高中化学 第四章 电化学基础 重难点七 电镀（含解析）新人教版选修

系统掌握蕴含其中的马克思主义立场观点方法，要在系统学习、深刻领会、科学把握习近平教育思想上下功夫。精心组织开展学习宣传贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神知识问答活动。重难点七 电镀1电镀（1）概念：应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方法。（2）装置：（3）电极反应式阳极(镀层金属):Cu2e=Cu2 阴极(待镀金属):Cu22e=Cu （4）电镀池的构成:一般都是用含有镀层金属离子的电解质溶液作电镀液;把镀层金属浸入电镀液中与直流电源的正极相连,作为阳极;待镀金属制品与直流电源的负极相连,作阴极。2电解精炼铜的原理：电解精炼装置（1）阳极：粗金属 （2）阴极：纯金属电解质溶液：含精炼金属的阳离子的盐溶液粗铜的成分：Cu(Zn、Ni、Fe、Ag、Au等)，反应时，比铜活泼的金属先失电子进入溶液中电极反应式：阴极(纯铜)：Cu2+2e=Cu(还原反应)阳极(粗铜)：Cu-2e=Cu2+(氧化反应)杂质：Zn-2e=Zn2+Fe-2e=Fe2+Ni-2e=Ni2+阳极泥：相对不活泼的金属以单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。本考点主要考察电解原理，精炼铜装置阴阳极和电解质溶液的选择，阳极泥的概念，阴阳极的电极反应式，阳极溶解的铜的物质的量和转移电子数的关系，电解质溶液浓度的变化，主要以双项选择题为主题型一：精炼铜的原理及装置典例1：利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是（）A电解时以精铜作阳极 B电解时阴极发生还原反应C粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu=Cu2+2e-D电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥分析：铜的电解精炼是电解原理的一重要应用，在理解电解原理的基础上，解答此题便可迎刃而解解答：A、电解精炼铜时，粗铜应作阳极，精铜作阴极，故A错；B、阳极与电池的正极相连发生氧化反应，阴极与电池的负极相连发生还原反应，故B对；C、粗铜连接电源的正极，发生氧化反应，故C错；D、金属的活动性顺序为ZnFeCuAgPt，因此Ag、Pt不会放电，以单质形式沉积下来，故D对；故选：BD点评：本题主要考查精炼铜的原理，电化学原理是高中化学的核心考点，虽然本题难度不大，但要重视基础典例2：下列叙述正确的是（）A工业上电解熔融氯化铝时在阴极获得铝B氯碱工业是电解熔融的NaCl，在阳极能得到Cl2C实验室电解氯化钠-酚酞溶液，接电源负极的电极附近溶液先变红D工业上进行电解精炼铜时，电解液溶液浓度不变分析：A氯化铝是分子晶体，熔融状态下不导电；B电解熔融态氯化钠，阳极上阴离子放电；C用惰性电极电解氯化钠-酚酞溶液时，阴极上氢离子放电，阳极上氯离子放电；D电解精炼铜时，根据阴阳极上溶解与析出铜的质量比较判断解答：A氯化铝是分子晶体，熔融状态下熔融为分子，所以电解氯化铝不能得到铝单质，工业上用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝，故A错误；B电解熔融态氯化钠，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上钠离子放电生成钠，所以得不到氢氧化钠，故B错误；C用惰性电极电解氯化钠、酚酞溶液时，接电源负极的电极为阴极，阴极上氢离子放电生成氢气，阴极附近同时生成氢氧根离子而使其溶液呈碱性，则阴极附近溶液先变红，故C正确；D电解精炼粗铜时，阳极上比铜活泼的金属先失电子进入溶液中，阴极上铜离子得电子生成铜单质，根据得失电子守恒知，阳极上溶解铜的质量小于阴极上析出的铜质量，所以溶液中铜离子浓度减小，故D错误；故选C点评：本题考查了电解原理，根据电解过程中阴阳极上得失电子来分析解答，易错选项是A，注意活泼金属采用