4.2.2电解原理的应用及电解计算-2023-2024学年高二化学必备讲与练（人教版2019选择性必修1）

电解原理的应用及电解计算1、熟知电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理，会写其电极反应式及化学方程式2、学会以电子守恒的观点进行电化学计算考点梳理考点梳理一、电解原理的应用1、电解饱和食盐水（氯碱工业）(1)电解饱和食盐水的原理方程式装置图阳极反应2Cl2e=Cl2↑阴极反应2H++2e=H2↑总反应方程式2NaCl+2H2Oeq\o(=====,\s\up7(通电))2NaOH+H2↑+Cl2↑离子反应方程式2Cl+2H2Oeq\o(=====,\s\up7(通电))2OH+H2↑+Cl2↑阳离子交换膜作用①防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸；②避免Cl2与NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量。应用制备氢气、氯气和烧碱现象及检验：阴极：有无色、无味气泡产生，滴加酚酞——变红阳极：有黄绿色、刺激性气味的气体产生，使湿润的淀粉KI试纸变蓝阳离子交换膜的作用（1）将电解池隔成阳极室和阴极室，只允许阳离子（Na+、H+）通过，而阻止阴离子（Cl、OH）和气体通过（2）既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合，而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量【注意】①因为阳极产物Cl2和阴极产物H2会发生反应，Cl2和NaOH会发生反应，因此工业上常用特殊的电解槽电解饱和食盐水，一般用阳离子交换膜将电解槽分隔成两部分，以避免电解产物之间发生反应②阳极区Cl－放电生成Cl2，生成的Cl2少量溶于水会使阳极区呈酸性(3)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②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2、电镀(1)电镀的概念：电镀是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。电镀可增强金属的抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。(2)电镀的主要目：电镀可增强金属的抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。阳极材料镀层金属Cu阴极材料镀件金属Fe电镀液含镀层金属离子CuSO4溶液阳极反应Cu2eCu2+阴极反应Cu2++2eCu溶液变化电解质溶液的浓度保持不变(3)电镀池的构成阳极镀层金属浸入电镀液中与直流电源的正极相连作阳极阴极待镀金属制品与直流电源的负极相连作阴极电镀液含有镀层金属离子的电解质溶液特点电镀时，电解质溶液的浓度保持不变；阳极减少的质量和阴极增加的质量相等；阳极失电子总数和阴极得电子总数相等电解精炼铜阳极材料粗铜（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等）阴极材料纯铜阳极反应Zn－2e－=Zn2＋Fe－2e－=Fe2＋Ni－2e—=Ni2+Cu－2e－=Cu2＋阴极反应Cu2++2eCu“阳极泥”Ag、Au等金属杂质失电子能力弱，会以单质形式沉积，形成“阳极泥”。溶液变化①电解质溶液的Cu2+浓度减小②引入了Zn2+、Fe2+、Ni2+等杂质，需定时除去特点：铜的电解精炼时，电解质溶液中的Cu2+浓度中有所减小；阳极减少的质量和阴极增加的质量不相等；阳极失电子总数和阴极得电子总数相等【注意】电解精炼中，比需要精炼的金属活泼的杂质溶解，而不比需要精炼的金属活泼的杂质会沉积电冶金1、金属冶炼：使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程。Mn++ne=M2、特点：电解是最强有力的氧化还原手段3、适用范围：制取活泼金属单质。如：Na、Ca、Mg、Al等，但不能电解其盐溶液，应电解其熔融态4、实例：电解熔融NaCl制备单质Na阴极：Na++e=Na阳极：2Cl—2e=Cl2↑总反应：2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑5、常见金属的冶炼方法：电解法（熔融态）热还原法（常见还原剂：C、CO、H2、Al）热分解法物理方法K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb、CuHg、AgPt、Au=1\*GB3①电解熔融的氯化钠可制取金属钠方程式阳极2Cl－－2e－=Cl2↑阴极2Na＋＋2e－=2Na总反应2NaCl（熔融）eq\o(=,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑=2\*GB3②电解熔融的氯化镁制取金属镁电极反应阳极2Cl－－2e－=Cl2↑阴极Mg2＋＋2e－=Mg总反应MgCl2eq\o(=,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑=3\*GB3③电解熔融的Al2O3制取金属Al电极反应阳极6O2－－12e－=3O2↑阴极4Al3＋＋12e－=4Al总反应2Al2O3eq\o(=,\s\up11(电解),\s\do4(Na3AlF6))4Al＋3O2↑微点拨冰晶石(Na3AlF6)作熔剂，降低氧化铝的熔点【注意】①电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解熔融MgO冶炼镁，因MgO的熔点很高②电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，因AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电二、电解的有关计算1、计算类型：电解的相关计算包括两极产物的定量计算(如质量、气体的体积、某元素的化合价、溶液的pH及物质的量浓度等)2、电解计算的依据(1)阳极失去的电子数＝阴极得到的电子数(2)串联电路中通过各电解池的电子总数相等(3)电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等3、电解计算的方法(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算(3)根据关系式计算：根据得失电子守恒的关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式以通过4mole－为桥梁可构建如下关系式：(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)【注意】在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C来计算电路中通过的电量即学即练即学即练一、单选题（本大题共6小题，共18分）1.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是(

