 放電，故陰極區生成 。
(4)電解的總反應式
化學方程式：____________________________________________________；
離子方程式：____________________________________________________。
2．氯堿工業
工業上，用隔膜阻止OH－移向陽極，則Na＋和OH－可以在陰極附近的溶液中富集，這樣就可以從陰極溶液中得到NaOH。這就是電解食鹽水制備燒堿的原理，也稱作氯堿工業。
(1)電解飽和食鹽水時，陰極發生氧化反應：2Cl－－2e－===Cl2↑(　　)
(2)氯堿工業電解槽中滴入酚酞溶液，變紅色的區域為陽極區(　　)
(3)電解飽和食鹽水時，陽極和陰極都可以選擇金屬材料(如鐵)(　　)
(4)電解飽和NaCl溶液可以制取金屬鈉(　　)
1．氯堿工業以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的含氧酸鹽等系列化工產品，如圖是離子交換膜法電解飽和食鹽水的示意圖，圖中陽離子交換膜只允許Na＋等通過，不允許OH－、Cl－等陰離子及氣體分子通過。
(1)陽極(金屬鈦網)電極反應式：____________________________________________；
陰極(碳鋼網)電極反應式：________________________________________________；
電解飽和食鹽水總離子方程式：____________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)陽離子交換膜的作用為_________________________________________________。
從圖中b位置補充的為含有少量NaOH的水，NaOH的作用為_________________
_______________________________________________________________________。
(3)精制飽和食鹽水從圖中____________(填“a”“b”“c”或“d”，下同)位置補充，NaOH溶液從圖中__________位置流出。圖中e位置排出的氣體為____________。
2．(2023·浙江6月選考，13)氯堿工業能耗大，通過如圖改進的設計可大幅度降低能耗，下列說法不正確的是(　　)
A．電極A接電源正極，發生氧化反應
B．電極B的電極反應式為：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．應選用陽離子交換膜，在右室獲得濃度較高的NaOH溶液
D．改進設計中通過提高電極B上反應物的氧化性來降低電解電壓，減少能耗
3.84消毒液是常用的環境消毒液之一。某課外小組制作一種家用環保型消毒液發生器，用石墨做電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時，可以使Cl2被完全吸收制得有較強殺菌能力的消毒液，裝置如圖所示。c、d都為碳電極。
完成下列填空：
(1)a為電源的________極，c為電解池的________極(填“正”“負”“陰”或“陽”)。
(2)d電極上發生的電極反應式：____________________________，電解產生消毒液的總化學方程式為_________________________________________________________________。
二、銅的電解精煉、電鍍
1．銅的電解精煉
(1)粗銅成分
①主要成分： 。
②雜質金屬：比銅活潑的有 等；不如銅活潑的有 等。
(2)裝置
(3) 電解精煉的電極反應
(4)電解精煉的結果
粗銅中比銅活潑的金屬Zn、Fe、Ni等失去電子形成的陽離子進入溶液；不如銅活潑的金屬
等以金屬單質的形式沉積在電解池的底部，與其他不溶性雜質混在一起形成 ；陰極上得到 。
2．電鍍
(1)定義：應用 原理，在金屬表面鍍上一薄層 或 的方法。
(2)目的：提高金屬的 能力、耐磨性能或改善金屬制品的外觀。
(3)電鍍池的設計
一般都是用 作電鍍液；把 浸入電鍍液中與直流電源的正極相連，作為陽極； 與直流電源的負極相連，作為陰極。
(4)案例(鐵釘鍍銅實驗)
陰極 (鍍件)，電極反應：______________
陽極 (鍍層金屬)，電極反應：____________
離子導體
裝置圖與實驗現象
3.電解法用于冶煉較活潑的金屬
金屬 電極反應 總反應
鈉 陽極：____________________ 陰極：____________________ 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
鋁 陽極：____________________ 陰極：____________________ 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
鎂 陽極：____________________ 陰極：____________________ MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
(1)在Fe上電鍍Zn，應用Zn作陽極，用ZnSO4溶液作電鍍液(　　)
(2)電解精煉銅時，粗銅作陽極，活潑性比Cu弱的雜質金屬成為陽極泥沉在陽極區(　　)
(3)電解精煉銅時，電解質溶液的成分不發生變化(　　)
(4)電鍍過程相當于金屬的“遷移”，屬于物理變化(　　)
1．金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質，可用電解法制備高純度的鎳，思考回答下列問題：
