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高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池测试题
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这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池测试题，共39页。试卷主要包含了如图是电解饱和氯化钠溶液的装置，电解原理在化学工业中有广泛应用等内容，欢迎下载使用。
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第2课时 电解原理的应用
1. 以变化观念与平衡思想认识电解饱和食盐水、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.学会电解的有关计算，特别是电子守恒法的应用。
知识点一、电解饱和食盐水
1.装置
2.原理
(1)电极反应：
阳极：发生氧化反应，电极反应式为 。
阴极：发生还原反应，电极反应式为 。
(2)总反应式：
化学方程式： 。
离子方程式： 。
知识点二、电镀
1.定义
电镀是一种利用 原理在某些金属表面镀上一薄层其他
或 的加工工艺。
2.电镀原理
(1)实例(往铁件上镀铜)：
①阴极材料： ，电极反应式： ；
②阳极材料： ，电极反应式： ；
③电解质溶液： 溶液。
(2)电镀的目的主要是增强金属的 能力，增加表面硬度和美观。
知识点三、电解精炼铜
1.粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。其电解池的构成是用 作阳极，用 作阴极，用 作电解质溶液。
2.电极反应式：阳极为Cu－2e－===Cu2＋、Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋等，阴极为Cu2＋＋2e－===Cu。
3.电解精炼铜的原理是粗铜中比铜 的金属Zn、Fe等失去电子，产生的阳离子残留在溶液中，不比铜活泼的金属 等以金属单质的形式沉积在电解槽的底部，形成 ，粗铜中的铜在纯铜上析出。
知识点四、电冶金
1.金属冶炼的本质
使矿石中的金属离子 变成金属单质的过程：Mn++ne-==M。
2.电冶金
电解是最强有力的氧化还原手段，适用于制取一些 单质，如冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属。
3.电解熔融的氯化钠
阳极反应： ；
阴极反应： ；
总反应： 。
探究任务一 电解原理的应用
1.电镀与电解精炼的比较
2. 电镀时，镀层金属离子浓度远高于其他阳离子浓度，因此一定是电镀液中的镀层金属离子得到电子变为金属单质在阴极析出，而不是其他阳离子。例如在铁片上镀锌时，阴极反应式为Zn2++2e-=Zn，而不是2H++2e-=H2↑。
【典例1】 (2023·安徽师大附中高二检测)以KCl和ZnCl2的混合溶液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是( )
A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程
B.因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C.电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率
D.工业上电解饱和食盐水制取Na和Cl2
【变式训练1】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.溶液中Cu2+浓度保持不变
B.粗铜接电源正极，发生还原反应
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
探究任务二 电解的有关计算
1. 电化学的有关计算
(1)计算的原则：
①阳极还原剂失去的电子数=阴极氧化剂得到的电子数。
②串联电路中通过各电极的电子总数相等。
③电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。
(2)计算的方法：
(3)注意几个等量关系式：
①当电流通过多个串联的电解池时，它们皆处于同一闭合电路中，所以同一时间内通过的电子的物质的量相等。
②常见电化学计算的对应关系：H2~Cl2~ QUOTE \* MERGEFORMAT O2~Cu~2Ag~2H+~2OH-。
如电解过程中析出气体时，在同温、同压下析出各气体物质的量之比为n(H2)∶n(Cl2)∶n(O2)=1∶1∶0.5。
总之，电解混合溶液时要注意电解的阶段性以及电极反应式和总反应式，知道电解产物与转移电子的物质的量之间的关系式是电化学计算的主要依据。
2.解答与电解有关的计算题的基本步骤
(1)正确书写电极反应式(要特别注意阳极材料)。
(2)当溶液中有多种离子共存时，先要根据离子放电顺序确定离子放电的先后。
(3)根据得失电子守恒进行相关计算。
【典例2】如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。
试回答：
(1)电源中X极是 (填“正”或“负”)极。
(2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况下)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)= 。
(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后溶液中仍有Cl-，则电解后溶液的pH为 。(KW=1.0×10-14)
【变式训练2】有一电解装置如图所示。图中B装置中盛有1 L 2 ml·L-1 Na2SO4溶液，A装置中盛有1 L 2 ml·L-1 AgNO3溶液。通电后，湿润的淀粉KI试纸的C端变蓝色，电解一段时间后，试完成下列问题。
(1)A中发生反应的化学方程式为 。
(2)在B中观察到的现象是 。
(3)室温下，从电解开始到时间为t时，A、B装置中共收集到气体0.168 L(标准状况下)，若电解过程中无其他副反应发生，且溶液体积变化忽略不计，则在t时，A中溶液的pH为 。
1.欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是( )
A.Ag和AgCl溶液
B.Ag和AgNO3溶液
C.Fe和AgNO3溶液
D.Pt和Ag2SO4溶液
2.关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是( )
A.电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B.若在阳极附近的溶液中滴入淀粉KI溶液， 溶液呈现蓝色
C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液， 溶液呈现无色
D.电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈现中性
3．下列关于铜电极的叙述中，正确的是( )
A．铜锌原电池中铜是正极
B．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极
C．在镀件上电镀铜时金属铜与外电源负极相连
D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
4. (2023·辽宁丹东凤城第一中学高二月考)电解降解法可用于治理水体硝酸盐污染,将NO3-降解成N2的电解装置如下图所示。下列说法正确的是( )
A.电源的正极为b极
B.电解时H+从膜右侧迁移到膜左侧
C.Ag-Pt电极反应为2H2O-4e- ==4H++O2↑
D.若转移的电子数为1.204×1024,生成N25.6 g
5.如图是电解饱和氯化钠溶液(含酚酞)的装置。
收集有毒气体的装置省略没有画出,两电极均是惰性电极。
(1)a电极的名称是 。
(2)电解过程中观察到的现象是 。
(3)鉴定N出口的气体最简单的方法是 。
(4)电解总反应的离子方程式为 。
(5)若将b电极换成铁电极,写出在电解过程中U形管底部出现的现象: 。
6.下图为相互串联的甲、乙两个电解池，甲池利用电解原理在铁上镀银，试回答：
(1)A是 、 (填电极材料和电极名称)，电极反应式是 ；B是 、 (填电极材料和电极名称)，电极反应式是 ，应选用的电解质溶液是 。
(2)乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始电解一段时间，铁极附近呈 色；C极附近呈 色。
(3)若甲池阴极增重43.2 g，则乙池中阳极上放出的气体在标准状况下的体积是 mL。
若电解后乙池中剩余溶液仍为400 mL，则所得NaOH溶液的物质的量浓度为 。
1.某同学设计如图所示装置，探究氯碱工业原理，下列说法正确的是( )
A.石墨电极与直流电源负极相连
B.用湿润淀粉KI试纸在铜电极附近检验气体，试纸变蓝色
C.氢氧化钠在石墨电极附近产生，Na+向石墨电极迁移
D.铜电极的反应式为2H++2e- ==H2↑
2．关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是( )
A．都用粗铜作阳极、纯铜作阴极
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
3. (2023·广东中山纪念中学高二检测)某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )
A.a为正极，b为负极；消毒液主要成分为NaClO和NaCl
B.a为负极，b为正极；消毒液主要成分为NaClO和NaCl
C.a为阳极，b为阴极；消毒液主要成分为HClO和NaCl
D.a为阴极，b为阳极；消毒液主要成分为HClO和NaCl
