人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池学案设计

一、氯碱工业（电解饱和食盐水）

【答案】2Cl- - 2e-=== Cl2↑     2H+ + 2e-=== H2↑       2NaCl + 2H2O  2NaOH + H2↑+ Cl2↑

2Cl- + 2H2O  2OH- + H2↑+ Cl2↑

二、电镀

1. 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。

2. 电镀可增强金属的抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。

【答案】Cu - 2e- ===Cu2+     Cu2+ + 2e- === Cu     保持不变

三、电解精炼铜

电解精炼粗铜时，以待精炼的铜（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等）作阳极，用CuSO4溶液作电解质溶液，可得含铜量为99.95%～99.98%的电解铜。

【答案】Zn－2e－===Zn2＋    Fe－2e－===Fe2＋     Ni－2e—===Ni2+      Cu－2e－===Cu2＋

Cu2+ + 2e- === Cu      减小

四、电冶金

电冶金的本质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

电解熔融氯化钠制取金属钠

【答案】2Cl－－2e－===Cl2↑     2Na＋＋2e－===2Na     2NaCl（熔融） 2Na ＋ Cl2↑

题型一：氯碱工业

【变1】（2019·吉林·长春外国语学校高二期末）如图所示是用石墨和铁作电极电解饱和食盐水的装置，请填空：

（1）X的电极反应式为：___________________________________，Y极的电极材料是_______________。

（2）某同学在实验时误将两种电极材料接反，导致X极上未收集到预期产物，一段时间后又将两极的连接方式纠正过来，发现X极附近出现了白色沉淀，此沉淀是________(填化学式)，其形成原因是：___________________________________。

（3）工业上电解饱和食盐水的方法之一是将两个电极室用离子交换膜隔开(如图所示)，其目的是_____________，阳极室(A处)加入________，离子交换膜只许________通过。

【答案】2Cl－－2e－===Cl2↑FeFe(OH)2铁作阳极时被氧化为Fe2＋，纠正错误后，这一端又变为阴极，2H＋＋2e－===H2↑，生成的OH－与Fe2＋结合成Fe(OH)2防止H2与Cl2混合发生爆炸，防止Cl2与NaOH反应生成NaClO，使NaOH不纯饱和食盐水Na＋

【变2】（2021·广东·揭西县河婆中学高二月考）"84"消毒液（主要成分为NaClO）广泛应用于杀菌消毒。某化学演习小组用甲烷燃料电池电解饱和食盐水制备"84"消毒液，装置如图所示，a、b、c、d均为惰性电极，下列说法正确的是（）

A．c是阳极

B．甲烷发生的电极反应方程式为：CH4-8e－+8OH−= CO2↑+6H2O

C．消耗2.24L（标准状况）甲烷，K＋通过交换膜向左室移动0.8mol

D．电解装置中的总反应为：NaCl +H2ONaClO+H2↑

【答案】D

题型二：电镀

【变3】（2021·江苏沭阳·高二期中）餐具表面镀银可达到增强抗腐蚀性、提升美观等目的。下列关于铁表面镀银的说法不正确的是

A．电路中每通过1mole-，阴极析出1mol银

B．铁电极应与电源负极相连

C．阳极电极反应式为Ag﹣e- = Ag+

D．电镀液需要不断更换

【答案】D

题型三：电解精炼铜

【例4】（2021·全国·高二专题练习）粗铜中含有、、等杂质，用下图装置精炼铜。下列有关说法正确的是

A．是粗铜、是纯铜

B．反应前后电解液的浓度保持不变

C．阴极电极反应为：

D．电解过程中，、两极质量的变化量一直相等

【答案】C

题型四：电冶金

【变5-1】（2021·山西太原·高一期末）下列有关金属冶炼的原理，错误的是

A． B．

C．Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 D．2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑

【答案】B

题型五：电解法制备物质

【变6-4】（2021·全国·高二期末）填空。

（1）KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。

①写出电解时阴极的电极反应式：___________。

②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为___________，其迁移方向是___________。

（2）电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为___________，阴极产生的物质A的化学式为___________。

【答案】

（1）2H2O+2e-=2OH-+H2↑K+由a到b

（2）4+2H2O-4e-=4+O2↑H2

题型六：电解原理的应用综合

【例8】（2021·黑龙江·哈尔滨三中高二月考）电解池在生产中有广泛的应用。

（1）精炼银：如图为电解精炼银的示意图___________，(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银，b的电极反应式___________，若b极有少量红棕色气体产生，则生成该气体的电极反应式为___________。

（2）氯碱工业：用离子交换膜法电解饱和食盐水的装置如图所示，①口有刺激性气味的气体逸出，则A为外电源的___________极，与B相连的电极的电极反应式___________。为了获得产品，选用___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。