(1)陽極發生 反應，其電極反應式：_______________________________________。
(2)電解過程中，陽極質量的減少與陰極質量的增加 (填“相等”或“不相等”)。
(3)電解后，溶液中存在的金屬陽離子有 、 、Ni2＋等。
(4)電解后，電解池底部含有 等金屬。
2．如圖為電解熔融的氧化鋁冶煉鋁的示意圖。
(1)資料表明Al2O3的熔點2 054 ℃，冰晶石(Na3AlF6)的熔點1 000 ℃，用電解Al2O3制取金屬鋁時會加入冰晶石，其作用是______________。
(2)該電解裝置中的離子導體是______________________________________________。
(3)該電解過程要在1 000 ℃以上進行，工業上冶煉鋁過程中會發生陽極損耗，可能發生的反應有________________________________________________________________________。
3．[2023·湖南，17(2)]“電解精煉”裝置如圖所示(以粗Ga為原料制高純Ga)，電解池溫度控制在40～45 ℃的原因是_________________________________________________
________________________________________________________________________，
陰極的電極反應式為______________________________________________________。
已知：①金屬Ga的化學性質和Al相似，Ga的熔點為29.8 ℃。
第2課時　電解原理的應用
一、
1．(1)陰　陽
(2)①刺激性　黃綠　藍色　②無色　紅色
(3)①Na＋、Cl－、H＋、OH－　②Na＋、H＋　Cl－、OH－　Cl－>OH－　2Cl－－2e－===Cl2↑　H＋>Na＋　2H＋＋2e－===H2↑　H＋　NaOH
(4)2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH
2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－
正誤判斷
(1)×　(2)×　(3)×　(4)×
思考交流
1．(1)2Cl－－2e－===Cl2↑　2H＋＋2e－===H2↑　2Cl－＋2H2OCl2↑＋2OH－＋H2↑　(2)將電解槽隔成陽極室和陰極室，允許陽離子Na＋通過，阻止陰離子OH－和氣體通過，使生成的NaOH更純，并防止H2、Cl2混合發生爆炸　增強導電性，提高電解效率　(3)a　c　氯氣
2．B
3．(1)負　陽　(2)2H＋＋2e－===H2↑
NaCl＋H2ONaClO＋H2↑
二、
1．(1)①Cu　②Zn、Fe、Ni　Ag、Pt、Au
(3)Cu(粗銅)－2e－===Cu2＋　Ag、Pt、Au　Cu2＋＋2e－===Cu(精銅)　(4)Ag、Au、Pt　陽極泥　精銅
2．(1)電解　金屬　合金
(2)抗腐蝕
(3)含有鍍層金屬離子的鹽溶液　鍍層金屬　鍍件
(4)鐵釘　Cu2＋＋2e－===Cu　銅片　Cu－2e－===Cu2＋　硫酸銅溶液　逐漸溶解　表面覆蓋一層紅色物質
3．2Cl－－2e－===Cl2↑　2Na＋＋2e－===2Na　6O2－－12e－===3O2↑　4Al3＋＋12e－===4Al　2Cl－－2e－===Cl2↑　Mg2＋＋2e－===Mg
正誤判斷
(1)√　(2)√　(3)×　(4)×
思考交流
1．(1)氧化　Ni－2e－===Ni2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Zn－2e－===Zn2＋　(2)不相等　(3)Fe2＋　Zn2＋　(4)Cu、Pt
2．(1)降低氧化鋁的熔點
(2)熔融狀態的冰晶石和Al2O3
(3)2O2－－4e－===O2，O2＋CCO2，O2＋2C2CO
3．使Ga充分熔化　[Ga(OH)4]－＋3e－===Ga＋4OH－(共80張PPT)
第1章　第3節
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電解原理的應用
第2課時
核心素養
發展目標
1.通過對氯堿工業、電鍍、銅的電解精煉等原理的分析，認識電能與化學能之間的能量轉化。
2.建立電解原理解決問題的分析思維模型，加深對電解原理的理解和應用。
內容索引
一、電解食鹽水制備燒堿、氫氣和氯氣
二、銅的電解精煉、電鍍
課時對點練
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一
電解食鹽水制備燒堿、氫氣和氯氣
1.實驗室電解飽和食鹽水
(1)實驗裝置
一
電解食鹽水制備燒堿、氫氣和氯氣
陰
陽
(2)實驗現象
①陽極上有 氣味的 色氣體產生，該氣體能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變 。
②陰極上有 氣體產生，陰極附近溶液變 。
刺激性
黃綠
藍色
無色
紅色
(3)原理分析
①通電前，氯化鈉溶液中含有的離子： 。
②通電后， 移向陰極， 移向陽極。
陽極：離子放電順序為 ，電極反應式為 ；
陰極：離子放電順序為 ，電極反應式為 。
因 放電，故陰極區生成 。
Na＋、Cl－、H＋、OH－
Na＋、H＋
Cl－、OH－
Cl－>OH－
2Cl－－2e－===Cl2↑
H＋>Na＋
2H＋＋2e－===H2↑
H＋
NaOH
(4)電解的總反應式
化學方程式： ；
離子方程式： 。
2.氯堿工業