4.某同学欲在铜钥匙上镀锌，有关说法正确的是( )
A.用铜钥匙作阳极，石墨棒作阴极，CuSO4溶液做电解质溶液
B.Zn与铜钥匙用导线相连插入ZnSO4溶液中
C.Zn作阳极，铜钥匙作阴极，ZnSO4溶液作电镀液电解
D.在电镀过程中溶液中的Zn2+浓度减小，Cu2+浓度增大
5.如图所示的A、B两个电解池中的电极均为金属铂，在A池中加入足量的0.05 ml·L-1的CuCl2溶液，在B池中加入足量的0.1 ml·L-1的AgNO3溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是( )
A.2∶2∶4∶1B.1∶1∶2∶1
C.2∶1∶1∶1D.2∶1∶2∶1
6. (2023·河北邢台第八中学高二检测)两个装置中，液体体积均为200 mL，开始工作前电解质溶液的浓度均为0.5 ml·L-1，工作一段时间后，测得有0.2 ml电子通过，若忽略溶液体积的变化，下列叙述正确的是( )
A.产生气体体积①=②
B.①中阴极质量增加，②中正极质量减小
C.①中阳极反应式为4OH--4e-==2H2O+O2↑，②中负极反应式为2H++2e-==H2↑
D.溶液的pH变化：①减小，②增大
7.Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑。下列说法正确的是( )
A.石墨电极上产生氢气
B.铜电极发生还原反应
C.铜电极接直流电源的负极
D.当有0.1 ml电子转移时，有0.1 ml Cu2O生成
8.电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，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。
若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液，则：
(1)电解池中X极上的电极反应式是 ，在X极附近观察到的现象是 。
(2)Y电极上的电极反应式是 ，检验该电极反应产物的方法是 。
9．（2023·江苏南通高二调研）常温下用石墨作电极，电解100 mL 0.1 ml·L－1的Cu(NO3)2和0.1 ml·L－1的AgNO3组成的混合溶液，当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12 L 时，假设溶液体积不变，下列说法正确的是( )
A．阴极增重1.4 g B．所得溶液pH＜1
C．阴极增重2.8 g D．所得溶液pH＞1
10.在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作电极进行电解，两极上均收集到2.24 L气体(标准状况)，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为( )
A.1 ml·L-1B.2 ml·L-1
C.3 ml·L-1D.4 ml·L-1
11.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，如图是电解污水的实验装置示意图，实验用污水中主要含有可被吸附的悬浮物(不导电)。下列有关推断明显不合理的是( )
A.阴极的电极反应式为O2+4e-+2H2O==4OH-
B.通电过程中烧杯内产生可以吸附悬浮物的Fe(OH)3
C.通电过程中会产生气泡，把悬浮物带到水面形成浮渣弃去
D.如果实验用污水导电性不良，可加入少量Na2SO4固体以增强导电性
12. (2023·山西太原第五中学高二检测)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SO42-可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。
下列叙述正确的是( )
A.通电后中间隔室的SO42-离子向正极迁移，正极区溶液pH增大
B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品
C.负极反应为2H2O-4e-==O2+4H+，负极区溶液pH降低
D.当电路中通过1 ml电子的电量时，会有0.5 ml的O2生成
13.如图所示，通电5 min后，第③极增重2.16 g，此时CuSO4恰好电解完。设A池中原溶液的体积为200 mL。
(1)电源F为 极；第②极为 极；B池为 池。
(2)A池中第②极上的电极反应式为 。
(3)通电前A池中原溶液中Cu2+的浓度为 。
14.电解原理在化学工业中有着广泛的应用。
(1)如图，其中a是电解质溶液，X、Y是两块电极板。若X、Y是惰性电极，a是CuSO4溶液，则电解时的化学方程式为 ；通电一段时间后，向烧杯中的电解质溶液中加入0.2 ml CuO粉末，电解质溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为 。若X、Y分别是铁和铜，a仍是CuSO4溶液，则Y极的电极反应式为 。
(2)已知+2价的铁的化合物通常具有较强的还原性，易被氧化。实验室用亚铁盐溶液与烧碱反应很难制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，但是用电解的方法可以制得纯净的Fe(OH)2沉淀。制备装置如图所示，其中a、b两电极材料分别为铁和石墨。
①a电极上的电极反应式为 。
②电解质溶液d最好选 (填编号)。
A.纯水B.CuSO4溶液
C.NaOH溶液D.H2SO4溶液
③液体c为 (填编号)。
A.四氯化碳B.硝基苯
C.苯D.乙醇
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第2课时 电解原理的应用
1. 以变化观念与平衡思想认识电解饱和食盐水、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.学会电解的有关计算，特别是电子守恒法的应用。
知识点一、电解饱和食盐水
1.装置
2.原理
(1)电极反应：
阳极：发生氧化反应，电极反应式为 。
阴极：发生还原反应，电极反应式为 。
(2)总反应式：
化学方程式： 。
离子方程式： 。
知识点二、电镀
1.定义
电镀是一种利用 原理在某些金属表面镀上一薄层其他
或 的加工工艺。
2.电镀原理
(1)实例(往铁件上镀铜)：
①阴极材料： ，电极反应式： ；
②阳极材料： ，电极反应式： ；
③电解质溶液： 溶液。
(2)电镀的目的主要是增强金属的 能力，增加表面硬度和美观。
知识点三、电解精炼铜
1.粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。其电解池的构成是用 作阳极，用 作阴极，用 作电解质溶液。
2.电极反应式：阳极为Cu－2e－===Cu2＋、Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋等，阴极为Cu2＋＋2e－===Cu。
3.电解精炼铜的原理是粗铜中比铜 的金属Zn、Fe等失去电子，产生的阳离子残留在溶液中，不比铜活泼的金属 等以金属单质的形式沉积在电解槽的底部，形成 ，粗铜中的铜在纯铜上析出。
知识点四、电冶金
1.金属冶炼的本质
使矿石中的金属离子 变成金属单质的过程：Mn++ne-==M。
2.电冶金
电解是最强有力的氧化还原手段，适用于制取一些 单质，如冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属。
3.电解熔融的氯化钠
阳极反应： ；
阴极反应： ；
总反应： 。
【新知预习】答案
知识点一、2.（1）2Cl--2e-==Cl2↑ 2H2O+2e-==H2↑+2OH-
（2）2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ 2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑
知识点二、1. 电解 金属 合金
2. (1)①Fe Cu2++2e-==Cu ②CuCu-2e-==Cu2+ ③CuSO4(合理即可)
(2)抗腐蚀
知识点三、1. 粗铜 纯铜 CuSO4溶液
3. 活泼 Ag、Au 阳极泥
四、1. 获得电子 2. 活泼金属 3. 2Cl--2e-==Cl2↑ 2Na++2e-==2Na 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
探究任务一 电解原理的应用
1.电镀与电解精炼的比较
2. 电镀时，镀层金属离子浓度远高于其他阳离子浓度，因此一定是电镀液中的镀层金属离子得到电子变为金属单质在阴极析出，而不是其他阳离子。例如在铁片上镀锌时，阴极反应式为Zn2++2e-=Zn，而不是2H++2e-=H2↑。
【典例1】 (2023·安徽师大附中高二检测)以KCl和ZnCl2的混合溶液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是( )
A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程
B.因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C.电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率
D.工业上电解饱和食盐水制取Na和Cl2
【答案】C
【解析】未通电前题述装置不能构成原电池，A项错误；锌的析出量与通过的电量成正比，B项错误；电镀时电解反应速率只与电流大小有关，与温度无关，C项正确；工业上通过电解熔融NaCl制取Na和Cl2，D项错误。
【变式训练1】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.溶液中Cu2+浓度保持不变
B.粗铜接电源正极，发生还原反应
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】D