（3）若以惰性电极电解氯化铝溶液，总反应的离子方程式为___________。

【答案】

（1）aAg++e-=AgNO+e-+2H+═NO2↑+H2O

（2）正2H++e-= H2↑    阳

（3）2Al3++6Cl-+6H2O3Cl2↑+3H2↑+2Al(OH)3↓

【题1】（2020·江西·南昌市新建区第一中学高二月考）下列叙述正确的是

A．电镀时，通常把待镀的金属制品作阳极

B．氢氧燃料电池(酸性电解质)中O2通入正极，电极反应为O2＋4H＋＋4e-= 2H2O

C．氯碱工业是电解熔融的NaCl，在阳极能得到Cl2

D．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极

【答案】B

【题2】（2021·吉林农安·高二期末）某小组用如图装置模拟电镀铜和精炼铜。下列说法不正确的是

A．电镀铜和精炼铜时，Y上的电极反应都是：Cu2+＋2e－=Cu

B．电镀铜时，Y 电极为待镀的金属制品

C．精炼铜时，X 电极是粗铜，比铜活泼的金属最终变成阳极泥

D．电镀铜时，X 电极是铜，溶液中的Cu2+浓度保持不变

【答案】C

【题3】（2021·浙江温州·高二期中）常温下，下列各组离子在相应条件下可能大量共存的是

A．由水电离产生的的溶液中：Fe2+、Na+、、

B．能使甲基橙显橙色的溶液中：、K+、、

C．的溶液中：K+、Na+、、

D．惰性电极电解饱和食盐水后的溶液中：Al3+、Na+、、

【答案】B

【题4】（2021·全国·高三专题练习）铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如图：

注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_______

（2）“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，写出阳极的电极反应式_______。

（3）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为_______。

【答案】Al2O3+2OH-=2+H2O2O2--4e-=O2↑    4+2H2O-4e-=4+O2↑   

【题5】（2019·上海黄浦·一模）已知:

工业制镁时，电解MgCl2而不电解MgO的原因是________________________。

工业制铝时，电解Al2O3面不电解AlCl3的原因是_________________________。

（1）钠的金属性比钾弱，而工业上却可用钠与氯化钾在850℃时制取钾，化学方程式为Na(l)+KCl(l) ⇌ K(g)+NaCl(l)，该反应化学平衡常数表达式为_____________________________。

（2）解释用该反应制备金属钾的原理________________________________________________________。

【答案】氧化镁的熔点远远高于氯化镁，熔融时耗费更多资源，增加生产成本氯化铝是共价化合物，熔融态难导电K =c(K)    工业上用钠制取钾利用的是化学平衡移动原理，从体系中蒸出钾，生成物的浓度减少，化学平衡向正反应方向移动，即向生成钾的方向移动

【题6】（2020·全国·高三专题练习）（1）利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为________溶液(填化学式)，阳极电极反应式为_________________，电解过程中Li＋向________电极迁移(填“A”或“B”)。

（2）用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。图中a极要连接电源的________(填“正”或“负”)极，C口流出的物质是________，SO放电的电极反应式为______________，电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因：_______________。

【答案】LiOH2Cl－－2e－=Cl2↑B负硫酸－2e－＋H2O=＋2H＋H2OH＋＋OH－，在阴极H＋放电生成H2，c(H＋)减小，水的电离平衡正向移动，碱性增强

【练1】（2021·全国·高二专题练习）用铁棒和铜棒做电极，模拟在铁棒上镀铜，实验装置如图所示，下列判断正确的是

A．溶液中阳离子移向b极发生还原反应

B．铜棒的材质必须用纯铜

C．电解一段时间后加Cu(OH)2固体使溶液恢复原来的浓度

D．该实验过程中电解质溶液的pH会不断减小

【答案】A

【练2】（2021·天津河北·高一期末）工业上冶炼钠、银、铁，常采用的方法分别是

A．电解法、热还原法、热分解法 B．电解法、热分解法、热还原法

C．热分解法、热还原法、电解法 D．热还原法、热分解法、电解法

【答案】B

【练3】（2020·贵州·黔西南州同源中学高二期中）某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完成吸收投篮有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装置，以下对电源电极名称和消毒液和主要成分判断正确的是（）

A．a为正极，b为负极：NaClO和NaCl

B．a为负极，b为正极：NaClO和NaCl

C．a为阳极，b为阴极：HClO和NaCl

D．a为阴极，b为阳极：HClO和NaCl

【答案】B

【练4】（2021·山东济南·高二月考）关于图中电化学装置，有关叙述正确的是

A．装置①的石墨电极上会析出金属钠

B．装置②中随着电解的进行左边电极会产生红色的铜

C．装置③中的离子交换膜为阴离子交换膜

D．装置④的待镀铁制品应与电源正极相连

【答案】B

【练5】（2021·河北·石家庄市第十五中学高三月考）某科研实验小组用EIS膜池构型的电渗析装置电解磷酸钠和硫酸制备磷酸二氢钠，装置如图所示，下列有关说法错误的是

A．电极电势：a<b

B．离子交换膜为阳离子交换膜

C．阴极的电极反应式为2H+ +2e- =H2↑

D．电渗析过程中阳极液的pH不断减小

【答案】D

【练6】（2021·陕西·渭南市华州区咸林中学高二月考）请按要求回答下列问题。

（1）根据图1回答①②：

①打开，闭合，极现象_______，极的电极反应式为_______。

②打开，闭合，极可观察到的现象是_______，极的电极反应式为_______。

（2）根据图2回答③④：

③石墨电极的电极反应式为_______。

④实验完成后，铜电极增重，石墨电极产生标准状况下的气体体积_______。

【答案】

（1）锌不断溶解（或A极越来越细，答案合理即可）Cu2++2e-=Cu锌极镀上一层红色的物质（答案合理即可）Cu-2e-=Cu2+

（2）2H2O-4e-=O2↑+4H+；0.175a