工業上，用隔膜阻止OH－移向陽極，則Na＋和OH－可以在陰極附近的溶液中富集，這樣就可以從陰極溶液中得到NaOH。這就是電解食鹽水制備燒堿的原理，也稱作氯堿工業。
(1)電解飽和食鹽水時，陰極發生氧化反應：2Cl－－2e－===Cl2↑
(2)氯堿工業電解槽中滴入酚酞溶液，變紅色的區域為陽極區
(3)電解飽和食鹽水時，陽極和陰極都可以選擇金屬材料(如鐵)
(4)電解飽和NaCl溶液可以制取金屬鈉
×
×
×
×
1.氯堿工業以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的含氧酸鹽等系列化工產品，如圖是離子交換膜法電解飽和食鹽水的示意圖，圖中陽離子交換膜只允許Na＋等通過，不允許OH－、Cl－等陰離子及氣體分子通過。
(1)陽極(金屬鈦網)電極反應式：__________________；
陰極(碳鋼網)電極反應式：_________________；
電解飽和食鹽水總離子方程式：_________________________________。
2Cl－－2e－===Cl2↑
2H＋＋2e－===H2↑
(2)陽離子交換膜的作用為_______________________________________
_________________________________________________________________________________。
將電解槽隔成陽極室和陰極室，允許陽離子
Na＋通過，阻止陰離子OH－和氣體通過，使生成的NaOH更純，并防止
H2、Cl2混合發生爆炸
從圖中b位置補充的為含有少量NaOH的水，NaOH的作用為____________
_____________。
增強導電性，
提高電解效率
(3)精制飽和食鹽水從圖中___(填“a”“b”“c”或“d”，下同)位置補充，NaOH溶液從圖中___位置流出。圖中e位置排出的氣體為_____。
a
c
氯氣
2.(2023·浙江6月選考，13)氯堿工業能耗大，通過如圖改進的設計可大幅度降低能耗，下列說法不正確的是
A.電極A接電源正極，發生氧化反應
B.電極B的電極反應式為：2H2O＋2e－
===H2↑＋2OH－
C.應選用陽離子交換膜，在右室獲得濃度較高的NaOH溶液
D.改進設計中通過提高電極B上反應物的氧化性來降低電解電壓，減少
能耗
√
電極A是氯離子變為氯氣，化合價升高，失去電子，是電解池陽極，因此電極A接電源正極，發生氧化反應，故A正確；
電極B為陰極，通入的氧氣得到電子，其電極反應式為2H2O＋4e－＋O2===4OH－，故B錯誤；
右室生成氫氧根離子，應選用陽離子交換膜，左室的鈉離子進入到右室，在右室獲得濃度較高的NaOH溶液，故C正確；
改進設計中增大了氧氣的量，提高了電極B處的氧化性，從而降低電解電壓，減少能耗，故D正確。
3.84消毒液是常用的環境消毒液之一。某課外小組制作一種家用環保型消毒液發生器，用石墨做電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時，可以使Cl2被完全吸收制得有較強殺菌能力的消毒液，裝置如圖所示。c、d都為碳電極。
完成下列填空：
(1)a為電源的___極，c為電解池的___極(填“正”“負”“陰”或“陽”)。
負
陽
(2)d電極上發生的電極反應式：__________________，
電解產生消毒液的總化學方程式為________________
_____________。
2H＋＋2e－===H2↑
NaClO＋H2↑
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二
銅的電解精煉、電鍍
1.銅的電解精煉
(1)粗銅成分
①主要成分： 。
②雜質金屬：比銅活潑的有 等；不如銅活潑的有________
等。
二
銅的電解精煉、電鍍
Cu
Zn、Fe、Ni
Ag、Pt、
Au
(2)裝置
(3)電解精煉的電極反應
Cu(粗銅)－2e－===Cu2＋
Ag、Pt、Au
Cu2＋＋2e－===Cu(精銅)
(4)電解精煉的結果
粗銅中比銅活潑的金屬Zn、Fe、Ni等失去電子形成的陽離子進入溶液；不如銅活潑的金屬 等以金屬單質的形式沉積在電解池的底部，與其他不溶性雜質混在一起形成 ；陰極上得到 。
Ag、Au、Pt
陽極泥
精銅
2.電鍍
(1)定義：應用 原理，在金屬表面鍍上一薄層 或 的方法。
(2)目的：提高金屬的 能力、耐磨性能或改善金屬制品的外觀。
(3)電鍍池的設計
一般都是用 作電鍍液；把 浸入電鍍液中與直流電源的正極相連，作為陽極； 與直流電源的負極相連，作為陰極。
電解
金屬
合金
抗腐蝕
含有鍍層金屬離子的鹽溶液
鍍層金屬
鍍件
(4)案例(鐵釘鍍銅實驗)
陰極 (鍍件)，電極反應：________________
陽極 (鍍層金屬)，電極反應：________________
離子導體 ___________
裝置圖與實驗現象
銅片：_________
鐵釘：_____________
_________
鐵釘
Cu2＋＋2e－===Cu
銅片
Cu－2e－===Cu2＋
硫酸銅溶液
逐漸溶解
表面覆蓋一層
紅色物質
3.電解法用于冶煉較活潑的金屬
金屬 電極反應 總反應
鈉 陽極：_________________ 陰極：_________________
鋁 陽極：___________________ 陰極：__________________
鎂 陽極：_________________ 陰極：_________________
2Cl－－2e－===Cl2↑
2Na＋＋2e－===2Na
6O2－－12e－===3O2↑
4Al3＋＋12e－===4Al
2Cl－－2e－===Cl2↑
Mg2＋＋2e－===Mg