【解析】电解精炼时粗铜做阳极，发生氧化反应，精铜做阴极，发生还原反应。电解时，溶液中的阳离子向阴极移动，Cu2+在阴极上得电子。粗铜中的不活泼金属不能失电子，以阳极泥的形式沉积在阳极附近。
探究任务二 电解的有关计算
1. 电化学的有关计算
(1)计算的原则：
①阳极还原剂失去的电子数=阴极氧化剂得到的电子数。
②串联电路中通过各电极的电子总数相等。
③电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。
(2)计算的方法：
(3)注意几个等量关系式：
①当电流通过多个串联的电解池时，它们皆处于同一闭合电路中，所以同一时间内通过的电子的物质的量相等。
②常见电化学计算的对应关系：H2~Cl2~ QUOTE \* MERGEFORMAT O2~Cu~2Ag~2H+~2OH-。
如电解过程中析出气体时，在同温、同压下析出各气体物质的量之比为n(H2)∶n(Cl2)∶n(O2)=1∶1∶0.5。
总之，电解混合溶液时要注意电解的阶段性以及电极反应式和总反应式，知道电解产物与转移电子的物质的量之间的关系式是电化学计算的主要依据。
2.解答与电解有关的计算题的基本步骤
(1)正确书写电极反应式(要特别注意阳极材料)。
(2)当溶液中有多种离子共存时，先要根据离子放电顺序确定离子放电的先后。
(3)根据得失电子守恒进行相关计算。
【典例2】如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。
试回答：
(1)电源中X极是 (填“正”或“负”)极。
(2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况下)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)= 。
(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后溶液中仍有Cl-，则电解后溶液的pH为 。(KW=1.0×10-14)
【答案】(1)负 (2)0. 025 ml·L-1 (3)13
【解析】(1)铜极增重，说明银在铜极上析出，则铜极为阴极，X为负极。
(2)C中铜极增重2.16 g，即析出0.02 ml Ag，线路中通过0.02 ml电子。由4e-~O2，可知B中产生的O2只有0. 005 ml，即112 mL。但B中共收集到224 mL气体，说明还有112 mL气体是H2，即Cu2+全部在阴极放电后，H+接着放电产生了112 mL H2，则通过0.01 ml电子时，Cu2+已完全被还原。由2e-~Cu，可知n(Cu2+)=0.005 ml，则c(CuSO4)==0. 025 ml·L-1。
(3)由2e-~2OH-知，A中生成0. 02 ml OH-，则c(OH-)=0.1 ml·L-1，c(H+)= ml·L-1=1.0×10-13 ml·L-1，pH=13。
【变式训练2】有一电解装置如图所示。图中B装置中盛有1 L 2 ml·L-1 Na2SO4溶液，A装置中盛有1 L 2 ml·L-1 AgNO3溶液。通电后，湿润的淀粉KI试纸的C端变蓝色，电解一段时间后，试完成下列问题。
(1)A中发生反应的化学方程式为 。
(2)在B中观察到的现象是 。
(3)室温下，从电解开始到时间为t时，A、B装置中共收集到气体0.168 L(标准状况下)，若电解过程中无其他副反应发生，且溶液体积变化忽略不计，则在t时，A中溶液的pH为 。
【答案】(1)4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3
(2)石墨电极表面有气泡产生，铜电极周围溶液变成蓝色，一段时间后U形管下部有蓝色沉淀产生
(3)2
【解析】C端变蓝说明发生了反应2I--2e-==I2，生成的I2遇淀粉变蓝，故C端为阳极，D端为阴极，据此亦可确定电源的正、负极及A、B的阴、阳极。对于B装置，石墨为阴极，发生反应2H++2e-H2↑并产生==OH-，而Cu为阳极，故不断溶解。对于A装置，Fe为阴极，有Ag析出，Pt为阳极，有O2产生。由于产生的O2的物质的量为H2的物质的量的 QUOTE \* MERGEFORMAT ，故在t时，生成O2的物质的量为=0.002 5 ml，同时A中生成H+的物质的量为4×0.002 5 ml=0.01 ml，所以A中c(H+)=0.01 ml·L-1，pH=2。
1.欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是( )
A.Ag和AgCl溶液
B.Ag和AgNO3溶液
C.Fe和AgNO3溶液
D.Pt和Ag2SO4溶液
【答案】B
2.关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是( )
A.电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B.若在阳极附近的溶液中滴入淀粉KI溶液， 溶液呈现蓝色
C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液， 溶液呈现无色
D.电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈现中性
【答案】B
【解析】电解NaCl溶液，阴极生成H2和NaOH，阳极生成Cl2。
3．下列关于铜电极的叙述中，正确的是( )
A．铜锌原电池中铜是正极
B．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极
C．在镀件上电镀铜时金属铜与外电源负极相连
D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
【答案】A
【解析】铜锌原电池中，铜不如锌活泼，铜应为正极，A项正确；精炼粗铜时，粗铜应作为阳极，B项错误；镀铜时铜也应作为阳极以提供Cu2＋，铜应与外电源正极相连，C项错误；电解稀硫酸时，如把铜作为阳极，铜就会首先放电，阳极就不能产生氧气，D项错误。
4. (2023·辽宁丹东凤城第一中学高二月考)电解降解法可用于治理水体硝酸盐污染,将NO3-降解成N2的电解装置如下图所示。下列说法正确的是( )
A.电源的正极为b极
B.电解时H+从膜右侧迁移到膜左侧
C.Ag-Pt电极反应为2H2O-4e- ==4H++O2↑
D.若转移的电子数为1.204×1024,生成N25.6 g
【答案】D
【解析】根据题意分析可知,Ag-Pt电极作为阴极,b极为电源负极,A项错误;阴极得电子,C项错误;阳离子向阴极移动,故质子应是由左侧向右侧迁移,B项错误;根据N原子守恒可知2NO3-~N2~10e-,若转移电子数为1.204×1024,即转移2 ml电子生成0.2 ml N2,N2的质量为5.6 g,D项正确。
5.如图是电解饱和氯化钠溶液(含酚酞)的装置。
收集有毒气体的装置省略没有画出,两电极均是惰性电极。
(1)a电极的名称是 。
(2)电解过程中观察到的现象是 。
(3)鉴定N出口的气体最简单的方法是 。
(4)电解总反应的离子方程式为 。
(5)若将b电极换成铁电极,写出在电解过程中U形管底部出现的现象: 。
【答案】(1)阴极 (2)两极均有气泡产生;a极区溶液变成红色;b极液面上气体为黄绿色;b极区溶液变为浅黄绿色
(3)用湿润的淀粉KI试纸靠近N出口,试纸变蓝则说明是Cl2
(4)2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
(5)底部有白色沉淀产生,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色
【解析】根据电子的流向可知,a电极连接的是直流电源电子流出的一极,因此a电极是电解池的阴极,b电极为电解池的阳极,b电极产物为Cl2,检验Cl2的方法是用湿润的淀粉KI试纸靠近N出口,试纸变蓝即说明是Cl2。当将b极改为铁电极时,铁失去电子变成阳离子进入溶液,与阴极放出H2后剩余的OH-结合生成Fe(OH)2沉淀,Fe(OH)2不稳定,迅速变为灰绿色,最终转化为红褐色的Fe(OH)3沉淀。
6.下图为相互串联的甲、乙两个电解池，甲池利用电解原理在铁上镀银，试回答：
(1)A是 、 (填电极材料和电极名称)，电极反应式是 ；B是 、 (填电极材料和电极名称)，电极反应式是 ，应选用的电解质溶液是 。
(2)乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始电解一段时间，铁极附近呈 色；C极附近呈 色。
(3)若甲池阴极增重43.2 g，则乙池中阳极上放出的气体在标准状况下的体积是 mL。
若电解后乙池中剩余溶液仍为400 mL，则所得NaOH溶液的物质的量浓度为 。
【答案】(1)铁 阴极 Ag++e-==Ag 银 阳极
Ag-e-==Ag+ 硝酸银溶液
(2)红 无 (3)4 480 1 ml·L-1
【解析】甲池阴极增重43.2 g，阴极：
Ag+ + e- == Ag
1 ml 108 g
0.4 ml 43.2 g
乙池阳极上放出的气体为Cl2，阳极：
2Cl- - 2e- == Cl2↑
0.4 ml0.2 ml
乙池总反应： 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
0.4 ml0.2 ml
1.某同学设计如图所示装置，探究氯碱工业原理，下列说法正确的是( )
A.石墨电极与直流电源负极相连
B.用湿润淀粉KI试纸在铜电极附近检验气体，试纸变蓝色
C.氢氧化钠在石墨电极附近产生，Na+向石墨电极迁移
D.铜电极的反应式为2H++2e- ==H2↑
【答案】D
【解析】若Cu电极所连的是直流电源的正极，则Cu是阳极，电极反应式为Cu-2e-==Cu2+，不符合氯碱工业原理，故石墨电极与直流电源正极相连，A项错误；阴极(Cu极)反应为2H++2e-==H2↑，阳极(石墨极)反应为2Cl--2e- ==Cl2↑，故用湿润淀粉KI试纸在石墨电极附近检验气体，试纸变蓝，发生反应Cl2+2KI==2KCl+I2，故B项错误、D项正确；Cu电极附近H+减少生成OH-，Na+向Cu电极迁移，故C项错误。