)

A.氯碱工业中，X电极上反应式是4OH−−4e−=2H2O+O2↑

B.电解精炼铜时，【答案】C

【解析】X与电源正极相连，为电解池的阳极，Y与电源负极相连，为电解池的阴极，

A.X为电解池的阳极，氯碱工业中，阳极溶液中的氯离子失电子生成氯气，电极反应式为：2Cl−−2e−=Cl2↑，故A错误；

2.FFC电解法可由金属氧化物直接电解制备金属单质，西北稀有金属材料研究院利用此法成功电解制备钽粉，其原理如图所示，下列说法不正确的是(

)

A.该装置将电能转化为化学能

B.a极为电源的负极，发生还原反应

C.Ta2O5极发生的电极反应为：Ta【答案】D

【解析】A.该装置连有外接电源，是电解池，将电能转化为化学能，故A不符合题意；

B.阴离子移向阳极，则Ta2O5极是阴极，a极为电源的负极，发生还原反应，故B不符合题意；

C.由图知，Ta2O5得电子生成氧离子和 3.下列有关电解原理的应用的说法正确的是(

)A.氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝

B.电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极

C.电解饱和食盐水时，阴极反应式为2H2【答案】C

【解析】A.氯化铝的构成微粒是分子，属于分子晶体，为共价化合物，工业上采用电解氧化铝的方法冶炼铝，故A错误；

B.电解精炼粗铜时，粗铜作阳极、纯铜作阴极，阳极上铜失电子发生氧化反应，阴极上铜离子得电子发生还原反应，故B错误；

C.工业上电解饱和食盐水时，阴极上氢离子得电子生成氢气，则阴极的电极反应式：2H2O+2e−4.下列描述中，符合生产实际的是(

)A.一元硬币材料为钢芯镀镍硬币制作时，钢芯应作阴极

B.电解法精炼粗铜，每转移2 mol电子就有64g铜溶解

C.氯碱工业中，用阴离子交接膜把阳极室和阴极室隔开

D.氯碱工业中，用铁作阳极【答案】A

【解析】A.在钢芯上镀镍时，钢芯应为阴极，镍为阳极，故A正确；

B.电解法精炼粗铜，每转移2 mol电子就有64g纯铜在阴极析出，由于阳极粗铜中的某些杂质也能失去电子，则阳极溶解的铜要小于64g，故B错误；

C.氯碱工业中，用阳离子交接膜把阳极室和阴极室隔开，故C错误；

D.用铁作阳极，铁电极会发生放电，故D错误。

故选A。5.下列叙述中不正确的是(

)A.电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化作用

B.电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极

C.惰性电极电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1

D.电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极【答案】D

【解析】A.电镀时，电镀池里的阳极与电源正极相连，发生氧化反应，故A正确；

B.电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极可以增大接触面积，加快电解效率，故B正确；

C.惰性电极电解氯化铜溶液，在阴极上析出铜单质，阳极上析出氯气，产物的物质的量之比为1:1，故C正确；

D.电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极，铁电极会发生氧化反应失去电子逐渐溶解，故D错误。

故选D。6.21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+2【答案】C

【解析】解：由阴离子的定向移动可知石墨为阳极，则a为负极，b为正极，TiO2为阴极，

A.a为电源的负极，故A错误；

B.石墨为阳极，电极上发生氧化反应，故B错误；

C.电解TiO2制得钛，TiO2为阴极，发生还原反应，电极方程式为TiO2+4e−=Ti+2O2−，故C正确；

D.Ti元素化合价由+4价降低到0价，则每生成0.1mol钛，转移电子0.4mol，故D错误。二、填空题7.判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)电解精炼铜时，阳极泥中含有Zn、Fe、Ag、Au等金属(