电解的方法冶炼，钠、钾等活泼金属采用电解其熔融盐的方法冶炼，而铝采用电解熔融氧化铝的方法冶炼，D选项中注意溶液中铜离子的浓度是减小的题型二：电解相关计算典例2：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（）粗铜与直流电源负极相连阴极发生的反应为Cu2+2e-=Cu电路中每通过3.011023个电子，得到的精铜质量为16g杂质Ag以Ag2SO4的形式沉入电解槽形成“阳极泥”ABCD分析：利用电解法进行粗铜提纯时粗铜应作阳极，精铜作阴极；阳极与电池的正极相连发生氧化反应，阴极与电池的负极相连发生还原反应；这几种金属的活动性顺序为ZnFeCuAgPt，因此在电解过程中Ag、Pt不会失去电子，而是形成阳极泥解答：电解精炼铜时，粗铜应作阳极，与直流电源正极相连，故错误；阴极与电池的负极相连，是电解质中的阳离子发生还原反应，即Cu2+2e-=Cu，故正确；根据电极反应：Cu2+2e-=Cu，电路中每通过3.011023个即0.5mol电子，得到的精铜质量为0.25mol64g/mol=16g，故正确；金属的活动性顺序为ZnFeCuAgPt，因此Ag、Pt不会放电，以单质形式沉积下来，故错误；故选：A点评：铜的电解精炼是电解原理的一重要应用，在理解电解原理的基础上，解答此题便可迎刃而解电路中转移2mol电子，阳极溶解的金属的质量不是64g，因为刚开始溶解的金属不是Cu；电解前后溶液中铜离子的浓度减小，开始阶段活泼金属失电子时，阳极是铜离子得电子，使铜离子浓度减小【重难点指数】 【重难点考向一】 电镀【例1】依据下图判断，下列叙述正确的是()A是原电池，是电镀装置B、装置中锌极上均发生氧化反应C、装置中，铜极均发生氧化反应而溶解D、装置中Cu2+浓度基本不变【答案】A【名师点睛】考查原电池和电解池的工作原理知识，注意把握电镀池的特点以及电解精炼铜装置的特点区别是关键，图中装置是原电池、装置和装置均为电解装置，据此分析解题。【重难点考向二】 精炼铜的原理及装置【例2】利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是()A电解时以精铜作阳极 B电解时阴极发生还原反应C粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu=Cu2+2e-D电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥【答案】BD【名师点睛】考查精炼铜的原理，电化学原理是高中化学的核心考点，铜的电解精炼是电解原理的一重要应用，在理解电解原理的基础上，解答此题便可迎刃而解。【重难点考向三】 电解相关计算【例3】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()粗铜与直流电源负极相连阴极发生的反应为Cu2+2e-=Cu电路中每通过3.011023个电子，得到的精铜质量为16g杂质Ag以Ag2SO4的形式沉入电解槽形成“阳极泥”A B C D【答案】A【解析】电解精炼铜时，粗铜应作阳极，与直流电源正极相连，故错误；阴极与电池的负极相连，是电解质中的阳离子发生还原反应，即Cu2+2e-=Cu，故正确；根据电极反应：Cu2+2e-=Cu，电路中每通过3.011023个即0.5mol电子，得到的精铜质量为0.25mol64g/mol=16g，故正确；金属的活动性顺序为ZnFeCuAgPt，因此Ag、Pt不会放电，以单质形式沉积下来，故错误；故选A。【名师点睛】铜的电解精炼是电解原理的一重要应用，利用电解法进行粗铜提纯时粗铜应作阳极，精铜作阴极；阳极与电池的正极相连发生氧化反应，阴极与电池的负极相连发生还原反应；这几种金属的活动性顺序为ZnFeCuAgPt，因此在电解过程中Ag、Pt不会失去电子，而是形成阳极泥。1关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是()A都用粗铜做阳极、纯铜做阴极 B电解液的成分都保持不变 C阳极反应都只有Cu-2e-Cu2+ D阴极反应都只有Cu2+2e-Cu 【答案】D【名师点睛】考查学生电解池中电镀装置和电解精炼铜装置的区别之处，电镀装置中，镀件作阴极，镀层金属作阳极，电镀液中含有镀层金属阳离子的盐；电解精炼铜时，金属铜作阴极，粗铜作阳极，电解质溶液是含有铜离子的盐溶液，根据电解池的工作原理来回答即可。