2．关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是( )
A．都用粗铜作阳极、纯铜作阴极
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
【解析】A项，电镀时镀件作阴极；B项，电解精炼铜时电解液成分改变；C项，电解精炼铜时，杂质若有比铜活泼的金属(如锌)，则还会发生Zn－2e－===Zn2＋的反应。
3. (2023·广东中山纪念中学高二检测)某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )
A.a为正极，b为负极；消毒液主要成分为NaClO和NaCl
B.a为负极，b为正极；消毒液主要成分为NaClO和NaCl
C.a为阳极，b为阴极；消毒液主要成分为HClO和NaCl
D.a为阴极，b为阳极；消毒液主要成分为HClO和NaCl
【答案】B
【解析】制取消毒液的有关反应有2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O，因阳极生成Cl2，阴极生成NaOH，为使二者充分反应，Cl2应在下端产生，从而推知电源b为正极，a为负极，消毒液的主要成分是NaClO和NaCl。
4.某同学欲在铜钥匙上镀锌，有关说法正确的是( )
A.用铜钥匙作阳极，石墨棒作阴极，CuSO4溶液做电解质溶液
B.Zn与铜钥匙用导线相连插入ZnSO4溶液中
C.Zn作阳极，铜钥匙作阴极，ZnSO4溶液作电镀液电解
D.在电镀过程中溶液中的Zn2+浓度减小，Cu2+浓度增大
【答案】C
【解析】锌为镀层金属，需作阳极，铜钥匙为镀件，需作阴极，含有镀层金属离子的溶液作电解液。
5.如图所示的A、B两个电解池中的电极均为金属铂，在A池中加入足量的0.05 ml·L-1的CuCl2溶液，在B池中加入足量的0.1 ml·L-1的AgNO3溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是( )
A.2∶2∶4∶1B.1∶1∶2∶1
C.2∶1∶1∶1D.2∶1∶2∶1
【答案】A
【解析】由电解原理可知：a、c为阴极，b、d为阳极。a极上析出Cu，b极上析出Cl2，c极上析出Ag，d极上析出O2。由电子守恒可得出：2e-~Cu~Cl2~2Ag~O2，所以a、b、c、d四个电极上所析出物质的物质的量之比为2∶2∶4∶1。
6. (2023·河北邢台第八中学高二检测)两个装置中，液体体积均为200 mL，开始工作前电解质溶液的浓度均为0.5 ml·L-1，工作一段时间后，测得有0.2 ml电子通过，若忽略溶液体积的变化，下列叙述正确的是( )
A.产生气体体积①=②
B.①中阴极质量增加，②中正极质量减小
C.①中阳极反应式为4OH--4e-==2H2O+O2↑，②中负极反应式为2H++2e-==H2↑
D.溶液的pH变化：①减小，②增大
【答案】D
【解析】①为电解池，阳极反应为2H2O-4e-==4H++O2↑(或4OH--4e-==2H2O+2O2↑)，阴极反应为2Cu2++4e-==2Cu；②为原电池，负极反应为Zn-2e-==Zn2+，正极反应为2H++2e-==H2↑。两个装置中的CuSO4和H2SO4的物质的量都是0.1 ml，当通过0.2 ml电子时两种物质正好完全反应，①生成0.05 ml O2，②生成0.1 ml H2，由此可知只有D正确。
7.Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑。下列说法正确的是( )
A.石墨电极上产生氢气
B.铜电极发生还原反应
C.铜电极接直流电源的负极
D.当有0.1 ml电子转移时，有0.1 ml Cu2O生成
【答案】A
【解析】石墨作阴极，电极反应为2H2O+2e-==2OH-+H2↑，A选项正确；由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu+2OH--2e-==Cu2O+H2O，当有0.1 ml 电子转移时，有0.05 ml Cu2O生成，D选项错误。
8.电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，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。
若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液，则：
(1)电解池中X极上的电极反应式是 ，在X极附近观察到的现象是 。
(2)Y电极上的电极反应式是 ，检验该电极反应产物的方法是 。
【答案】(1)2H++2e-==H2↑ 有气体放出，溶液变红
(2)2Cl--2e-==Cl2↑ 把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝
【解析】由题意或图像可知，此池为电解池，X极为阴极，Y极为阳极。两电极为惰性电极，饱和NaCl溶液中存在Na+、Cl-、H+、OH-，在阴极上，H+放电能力强于Na+，故阴极上发生的电极反应为2H++2e-==H2↑，因而导致X极附近有气体放出，溶液呈碱性，遇无色酚酞变为红色；在阳极上，Cl-放电能力强于OH-，故阳极上发生的电极反应为2Cl--2e-==Cl2↑。
9．（2023·江苏南通高二调研）常温下用石墨作电极，电解100 mL 0.1 ml·L－1的Cu(NO3)2和0.1 ml·L－1的AgNO3组成的混合溶液，当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12 L 时，假设溶液体积不变，下列说法正确的是( )
A．阴极增重1.4 g B．所得溶液pH＜1
C．阴极增重2.8 g D．所得溶液pH＞1
【答案】B
【解析】阴极可以放电的离子依次为0.01 ml Ag＋、0.01 ml Cu2＋，阳极可以放电的阴离子只有OH－；当阳极生成1.12 L O2时，电路中通过电子：n(e－)＝0.05 ml×4＝0.2 ml，此时Ag＋、Cu2＋已全部析出，质量：0.01 ml×108 g·ml－1＋0.01 ml×64 g·ml－1＝1.72 g；因为当Ag＋、Cu2＋全部析出以后，相当于电解水，H＋不再增加，所以生成的H＋所带电荷与0.01 ml Ag＋、0.01 ml Cu2＋所带电荷相等；则溶液中生成：c(H＋)＝0.3 ml·L－1，pH＜1。
10.在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作电极进行电解，两极上均收集到2.24 L气体(标准状况)，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为( )
A.1 ml·L-1B.2 ml·L-1
C.3 ml·L-1D.4 ml·L-1
【答案】A
【解析】分析电解H2SO4、CuSO4的混合液时阴、阳两极的电极反应可知，两极产生的气体分别为H2、O2各0.1 ml，O2是由OH-失去0.4 ml电子而得到，H2是由H+得到0.2 ml电子而生成。由电子得失守恒知，还有0.2 ml电子是Cu2+得到的，故Cu2+的物质的量是0.1 ml，则Cu2+的物质的量浓度为=1 ml·L-1。
11.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，如图是电解污水的实验装置示意图，实验用污水中主要含有可被吸附的悬浮物(不导电)。下列有关推断明显不合理的是( )
A.阴极的电极反应式为O2+4e-+2H2O==4OH-
B.通电过程中烧杯内产生可以吸附悬浮物的Fe(OH)3
C.通电过程中会产生气泡，把悬浮物带到水面形成浮渣弃去
D.如果实验用污水导电性不良，可加入少量Na2SO4固体以增强导电性
【答案】A
【解析】A项中是阴极H2O电离出的H+得电子，电极反应式为2H2O+2e-==2OH-+H2↑。
12. (2023·山西太原第五中学高二检测)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SO42-可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。
下列叙述正确的是( )
A.通电后中间隔室的SO42-离子向正极迁移，正极区溶液pH增大
B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品
C.负极反应为2H2O-4e-==O2+4H+，负极区溶液pH降低
D.当电路中通过1 ml电子的电量时，会有0.5 ml的O2生成
【答案】B
【解析】在负极区发生的电极反应为4H2O+4e-==2H2↑+4OH-，在正极区发生的电极反应为2H2O-4e-==O2↑+4H+，故正极区pH减小，A选项错误；Na+移向负极区，生成NaOH， SO42-移向正极区，生成H2SO4，B选项正确；根据负极区电极反应可知C选项错误；每通过1 ml 电子，有0.25 ml O2生成，D选项错误。
13.如图所示，通电5 min后，第③极增重2.16 g，此时CuSO4恰好电解完。设A池中原溶液的体积为200 mL。
(1)电源F为 极；第②极为 极；B池为 池。
(2)A池中第②极上的电极反应式为 。
(3)通电前A池中原溶液中Cu2+的浓度为 。
【答案】(1)正 阳 电镀
(2)2H2O-4e-==4H++O2↑
(3)0.05 ml·L-1
【解析】(1)由第③极增重2.16 g可知，①③是电解池的阴极，②④是电解池的阳极，E是电源的负极，F是电源的正极。又因为B池的阳极是银，电解质是硝酸银，故该池是电镀池。(2)A池中，第②极发生反应2H2O-4e-==4H++O2↑。(3)因为第③极增重的2.16 g是银的质量，即电路中转移电子2.16 g÷108 g·ml-1=0.02 ml，而第①极反应为Cu2++2e-==Cu，故原溶液中Cu2+物质的量为0.02 ml× QUOTE \* MERGEFORMAT =0.01 ml，故Cu2+的物质的量浓度为0.05 ml·L-1。
