第12講電解池-【暑假彎道超車】2023年新高二化學(xué)暑假講義+習(xí)題(人教版2019選擇性必修1)(原卷版+解析)

第12講電解池1.宏觀辨識與微觀探析：從宏觀和微觀的角度理解電解池中電子的移動、陰陽離子的移動、陰陽兩極上的反應(yīng)及其變化、電流形成的過程和原理。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：建立對電解過程的系統(tǒng)分析認(rèn)識的思維模型，理解電解的規(guī)律，會判斷電解的產(chǎn)物，會書寫電解的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。建立電解應(yīng)用問題的分析思維模型和電解相關(guān)計算的思維模型，加深對電解原理的理解和應(yīng)用。3.變化觀念與平衡思想：通過對氯堿工業(yè)、電鍍、電解精煉銅、電冶金等原理的分析，認(rèn)識電能與化學(xué)能之間的能量轉(zhuǎn)化。一、電解原理1.電解和電解池(1)電解：在電流作用下，電解質(zhì)在兩個電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程。(2)電解池：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。(3)電解池的構(gòu)成①有與電源相連的兩個電極。②電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))。③形成閉合回路。2.電解池的工作原理(1)電極名稱及電極反應(yīng)式(電解CuCl2溶液為例)總反應(yīng)式：CuCl2eq\o(=,\s\up7(電解))Cu＋Cl2↑(2)電解過程的三個流向①電子流向：電源負(fù)極→電解池陰極；電解池的陽極→電源的正極；②離子流向：陽離子→電解池的陰極，陰離子→電解池的陽極。③電流方向：電源正極→電解池陽極→電解質(zhì)溶液→陰極→負(fù)極。3.電極產(chǎn)物判斷(1)陽極產(chǎn)物的判斷①活性電極(除Au、Pt以外的金屬材料作電極)，電極材料失電子，生成金屬陽離子。②惰性電極(Pt、Au、石墨)，要依據(jù)陰離子的放電順序加以判斷。陰離子的放電順序：活潑電極＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子。S2－、I－、Br－、Cl－放電，產(chǎn)物分別是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放電，則得到H2O和O2。(2)陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子放電順序進(jìn)行判斷。陽離子放電順序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。①若金屬陽離子(Fe3＋除外)放電，則得到相應(yīng)金屬單質(zhì)；若H＋放電，則得到H2。②放電順序本質(zhì)遵循氧化還原反應(yīng)的優(yōu)先規(guī)律，即得(失)電子能力強(qiáng)的離子先放電。4.電極反應(yīng)式、電解方程式的書寫(1)首先判斷陰、陽極，分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。(2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分陰離子、陽離子兩組(不要忘記水溶液中的H＋和OH－)。(3)然后排出陰、陽兩極的放電順序：陰極：陽離子放電順序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。陽極：活潑電極＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子。(4)分析電極反應(yīng)，判斷電極產(chǎn)物，寫出電極反應(yīng)式，要注意遵循原子守恒和電荷守恒。(5)最后寫出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式，并注明“電解”條件。【特別提醒】①陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽離子放電，注意離子導(dǎo)體(電解質(zhì))是水溶液還是非水狀態(tài)。②陽極材料不同，電極產(chǎn)物、電極反應(yīng)式可能不同，最常用、最重要的放電順序為陽極：Cl－>OH－；陰極：Ag＋>Cu2＋>H＋。③電解水溶液時，K＋～Al3＋不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金屬。④書寫電解池中的電極反應(yīng)式時，要以實際放電的離子表示，但書寫總電解反應(yīng)方程式時，弱電解質(zhì)要寫成分子式。⑤電解質(zhì)溶液中未參與放電的離子是否與放電后生成的離子發(fā)生反應(yīng)(離子共存)。⑥要確保兩極電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相同，且注明條件“電解”。5.陰、陽極的判斷方法(1)根據(jù)外接電源:正極接陽極,負(fù)極接陰極。(2)根據(jù)電流方向:從陰極流出,從陽極流入。(3)根據(jù)電子流向:從陽極流出,從陰極流入。(4)根據(jù)離子移向:陰離子移向陽極,陽離子移向陰極。(5)根據(jù)電極產(chǎn)物:陽極——電極溶解、逸出O2(或陽極區(qū)酸性增強(qiáng))或Cl2;陰極——析出金屬、逸出H2(或陰極區(qū)堿性增強(qiáng))。(6)根據(jù)反應(yīng)類型:陽極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng)。6.用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律(1)電解溶劑水型電解質(zhì)類型電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度溶液pH電解質(zhì)溶液復(fù)原含氧酸，如H2SO4陰極：4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－陽極：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋總反應(yīng)式：2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑增大減小加水可溶性強(qiáng)堿，如NaOH增大活潑金屬含氧酸鹽，如KNO3不變(2)電解溶質(zhì)型電解質(zhì)類型電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度溶液pH電解質(zhì)溶液復(fù)原無氧酸，如HCl陰極：2H＋＋2e－=H2↑陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑總反應(yīng)式：2HCleq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑減小增大通入HCl氣體不活潑金屬無氧酸鹽，如CuCl2陰極：Cu2＋＋2e－=Cu陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑總反應(yīng)式：CuCl2eq\o(=,\s\up7(電解))Cu＋Cl2↑加入CuCl2固體(3)電解溶質(zhì)和溶劑水型，生成H2和堿（析氫生堿型）：電解質(zhì)(水溶液)電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)濃度溶液pH溶液復(fù)原活潑金屬的無氧酸鹽(如NaCl)陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－總反應(yīng)式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑＋H2↑＋2OH－生成新電解質(zhì)增大通入HCl氣體(4)電解溶質(zhì)和溶劑水型，生成O2和酸（放氧生酸型）電解質(zhì)(水溶液)電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)濃度溶液pH溶液復(fù)原不活潑金屬的含氧酸鹽[如CuSO4]陽極：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋陰極：2Cu2＋＋4e－=2Cu總反應(yīng)式：2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋4H＋生成新電解質(zhì)減小加CuO或CuCO37．