(1)在Fe上電鍍Zn，應用Zn作陽極，用ZnSO4溶液作電鍍液
(2)電解精煉銅時，粗銅作陽極，活潑性比Cu弱的雜質金屬成為陽極泥沉在陽極區
(3)電解精煉銅時，電解質溶液的成分不發生變化
(4)電鍍過程相當于金屬的“遷移”，屬于物理變化
√
×
√
×
1.金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質，可用電解法制備高純度的鎳，思考回答下列問題：
(1)陽極發生 反應，其電極反應式：_________________________
。
(2)電解過程中，陽極質量的減少與陰極質量的增加 (填“相等”或“不相等”)。
氧化
Ni－2e－===Ni2＋，Fe－2e－
===Fe2＋，Zn－2e－===Zn2＋
不相等
電解過程中陽極失電子的有Fe、Zn、Ni，陰極析出的是鎳，依據得失電子守恒，陽極質量的減少與陰極質量的增加不相等。
(3)電解后，溶液中存在的金屬陽離子有 、 、Ni2＋等。
(4)電解后，電解池底部含有 等金屬。
Fe2＋
Zn2＋
Cu、Pt
粗鎳作陽極，Fe、Zn在電極上失去電子形成陽離子進入溶液中，Cu和Pt沉降到電解池底部。
2.如圖為電解熔融的氧化鋁冶煉鋁的示意圖。
(1)資料表明Al2O3的熔點2 054 ℃，冰晶石(Na3AlF6)的熔點1 000 ℃，用電解Al2O3制取金屬鋁時會加入冰晶石，其作用是___________________。
降低氧化鋁的熔點
(2)該電解裝置中的離子導體是_________
________________。
(3)該電解過程要在1 000 ℃以上進行，工業上冶煉鋁過程中會發生陽極損耗，可能發
熔融狀態
的冰晶石和Al2O3
生的反應有__________________________________________________。
3.[2023·湖南，17(2)]“電解精煉”裝置如圖所示(以粗Ga為原料制高純Ga)，電解池溫度控制在40～45 ℃的原因是________________
_______________________，陰極的電極反應式為_____________________________。
已知：①金屬Ga的化學性質和Al相似，Ga的熔點為29.8 ℃。
確保生成的Ga為
液體，便于從出料口流出
[Ga(OH)4]－＋3e－===Ga＋4OH－
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課時對點練
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題組一　氯堿工業
1.用石墨電極電解飽和食鹽水，下列分析錯誤的是
A.得電子能力：H＋＞Na＋，故陰極得到H2
B.電解過程中Na＋的物質的量不變
C.失電子能力：Cl－＞OH－，故陽極得到Cl2
D.電解一段時間后，將全部電解液轉移到燒杯中，充分攪拌后，溶液呈
中性
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對點訓練
√
對點訓練
得電子能力：H＋＞Na＋，電解飽和食鹽水陰極發生反應：2H＋＋2e－===H2↑，故A正確；
失電子能力：Cl－＞OH－，陽極發生反應：2Cl－－2e－===Cl2↑，故C正確；
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對點訓練
2.如圖為電解飽和食鹽水的簡單裝置，下列有關說法正確的是
A.電解一段時間后，向蛋殼內的溶液中滴加
幾滴酚酞，呈紅色
B.蛋殼表面纏繞的鐵絲上發生氧化反應
C.鐵絲表面生成的氣體能使濕潤的淀粉碘化
鉀試紙變藍
D.蛋殼可阻止生成的氯氣與氫氣、氫氧化鈉溶液接觸
√
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對點訓練
碳棒在蛋殼內，溶液中的Cl－在該極失電子被氧化，溶液的堿性不增強，A項錯誤；
蛋殼表面纏繞的鐵絲作陰極，水電離出的H＋在該極發生還原反應得到氫氣，B項錯誤；
鐵絲表面生成的氣體是氫氣，不能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍，C項錯誤；
蛋殼在該實驗中的作用是阻止氣體和液體通過，D項正確。
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對點訓練
3.(2024·上海普陀曹楊二中高二期中)如圖，用有陽離子交換膜(只允許陽離子通過)的立式隔膜電解槽電解食鹽水時，下列敘述錯誤的是
A.精制飽和氯化鈉溶液從陽極區補充
B.Z處流出的溶液是較濃的NaOH溶液
C.使用離子交換膜時產品燒堿更純
D.每轉移NA個電子理論上可生成
0.5 mol燒堿
√
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對點訓練
電解食鹽水時，陽極發生氧化反應，消耗NaCl，則應在陽極補充NaCl，故A正確；
陰極生成OH－，且Na＋向陰極移動，則產品燒堿溶液從陰極區Z處流出，故B正確；
未用離子交換膜時，陰極區混有NaCl，產品不純，而用離子交換膜時，只有Na＋向陰極移動，產品較為純凈，故C正確；
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對點訓練
電解方程式為2NaCl＋2H2O 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，每轉移NA個電子理論上可生成1 mol燒堿，故D錯誤。
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對點訓練