14.电解原理在化学工业中有着广泛的应用。
(1)如图，其中a是电解质溶液，X、Y是两块电极板。若X、Y是惰性电极，a是CuSO4溶液，则电解时的化学方程式为 ；通电一段时间后，向烧杯中的电解质溶液中加入0.2 ml CuO粉末，电解质溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为 。若X、Y分别是铁和铜，a仍是CuSO4溶液，则Y极的电极反应式为 。
(2)已知+2价的铁的化合物通常具有较强的还原性，易被氧化。实验室用亚铁盐溶液与烧碱反应很难制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，但是用电解的方法可以制得纯净的Fe(OH)2沉淀。制备装置如图所示，其中a、b两电极材料分别为铁和石墨。
①a电极上的电极反应式为 。
②电解质溶液d最好选 (填编号)。
A.纯水B.CuSO4溶液
C.NaOH溶液D.H2SO4溶液
③液体c为 (填编号)。
A.四氯化碳B.硝基苯
C.苯D.乙醇
【答案】(1)2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 0.4 ml Cu-2e- ==Cu2+
(2)①Fe-2e- ==Fe2+ ②C ③C
【解析】(1)用惰性电极电解CuSO4溶液的化学方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4；通电一段时间后，向烧杯中的电解质溶液中加入0.2 ml CuO粉末，电解质溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，说明在电解的过程中刚好生成了0.2 ml Cu和0.1 ml O2，所以转移的电子的物质的量为0.4 ml。当X、Y分别是铁和铜时，Y极的电极反应式为Cu-2e- ==Cu2+。
(2)该小题主要考查在无氧环境下制备Fe(OH)2沉淀，所以液体c应选择密度比水小且与水不互溶的物质，故选C。
电镀
电解精炼
定义
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
利用电解原理提纯金属
举例
以铁上镀锌为例
以精炼铜为例
装置
形成
条件
①镀层金属作阳极接直流电源正极，镀件作阴极接直流电源负极
②电镀液必须是含有镀层金属离子的盐溶液
③形成闭合回路
①不纯金属作阳极，纯金属作阴极
②含该金属离子的可溶性盐溶液作电解质溶液
③直流电源
④形成闭合回路
电极
反应
阳极：Zn-2e-==Zn2+
阴极：Zn2++2e-==Zn
阳极：Cu(粗铜)-2e-==Cu2+(主要)
阴极：Cu2++2e-==Cu(精铜)
联系
电镀池和精炼池在本质上都是电解池
电子守恒法计算
用于串联电路，通过阴、阳两极的电量相同等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等
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
关系式计算
根据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需要的关系式
电镀
电解精炼
定义
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
利用电解原理提纯金属
举例
以铁上镀锌为例
以精炼铜为例
装置
形成
条件
①镀层金属作阳极接直流电源正极，镀件作阴极接直流电源负极
②电镀液必须是含有镀层金属离子的盐溶液
③形成闭合回路
①不纯金属作阳极，纯金属作阴极
②含该金属离子的可溶性盐溶液作电解质溶液
③直流电源
④形成闭合回路
电极
反应
阳极：Zn-2e-==Zn2+
阴极：Zn2++2e-==Zn
阳极：Cu(粗铜)-2e-==Cu2+(主要)
阴极：Cu2++2e-==Cu(精铜)
联系
电镀池和精炼池在本质上都是电解池
电子守恒法计算
用于串联电路，通过阴、阳两极的电量相同等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等
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
关系式计算
根据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需要的关系式
0
第2课时 电解原理的应用
1. 以变化观念与平衡思想认识电解饱和食盐水、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.学会电解的有关计算，特别是电子守恒法的应用。
知识点一、电解饱和食盐水
1.装置
2.原理
(1)电极反应：
阳极：发生氧化反应，电极反应式为 。
阴极：发生还原反应，电极反应式为 。
(2)总反应式：
化学方程式： 。
离子方程式： 。
知识点二、电镀
1.定义
电镀是一种利用 原理在某些金属表面镀上一薄层其他
或 的加工工艺。
2.电镀原理
(1)实例(往铁件上镀铜)：
①阴极材料： ，电极反应式： ；
②阳极材料： ，电极反应式： ；
③电解质溶液： 溶液。
(2)电镀的目的主要是增强金属的 能力，增加表面硬度和美观。
知识点三、电解精炼铜
1.粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。其电解池的构成是用 作阳极，用 作阴极，用 作电解质溶液。
2.电极反应式：阳极为Cu－2e－===Cu2＋、Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋等，阴极为Cu2＋＋2e－===Cu。
3.电解精炼铜的原理是粗铜中比铜 的金属Zn、Fe等失去电子，产生的阳离子残留在溶液中，不比铜活泼的金属 等以金属单质的形式沉积在电解槽的底部，形成 ，粗铜中的铜在纯铜上析出。
知识点四、电冶金
1.金属冶炼的本质
使矿石中的金属离子 变成金属单质的过程：Mn++ne-==M。
2.电冶金
电解是最强有力的氧化还原手段，适用于制取一些 单质，如冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属。
3.电解熔融的氯化钠
阳极反应： ；
阴极反应： ；
总反应： 。
探究任务一 电解原理的应用
1.电镀与电解精炼的比较
2. 电镀时，镀层金属离子浓度远高于其他阳离子浓度，因此一定是电镀液中的镀层金属离子得到电子变为金属单质在阴极析出，而不是其他阳离子。例如在铁片上镀锌时，阴极反应式为Zn2++2e-=Zn，而不是2H++2e-=H2↑。
【典例1】 (2023·安徽师大附中高二检测)以KCl和ZnCl2的混合溶液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是( )
A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程
B.因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C.电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率
D.工业上电解饱和食盐水制取Na和Cl2
【变式训练1】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.溶液中Cu2+浓度保持不变
B.粗铜接电源正极，发生还原反应
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
探究任务二 电解的有关计算
1. 电化学的有关计算
(1)计算的原则：
①阳极还原剂失去的电子数=阴极氧化剂得到的电子数。
②串联电路中通过各电极的电子总数相等。
③电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。
(2)计算的方法：
(3)注意几个等量关系式：
①当电流通过多个串联的电解池时，它们皆处于同一闭合电路中，所以同一时间内通过的电子的物质的量相等。
②常见电化学计算的对应关系：H2~Cl2~ QUOTE \* MERGEFORMAT O2~Cu~2Ag~2H+~2OH-。
如电解过程中析出气体时，在同温、同压下析出各气体物质的量之比为n(H2)∶n(Cl2)∶n(O2)=1∶1∶0.5。
总之，电解混合溶液时要注意电解的阶段性以及电极反应式和总反应式，知道电解产物与转移电子的物质的量之间的关系式是电化学计算的主要依据。
2.解答与电解有关的计算题的基本步骤
(1)正确书写电极反应式(要特别注意阳极材料)。
(2)当溶液中有多种离子共存时，先要根据离子放电顺序确定离子放电的先后。
(3)根据得失电子守恒进行相关计算。
【典例2】如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。
试回答：
(1)电源中X极是 (填“正”或“负”)极。
(2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况下)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)= 。
(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后溶液中仍有Cl-，则电解后溶液的pH为 。(KW=1.0×10-14)
【变式训练2】有一电解装置如图所示。图中B装置中盛有1 L 2 ml·L-1 Na2SO4溶液，A装置中盛有1 L 2 ml·L-1 AgNO3溶液。通电后，湿润的淀粉KI试纸的C端变蓝色，电解一段时间后，试完成下列问题。
(1)A中发生反应的化学方程式为 。