電解后溶液的復(fù)原規(guī)律用惰性電極電解下列酸、堿、鹽溶液，請?zhí)顚懴卤恚?1)電解H2O型電解質(zhì)H2SO4NaOHNa2SO4陽極反應(yīng)式4OH－－4e－O2↑＋2H2O陰極反應(yīng)式4H＋＋4e－2H2↑pH變化減小增大不變復(fù)原加入物質(zhì)加入H2O(2)電解電解質(zhì)型電解質(zhì)HClCuCl2陽極反應(yīng)式2Cl－－2e－Cl2↑陰極反應(yīng)式2H＋＋2e－H2↑Cu2＋＋2e－CupH變化增大復(fù)原加入物質(zhì)加入HCl加入CuCl2(3)電解質(zhì)和水都發(fā)生電解型電解質(zhì)NaClCuSO4陽極反應(yīng)式2Cl－－2e－Cl2↑2H2O－4e－O2↑＋4H＋陰極反應(yīng)式2H2O＋2e－H2↑＋2OH－2Cu2＋＋4e－2CupH變化增大減小復(fù)原加入物質(zhì)加入HCl加入CuO或CuCO3【特別提醒】電解后溶液的復(fù)原，從溶液中放出的氣體和生成的沉淀，按照原子個數(shù)比組成具體物質(zhì)再加入溶液即可。遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原則。二、氯堿工業(yè)燒堿、氯氣都是重要的化工原料，習(xí)慣上把電解飽和食鹽水的工業(yè)生產(chǎn)叫做氯堿工業(yè)。1．電解飽和食鹽水的原理通電前：溶液中的離子是Na＋、Cl－、H＋、OH－。通電后：①移向陽極的離子是Cl－、OH－，Cl－比OH－容易失去電子，被氧化成氯氣。陽極：2Cl－－2e－Cl2↑(氧化反應(yīng))。②移向陰極的離子是Na＋、H＋，H＋比Na＋容易得到電子，被還原成氫氣。其中H＋是由水電離產(chǎn)生的。陰極：2H2O＋2e－H2↑＋2OH－(還原反應(yīng))。③總反應(yīng)：化學(xué)方程式為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑＋2NaOH；離子方程式為2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑＋2OH－。2．氯堿工業(yè)生產(chǎn)流程工業(yè)生產(chǎn)中，電解飽和食鹽水的反應(yīng)在離子交換膜電解槽中進(jìn)行。①陽離子交換膜電解槽②陽離子交換膜的作用：只允許Na＋等陽離子通過，不允許Cl－、OH－等陰離子及氣體分子通過，可以防止陰極產(chǎn)生的氫氣與陽極產(chǎn)生的氯氣混合發(fā)生爆炸，也能避免氯氣與陰極產(chǎn)生的氫氧化鈉反應(yīng)而影響氫氧化鈉的產(chǎn)量。3．氯堿工業(yè)產(chǎn)品及其應(yīng)用(1)氯堿工業(yè)產(chǎn)品主要有NaOH、Cl2、H2、鹽酸、含氯漂白劑。(2)電解飽和食鹽水為原理的氯堿工業(yè)產(chǎn)品在有機(jī)合成、造紙、玻璃、肥皂、紡織、印染、農(nóng)藥、金屬冶煉等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。三、電鍍與電解精煉電鍍電解精煉銅示意圖電極反應(yīng)陽極Cu－2e－=Cu2＋Zn－2e－=Zn2＋，Cu－2e－=Cu2＋陰極Cu2＋＋2e－=CuCu2＋＋2e－=Cu電解質(zhì)溶液的濃度變化CuSO4溶液的濃度不變CuSO4溶液的濃度變小【特別提醒】電解精煉銅時，陽極質(zhì)量減小，陰極質(zhì)量增加，溶液中的Cu2＋濃度減小。粗銅中不活潑的雜質(zhì)(金屬活動性順序中位于銅之后的銀、金等)，在陽極難以失去電子，當(dāng)陽極上的銅失去電子變成離子之后，它們以金屬單質(zhì)的形式沉積于電解槽的底部，成為陽極泥。四、電冶金電解冶煉冶煉鈉冶煉鎂冶煉鋁電極反應(yīng)陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2Na＋＋2e－=2Na陽極：2Cl－2e－=Cl2↑陰極：Mg2＋＋2e－=Mg陽極：6O2－－12e－=3O2↑陰極：4Al3＋＋12e－=4Al總反應(yīng)2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))4Al＋3O2↑【特別提醒】(1)氯堿工業(yè)所用的飽和食鹽水需要精制，除去NaCl中混有的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)。(2)電鍍銅時，電解質(zhì)溶液中c(Cu2＋)不變；電解精煉銅時，電解質(zhì)溶液中c(Cu2＋)減小。(3)電解熔融MgCl2冶煉鎂，而不能電解MgO冶煉鎂，是因為MgO的熔點(diǎn)很高；電解熔融Al2O3冶煉鋁，而不能電解AlCl3冶煉鋁，是因為AlCl3是共價化合物，其熔融態(tài)不導(dǎo)電。五、電化學(xué)有關(guān)計算1.計算依據(jù)——三個相等(1)同一原電池的正、負(fù)極的電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。(2)同一電解池的陰極、陽極電極反應(yīng)中得、失電子數(shù)相等。(3)串聯(lián)電路中的各個電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。上述三種情況下，在寫電極反應(yīng)式時，得、失電子數(shù)要相等，在計算電解產(chǎn)物的量時，應(yīng)按得、失電子數(shù)相等計算。2.計算方法——三種常用方法(1)根據(jù)總反應(yīng)式計算先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計算。(2)根據(jù)電子守恒計算①用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。②用于混合溶液中分階段電解的計算。(3)根據(jù)關(guān)系式計算根據(jù)得失電子守恒定律建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計算所需的關(guān)系式。如以通過4mole-為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式:4e-~2C(式中M為金屬,n為其離子的化合價數(shù)值)該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計算的作用和價值,熟記電極反應(yīng),靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學(xué)計算問題。提示：在電化學(xué)計算中，還常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C來計算電路中通過的電量?？键c(diǎn)一電解及其裝置例1．以純堿溶液為原料，通過電解的方法可制備小蘇打，原理裝置圖如下：