)(2)以铁作阳极、铂作阴极，电解饱和食盐水，可以制备烧碱(

)(3)电解法精炼粗铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极(

)(4)工业电解精炼铜时，粗铜与外电源的正极相连(

)(5)电解饱和食盐水，阴极的产物是氢气和氢氧化钠(

)(6)电镀时，应把待镀金属置于电解槽的阴极(

)(7)电解饱和氯化钠溶液可以冶炼金属钠(

)(8)氯碱工业中的阳离子交换膜可以换成阴离子交换膜

(

)【答案】(1)×

(2)×

(3)√

(4)√

(5)√

(6)√

(7)×

(8)×

【解析】【分析】

此题考查电解原理及应用，难度较易。

【解答】

(1)电解精炼铜，阳极铜和比铜活泼的金属在阳极失电子变成阳离子，所以阳极泥中没有Zn、Fe，故错误；

(2)电解饱和食盐水生成烧碱，不能使用活金属(Pt除外)做阳极，金属放电能力更强。故错误；

(3)电解精炼铜，粗铜做阳极，铜和比铜活泼的金属在阳极失电子变成阳离子，阴极铜离子得电子生成铜单质，故正确；

(4)电解精炼铜，粗铜做阳极，与电源正极相连，故正确；

(5)电解饱和食盐水，阴极水电离出的氢离子得电子生成氢气，所以产物是氢气和氢氧化钠，故正确；

(6)电镀时，镀层金属做阳极，待镀金属做阴极，故正确；

(7)水电离出的H+放电能力强于Na+，所以电解氯化钠溶液无法得到钠单质，故错误；分层训练分层训练夯实基础一、单选题1.用铅蓄电池电解甲、乙电解池中的溶液。已知铅蓄电池的总反应为Pb(s)+PbO2(s)+

。电解一段时间后，向c极和d极附近分别滴加酚酞试剂，cA.d极为阴极

B.若利用甲池精炼铜，b极应为粗铜

C.放电时铅蓄电池负极的电极反应式：PbO2(s)+4H【答案】B

【解析】A.电解一段时间后向c极和d极附近分别滴加酚酞试剂，c极附近溶液变红，说明C极附近有碱生成，即该电极上氢离子放电，该电极是阴极，则d极是阳极，故A错误；

B.电解一段时间后向c极和d极附近分别滴加酚酞试剂，c极附近溶液变红，说明C极附近有碱生成，即该电极上氢离子放电，该电极是阴极，则d极是阳极，a是阴极b是阳极，电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，所以b极应为粗铜，故B正确；

C.放电时，铅蓄电池负极的电极反应式为：Pb(s)+SO42−(aq)−2e−=PbSO4

(s)，故C错误；

D.若四个电极材料均为石墨，甲电解池中阳极上生成氯气，阴极上生成铜，乙电解池中阳极上生成氧气，阴极上生成氢气，当析出6.4 g Cu时，转移电子是0.2mol，所以生成0.1mol氯气、0.1mol2.Co(H2PO2)2广泛用于化学镀钴，以金属Co和NaA.b为阳离子交换膜

B.通电后原料室的H2PO 2−向产品室迁移，阴极区溶液pH增大

C.石墨电极反应为4O【答案】B

【解析】以金属钴和次磷酸钠为原料，采用四室电渗析槽电解法制备次磷酸钴[Co(H2PO2)2]，由图可知，阳极上Co失去电子，H2PO2−通过b进入产品室，阴极是H2O或H+得到电子生成H2，a、b、c为离子交换膜，产品室中得到[Co(H2PO2)2]，H2PO2−通过b进入产品室，则b为阴离子交换膜，据此来解答。

A.a、b、c为离子交换膜，产品室中得到[Co(H2PO2)2]，H2PO3.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是

(

)

A.氯碱工业中，X电极上反应式是4OH−−4e−=2H2O+O2↑

B.电解精炼铜时，【答案】D

【解析】A.氯碱工业中，X电极连接电源正极，为电解池的阳极，溶液中的氯离子失电子生成氯气：2Cl−−2e−=Cl2↑，故A错误；

B.电解精炼铜时，粗铜做阳极逐渐溶解，阴极Cu2+放电析出Cu4.如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法中不正确的是(