(2)在B中观察到的现象是 。
(3)室温下，从电解开始到时间为t时，A、B装置中共收集到气体0.168 L(标准状况下)，若电解过程中无其他副反应发生，且溶液体积变化忽略不计，则在t时，A中溶液的pH为 。
1.欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是( )
A.Ag和AgCl溶液
B.Ag和AgNO3溶液
C.Fe和AgNO3溶液
D.Pt和Ag2SO4溶液
2.关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是( )
A.电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B.若在阳极附近的溶液中滴入淀粉KI溶液， 溶液呈现蓝色
C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液， 溶液呈现无色
D.电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈现中性
3．下列关于铜电极的叙述中，正确的是( )
A．铜锌原电池中铜是正极
B．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极
C．在镀件上电镀铜时金属铜与外电源负极相连
D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
4. (2023·辽宁丹东凤城第一中学高二月考)电解降解法可用于治理水体硝酸盐污染,将NO3-降解成N2的电解装置如下图所示。下列说法正确的是( )
A.电源的正极为b极
B.电解时H+从膜右侧迁移到膜左侧
C.Ag-Pt电极反应为2H2O-4e- ==4H++O2↑
D.若转移的电子数为1.204×1024,生成N25.6 g
5.如图是电解饱和氯化钠溶液(含酚酞)的装置。
收集有毒气体的装置省略没有画出,两电极均是惰性电极。
(1)a电极的名称是 。
(2)电解过程中观察到的现象是 。
(3)鉴定N出口的气体最简单的方法是 。
(4)电解总反应的离子方程式为 。
(5)若将b电极换成铁电极,写出在电解过程中U形管底部出现的现象: 。
6.下图为相互串联的甲、乙两个电解池，甲池利用电解原理在铁上镀银，试回答：
(1)A是 、 (填电极材料和电极名称)，电极反应式是 ；B是 、 (填电极材料和电极名称)，电极反应式是 ，应选用的电解质溶液是 。
(2)乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始电解一段时间，铁极附近呈 色；C极附近呈 色。
(3)若甲池阴极增重43.2 g，则乙池中阳极上放出的气体在标准状况下的体积是 mL。
若电解后乙池中剩余溶液仍为400 mL，则所得NaOH溶液的物质的量浓度为 。
1.某同学设计如图所示装置，探究氯碱工业原理，下列说法正确的是( )
A.石墨电极与直流电源负极相连
B.用湿润淀粉KI试纸在铜电极附近检验气体，试纸变蓝色
C.氢氧化钠在石墨电极附近产生，Na+向石墨电极迁移
D.铜电极的反应式为2H++2e- ==H2↑
2．关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是( )
A．都用粗铜作阳极、纯铜作阴极
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
3. (2023·广东中山纪念中学高二检测)某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )
A.a为正极，b为负极；消毒液主要成分为NaClO和NaCl
B.a为负极，b为正极；消毒液主要成分为NaClO和NaCl
C.a为阳极，b为阴极；消毒液主要成分为HClO和NaCl
D.a为阴极，b为阳极；消毒液主要成分为HClO和NaCl
4.某同学欲在铜钥匙上镀锌，有关说法正确的是( )
A.用铜钥匙作阳极，石墨棒作阴极，CuSO4溶液做电解质溶液
B.Zn与铜钥匙用导线相连插入ZnSO4溶液中
C.Zn作阳极，铜钥匙作阴极，ZnSO4溶液作电镀液电解
D.在电镀过程中溶液中的Zn2+浓度减小，Cu2+浓度增大
5.如图所示的A、B两个电解池中的电极均为金属铂，在A池中加入足量的0.05 ml·L-1的CuCl2溶液，在B池中加入足量的0.1 ml·L-1的AgNO3溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是( )
A.2∶2∶4∶1B.1∶1∶2∶1
C.2∶1∶1∶1D.2∶1∶2∶1
6. (2023·河北邢台第八中学高二检测)两个装置中，液体体积均为200 mL，开始工作前电解质溶液的浓度均为0.5 ml·L-1，工作一段时间后，测得有0.2 ml电子通过，若忽略溶液体积的变化，下列叙述正确的是( )
A.产生气体体积①=②
B.①中阴极质量增加，②中正极质量减小
C.①中阳极反应式为4OH--4e-==2H2O+O2↑，②中负极反应式为2H++2e-==H2↑
D.溶液的pH变化：①减小，②增大
7.Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑。下列说法正确的是( )
A.石墨电极上产生氢气
B.铜电极发生还原反应
C.铜电极接直流电源的负极
D.当有0.1 ml电子转移时，有0.1 ml Cu2O生成
8.电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，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。
若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液，则：
(1)电解池中X极上的电极反应式是 ，在X极附近观察到的现象是 。
(2)Y电极上的电极反应式是 ，检验该电极反应产物的方法是 。
9．（2023·江苏南通高二调研）常温下用石墨作电极，电解100 mL 0.1 ml·L－1的Cu(NO3)2和0.1 ml·L－1的AgNO3组成的混合溶液，当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12 L 时，假设溶液体积不变，下列说法正确的是( )
A．阴极增重1.4 g B．所得溶液pH＜1
C．阴极增重2.8 g D．所得溶液pH＞1
10.在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作电极进行电解，两极上均收集到2.24 L气体(标准状况)，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为( )
A.1 ml·L-1B.2 ml·L-1
C.3 ml·L-1D.4 ml·L-1
11.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，如图是电解污水的实验装置示意图，实验用污水中主要含有可被吸附的悬浮物(不导电)。下列有关推断明显不合理的是( )
A.阴极的电极反应式为O2+4e-+2H2O==4OH-
B.通电过程中烧杯内产生可以吸附悬浮物的Fe(OH)3
C.通电过程中会产生气泡，把悬浮物带到水面形成浮渣弃去
D.如果实验用污水导电性不良，可加入少量Na2SO4固体以增强导电性
12. (2023·山西太原第五中学高二检测)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SO42-可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。
下列叙述正确的是( )
A.通电后中间隔室的SO42-离子向正极迁移，正极区溶液pH增大
B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品
C.负极反应为2H2O-4e-==O2+4H+，负极区溶液pH降低
D.当电路中通过1 ml电子的电量时，会有0.5 ml的O2生成
13.如图所示，通电5 min后，第③极增重2.16 g，此时CuSO4恰好电解完。设A池中原溶液的体积为200 mL。
(1)电源F为 极；第②极为 极；B池为 池。
(2)A池中第②极上的电极反应式为 。
(3)通电前A池中原溶液中Cu2+的浓度为 。
14.电解原理在化学工业中有着广泛的应用。
(1)如图，其中a是电解质溶液，X、Y是两块电极板。若X、Y是惰性电极，a是CuSO4溶液，则电解时的化学方程式为 ；通电一段时间后，向烧杯中的电解质溶液中加入0.2 ml CuO粉末，电解质溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为 。若X、Y分别是铁和铜，a仍是CuSO4溶液，则Y极的电极反应式为 。
(2)已知+2价的铁的化合物通常具有较强的还原性，易被氧化。实验室用亚铁盐溶液与烧碱反应很难制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，但是用电解的方法可以制得纯净的Fe(OH)2沉淀。制备装置如图所示，其中a、b两电极材料分别为铁和石墨。
①a电极上的电极反应式为 。
②电解质溶液d最好选 (填编号)。
A.纯水B.CuSO4溶液
C.NaOH溶液D.H2SO4溶液
③液体c为 (填编号)。
A.四氯化碳B.硝基苯
C.苯D.乙醇
0
0
第2课时 电解原理的应用
1. 以变化观念与平衡思想认识电解饱和食盐水、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.学会电解的有关计算，特别是电子守恒法的应用。
知识点一、电解饱和食盐水
1.装置
2.原理
(1)电极反应：
阳极：发生氧化反应，电极反应式为 。
阴极：发生还原反应，电极反应式为 。
(2)总反应式：
化学方程式： 。