上述裝置工作時，下列有關(guān)說法正確的是A．乙池電極接電池正極，氣體X為H2B．Na+由乙池穿過交換膜進(jìn)入甲池C．甲池中只發(fā)生反應(yīng)：D．NaOH溶液Z的濃度比NaOH溶液Y的小考點(diǎn)二電解規(guī)律及其應(yīng)用例2．室溫下，用惰性電極電解下列物質(zhì)的稀溶液，其中pH增大的是A．NaOH B． C． D．考點(diǎn)三電解原理應(yīng)用例3．下列關(guān)于電解原理應(yīng)用的說法錯誤的是A．氯堿工業(yè)的電解槽需使用陽離子交換膜隔開兩極產(chǎn)物B．在鐵上鍍銅時，鐵作陰極C．鈉、鎂、鋁均可通過電解其熔融氯化物的方法冶煉得到D．電解精煉銅一段時間，電解質(zhì)溶液中c(Cu2+)略減小考點(diǎn)四電解的有關(guān)計算例4．按照要求回答下列問題：(1)通過電解廢舊鋰電池中的LiMn2O4可獲得難溶性的Li2CO3和MnO2，電解示意圖如圖(其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過，電解過程中溶液的體積變化忽略不計)。①電極B發(fā)生的電極反應(yīng)式為______。②電解一段時間后溶液中Mn2+濃度______(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進(jìn)行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時得到H2SO4，其原理如圖所示(電極材料均為石墨)。①圖中A口產(chǎn)生的氣體為______，B口流出的物質(zhì)是______。②b電極表面發(fā)生的電極反應(yīng)式為______。(3)Co是磁性合金的重要材料，也是維生素的重要組成元素。工業(yè)上可用如圖裝置制取單質(zhì)Co并獲得副產(chǎn)品鹽酸(A、B均為離子交換膜)。①A為______(填“陽”或“陰”)離子交換膜。②該電解池的總反應(yīng)離子方程式為______。③若產(chǎn)品室中陰極質(zhì)量增加11.8g，則產(chǎn)品室增加的HCl的物質(zhì)的量為______。1．如圖所示，能實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的是A．鋅錳干電池 B．火力發(fā)電廠C．太陽能電池 D．六角螺栓鍍銅2．下列說法正確的是A．粗銅精煉時，純銅做陽極B．在鐵制品上鍍銀時，鐵制品作陰極，硝酸銀溶液作電鍍液C．鐵的吸氧腐蝕過程中正極反應(yīng)為：D．電解飽和溶液，可制得金屬鈉3．通過火法冶金煉出的銅是粗銅，含有Fe、Zn、Ag、Au、Pt等雜質(zhì)，可利用電解法將粗銅提純。下列說法錯誤的是A．提純時粗銅作陰極B．用硫酸銅溶液作電解質(zhì)溶液C．陽極反應(yīng)之一是Cu-2e-=Cu2+D．電解槽底部的陽極泥可作為提煉金、銀等貴重金屬的原料4．下列說法正確的是A．工業(yè)上通過電解熔融制備金屬鋁 B．電解精煉銅用粗銅作陽極C．加熱制備無水 D．吸熱反應(yīng)只能在加熱條件下進(jìn)行5．在原電池和電解池的電極上發(fā)生的反應(yīng)，同屬氧化反應(yīng)或同屬還原反應(yīng)的有①原電池的正極和電解池的陽極所發(fā)生的反應(yīng)；②原電池的正極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng)③原電池的負(fù)極和電解池的陽極所發(fā)生的反應(yīng)④原電池的負(fù)極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng)A．①② B．①④ C．③④ D．②③6．在氯堿工業(yè)中，離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖如下，下列說法不正確的是A．電極A為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣B．離子交換膜為陽離子交換膜C．溶液從d處出D．電解飽和食鹽水的離子方程式為：7．電化學(xué)工業(yè)的發(fā)展為改善人類需求起到非常重要的作用。下列說法錯誤的是A．粗銅精煉時，精銅電極應(yīng)與電源正極相連B．電動汽車的推廣有利于改善大氣環(huán)境C．可利用電解工業(yè)制備一些活潑金屬單質(zhì)D．電鍍工業(yè)中鍍件應(yīng)與電源的負(fù)極相連8．有關(guān)甲、乙、丙、丁四個圖示的敘述正確的是A．甲中Zn電極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電子經(jīng)過溶液后，流向Ag電極B．乙中陰極反應(yīng)式為C．丙中H+向Fe電極方向移動D．丁中電解開始時陽極產(chǎn)生黃綠色氣體9．下列關(guān)于金屬冶煉的說法中正確的是A．電解熔融氯化鋇制鋇 B．電解熔融氯化鋁制鋁C．工業(yè)上電解飽和食鹽水制鈉 D．工業(yè)上電解熔融氧化鎂制鎂10．下列關(guān)于電解池的敘述不正確的是A．若用鐵做陰極，則鐵不會被氧化 B．與電源負(fù)極相連的是電解池的陰極C．在電解池的陽極發(fā)生的是氧化反應(yīng) D．與電源正極相連的是電解池的陰極11．微生物電化學(xué)產(chǎn)甲烷法能將電化學(xué)法和生物還原法有機(jī)結(jié)合，裝置如圖所示(左側(cè)轉(zhuǎn)化為和，右側(cè)和轉(zhuǎn)化為)。有關(guān)說法正確的是

A．電源a端為負(fù)極B．該方法能實現(xiàn)二氧化碳零排放C．b電極的反應(yīng)為：D．外電路中每通過，與a相連的電極將產(chǎn)生12．次磷酸是一元中強(qiáng)酸，工業(yè)上采用電滲析法制備，其工作原理如圖所示。下列敘述錯誤的是

A．M室發(fā)生的電極反應(yīng)式為B．電解過程中N室溶液的pH逐漸增大C．裝置中a膜、b膜、c膜均為陽離子交換膜D．理論上M室和N室石墨電極上產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量之比為1∶213．如圖所示的裝置，甲中盛有CuSO4溶液，乙中盛有KI溶液，電解一段時間后，分別向C、D電極附近滴入淀粉溶液，D電極附近變藍(lán)。下列說法正確的是

A．E、F電極分別是陰極、陽極B．若甲池是電解精煉銅，則A電極為粗銅C．甲中Cu2+移向B電極D．若C電極為惰性電極，則電解后乙中溶液的pH增大14．現(xiàn)代膜技術(shù)可使某種離子具有單向通過能力，常用于電解池、原電池中。電解NaB(OH)4溶液可制備H3BO3，其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是A．NaB(OH)4中B的化合價為+3價B．N室發(fā)生的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-C．去掉a膜，陽極區(qū)用稀硫酸作電解液，不影響H3BO3的純度D．a(chǎn)、c膜均為陽離子交換膜，b膜為陰離子交換膜15．如圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時間后，b極附近溶液呈紅色，下列說法錯誤的個數(shù)是①X是負(fù)極，Y是正極②若用右側(cè)裝置(電解液改為溶液)在鑰匙上鍍銅，則將鑰匙放在b處③溶液的酸性先增強(qiáng)，當(dāng)銅電極有氣泡產(chǎn)生時，此后一段時間酸性會繼續(xù)增強(qiáng)④若用右側(cè)裝置(電解液改為溶液)精煉粗銅時，則將粗銅放在b處A．1個 B．2個 C．3個 D．4個16．間接電解法除N2O，其工作原理如圖所示，已知H2S2O4是一種弱酸。下列有關(guān)該裝置工作的說法正確的是A．b為直流電源的負(fù)極B．離子交換膜為陰離子交換膜C．電解池的陰極電極反應(yīng)式為2H2SO3+2e-+2H+=H2S2O4+2H2OD．在吸收池中，H2S2O4被N2O還原為H2SO3從而實現(xiàn)循環(huán)使用17．在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計了一種新的工藝方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如圖所示。下列說法正確的是A．a(chǎn)為電源正極B．陽極反應(yīng)為Fe2++e-=Fe3+C．陰極區(qū)附近發(fā)生的反應(yīng)有4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2OD．