)

A.X是正极，Y是负极 B.a极与b极产生气体的体积为2∶1

C.烧杯中溶液的pH逐渐减小 D.U形管中溶液的pH逐渐变大【答案】B

【解析】

A.b极附近溶液呈红色，说明b极生成氢氧根离子，则氢离子放电生成H2，所以b连接的Y为电源的负极，则X为正极，故A正确；

B.b为阴极，氢离子放电生成氢气，a为阳极，氯离子放电生成氯气，转移2mol电子生成1molH2和1molCl2，故B错误；

C.通电电解硫酸铜时，总反应为：2CuSO4+2H2O=电解5.电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1∶2，以下说法正确的是(

)

A.a极与电源的负极相连

B.产物丙为硫酸溶液

C.离子交换膜d为阴离子交换膜

D.a电极反应式：2【答案】B

【解析】

装置图分析可知是电解装置，电解硫酸钠溶液，实质是电解水，气体甲与气体乙的体积比约为1：2，气体甲为氧气，气体乙为氢气，阳极生成氧气，电极反应为2H2O−4e−=4H++O2↑，阴极生成氢气，2H2O+2e−=H2↑+2OH−，所以判断a电极是阳极，b电极是阴极，在阳极室得到硫酸，在阴极室得到氢氧化钠，则c为阴离子交换膜，d为阳离子交换膜；

A.分析可知a二、填空题6.电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，其中a为电解质溶液，X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)X的电极名称是_________(填写“阳极”或“阴极”)。(2)若X、Y都是惰性电极。a是饱和食盐水，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液，一段时间后，Y极上的电极反应式为__________________。(3)若X、Y都是惰性电极，a是CuSO4溶液，电解一段时间后，阳极上产生气体的体积为0.224L(标准状况下)，则阴极上析出金属的质量为________________(4)若要用该装置电解精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则(5)若要用电镀方法在铁表面镀一层金属银，应该选择的的方案是________。(填字母编号)方案XYa溶液A银石墨AgNB银铁AgNC铁银Fe(ND铁银AgN【答案】(1)阴极

(2)2Cl−−2e−=Cl2【解析】(1)X极和电源的负极相连，故X电极是阴极；

故答案为：阴极；

(2)用惰性电极电解氯化钠时，根据离子放电顺序，和电源的正极相连的电极Y极是阳极，该电极上氯离子发生失电子的氧化反应，即2Cl−−2e−=Cl2↑；

故答案为：2Cl−−2e−=Cl2↑；

(3)用惰性电极电解硫酸铜溶液时，电解过程的化学方程式为：2CuSO4+2H2O=通电2Cu+O2↑+2H2SO4，由电解反应方程式可知，当生成标况下氧气0.224L即0.01mol三、计算题（本大题共2小题，共16分）7.电解50.0 mL 5.00 mol/L NaCl溶液，若有0.05 mol电子发生转移，且电解产生的气体全部逸出(假设电解前后溶液体积不变)。请计算：(1)25 ℃时，电解后溶液中OH(2)若实际上逸出的氯气为448 mL(标准状况下)，此时将电解后的溶液充分搅拌，则溶液中含有的NaCl的物质的量为________________。【答案】(1)1 mol/L；

(2)0.205 mol。

【解析】

(1)根据反应2NaCl+2H2O 电解2NaOH+H2↑+Cl2↑可知：OH−～e−，由0.05 mol电子发生转移得生成n(OH−)=0.05 mol，故c(OH−)=0.05 mol/0.05 L=1 mol/L，

故答案为：1 mol/L；

(2)2NaCl～Cl28.电解熔融氯化镁制取金属镁，若有2mol电子发生转移，则理论上得到金属镁多少克？产生标况下氯气多少。【答案】解：电解熔融氯化镁制取金属镁，氯化镁分解生成内和氯气，反应的化学方程式：MgCl2− 通电  Mg+Cl2↑，反应中电子转移2mol生成1molMg和1mol【解析】电解熔融氯化镁制取金属镁，氯化镁分解生成内和氯气，结合化学方程式电子转移计算生成镁的质量和氯气标准状况下的体积。