离子方程式： 。
知识点二、电镀
1.定义
电镀是一种利用 原理在某些金属表面镀上一薄层其他
或 的加工工艺。
2.电镀原理
(1)实例(往铁件上镀铜)：
①阴极材料： ，电极反应式： ；
②阳极材料： ，电极反应式： ；
③电解质溶液： 溶液。
(2)电镀的目的主要是增强金属的 能力，增加表面硬度和美观。
知识点三、电解精炼铜
1.粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。其电解池的构成是用 作阳极，用 作阴极，用 作电解质溶液。
2.电极反应式：阳极为Cu－2e－===Cu2＋、Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋等，阴极为Cu2＋＋2e－===Cu。
3.电解精炼铜的原理是粗铜中比铜 的金属Zn、Fe等失去电子，产生的阳离子残留在溶液中，不比铜活泼的金属 等以金属单质的形式沉积在电解槽的底部，形成 ，粗铜中的铜在纯铜上析出。
知识点四、电冶金
1.金属冶炼的本质
使矿石中的金属离子 变成金属单质的过程：Mn++ne-==M。
2.电冶金
电解是最强有力的氧化还原手段，适用于制取一些 单质，如冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属。
3.电解熔融的氯化钠
阳极反应： ；
阴极反应： ；
总反应： 。
【新知预习】答案
知识点一、2.（1）2Cl--2e-==Cl2↑ 2H2O+2e-==H2↑+2OH-
（2）2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ 2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑
知识点二、1. 电解 金属 合金
2. (1)①Fe Cu2++2e-==Cu ②CuCu-2e-==Cu2+ ③CuSO4(合理即可)
(2)抗腐蚀
知识点三、1. 粗铜 纯铜 CuSO4溶液
3. 活泼 Ag、Au 阳极泥
四、1. 获得电子 2. 活泼金属 3. 2Cl--2e-==Cl2↑ 2Na++2e-==2Na 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
探究任务一 电解原理的应用
1.电镀与电解精炼的比较
2. 电镀时，镀层金属离子浓度远高于其他阳离子浓度，因此一定是电镀液中的镀层金属离子得到电子变为金属单质在阴极析出，而不是其他阳离子。例如在铁片上镀锌时，阴极反应式为Zn2++2e-=Zn，而不是2H++2e-=H2↑。
【典例1】 (2023·安徽师大附中高二检测)以KCl和ZnCl2的混合溶液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是( )
A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程
B.因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C.电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率
D.工业上电解饱和食盐水制取Na和Cl2
【答案】C
【解析】未通电前题述装置不能构成原电池，A项错误；锌的析出量与通过的电量成正比，B项错误；电镀时电解反应速率只与电流大小有关，与温度无关，C项正确；工业上通过电解熔融NaCl制取Na和Cl2，D项错误。
【变式训练1】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.溶液中Cu2+浓度保持不变
B.粗铜接电源正极，发生还原反应
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】D
【解析】电解精炼时粗铜做阳极，发生氧化反应，精铜做阴极，发生还原反应。电解时，溶液中的阳离子向阴极移动，Cu2+在阴极上得电子。粗铜中的不活泼金属不能失电子，以阳极泥的形式沉积在阳极附近。
探究任务二 电解的有关计算
1. 电化学的有关计算
(1)计算的原则：
①阳极还原剂失去的电子数=阴极氧化剂得到的电子数。
②串联电路中通过各电极的电子总数相等。
③电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。
(2)计算的方法：
(3)注意几个等量关系式：
①当电流通过多个串联的电解池时，它们皆处于同一闭合电路中，所以同一时间内通过的电子的物质的量相等。
②常见电化学计算的对应关系：H2~Cl2~ QUOTE \* MERGEFORMAT O2~Cu~2Ag~2H+~2OH-。
如电解过程中析出气体时，在同温、同压下析出各气体物质的量之比为n(H2)∶n(Cl2)∶n(O2)=1∶1∶0.5。
总之，电解混合溶液时要注意电解的阶段性以及电极反应式和总反应式，知道电解产物与转移电子的物质的量之间的关系式是电化学计算的主要依据。
2.解答与电解有关的计算题的基本步骤
(1)正确书写电极反应式(要特别注意阳极材料)。
(2)当溶液中有多种离子共存时，先要根据离子放电顺序确定离子放电的先后。
(3)根据得失电子守恒进行相关计算。
【典例2】如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。
试回答：
(1)电源中X极是 (填“正”或“负”)极。
(2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况下)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)= 。
(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后溶液中仍有Cl-，则电解后溶液的pH为 。(KW=1.0×10-14)
【答案】(1)负 (2)0. 025 ml·L-1 (3)13
【解析】(1)铜极增重，说明银在铜极上析出，则铜极为阴极，X为负极。
(2)C中铜极增重2.16 g，即析出0.02 ml Ag，线路中通过0.02 ml电子。由4e-~O2，可知B中产生的O2只有0. 005 ml，即112 mL。但B中共收集到224 mL气体，说明还有112 mL气体是H2，即Cu2+全部在阴极放电后，H+接着放电产生了112 mL H2，则通过0.01 ml电子时，Cu2+已完全被还原。由2e-~Cu，可知n(Cu2+)=0.005 ml，则c(CuSO4)==0. 025 ml·L-1。
(3)由2e-~2OH-知，A中生成0. 02 ml OH-，则c(OH-)=0.1 ml·L-1，c(H+)= ml·L-1=1.0×10-13 ml·L-1，pH=13。
【变式训练2】有一电解装置如图所示。图中B装置中盛有1 L 2 ml·L-1 Na2SO4溶液，A装置中盛有1 L 2 ml·L-1 AgNO3溶液。通电后，湿润的淀粉KI试纸的C端变蓝色，电解一段时间后，试完成下列问题。
(1)A中发生反应的化学方程式为 。
(2)在B中观察到的现象是 。
(3)室温下，从电解开始到时间为t时，A、B装置中共收集到气体0.168 L(标准状况下)，若电解过程中无其他副反应发生，且溶液体积变化忽略不计，则在t时，A中溶液的pH为 。
【答案】(1)4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3
(2)石墨电极表面有气泡产生，铜电极周围溶液变成蓝色，一段时间后U形管下部有蓝色沉淀产生
(3)2
【解析】C端变蓝说明发生了反应2I--2e-==I2，生成的I2遇淀粉变蓝，故C端为阳极，D端为阴极，据此亦可确定电源的正、负极及A、B的阴、阳极。对于B装置，石墨为阴极，发生反应2H++2e-H2↑并产生==OH-，而Cu为阳极，故不断溶解。对于A装置，Fe为阴极，有Ag析出，Pt为阳极，有O2产生。由于产生的O2的物质的量为H2的物质的量的 QUOTE \* MERGEFORMAT ，故在t时，生成O2的物质的量为=0.002 5 ml，同时A中生成H+的物质的量为4×0.002 5 ml=0.01 ml，所以A中c(H+)=0.01 ml·L-1，pH=2。
1.欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是( )
A.Ag和AgCl溶液
B.Ag和AgNO3溶液
C.Fe和AgNO3溶液
D.Pt和Ag2SO4溶液
【答案】B
2.关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是( )
A.电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B.若在阳极附近的溶液中滴入淀粉KI溶液， 溶液呈现蓝色
C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液， 溶液呈现无色
D.电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈现中性
【答案】B
【解析】电解NaCl溶液，阴极生成H2和NaOH，阳极生成Cl2。
3．下列关于铜电极的叙述中，正确的是( )
A．铜锌原电池中铜是正极
B．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极
C．在镀件上电镀铜时金属铜与外电源负极相连
D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
【答案】A
【解析】铜锌原电池中，铜不如锌活泼，铜应为正极，A项正确；精炼粗铜时，粗铜应作为阳极，B项错误；镀铜时铜也应作为阳极以提供Cu2＋，铜应与外电源正极相连，C项错误；电解稀硫酸时，如把铜作为阳极，铜就会首先放电，阳极就不能产生氧气，D项错误。