若產(chǎn)生2.24LCl2，通過外電路中的電子數(shù)目為0.1NA18．如圖是用惰性電極電解足量飽和食鹽水的裝置示意圖，下列有關(guān)說法不正確的是A．該裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．裝置中出口①處的物質(zhì)是氯氣，出口②處的物質(zhì)是氫氣C．裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為D．電解一段時間后，再加入一定量的鹽酸能使電解后的溶液與原來溶液一樣19．常溫常壓下，電解法合成氨的原理如圖所示，下列說法不正確的是A．a(chǎn)極代表電源的負(fù)極B．b極相連的電極反應(yīng)式為C．電極表面放電會導(dǎo)致氨的產(chǎn)量降低D．該方法合成氨的化學(xué)方程式為20．電化學(xué)原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要應(yīng)用。已知N2H4是一種重要的清潔高能燃料，根據(jù)如圖所示裝置回答下列問題(C1～C6均為石墨電極，假設(shè)各裝置在工作過程中溶液體積不變)：(1)甲裝置C2電極為___________極(填“正”“負(fù)”“陽”或“陰”)，C1電極上的電極反應(yīng)式為___________。(2)乙裝置___________(填“是”或“不是”)電鍍池，若乙裝置中溶液體積為400mL，開始時溶液pH為6，當(dāng)電極上通過0.04mol電子時，溶液pH約為___________。(3)丙裝置用于處理含高濃度硫酸鈉的廢水，同時獲得硫酸、燒堿及氫氣，膜X為___________交換膜(填“陽離子”“陰離子”或“質(zhì)子”)，當(dāng)電極上通過0.04mol電子時，中間硫酸鈉廢水的質(zhì)量改變___________g(假定水分子不能通過膜X和膜Y)。(4)電解一段時間后，丁裝置的電解質(zhì)溶液中能觀察到的現(xiàn)象是___________，丁裝置中電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式為___________。第12講電解池1.宏觀辨識與微觀探析：從宏觀和微觀的角度理解電解池中電子的移動、陰陽離子的移動、陰陽兩極上的反應(yīng)及其變化、電流形成的過程和原理。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：建立對電解過程的系統(tǒng)分析認(rèn)識的思維模型，理解電解的規(guī)律，會判斷電解的產(chǎn)物，會書寫電解的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。建立電解應(yīng)用問題的分析思維模型和電解相關(guān)計算的思維模型，加深對電解原理的理解和應(yīng)用。3.變化觀念與平衡思想：通過對氯堿工業(yè)、電鍍、電解精煉銅、電冶金等原理的分析，認(rèn)識電能與化學(xué)能之間的能量轉(zhuǎn)化。一、電解原理1.電解和電解池(1)電解：在電流作用下，電解質(zhì)在兩個電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程。(2)電解池：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。(3)電解池的構(gòu)成①有與電源相連的兩個電極。②電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))。③形成閉合回路。2.電解池的工作原理(1)電極名稱及電極反應(yīng)式(電解CuCl2溶液為例)總反應(yīng)式：CuCl2eq\o(=,\s\up7(電解))Cu＋Cl2↑(2)電解過程的三個流向①電子流向：電源負(fù)極→電解池陰極；電解池的陽極→電源的正極；②離子流向：陽離子→電解池的陰極，陰離子→電解池的陽極。③電流方向：電源正極→電解池陽極→電解質(zhì)溶液→陰極→負(fù)極。3.電極產(chǎn)物判斷(1)陽極產(chǎn)物的判斷①活性電極(除Au、Pt以外的金屬材料作電極)，電極材料失電子，生成金屬陽離子。②惰性電極(Pt、Au、石墨)，要依據(jù)陰離子的放電順序加以判斷。陰離子的放電順序：活潑電極＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子。S2－、I－、Br－、Cl－放電，產(chǎn)物分別是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放電，則得到H2O和O2。(2)陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子放電順序進(jìn)行判斷。陽離子放電順序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。①若金屬陽離子(Fe3＋除外)放電，則得到相應(yīng)金屬單質(zhì)；若H＋放電，則得到H2。②放電順序本質(zhì)遵循氧化還原反應(yīng)的優(yōu)先規(guī)律，即得(失)電子能力強(qiáng)的離子先放電。4.電極反應(yīng)式、電解方程式的書寫(1)首先判斷陰、陽極，分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。(2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分陰離子、陽離子兩組(不要忘記水溶液中的H＋和OH－)。(3)然后排出陰、陽兩極的放電順序：陰極：陽離子放電順序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。陽極：活潑電極＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子。(4)分析電極反應(yīng)，判斷電極產(chǎn)物，寫出電極反應(yīng)式，要注意遵循原子守恒和電荷守恒。(5)最后寫出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式，并注明“電解”條件?！咎貏e提醒】①陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽離子放電，注意離子導(dǎo)體(電解質(zhì))是水溶液還是非水狀態(tài)。②陽極材料不同，電極產(chǎn)物、電極反應(yīng)式可能不同，最常用、最重要的放電順序為陽極：Cl－>OH－；陰極：Ag＋>Cu2＋>H＋。③電解水溶液時，K＋～Al3＋不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金屬。④書寫電解池中的電極反應(yīng)式時，要以實際放電的離子表示，但書寫總電解反應(yīng)方程式時，弱電解質(zhì)要寫成分子式。⑤電解質(zhì)溶液中未參與放電的離子是否與放電后生成的離子發(fā)生反應(yīng)(離子共存)。⑥要確保兩極電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相同，且注明條件“電解”。5.陰、陽極的判斷方法(1)根據(jù)外接電源:正極接陽極,負(fù)極接陰極。(2)根據(jù)電流方向:從陰極流出,從陽極流入。(3)根據(jù)電子流向:從陽極流出,從陰極流入。(4)根據(jù)離子移向:陰離子移向陽極,陽離子移向陰極。(5)根據(jù)電極產(chǎn)物:陽極——電極溶解、逸出O2(或陽極區(qū)酸性增強(qiáng))或Cl2;陰極——析出金屬、逸出H2(或陰極區(qū)堿性增強(qiáng))。(6)根據(jù)反應(yīng)類型:陽極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng)。6.