題組二　電解精煉、電鍍
4.(2023·廣東實驗中學高二期中)粗銀中含有Cu、Pt等雜質，以AgNO3溶液為電解質溶液用電解法提純銀。下列說法正確的是
A.粗銀與電源負極相連
B.電解液中c(Ag＋)保持不變
C.Cu、Pt在陽極區中沉積
D.陰極反應式為Ag＋＋e－===Ag
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對點訓練
電解精煉時，粗銀作陽極，與電源正極相連，A錯誤；
陽極Cu、Ag失電子進入溶液，陰極Ag＋得電子析出，電解液中c(Ag＋)變小，B錯誤；
Cu失電子形成Cu2＋進入溶液，Pt不反應，在陽極區沉積，C錯誤；
陰極Ag＋得電子析出，陰極反應式為Ag＋＋e－===Ag，D正確。
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對點訓練
5.欲在金屬表面鍍銀，應把鍍件掛在電鍍池的陰極。下列各組選用的陽極金屬和電鍍液均正確的是
A.Ag和AgCl溶液 B.Ag和AgNO3溶液
C.Pt和Ag2CO3溶液 D.Pt和Ag2SO4溶液
√
在金屬表面鍍銀，應把鍍件掛在電鍍池的陰極，鍍層金屬銀作陽極，電鍍液是含有銀離子的溶液，AgCl溶解度太小，不適合作電鍍液，硝酸銀溶液滿足條件，故B正確。
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對點訓練
6.在鐵片上鍍鋅時，下列敘述正確的是
①將鐵片接在電源的正極上　②將鋅片接在電源的正極上　③在鐵片上發生的反應是Zn2＋＋2e－===Zn　④在鋅片上發生的反應是2H2O－4e－===O2↑＋4H＋　⑤FeSO4溶液作電鍍液　⑥ZnSO4溶液作電鍍液
A.②③⑥ B.②③④⑥
C.①④⑤ D.①③⑥
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對點訓練
在鐵片上鍍鋅時，鐵片作電解池的陰極，與電源負極相連，①錯誤；
鋅片作電解池的陽極，和電源正極相連，②正確；
在鐵片上發生的反應是Zn2＋＋2e－===Zn，③正確；
在鋅片上發生的反應是Zn－2e－===Zn2＋，④錯誤；
電鍍液為含鋅離子的溶液，不能用FeSO4溶液，需用ZnSO4溶液，⑤錯誤、⑥正確。
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對點訓練
7.用含少量銀和鋅的粗銅作陽極，純銅片作陰極，CuSO4溶液作電解液，電解一段時間后，陽極質量減少了x g，則下列說法錯誤的是
A.兩極得失電子數相等
B.陽極溶解的金屬的物質的量之和等于析出的銅的物質的量
C.陰極質量增加b g，bD.陽極減少的x g質量為溶解的鋅和銅的質量
√
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對點訓練
由于粗銅中含有Zn和Ag，在電解過程中陽極先是鋅失去電子，然后是銅失去電子，Ag形成陽極泥；而陰極一直是銅析出。在電解過程中，兩極得失電子數相等，所以溶解的鋅和銅的物質的量之和等于析出的銅的物質的量，A、B正確，但由于M(Zn)>M(Cu)，且還有一部分Ag形成陽極泥，所以陽極減少的金屬的質量大于陰極析出銅的質量，即b1
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對點訓練
8.電解精煉法提純鎵的方法是以含Zn、Fe、Cu雜質的粗鎵為陽極，純鎵為陰極，NaOH溶液為電解質溶液。通電時，粗鎵溶解以[Ga(OH)4]－的形式進入電解質溶液，并在陰極放電析出高純鎵(金屬活動性順序為Zn＞Ga＞Fe)。下列有關電解精煉的說法不正確的是
A.陽極主要電極反應式為Ga＋4OH－－3e－===[Ga(OH)4]－
B.電解過程中，陽極減少的質量與陰極增加的質量相等
C.在陰極除了析出高純度的鎵之外，還可能有H2產生
D.電解后，電解池底部的陽極泥中有Cu和Fe
√
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對點訓練
在陰極除了析出高純度的鎵之外，電解質溶液中的水也可能在陰極上得電子發生還原反應生成氫氣，C正確；
由金屬活動性順序可知，Fe、Cu不參與電極反應，沉入電解池底部形成陽極泥，D正確。
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綜合強化
9.下列圖示關于銅電極的連接錯誤的是
√
電鍍時，鍍件作陰極，鍍層金屬作陽極，連接錯誤，C項符合題意。
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綜合強化
10.利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業生產上的應用。下列說法正確的是
A.氯堿工業中，X電極上反應式是4OH－－4e－===2H2O
＋O2↑
B.電解精煉銅時，Y是粗銅
C.在鐵片上鍍銅時，X是純銅
D.制取金屬鋁時，Z是氯化鋁溶液
√
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綜合強化
氯堿工業中，X電極連接電源正極，為電解池的陽極，溶液中的氯離子失電子生成氯氣，電極反應式為2Cl－－2e－===Cl2↑，A項錯誤；
電解精煉銅時，粗銅作陽極連接電源正極，精銅作陰極連接電源負極，則Y是精銅，B項錯誤；
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綜合強化
在鐵片上鍍銅時，鐵片作陰極，純銅作陽極，C項正確；