2下列叙述正确的是()A工业上电解熔融氯化铝时在阴极获得铝B氯碱工业是电解熔融的NaCl，在阳极能得到Cl2C实验室电解氯化钠-酚酞溶液，接电源负极的电极附近溶液先变红D工业上进行电解精炼铜时，电解液溶液浓度不变【答案】C【解析】A氯化铝是分子晶体，熔融状态下熔融为分子，所以电解氯化铝不能得到铝单质，工业上用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝，故A错误；B电解熔融态氯化钠，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上钠离子放电生成钠，所以得不到氢氧化钠，故B错误；C用惰性电极电解氯化钠、酚酞溶液时，接电源负极的电极为阴极，阴极上氢离子放电生成氢气，阴极附近同时生成氢氧根离子而使其溶液呈碱性，则阴极附近溶液先变红，故C正确；D电解精炼粗铜时，阳极上比铜活泼的金属先失电子进入溶液中，阴极上铜离子得电子生成铜单质，根据得失电子守恒知，阳极上溶解铜的质量小于阴极上析出的铜质量，所以溶液中铜离子浓度减小，故D错误；故选C。【名师点睛】考查电解原理，根据电解过程中阴阳极上得失电子来分析解答，易错选项是A，注意活泼金属采用电解的方法冶炼，钠、钾等活泼金属采用电解其熔融盐的方法冶炼，而铝采用电解熔融氧化铝的方法冶炼，D选项中注意溶液中铜离子的浓度是减小的。3电解精炼粗铜时，下列叙述不正确的是()A与电源正极相连的电极是粗铜板 B阴极发生反应：Cu2+2e-Cu C电解池的阳极材料为粗铜 D粗铜板上发生还原反应 【答案】D【名师点睛】考查学生电解精炼铜的工作原理，电镀法精炼铜时，粗铜为阳极，精铜为阴极，阳极材料是粗铜，阳极上金属失电子变成离子进入溶液，Cu-2e-=Cu2+，比金属铜活泼的金属锌、铁、镍会先于金属铜失电子，比金属铜活泼性差的Pt、Ag等固体会沉积下来形成阳极泥，根据电解原理来回答。4铜是人类最早发现和使用的金属之一，铜及其合金的用途广泛粗铜中含有少量铁、锌、镍、银、金等杂质，工业上可用电解法精炼粗铜制得纯铜，下列叙述正确的是()(已知：氧化性Fe2+Ni2+Cu2+)A粗铜作阳极，其电极反应式：Cu2+2e-=CuB电解过程中，电解质溶液中c(Cu2+)不变C电解后，阴极上还附有极少量的Fe和NiD电解后，可用阳极泥来提炼金、银等贵金属【答案】D【解析】A阳极发生氧化反应，其电极反应式：Ni-2e-=Ni2+、Fe-2e-=Fe2+、Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+，故A错误；B电解过程中阳极失电子的有Fe、Zn、Ni、Cu；阴极析出的是铜，所以溶液中铜离子减小，故B错误；C由于氧化性Fe2+Ni2+Cu2+，所以阴极上析出的是铜，Fe2+和Ni2+不能得电子析出，故C错误；D粗铜中含有少量铁、锌、镍、银、金等杂质做阳极，银、金不失电子，沉降电解池底部形成阳极泥，所以可用阳极泥来提炼金、银等贵金属，故D正确；故选D。5以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是()A电能全部转化为化学能B粗铜接电源负极，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、Pt、Au等金属【答案】D6据报道，最近摩托罗拉公司研制了一种由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型手机电池，电荷量可达现用镍氢电池或锂电池的10倍该电池的负极电极反应式为_；电池在使用过程中，电解质溶液的pH_；当外电路通过1.2mol电子时，理论上消耗甲醇_g。【答案】CH3OH+8OH-6e-CO32-+6H2O 降低 6.4【解析】燃料电池中，负极为燃料失电子发生氧化反应，反应为CH3OH+8OH-6e-CO32-+6H