用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律(1)電解溶劑水型電解質(zhì)類型電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度溶液pH電解質(zhì)溶液復(fù)原含氧酸，如H2SO4陰極：4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－陽極：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋總反應(yīng)式：2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑增大減小加水可溶性強(qiáng)堿，如NaOH增大活潑金屬含氧酸鹽，如KNO3不變(2)電解溶質(zhì)型電解質(zhì)類型電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)溶液濃度溶液pH電解質(zhì)溶液復(fù)原無氧酸，如HCl陰極：2H＋＋2e－=H2↑陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑總反應(yīng)式：2HCleq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑減小增大通入HCl氣體不活潑金屬無氧酸鹽，如CuCl2陰極：Cu2＋＋2e－=Cu陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑總反應(yīng)式：CuCl2eq\o(=,\s\up7(電解))Cu＋Cl2↑加入CuCl2固體(3)電解溶質(zhì)和溶劑水型，生成H2和堿（析氫生堿型）：電解質(zhì)(水溶液)電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)濃度溶液pH溶液復(fù)原活潑金屬的無氧酸鹽(如NaCl)陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－總反應(yīng)式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑＋H2↑＋2OH－生成新電解質(zhì)增大通入HCl氣體(4)電解溶質(zhì)和溶劑水型，生成O2和酸（放氧生酸型）電解質(zhì)(水溶液)電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)濃度溶液pH溶液復(fù)原不活潑金屬的含氧酸鹽[如CuSO4]陽極：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋陰極：2Cu2＋＋4e－=2Cu總反應(yīng)式：2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋4H＋生成新電解質(zhì)減小加CuO或CuCO37．電解后溶液的復(fù)原規(guī)律用惰性電極電解下列酸、堿、鹽溶液，請?zhí)顚懴卤恚?1)電解H2O型電解質(zhì)H2SO4NaOHNa2SO4陽極反應(yīng)式4OH－－4e－O2↑＋2H2O陰極反應(yīng)式4H＋＋4e－2H2↑pH變化減小增大不變復(fù)原加入物質(zhì)加入H2O(2)電解電解質(zhì)型電解質(zhì)HClCuCl2陽極反應(yīng)式2Cl－－2e－Cl2↑陰極反應(yīng)式2H＋＋2e－H2↑Cu2＋＋2e－CupH變化增大復(fù)原加入物質(zhì)加入HCl加入CuCl2(3)電解質(zhì)和水都發(fā)生電解型電解質(zhì)NaClCuSO4陽極反應(yīng)式2Cl－－2e－Cl2↑2H2O－4e－O2↑＋4H＋陰極反應(yīng)式2H2O＋2e－H2↑＋2OH－2Cu2＋＋4e－2CupH變化增大減小復(fù)原加入物質(zhì)加入HCl加入CuO或CuCO3【特別提醒】電解后溶液的復(fù)原，從溶液中放出的氣體和生成的沉淀，按照原子個數(shù)比組成具體物質(zhì)再加入溶液即可。遵循“少什么加什么，少多少加多少”的原則。二、氯堿工業(yè)燒堿、氯氣都是重要的化工原料，習(xí)慣上把電解飽和食鹽水的工業(yè)生產(chǎn)叫做氯堿工業(yè)。1．電解飽和食鹽水的原理通電前：溶液中的離子是Na＋、Cl－、H＋、OH－。通電后：①移向陽極的離子是Cl－、OH－，Cl－比OH－容易失去電子，被氧化成氯氣。陽極：2Cl－－2e－Cl2↑(氧化反應(yīng))。②移向陰極的離子是Na＋、H＋，H＋比Na＋容易得到電子，被還原成氫氣。其中H＋是由水電離產(chǎn)生的。陰極：2H2O＋2e－H2↑＋2OH－(還原反應(yīng))。③總反應(yīng)：化學(xué)方程式為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑＋2NaOH；離子方程式為2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑＋2OH－。2．氯堿工業(yè)生產(chǎn)流程工業(yè)生產(chǎn)中，電解飽和食鹽水的反應(yīng)在離子交換膜電解槽中進(jìn)行。①陽離子交換膜電解槽②陽離子交換膜的作用：只允許Na＋等陽離子通過，不允許Cl－、OH－等陰離子及氣體分子通過，可以防止陰極產(chǎn)生的氫氣與陽極產(chǎn)生的氯氣混合發(fā)生爆炸，也能避免氯氣與陰極產(chǎn)生的氫氧化鈉反應(yīng)而影響氫氧化鈉的產(chǎn)量。3．氯堿工業(yè)產(chǎn)品及其應(yīng)用(1)氯堿工業(yè)產(chǎn)品主要有NaOH、Cl2、H2、鹽酸、含氯漂白劑。(2)電解飽和食鹽水為原理的氯堿工業(yè)產(chǎn)品在有機(jī)合成、造紙、玻璃、肥皂、紡織、印染、農(nóng)藥、金屬冶煉等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。三、電鍍與電解精煉電鍍電解精煉銅示意圖電極反應(yīng)陽極Cu－2e－=Cu2＋Zn－2e－=Zn2＋，Cu－2e－=Cu2＋陰極Cu2＋＋2e－=CuCu2＋＋2e－=Cu電解質(zhì)溶液的濃度變化CuSO4溶液的濃度不變CuSO4溶液的濃度變小【特別提醒】電解精煉銅時，陽極質(zhì)量減小，陰極質(zhì)量增加，溶液中的Cu2＋濃度減小。粗銅中不活潑的雜質(zhì)(金屬活動性順序中位于銅之后的銀、金等)，在陽極難以失去電子，當(dāng)陽極上的銅失去電子變成離子之后，它們以金屬單質(zhì)的形式沉積于電解槽的底部，成為陽極泥。四、電冶金電解冶煉冶煉鈉冶煉鎂冶煉鋁電極反應(yīng)陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2Na＋＋2e－=2Na陽極：2Cl－2e－=Cl2↑陰極：Mg2＋＋2e－=Mg陽極：6O2－－12e－=3O2↑陰極：4Al3＋＋12e－=4Al總反應(yīng)2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))4Al＋3O2↑【特別提醒】(1)氯堿工業(yè)所用的飽和食鹽水需要精制，除去NaCl中混有的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)。(2)電鍍銅時，電解質(zhì)溶液中c(Cu2＋)不變；電解精煉銅時，電解質(zhì)溶液中c(Cu2＋)減小。(3)電解熔融MgCl2冶煉鎂，而不能電解MgO冶煉鎂，是因為MgO的熔點(diǎn)很高；電解熔融Al2O3冶煉鋁，而不能電解AlCl3冶煉鋁，是因為AlCl3是共價化合物，其熔融態(tài)不導(dǎo)電。五、電化學(xué)有關(guān)計算1.計算依據(jù)——三個相等(1)同一原電池的正、負(fù)極的電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。(2)同一電解池的陰極、陽極電極反應(yīng)中得、失電子數(shù)相等。(3)串聯(lián)電路中的各個電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。