本题考查化学方程式计算，注意利用守恒法计算解答，避免方程式的繁琐，比较基础。能力提升一、单选题1.如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法不正确的是

(

)

A.装置中的离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过

B.装置中出口①处的物质是氢气，出口②处的物质是氯气

C.除去杂质后的氢氧化钠溶液从出口B处导出

D.转移0.8mol电子时产生氢气8.96L(标准状况)【答案】B

【解析】A.离子交换膜有选择性，根据题图可知，该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过，故A正确；

B.根据题图知，左边电极上氯离子放电生成氯气，右边电极上氢离子放电生成氢气，所以装置中出口①处的物质是氯气，出口②处的物质是氢气，故B错误；

C.根据题图知，左边电极上氯离子放电生成氯气，右边电极上氢离子放电生成氢气，右边氢氧根离子浓度增加，碱性增强，所以除去杂质后的氢氧化钠溶液从出口B处导出，故C正确；

D.电解总反应式为2Cl−+2H2OCl2↑+H2↑+2OH−，转移2mol电子时产生氢气1mol2.下列有关电化学的示意图正确的是(

)A.Cu−Zn原电池

B.粗铜的精炼

C.铁片镀锌

D.验证NaCl溶液(含酚酞)电解产物【答案】D

【解析】A.锌极的烧杯内电解质是硫酸锌溶液，铜极的烧杯电解质溶液是硫酸铜，应电极或烧杯对调，故A错误；

B.电解精炼时，粗铜作阳极，则粗铜与电源的正极相连，作阳极，故B错误；

C.电镀时镀层金属作阳极，铁片上镀锌，所以锌为阳极，即锌片与正极相连，故C错误；

D.电解饱和食盐水，阳极发生氧化反应生成氯气，检验氯气用碘化钾淀粉溶液，阴极发生还原反应生成氢气和氢氧化钠，氢氧化钠能使酚酞变红色，该装置能验证氯化钠溶液的电解产物，故D正确；3.医用口罩的外层喷有丙烯的聚合物聚丙烯。某科研机构在酸性条件下，用石墨棒作电极，将CO2转化为丙烯(CH2=CH—CHA.a为电源负极

B.左池的电极反应式：3CO2+18e−+ 18H+= 【答案】D

【解析】由碳元素化合价的变化可知，左池为阴极池，a电极为电源的负极，二氧化碳在阴极上得到电子发生还原反应生成丙烯，电极反应式为3CO2

+18e− + 18A.由分析可知，a为电源负极，故A正确；B.由碳元素化合价的变化可知，左池为阴极池，二氧化碳在阴极上得到电子发生还原反应生成丙烯，电极反应式为3CO2

+18eC.阳离子向阴极移动，则H+从右侧通过质子交换膜进入左侧，故CD.气体状态未知，无法利用转移电子数目计算丙烯的体积，故D错误。故选D。4.用如图所示装置，可由乙二醛制备乙二酸，反应原理为+2Cl2+2H2O→+4HCl，下列说法正确的是A.该装置利用上述反应将化学能转化为电能

B.Pt1电极的反应式为H2O+2e−=H2↑+【答案】C

【解析】A.该装置属于电解池，是将电能转化为化学能的装置，故A错误；

B.Pt1为阴极，发生得电子的还原反应，故电极反应式为Cl2+2e−=2Cl−，故B错误；

C.HCl是电解质，其在水溶液中起提供Cl−和增强导电性的作用，故C正确；

D.Pt2为阳极发生的电极反应方程式为OHC−CHO−4e5.在乏燃料后处理流程中，四价铀作为铀钚分离的还原剂己广泛使用。在UO2(NO3)−2HNO3—N2HA.若转移4mol e−，将有4mol H+透过质子交换膜

B.b极的电极反应式为UO 22++2H2O+2e−=U4+【答案】A

【解析】A.由装置可知，电极a为阴极，发生电极反应为：2UO22++4e−+2H2O=2U4++4OH−，电极b为阳极，发生电极反应为N2H5+−4e−=N2↑+5H+，结合电荷守恒可知，转移4mol

e−6.“水”电池是一种利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电的电池，其总反应为5MnO2+2Ag+2NaClNa2Mn5O10+2AgCl，如图以“水”电池为电源电解酸性A.该装置只涉及两种能量之间的转化