制取金屬鋁時，若Z是氯化鋁溶液，陰極是水電離出來的氫離子得電子析出氫氣，水溶液中鋁離子不放電，D項錯誤。
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綜合強化
11.如圖是利用陽離子交換膜和過濾膜制備高純度的Cu的裝置示意圖，下列有關敘述不正確的是
A.電極A是粗銅，電極B是純銅
B.電路中通過1 mol電子，生成32 g銅
C.溶液中 向電極A遷移
D.膜B是過濾膜，阻止陽極泥及雜質進入陰極區
√
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電解精煉銅時，粗銅作陽極，純銅作陰極，則電極A為粗銅，電極B為純銅，A正確；
陰極反應式為Cu2＋＋2e－===Cu，當電路中通過1 mol電子時，生成0.5 mol Cu，即生成32 g Cu，B正確；
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陽極泥是陽極區產物，所以膜A為過濾膜，阻止陽極泥及雜質進入陰極區，膜B為陽離子交換膜，D錯誤。
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12.電解Na2CO3溶液可制得NaHCO3和NaOH，原理如圖1所示：
(1)陽極生成 的電極反應式為_________________________________，陰極產生的物質A的化學式為____。
H2
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(2)工作一段時間后，兩極區制得NaHCO3與NaOH的物質的量之比約為______。
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(3)利用上述所得NaHCO3溶液在實驗室中模擬鋁制品表面“鈍化”處理的過程中，發現溶液逐漸變渾濁，原理如圖2所示，原因是__________________
_________________________________(用相關的電極反應式和離子方程式表示)。
Al－3e－===Al3＋，
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13.電解法處理氮氧化物生產HNO3或硝酸鹽有較高的環境效益和經濟效益(圖中電極均為石墨)。
Ⅰ.電解NO制備NH4NO3原理如圖1所示。
(1)陽極為___(填“X”或“Y”)，Y極的電極反應式為_________________
______________。
Y
NO－3e－＋2H2O
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電解NO制備NH4NO3時，在陽極上NO失電子發生氧化反應，電極反應式為NO－3e－＋2H2O===
＋4H＋。
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(2)為使電解產物完全轉化為NH4NO3，需要補充的物質A的化學式為_____。
NH3
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Ⅱ.用圖2裝置進行模擬電解NO2氣體實驗，可制備硝酸。
(3)電解時NO2發生的電極反應為_______________
______________。
NO2－e－＋H2O
根據圖2知，電解時，左室電極上氫離子放電生成氫氣，則左室為陰極室，右室為陽極室，陽極上通入二氧化氮，生成硝酸，所以陽極電極反應式為NO2－e－＋H2O=== ＋2H＋。
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(4)若有標準狀況下2.24 L NO2被吸收，通過陽離子交換膜(只允許陽離子通過)的H＋為______ mol。
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14.(1)高鐵酸鈉(Na2FeO4)易溶于水，是一種新型多功能水處理劑。從環境保護的角度看，制備Na2FeO4較好的方法為電解法，其裝置如圖1所示。
①電解過程中陽極的電極反應式為______________________________。
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②圖1裝置中的電源采用NaBH4(硼元素的化合價為＋3)和H2O2作原料的燃料電池，電池工作原理如圖2所示。工作過程中該電源的正極反應式為___________________，Na＋由____(填“a”或“b”，下同)極區移向____極區。
H2O2＋2e－===2OH－
a
b
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電池工作時正極發生還原反應，結合圖示原理知正極反應為H2O2得電子，被還原為OH－；電解質溶液中的陽離子(Na＋)應由負極區(a極)移向正極區(b極)。
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綜合強化
①甲池工作時，NO2轉變成綠色硝化劑Y，Y是N2O5，可循環使用。則石墨Ⅱ是____極；石墨Ⅰ附近發生的電極反應式為______________________。
正
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綜合強化
②工作時，甲池內的 向________
(填“石墨Ⅰ”或“石墨Ⅱ”)電極移動；在相同條件下，消耗的O2和NO2的體積比為______。