上述三種情況下，在寫電極反應(yīng)式時，得、失電子數(shù)要相等，在計算電解產(chǎn)物的量時，應(yīng)按得、失電子數(shù)相等計算。2.計算方法——三種常用方法(1)根據(jù)總反應(yīng)式計算先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計算。(2)根據(jù)電子守恒計算①用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。②用于混合溶液中分階段電解的計算。(3)根據(jù)關(guān)系式計算根據(jù)得失電子守恒定律建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計算所需的關(guān)系式。如以通過4mole-為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式:4e-~2C(式中M為金屬,n為其離子的化合價數(shù)值)該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計算的作用和價值,熟記電極反應(yīng),靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學(xué)計算問題。提示：在電化學(xué)計算中，還常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C來計算電路中通過的電量?？键c(diǎn)一電解及其裝置例1．以純堿溶液為原料，通過電解的方法可制備小蘇打，原理裝置圖如下：

上述裝置工作時，下列有關(guān)說法正確的是A．乙池電極接電池正極，氣體X為H2B．Na+由乙池穿過交換膜進(jìn)入甲池C．甲池中只發(fā)生反應(yīng)：D．NaOH溶液Z的濃度比NaOH溶液Y的小【答案】D【分析】甲池中產(chǎn)生O2，甲池為陽極區(qū)，甲池中的電極為陽極；則乙池為陰極區(qū)，乙池中的電極為陰極，據(jù)此作答?！窘馕觥恳页刂械碾姌O為陰極，接電源的負(fù)極，電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，氣體X為H2，A項錯誤；Na+由甲池穿過交換膜進(jìn)入乙池，B項錯誤；甲池中水電離產(chǎn)生的OH-放電產(chǎn)生O2，促進(jìn)水的電離（H2O?H++OH-），使水的電離平衡正向移動，產(chǎn)生的H+與結(jié)合成，甲池中還發(fā)生反應(yīng)H++=，C項錯誤；乙池中的電極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Na+由甲池穿過交換膜進(jìn)入乙池，電解過程中乙池中NaOH的量增多，故NaOH溶液Z的濃度比NaOH溶液Y的小，D項正確；答案選D?？键c(diǎn)二電解規(guī)律及其應(yīng)用例2．室溫下，用惰性電極電解下列物質(zhì)的稀溶液，其中pH增大的是A．NaOH B． C． D．【答案】A【解析】電解NaOH溶液，實質(zhì)是電解水，溶液體積減小，氫氧化鈉濃度增大，pH增大，故A符合題意；電解，實質(zhì)是電解水，溶液體積減小，硫酸濃度增大，pH減小，故B不符合題意；電解溶液，實質(zhì)是電解水，溶液體積減小，硫酸鈉濃度增大，由于硫酸鈉溶液呈中性，因此pH不變，故C不符合題意；電解溶液，陰極得到銀，陽極得到氧氣和硝酸，pH減小，故D不符合題意；綜上所述，答案為A。考點(diǎn)三電解原理應(yīng)用例3．下列關(guān)于電解原理應(yīng)用的說法錯誤的是A．氯堿工業(yè)的電解槽需使用陽離子交換膜隔開兩極產(chǎn)物B．在鐵上鍍銅時，鐵作陰極C．鈉、鎂、鋁均可通過電解其熔融氯化物的方法冶煉得到D．電解精煉銅一段時間，電解質(zhì)溶液中c(Cu2+)略減小【答案】C【解析】電解氯化鈉溶液時，陽離子交換膜只允許陽離子通過，故使用陽離子交換膜隔開兩極產(chǎn)物，A正確；電鍍時，鍍層金屬作陽極，故在鐵上鍍銅時，鐵作陰極，銅作陽極，B正確；鈉和鎂是電解熔融氯化物生成金屬單質(zhì)，氯化鋁是共價化合物，所以熔融時，它是不導(dǎo)電的，只能電解氧化鋁制取鋁，C錯誤；電解精煉銅一段時間，由于粗銅中的Fe等金屬優(yōu)先放電，而陰極只有銅離子放電，則電解質(zhì)溶液中c（Cu2+）略減小，D正確；故選C。考點(diǎn)四電解的有關(guān)計算例4．按照要求回答下列問題：(1)通過電解廢舊鋰電池中的LiMn2O4可獲得難溶性的Li2CO3和MnO2，電解示意圖如圖(其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過，電解過程中溶液的體積變化忽略不計)。①電極B發(fā)生的電極反應(yīng)式為______。②電解一段時間后溶液中Mn2+濃度______(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進(jìn)行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時得到H2SO4，其原理如圖所示(電極材料均為石墨)。①圖中A口產(chǎn)生的氣體為______，B口流出的物質(zhì)是______。②b電極表面發(fā)生的電極反應(yīng)式為______。(3)Co是磁性合金的重要材料，也是維生素的重要組成元素。工業(yè)上可用如圖裝置制取單質(zhì)Co并獲得副產(chǎn)品鹽酸(A、B均為離子交換膜)。①A為______(填“陽”或“陰”)離子交換膜。②該電解池的總反應(yīng)離子方程式為______。③若產(chǎn)品室中陰極質(zhì)量增加11.8g，則產(chǎn)品室增加的HCl的物質(zhì)的量為______?！敬鸢浮?1)增大(2)氫氣氫氧化鈉(3)陽0.4mol【解析】（1）①由圖可知，電極B上Mn2+失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化錳，發(fā)生的電極反應(yīng)式為；②由圖可知，電解總反應(yīng)為，電解一段時間后溶液中Mn2+濃度增大；（2）①電解池中陽離子向陰極移動，由圖可知，a為陰極，水放電生成氫氣和氫氧根離子，圖中A口產(chǎn)生的氣體為氫氣，B口流出的物質(zhì)是氫氧化鈉；②b電極為陽極，亞硫酸根離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸根離子，表面發(fā)生的電極反應(yīng)式為；（3）①工業(yè)上可用如圖裝置制取單質(zhì)Co并獲得副產(chǎn)品鹽酸，Co2+在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成Co單質(zhì)，陽極水放電生成氧氣和氫離子，陽極室中氫離子通過A膜、陰極室中氯離子通過B膜向產(chǎn)品室遷移得到HCl，故A為陽離子交換膜；②由①分析可知，該電解池的總反應(yīng)離子方程式為；③若產(chǎn)品室中陰極質(zhì)量增加11.8g，則生成0.2molCo，根據(jù)電子守恒可知，，產(chǎn)品室增加的HCl的物質(zhì)的量為0.4mol。1．如圖所示，能實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的是A．鋅錳干電池 B．火力發(fā)電廠C．太陽能電池 D．六角螺栓鍍銅【答案】D【解析】鋅錳干電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故A錯誤；火力發(fā)電是化學(xué)能最終轉(zhuǎn)化為電能的過程，故B錯誤；太陽能電池是將太陽能最終轉(zhuǎn)化為電能，故C錯誤；電鍍是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故D正確；故答案為D。2．下列說法正確的是A．粗銅精煉時，純銅做陽極B．在鐵制品上鍍銀時，鐵制品作陰極，硝酸銀溶液作電鍍液C．鐵的吸氧腐蝕過程中正極反應(yīng)為：D．