B.在线路中安装电压调节装置，可通过现象判断Fe2+和Cl−的还原性强弱

C.“水”电池内Na+不断向正极移动【答案】A

【解析】A错，“水”电池工作时化学能转化为电能，同时伴随着热量的变化；

B对，根据X电极附近溶液先变黄可知，先是Fe2+被氧化，后是Cl−被氧化，若在线路中安装电压调节装置，则可根据电压和现象判断Fe2+、Cl−的还原性强弱；

C对，“水”电池工作时为原电池，原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则“水”电池内Na+不断向正极移动；

填空题7.电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若要在铁制品表面镀上一层银，则①X电极的材料是

____，电极反应式____________②Y电极的材料是____，电极反应式____________(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO①X电极反应式_______________②Y电极的材料是_______，电极反应式___________________(杂质发生的反应不必写出)．③假若电路中有0.04摩尔电子通过时，阴极增重________克。(3)若用该装置模拟氯碱工业，则①电解液a为_______，Y电极用_______材料(金属、惰性)②Y电极反应式__________________，该反应总化学方程式__________________。【答案】(1)①铁；Ag++e−=Ag；

②Ag；Ag−e−=Ag+；

(2)①Cu2++2e−【解析】【解答】

(1)①X电极与电源的负极相连，作阴极；Y电极与电源的正极相连，作阳极。因此若要在铁制品表面镀上一层银，则X电极的材料是铁，银离子放电，电极反应式为Ag++e−=Ag；

②Y电极是银电极，银失去电子，反应式为Ag−e−=Ag+。

(2)①如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则X电极是纯铜，铜离子放电，反应式为Cu2++2e−=Cu；

②Y电极是阳极，其电极的材料是粗铜，电极反应式为Cu−2e−=Cu2+；

③假若电路中有0.04mol电子通过时，则根据Cu2++2e三、计算题8.通直流电用惰性电极电解，3个电解槽串联。

(1)第一个电解槽中盛放500mL

1mol/L

AgNO3溶液，一段时间后溶液pH由6变为1，忽略电解前后溶液体积变化，试计算阴极上析出单质的质量。

(2)另外2个电解槽盛放KCl，Al【答案】解：(1)第一个电解槽中盛放500mL 1mol/LAgNO3溶液，一段时间后溶液pH由6变为1，生成了0.1mol/L的氢离子，溶液体积不变，氢离子物质的量=0.5mol×0.1mol/L=0.05mol，电解过程中氢氧根离子减少0.05mol，电子守恒得到4OH−～4Ag～4e−，析出银质量=0.05mol×108g/mol=5.4g，

答：阴极上析出单质的质量是5.4

g银；

(2)电解过程中氢氧根离子减少0.05mol，电子守恒得到4OH−～4Ag～4e−，电子转移0.05mol，电极熔融KCl，电极反应：K++e−=K，2Cl−−2e−=Cl2↑，电解熔融Al2O3的电极反应：Al3++3e【解析】(1)通直流电用惰性电极电解，3个电解槽串联，第一个电解槽中盛放500mL 1mol/LAgNO3溶液，一段时间后溶液pH由6变为1，忽略电解前后溶液体积变化，阴极析出Ag，结合电子守恒和水电离出氢离子、氢氧根离子浓度相同计算；

(2)另外2个电解槽盛放KCl，Al9.将1 L一定浓度的CuSO4溶液，用a、b两个石墨电极电解，当a极上产生22.4 L(标准状况下)气体时，b极上只有固体析出。然后将a、b两极反接，继续通直流电，b极上又产生22.4 L(标准状况下)气体，溶液质量共减少227 g(1)a极上产生22.4 L(标准状况下)气体时，b极增加的质量为________。(2)原溶液中CuSO4的物质的量浓度为________【答案】(1)128 g

(2)2.5 mol·L【解析】(1)电解方程式：2CuSO4+2H2O=电解2Cu+2H2SO4+(2)电源反接后，b为阳极，Cu先放电，然后OH−放电，a为阴极，Cu2+先放电，然后H+放电。电解过程可分为三个阶段：①电镀铜，此阶段溶液质量变化Δ2CuS2 2 12n1此阶段，溶液质量减少160n③电解H222 2 12此阶段，溶液质量减少36n则有n解得：n1(O2)=0.25培优专练一、单选题1.我国科研工作者提出通过电解原理联合制备环氧乙烷(结构简式为)同时处理酸性含铬废水，其工作原理示意图如图所示。其中双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜组成，工作时内层H2O解离为H+和OH−，并分别向两极迁移。下列说法正确的是A.膜q为阳离子交换膜