石墨Ⅰ
1∶4
電池工作時，電解質溶液中的陰離子移向負極，即甲池內的 向石墨Ⅰ極移動；根據兩極的電極反應式及得失電子守恒知，在相同條件下，消耗O2和NO2的體積比為1∶4。
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綜合強化
③乙池中Fe(Ⅰ)棒上發生的電極反應為________________。
Fe－2e－===Fe2＋
乙池為電解池，Fe(Ⅰ)棒為電解池的陽極，發生的電極反應為Fe－2e－===Fe2＋。
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④若溶液中減少了0.01 mol ，則電路中至少轉移了______ mol電子。
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14作業9　電解原理的應用
(分值：100分)
(選擇題1～8題，每小題5分，9～11題，每小題7分，共61分)
題組一　氯堿工業
1．用石墨電極電解飽和食鹽水，下列分析錯誤的是(　　)
A．得電子能力：H＋＞Na＋，故陰極得到H2
B．電解過程中Na＋的物質的量不變
C．失電子能力：Cl－＞OH－，故陽極得到Cl2
D．電解一段時間后，將全部電解液轉移到燒杯中，充分攪拌后，溶液呈中性
2．如圖為電解飽和食鹽水的簡單裝置，下列有關說法正確的是(　　)
A．電解一段時間后，向蛋殼內的溶液中滴加幾滴酚酞，呈紅色
B．蛋殼表面纏繞的鐵絲上發生氧化反應
C．鐵絲表面生成的氣體能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍
D．蛋殼可阻止生成的氯氣與氫氣、氫氧化鈉溶液接觸
3．(2024·上海普陀曹楊二中高二期中)如圖，用有陽離子交換膜(只允許陽離子通過)的立式隔膜電解槽電解食鹽水時，下列敘述錯誤的是(　　)
A．精制飽和氯化鈉溶液從陽極區補充
B．Z處流出的溶液是較濃的NaOH溶液
C．使用離子交換膜時產品燒堿更純
D．每轉移NA個電子理論上可生成0.5 mol燒堿
題組二　電解精煉、電鍍
4．(2023·廣東實驗中學高二期中)粗銀中含有Cu、Pt等雜質，以AgNO3溶液為電解質溶液用電解法提純銀。下列說法正確的是(　　)
A．粗銀與電源負極相連
B．電解液中c(Ag＋)保持不變
C．Cu、Pt在陽極區中沉積
D．陰極反應式為Ag＋＋e－===Ag
5．欲在金屬表面鍍銀，應把鍍件掛在電鍍池的陰極。下列各組選用的陽極金屬和電鍍液均正確的是(　　)
A．Ag和AgCl溶液
B．Ag和AgNO3溶液
C．Pt和Ag2CO3溶液
D．Pt和Ag2SO4溶液
6．在鐵片上鍍鋅時，下列敘述正確的是(　　)
①將鐵片接在電源的正極上　②將鋅片接在電源的正極上　③在鐵片上發生的反應是Zn2＋＋2e－===Zn　④在鋅片上發生的反應是2H2O－4e－===O2↑＋4H＋　⑤FeSO4溶液作電鍍液　⑥ZnSO4溶液作電鍍液
A．②③⑥ B．②③④⑥
C．①④⑤ D．①③⑥
7．用含少量銀和鋅的粗銅作陽極，純銅片作陰極，CuSO4溶液作電解液，電解一段時間后，陽極質量減少了x g，則下列說法錯誤的是(　　)
A．兩極得失電子數相等
B．陽極溶解的金屬的物質的量之和等于析出的銅的物質的量
C．陰極質量增加b g，bD．陽極減少的x g質量為溶解的鋅和銅的質量
8．電解精煉法提純鎵的方法是以含Zn、Fe、Cu雜質的粗鎵為陽極，純鎵為陰極，NaOH溶液為電解質溶液。通電時，粗鎵溶解以[Ga(OH)4]－的形式進入電解質溶液，并在陰極放電析出高純鎵(金屬活動性順序為Zn＞Ga＞Fe)。下列有關電解精煉的說法不正確的是(　　)
A．陽極主要電極反應式為Ga＋4OH－－3e－===[Ga(OH)4]－
B．電解過程中，陽極減少的質量與陰極增加的質量相等
C．在陰極除了析出高純度的鎵之外，還可能有H2產生
D．電解后，電解池底部的陽極泥中有Cu和Fe
9．下列圖示關于銅電極的連接錯誤的是(　　)
10.利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業生產上的應用。下列說法正確的是(　　)
A．氯堿工業中，X電極上反應式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
B．電解精煉銅時，Y是粗銅
C．在鐵片上鍍銅時，X是純銅
D．制取金屬鋁時，Z是氯化鋁溶液
11．如圖是利用陽離子交換膜和過濾膜制備高純度的Cu的裝置示意圖，下列有關敘述不正確的是(　　)
A．電極A是粗銅，電極B是純銅
B．電路中通過1 mol電子，生成32 g銅
C．溶液中SO向電極A遷移
D．膜B是過濾膜，阻止陽極泥及雜質進入陰極區
12．(9分)電解Na2CO3溶液可制得NaHCO3和NaOH，原理如圖1所示：
(1)陽極生成HCO的電極反應式為______________________________________，陰極產生的物質A的化學式為__________________________________________________________。
(2)工作一段時間后，兩極區制得NaHCO3與NaOH的物質的量之比約為____________。
(3)(3分)利用上述所得NaHCO3溶液在實驗室中模擬鋁制品表面“鈍化”處理的過程中，發現溶液逐漸變渾濁，原理如圖2所示，原因是_______________________________________
_______________________________________(用相關的電極反應式和離子方程式表示)。
13．(10分)電解法處理氮氧化物生產HNO3或硝酸鹽有較高的環境效益和經濟效益(圖中電極均為石墨)。