電解飽和溶液，可制得金屬鈉【答案】B【解析】粗銅精煉時，純銅做陰極，粗銅做陽極，故A錯誤；在鐵制品上鍍銀時，鐵制品作陰極，銀作陽極，硝酸銀溶液作電鍍液，故B正確；鐵的吸氧腐蝕過程中負(fù)極反應(yīng)為：，正極反應(yīng)式為：O2+4e-+2H2O=4OH-，故C錯誤；電解NaCl飽和溶液生成氫氧化鈉、氫氣、氯氣，電解熔融氯化鈉可制得金屬鈉，故D錯誤；選選B。3．通過火法冶金煉出的銅是粗銅，含有Fe、Zn、Ag、Au、Pt等雜質(zhì)，可利用電解法將粗銅提純。下列說法錯誤的是A．提純時粗銅作陰極B．用硫酸銅溶液作電解質(zhì)溶液C．陽極反應(yīng)之一是Cu-2e-=Cu2+D．電解槽底部的陽極泥可作為提煉金、銀等貴重金屬的原料【答案】A【解析】提純時粗銅作陽極，銅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成銅離子，故A錯誤；電解法將粗銅提純，用硫酸銅溶液作電解質(zhì)溶液，銅離子在陰極得到電子生成銅單質(zhì)，故B正確；陽極反應(yīng)之一是陽極銅失去電子生成銅離子，Cu-2e-=Cu2+，故C正確；陽極粗銅中金、銀不放電成為陽極泥，電解槽底部的陽極泥可作為提煉金、銀等貴重金屬的原料，故D正確；故選A。4．下列說法正確的是A．工業(yè)上通過電解熔融制備金屬鋁 B．電解精煉銅用粗銅作陽極C．加熱制備無水 D．吸熱反應(yīng)只能在加熱條件下進(jìn)行【答案】B【解析】氯化鋁屬于共價化合物，熔融狀態(tài)下以分子存在，所以熔融氯化鋁不導(dǎo)電，工業(yè)上用電解熔融氧化鋁的方法冶煉Al，選項A錯誤；粗銅為電解池的陽極，選項B正確；加熱，因氯化鎂水解且生成的鹽酸易揮發(fā)促進(jìn)水解，得到氫氧化鎂，故無法制備無水，選項C錯誤；氯化銨結(jié)晶水合物與氫氧化鋇固體的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，但在常溫下可進(jìn)行，選項D錯誤；答案選B。5．在原電池和電解池的電極上發(fā)生的反應(yīng)，同屬氧化反應(yīng)或同屬還原反應(yīng)的有①原電池的正極和電解池的陽極所發(fā)生的反應(yīng)；②原電池的正極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng)③原電池的負(fù)極和電解池的陽極所發(fā)生的反應(yīng)④原電池的負(fù)極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng)A．①② B．①④ C．③④ D．②③【答案】D【解析】原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電解池中陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，故原電池的負(fù)極和電解池的陽極發(fā)生的反應(yīng)同屬氧化反應(yīng)，原電池的正極和電解池的陰極發(fā)生的反應(yīng)同屬于還原反應(yīng)。故選D。6．在氯堿工業(yè)中，離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖如下，下列說法不正確的是A．電極A為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣B．離子交換膜為陽離子交換膜C．溶液從d處出D．電解飽和食鹽水的離子方程式為：【答案】D【分析】由圖可知，A極氯離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，為陽極，則B為陰極；【解析】由分析可知，電極A為陽極，氯離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，A正確；氯氣能和氫氧根離子反應(yīng)，故鈉離子向陰極遷移在右側(cè)得到氫氧化鈉，離子交換膜為陽離子交換膜，B正確；由B分析可知，溶液從d處出，C正確；電解飽和食鹽水生成氫氣、氯氣和氫氧化鈉，離子方程式為：，D錯誤；故選D。7．電化學(xué)工業(yè)的發(fā)展為改善人類需求起到非常重要的作用。下列說法錯誤的是A．粗銅精煉時，精銅電極應(yīng)與電源正極相連B．電動汽車的推廣有利于改善大氣環(huán)境C．可利用電解工業(yè)制備一些活潑金屬單質(zhì)D．電鍍工業(yè)中鍍件應(yīng)與電源的負(fù)極相連【答案】A【解析】粗銅精煉時，精銅電極應(yīng)與電源負(fù)極相連，A錯誤；電動汽車的推廣減少了化石能源車輛尾氣排放對大氣的污染，有利于改善大氣環(huán)境，B正確；可利用電解工業(yè)制備一些活潑金屬單質(zhì)，如電解熔融氯化鈉、氯化鎂制備金屬鈉和鎂，C正確；電鍍工業(yè)中鍍件應(yīng)與電源的負(fù)極相連，鍍層金屬與電源的正極相連，D正確；故選A。8．有關(guān)甲、乙、丙、丁四個圖示的敘述正確的是A．甲中Zn電極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電子經(jīng)過溶液后，流向Ag電極B．乙中陰極反應(yīng)式為C．丙中H+向Fe電極方向移動D．丁中電解開始時陽極產(chǎn)生黃綠色氣體【答案】B【解析】Zn較Ag活潑，Zn做負(fù)極，Zn失電子變Zn2+，電子經(jīng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到銅電極，電子不經(jīng)過電解質(zhì)溶液，故A錯誤；乙為電解池，銀離子在陰極得電子生成銀單質(zhì)，電極反應(yīng)式為，故B正確；Fe為較活潑電極，做負(fù)極，C做正極，電解質(zhì)溶液中陽離子移向正極，則H+向C電極方向移動，故C錯誤；丁為電解池，Pt為陽極、Fe為陰極，失電子能力：I->Cl-，陽極上碘離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以丁中電解開始時陽極生成碘單質(zhì)，碘單質(zhì)溶于水形成的碘水為黃色，故D錯誤；故選B。9．下列關(guān)于金屬冶煉的說法中正確的是A．電解熔融氯化鋇制鋇 B．電解熔融氯化鋁制鋁C．工業(yè)上電解飽和食鹽水制鈉 D．工業(yè)上電解熔融氧化鎂制鎂【答案】A【解析】A．鋇是較活潑金屬，用電解熔融氯化鋇制鋇，A項正確；B．氯化鋁屬于共價化合物，電解熔融氯化鋁得不到鋁，B項錯誤；C．電解飽和食鹽水得到NaOH、、，工業(yè)上常電解熔融NaCl制備Na，C項錯誤；D．工業(yè)上常電解熔融制鎂，D項錯誤；故選A。10．下列關(guān)于電解池的敘述不正確的是A．若用鐵做陰極，則鐵不會被氧化 B．與電源負(fù)極相連的是電解池的陰極C．在電解池的陽極發(fā)生的是氧化反應(yīng) D．與電源正極相連的是電解池的陰極【答案】D【解析】陰極發(fā)生還原反應(yīng)，若用鐵做陰極，則鐵不會被氧化，A正確；在電解池中，與電源負(fù)極相連的是電解池的陰極，B正確；在電解池中，陽極發(fā)生的是氧化反應(yīng)，C正確；在電解池中，與電源正極相連的是電解池的陽極，D錯誤；故選D。11．微生物電化學(xué)產(chǎn)甲烷法能將電化學(xué)法和生物還原法有機(jī)結(jié)合，裝置如圖所示(左側(cè)轉(zhuǎn)化為和，右側(cè)和轉(zhuǎn)化為)。有關(guān)說法正確的是

A．電源a端為負(fù)極B．該方法能實現(xiàn)二氧化碳零排放C．b電極的反應(yīng)為：D．外電路中每通過，與a相連的電極將產(chǎn)生【答案】C【分析】左側(cè)轉(zhuǎn)化為和H+，發(fā)生氧化反應(yīng)，故左側(cè)為電解池陽極；右側(cè)和H+轉(zhuǎn)化為，發(fā)生還原反應(yīng)，右側(cè)為陰極。【解析】根據(jù)分析可知，左側(cè)為陽極，則電源a端為正極，A錯誤；電解池總反應(yīng)為CH3COO-+H+=CH4+CO2，故該方法不能實現(xiàn)二氧化碳零排放，B錯誤；b極二氧化碳得電子與氫離子反應(yīng)生成甲烷和水，故電極反應(yīng)式為，C正確；a極電極反應(yīng)式為2H2O+CH3COO--8e-=2CO2+7H+，外電路中每通過，與a相連的電極在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下將產(chǎn)生，D錯誤；答案選C。12．次磷酸是一元中強(qiáng)酸，工業(yè)上采用電滲析法制備，其工作原理如圖所示。下列敘述錯誤的是