B.工作时，NaOH溶液浓度保持不变

C.N极的电极反应式为Cr2O72−+14【答案】D

【解析】A.催化电极M为阳极，该极区电解质为NaOH溶液，双极膜内层H2O解离产生的OHB.催化电极M的电极反应式为

C2H4+2OH−−2e−=

C.N极的电极反应式应为

CrD.由电极M的电极反应式

C2H4+2OH−−2e−=

+H2O

和N极的电极反应式

C答案选D。2.电解法制取Na2FeO4的总反应为Fe+2H2O+2OH−=FeOA.铁电极做阳极，发生还原反应

B.Ni电极发生还原反应，有H2生成

C.该离子交换膜为阳离子交换膜

D.当电路中通过1 mol电子时，阴极区有11.2 L 【答案】B

【解析】略3.如下图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法正确

A.Pt为阴极，Cu为阳极

B.b极的电极反应式是2H++2e−=H2↑

C.电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大

【答案】B

【解析】A.a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色，依据电解质溶液为氯化钠的酚酞溶液，判断b电极是阴极，Y为电源负极，X为电源正极，Pt为阳极，Cu为阴极，故A错误；

B.b极是氢离子得电子发生的还原反应，电极反应为2H++2e−=H2↑，故B正确；

C.电解过程中CuSO4溶液中的氢氧根离子在阳极Pt电极失电子生成氧气，溶液中铜离子在Cu电极得到电子析出铜，溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH4.已知铅蓄电池的总反应式为Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)。用铅蓄电池电解CuSO4溶液A.b极为阴极

B.利用该池精炼铜，a极应为粗铜

C.放电时，负极电极反应式为Pb−2e−=Pb2+

D.当析出6.4gCu时，电解池中产生【答案】D

【解析】A.若电极材料均为石墨，电解一段时间后测得b极附近溶液pH减小，判断电解池中是阳极上氢氧根离子放电生成氧气，溶液中氢离子浓度增大，溶液pH减小，b为阳极，故A错误；

B.依据题干信息判断a为阴极，b为阳极，结合电解精炼铜冶炼分析，粗铜应做阳极，精铜做阴极，故B错误；

C.依据铅蓄电池反应和原电池原理分析，电池负极是铅失电子，在硫酸电解质溶液中生成硫酸铅，电极反应Pb+SO42−−2e−=PbSO4，故C错误；

D.依据电极反应和电子守恒计算生成气体体积，电解池中阳极电极反应4OH−−4e−=25.如图为某实验小组设计的探究氯碱工业原理和粗铜精炼原的实验装置，其中甲装置中

X

为阳离子交换膜。下列有关说法正确的是(

)A.反应一段时间后，甲装置中生成的氢氧化钠在铁极区

B.N

为电源负极

C.当甲池中生成标准状况下(不考虑气体在溶液中的溶解)22.4

L

气

体时，乙池中精铜电极增重

64

g

D.反应一段时间后，乙装置中硫酸铜溶液的浓度保持不变【答案】A

【解析】解：A.阴极上生成氢气同时电解质溶液中生成OH−，OH−能和阳极生成的Cl2反应，为防止该反应发生，钠离子通过交换膜进入Fe电极附近来平衡电荷，所以X为阳离子交换膜，乙装置中Fe电极上氢离子放电生成氢气，电极附近氢氧根离子浓度增加，反应一段时间后，乙装置中生成的氢氧化钠在铁极区，故A正确；

B.根据以上分析，N为电源正极，故B错误；

C.甲为氯碱工业，则当甲池中生成标准状况下(不考虑气体在溶液中的溶解)22.4

L

气

体时，根据电子守恒，则乙池中精铜电极增重22.422.4×12×64=32g，故C错误；

D.丙中粗铜是阳极、纯铜是阴极，相当于粗铜的精炼，粗铜电解上不仅Cu失电子还有其它金属失电子，纯铜上只有铜离子得电子，所以硫酸铜溶液的浓度减小，故D错误；

故选：A。

图为电解池，甲为氯碱工业，乙为粗铜精炼，则Fe、精铜都是阴极，C和粗铜都是阳极，所以N为电源正极，M二、填空题6.被誉为改变未来世