Ⅰ.電解NO制備NH4NO3原理如圖1所示。
(1)陽極為________(填“X”或“Y”)，Y極的電極反應式為________________。
(2)為使電解產物完全轉化為NH4NO3，需要補充的物質A的化學式為________。
Ⅱ.用圖2裝置進行模擬電解NO2氣體實驗，可制備硝酸。
(3)電解時NO2發生的電極反應為___________________________________________。
(4)若有標準狀況下2.24 L NO2被吸收，通過陽離子交換膜(只允許陽離子通過)的H＋為______ mol。
14．(20分)(1)高鐵酸鈉(Na2FeO4)易溶于水，是一種新型多功能水處理劑。從環境保護的角度看，制備Na2FeO4較好的方法為電解法，其裝置如圖1所示。
①電解過程中陽極的電極反應式為__________________________________________
________________________________________________________________________。
②圖1裝置中的電源采用NaBH4(硼元素的化合價為＋3)和H2O2作原料的燃料電池，電池工作原理如圖2所示。工作過程中該電源的正極反應式為______________________________，Na＋由______(填“a”或“b”，下同)極區移向______極區。
(2)利用電化學原理，將NO2、O2和熔融KNO3制成燃料電池，模擬工業電解法來處理含Cr2O的廢水，如圖3所示，電解過程中溶液發生反應：Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。
①甲池工作時，NO2轉變成綠色硝化劑Y，Y是N2O5，可循環使用。則石墨Ⅱ是________極；石墨Ⅰ附近發生的電極反應式為______________________________________________。
②工作時，甲池內的NO向__________(填“石墨Ⅰ”或“石墨Ⅱ”)電極移動；在相同條件下，消耗的O2和NO2的體積比為________。
③乙池中Fe(Ⅰ)棒上發生的電極反應為________________________________________。
④若溶液中減少了0.01 mol Cr2O，則電路中至少轉移了________ mol電子。
作業9　電解原理的應用
1．D　2.D　3.D　4.D　5.B　6.A　7.D　8.B　9.C　10.C
11．D
12．(1)4CO＋2H2O－4e－===4HCO＋O2↑　H2
(2)1∶1　(3)Al－3e－===Al3＋，Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑
解析　(1)電解時陽極區碳酸鈉溶液中水電離的OH－失電子產生O2，同時生成HCO，電極反應式為4CO＋2H2O－4e－===4HCO＋O2↑；陰極區水電離的H＋得電子產生H2，物質A的化學式為H2。(2)工作一段時間后，兩極區的電極反應分別為4CO＋2H2O－4e－===4HCO＋O2↑、4H2O＋4e－===4OH－＋2H2↑，制得NaHCO3與NaOH的物質的量之比約為1∶1。(3)鋁與直流電源正極相連，為陽極，被氧化為Al3＋，繼而和溶液中的HCO發生相互促進的水解反應，生成氫氧化鋁沉淀。
13．(1)Y　NO－3e－＋2H2O===NO＋4H＋
(2)NH3　(3)NO2－e－＋H2O===NO＋2H＋
(4)0.1
解析　(1)電解NO制備NH4NO3時，在陽極上NO失電子發生氧化反應，電極反應式為NO－3e－＋2H2O===NO＋4H＋。
(3)根據圖2知，電解時，左室電極上氫離子放電生成氫氣，則左室為陰極室，右室為陽極室，陽極上通入二氧化氮，生成硝酸，所以陽極電極反應式為NO2－e－＋H2O===NO＋2H＋。
(4)n(NO2)＝0.1 mol，陽極反應式為NO2－e－＋H2O===NO＋2H＋，生成0.1 mol的HNO3，則有0.1 mol氫離子進入陰極室。
14．(1)①Fe＋8OH－－6e－===FeO＋4H2O
②H2O2＋2e－===2OH－　a　b
(2)①正　NO2＋NO－e－===N2O5
②石墨 Ⅰ　1∶4　③Fe－2e－===Fe2＋　④0.12
解析　(1)①電解時陽極Fe失電子被氧化為FeO，結合電解質溶液為堿性可得陽極電極反應式為Fe＋8OH－－6e－===FeO＋4H2O。②電池工作時正極發生還原反應，結合圖示原理知正極反應為H2O2得電子，被還原為OH－；電解質溶液中的陽離子(Na＋)應由負極區(a極)移向正極區(b極)。(2)①根據題圖知甲池為燃料電池，電池工作時，石墨Ⅰ附近NO2轉變成N2O5，發生氧化反應，電極反應式為NO2＋NO－e－===N2O5，則石墨Ⅱ是電池的正極，O2得電子發生還原反應，電極反應式為O2＋4e－＋2N2O5===4NO。②電池工作時，電解質溶液中的陰離子移向負極，即甲池內的NO向石墨Ⅰ極移動；根據兩極的電極反應式及得失電子守恒知，在相同條件下，消耗O2和NO2的體積比為1∶4。③乙池為電解池，Fe(Ⅰ)棒為電解池的陽極，發生的電極反應為Fe－2e－===Fe2＋。④根據反應：Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O知，若溶液中減少了0.01 mol Cr2O，則參加反應的Fe2＋為0.06 mol，根據電極反應：Fe－2e－===Fe2＋知電路中至少轉移了0.12 mol電子。

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