A．M室發(fā)生的電極反應(yīng)式為B．電解過程中N室溶液的pH逐漸增大C．裝置中a膜、b膜、c膜均為陽離子交換膜D．理論上M室和N室石墨電極上產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量之比為1∶2【答案】C【分析】由圖可知，與原電池正極相連的左側(cè)石墨電極為電解池的陽極，水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，右側(cè)石墨電極為陰極，水在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧根離子，M室中氫離子通過陽離子交換膜進(jìn)入產(chǎn)品室，原料室中鈉離子通過陽離子交換膜進(jìn)入N室，次磷酸根離子通過陰離子交換膜進(jìn)入產(chǎn)品室，與氫離子反應(yīng)生成次磷酸?！窘馕觥坑煞治隹芍c原電池正極相連的左側(cè)石墨電極為電解池的陽極，水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子，則M室發(fā)生的電極反應(yīng)式為，故A正確；由分析可知，右側(cè)石墨電極為陰極，水在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧根離子，則電解過程中N室溶液的pH逐漸增大，故B正確；由分析可知，裝置中b膜為陰離子交換膜，磷酸根離子通過陰離子交換膜進(jìn)入產(chǎn)品室，與氫離子反應(yīng)生成次磷酸，故C錯誤；由分析可知，M室和N室石墨電極上產(chǎn)生的分別為氧氣和氫氣，由得失電子數(shù)目守恒守恒可知，氧氣和氫氣的物質(zhì)的量之比為1：2，故D正確；故選C。13．如圖所示的裝置，甲中盛有CuSO4溶液，乙中盛有KI溶液，電解一段時間后，分別向C、D電極附近滴入淀粉溶液，D電極附近變藍(lán)。下列說法正確的是

A．E、F電極分別是陰極、陽極B．若甲池是電解精煉銅，則A電極為粗銅C．甲中Cu2+移向B電極D．若C電極為惰性電極，則電解后乙中溶液的pH增大【答案】D【分析】乙中盛有KI溶液，電解一段時間后，分別向C、D電極附近滴入淀粉溶液，D電極附近變藍(lán)，則D極生成I2，碘元素價態(tài)升高失電子，故D極為陽極，電極反應(yīng)式為2I--2e-=I2，C極為陰極，F(xiàn)極為正極，E極為負(fù)極，A極為陰極，B極為陽極，據(jù)此作答。【解析】根據(jù)題目信息D電極附近變藍(lán)，可知D電極I?放電產(chǎn)生I2，是陽極，E、F電極分別是負(fù)極、正極，A錯誤；若甲池是電解精煉銅，則B電極作陽極，為粗銅，B錯誤；甲中Cu2+移向陰極(A電極)，C錯誤；若C電極為惰性電極，乙中電解總反應(yīng)為2KI+2H2O2KOH+H2↑+I2，生成KOH，電解后乙中溶液的pH增大，D正確；故選D。14．現(xiàn)代膜技術(shù)可使某種離子具有單向通過能力，常用于電解池、原電池中。電解NaB(OH)4溶液可制備H3BO3，其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是A．NaB(OH)4中B的化合價為+3價B．N室發(fā)生的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-C．去掉a膜，陽極區(qū)用稀硫酸作電解液，不影響H3BO3的純度D．a(chǎn)、c膜均為陽離子交換膜，b膜為陰離子交換膜【答案】C【解析】設(shè)B化合價為x，根據(jù)化合價為o計算+1+x+(-2+1)×4=0，得x=+3，A項正確；N與電源的負(fù)極相連為電解池的陰極，該極為H+發(fā)生還原反應(yīng)：2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B項正確；若撤去a膜，經(jīng)b膜進(jìn)入稀硫酸中而形成H3BO3，得到H3BO3混有H2SO4，C項錯誤；裝置中得到H3BO3，需要經(jīng)b膜進(jìn)入產(chǎn)品室而H+經(jīng)a膜進(jìn)入產(chǎn)品室，所以a、b分別為陽離子和陰離子交換膜。原料室中的Na+需要經(jīng)c膜進(jìn)入N室形成NaOH，所以c膜為陽極膜，D項正確；故選C。15．如圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時間后，b極附近溶液呈紅色，下列說法錯誤的個數(shù)是①X是負(fù)極，Y是正極②若用右側(cè)裝置(電解液改為溶液)在鑰匙上鍍銅，則將鑰匙放在b處③溶液的酸性先增強(qiáng)，當(dāng)銅電極有氣泡產(chǎn)生時，此后一段時間酸性會繼續(xù)增強(qiáng)④若用右側(cè)裝置(電解液改為溶液)精煉粗銅時，則將粗銅放在b處A．1個 B．2個 C．3個 D．4個【答案】B【分析】a、b都是惰性電極，通電一段時間后，b極附近溶液呈紅色，則b極上水放電得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧根離子，b為陰極，與之相連的Y為負(fù)極，則a為陽極、X為正極、Pt極為陽極、Cu為陰極；【解析】①由分析可知，X是正極，Y是負(fù)極，錯誤；②若用右側(cè)裝置(電解液改為CuSO4溶液)在鑰匙上鍍銅，則鍍件鑰匙應(yīng)該作為陰極，故放在b處，正確；③CuSO4溶液開始電解生成銅單質(zhì)和氫離子，溶液酸性先增強(qiáng)；當(dāng)銅電極有氣泡產(chǎn)生時，此時本質(zhì)為電解水，使得生成硫酸濃度變大，此后一段時間酸性會繼續(xù)增強(qiáng)，正確；④若用右側(cè)裝置(電解液改為CuSO4溶液)精煉粗銅時，則將粗銅放在陽極a處，錯誤；故選B。16．間接電解法除N2O，其工作原理如圖所示，已知H2S2O4是一種弱酸。下列有關(guān)該裝置工作的說法正確的是A．b為直流電源的負(fù)極B．離子交換膜為陰離子交換膜C．電解池的陰極電極反應(yīng)式為2H2SO3+2e-+2H+=H2S2O4+2H2OD．在吸收池中，H2S2O4被N2O還原為H2SO3從而實現(xiàn)循環(huán)使用【答案】C【分析】根據(jù)圖示，左邊反應(yīng)室H2SO3經(jīng)反應(yīng)后生成H2S2O4，S元素的化合價降低，電源a是負(fù)極，b是正極，電解池中，硫酸的濃度增大，H+應(yīng)該向左邊移動，所以離子交換膜應(yīng)該是陽離子交換膜；【解析】A．根據(jù)圖示，左邊反應(yīng)室H2SO3經(jīng)反應(yīng)后生成H2S2O4，S元素的化合價降低，電源a是負(fù)極，b是正極，選項A錯誤；B．右邊陽極室發(fā)生反應(yīng)2H2O-4e-=4H++O2↑，硫酸的濃度增大，H+應(yīng)該向左邊移動，所以離子交換膜應(yīng)該是陽離子交換膜，選項B錯誤；C．陰極電極反應(yīng)式為2H2SO3+2e-+2H+=H2S2O4+2H2O，選項C正確；D．在吸收池中，H2S2O4被N2O氧化為H2SO3從而實現(xiàn)循環(huán)使用，選項D錯誤；答案選C。17．在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計了一種新的工藝方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如圖所示。下列說法正確的是A．a(chǎn)為電源正極B．陽極反應(yīng)為Fe2++e-=Fe3+C．陰極區(qū)附近發(fā)生的反應(yīng)有4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2OD．若產(chǎn)生2.24LCl2，通過外電路中