4. (2023·辽宁丹东凤城第一中学高二月考)电解降解法可用于治理水体硝酸盐污染,将NO3-降解成N2的电解装置如下图所示。下列说法正确的是( )
A.电源的正极为b极
B.电解时H+从膜右侧迁移到膜左侧
C.Ag-Pt电极反应为2H2O-4e- ==4H++O2↑
D.若转移的电子数为1.204×1024,生成N25.6 g
【答案】D
【解析】根据题意分析可知,Ag-Pt电极作为阴极,b极为电源负极,A项错误;阴极得电子,C项错误;阳离子向阴极移动,故质子应是由左侧向右侧迁移,B项错误;根据N原子守恒可知2NO3-~N2~10e-,若转移电子数为1.204×1024,即转移2 ml电子生成0.2 ml N2,N2的质量为5.6 g,D项正确。
5.如图是电解饱和氯化钠溶液(含酚酞)的装置。
收集有毒气体的装置省略没有画出,两电极均是惰性电极。
(1)a电极的名称是 。
(2)电解过程中观察到的现象是 。
(3)鉴定N出口的气体最简单的方法是 。
(4)电解总反应的离子方程式为 。
(5)若将b电极换成铁电极,写出在电解过程中U形管底部出现的现象: 。
【答案】(1)阴极 (2)两极均有气泡产生;a极区溶液变成红色;b极液面上气体为黄绿色;b极区溶液变为浅黄绿色
(3)用湿润的淀粉KI试纸靠近N出口,试纸变蓝则说明是Cl2
(4)2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
(5)底部有白色沉淀产生,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色
【解析】根据电子的流向可知,a电极连接的是直流电源电子流出的一极,因此a电极是电解池的阴极,b电极为电解池的阳极,b电极产物为Cl2,检验Cl2的方法是用湿润的淀粉KI试纸靠近N出口,试纸变蓝即说明是Cl2。当将b极改为铁电极时,铁失去电子变成阳离子进入溶液,与阴极放出H2后剩余的OH-结合生成Fe(OH)2沉淀,Fe(OH)2不稳定,迅速变为灰绿色,最终转化为红褐色的Fe(OH)3沉淀。
6.下图为相互串联的甲、乙两个电解池，甲池利用电解原理在铁上镀银，试回答：
(1)A是 、 (填电极材料和电极名称)，电极反应式是 ；B是 、 (填电极材料和电极名称)，电极反应式是 ，应选用的电解质溶液是 。
(2)乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始电解一段时间，铁极附近呈 色；C极附近呈 色。
(3)若甲池阴极增重43.2 g，则乙池中阳极上放出的气体在标准状况下的体积是 mL。
若电解后乙池中剩余溶液仍为400 mL，则所得NaOH溶液的物质的量浓度为 。
【答案】(1)铁 阴极 Ag++e-==Ag 银 阳极
Ag-e-==Ag+ 硝酸银溶液
(2)红 无 (3)4 480 1 ml·L-1
【解析】甲池阴极增重43.2 g，阴极：
Ag+ + e- == Ag
1 ml 108 g
0.4 ml 43.2 g
乙池阳极上放出的气体为Cl2，阳极：
2Cl- - 2e- == Cl2↑
0.4 ml0.2 ml
乙池总反应： 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
0.4 ml0.2 ml
1.某同学设计如图所示装置，探究氯碱工业原理，下列说法正确的是( )
A.石墨电极与直流电源负极相连
B.用湿润淀粉KI试纸在铜电极附近检验气体，试纸变蓝色
C.氢氧化钠在石墨电极附近产生，Na+向石墨电极迁移
D.铜电极的反应式为2H++2e- ==H2↑
【答案】D
【解析】若Cu电极所连的是直流电源的正极，则Cu是阳极，电极反应式为Cu-2e-==Cu2+，不符合氯碱工业原理，故石墨电极与直流电源正极相连，A项错误；阴极(Cu极)反应为2H++2e-==H2↑，阳极(石墨极)反应为2Cl--2e- ==Cl2↑，故用湿润淀粉KI试纸在石墨电极附近检验气体，试纸变蓝，发生反应Cl2+2KI==2KCl+I2，故B项错误、D项正确；Cu电极附近H+减少生成OH-，Na+向Cu电极迁移，故C项错误。
2．关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是( )
A．都用粗铜作阳极、纯铜作阴极
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
【解析】A项，电镀时镀件作阴极；B项，电解精炼铜时电解液成分改变；C项，电解精炼铜时，杂质若有比铜活泼的金属(如锌)，则还会发生Zn－2e－===Zn2＋的反应。
3. (2023·广东中山纪念中学高二检测)某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )
A.a为正极，b为负极；消毒液主要成分为NaClO和NaCl
B.a为负极，b为正极；消毒液主要成分为NaClO和NaCl
C.a为阳极，b为阴极；消毒液主要成分为HClO和NaCl
D.a为阴极，b为阳极；消毒液主要成分为HClO和NaCl
【答案】B
【解析】制取消毒液的有关反应有2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O，因阳极生成Cl2，阴极生成NaOH，为使二者充分反应，Cl2应在下端产生，从而推知电源b为正极，a为负极，消毒液的主要成分是NaClO和NaCl。
4.某同学欲在铜钥匙上镀锌，有关说法正确的是( )
A.用铜钥匙作阳极，石墨棒作阴极，CuSO4溶液做电解质溶液
B.Zn与铜钥匙用导线相连插入ZnSO4溶液中
C.Zn作阳极，铜钥匙作阴极，ZnSO4溶液作电镀液电解
D.在电镀过程中溶液中的Zn2+浓度减小，Cu2+浓度增大
【答案】C
【解析】锌为镀层金属，需作阳极，铜钥匙为镀件，需作阴极，含有镀层金属离子的溶液作电解液。
5.如图所示的A、B两个电解池中的电极均为金属铂，在A池中加入足量的0.05 ml·L-1的CuCl2溶液，在B池中加入足量的0.1 ml·L-1的AgNO3溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是( )
A.2∶2∶4∶1B.1∶1∶2∶1
C.2∶1∶1∶1D.2∶1∶2∶1
【答案】A
【解析】由电解原理可知：a、c为阴极，b、d为阳极。a极上析出Cu，b极上析出Cl2，c极上析出Ag，d极上析出O2。由电子守恒可得出：2e-~Cu~Cl2~2Ag~O2，所以a、b、c、d四个电极上所析出物质的物质的量之比为2∶2∶4∶1。
6. (2023·河北邢台第八中学高二检测)两个装置中，液体体积均为200 mL，开始工作前电解质溶液的浓度均为0.5 ml·L-1，工作一段时间后，测得有0.2 ml电子通过，若忽略溶液体积的变化，下列叙述正确的是( )
A.产生气体体积①=②
B.①中阴极质量增加，②中正极质量减小
C.①中阳极反应式为4OH--4e-==2H2O+O2↑，②中负极反应式为2H++2e-==H2↑
D.溶液的pH变化：①减小，②增大
【答案】D
【解析】①为电解池，阳极反应为2H2O-4e-==4H++O2↑(或4OH--4e-==2H2O+2O2↑)，阴极反应为2Cu2++4e-==2Cu；②为原电池，负极反应为Zn-2e-==Zn2+，正极反应为2H++2e-==H2↑。两个装置中的CuSO4和H2SO4的物质的量都是0.1 ml，当通过0.2 ml电子时两种物质正好完全反应，①生成0.05 ml O2，②生成0.1 ml H2，由此可知只有D正确。
7.Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑。下列说法正确的是( )
A.石墨电极上产生氢气
B.铜电极发生还原反应
C.铜电极接直流电源的负极
D.当有0.1 ml电子转移时，有0.1 ml Cu2O生成
【答案】A
【解析】石墨作阴极，电极反应为2H2O+2e-==2OH-+H2↑，A选项正确；由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu+2OH--2e-==Cu2O+H2O，当有0.1 ml 电子转移时，有0.05 ml Cu2O生成，D选项错误。
8.电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，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。
若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液，则：
(1)电解池中X极上的电极反应式是 ，在X极附近观察到的现象是 。
(2)Y电极上的电极反应式是 ，检验该电极反应产物的方法是 。
【答案】(1)2H++2e-==H2↑ 有气体放出，溶液变红
(2)2Cl--2e-==Cl2↑ 把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝
【解析】由题意或图像可知，此池为电解池，X极为阴极，Y极为阳极。两电极为惰性电极，饱和NaCl溶液中存在Na+、Cl-、H+、OH-，在阴极上，H+放电能力强于Na+，故阴极上发生的电极反应为2H++2e-==H2↑，因而导致X极附近有气体放出，溶液呈碱性，遇无色酚酞变为红色；在阳极上，Cl-放电能力强于OH-，故阳极上发生的电极反应为2Cl--2e-==Cl2↑。
9．（2023·江苏南通高二调研）常温下用石墨作电极，电解100 mL 0.1 ml·L－1的Cu(NO3)2和0.1 ml·L－1的AgNO3组成的混合溶液，当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12 L 时，假设溶液体积不变，下列说法正确的是( )
A．阴极增重1.4 g B．所得溶液pH＜1
C．阴极增重2.8 g D．所得溶液pH＞1
【答案】B
【解析】阴极可以放电的离子依次为0.01 ml Ag＋、0.01 ml Cu2＋，阳极可以放电的阴离子只有OH－；当阳极生成1.12 L O2时，电路中通过电子：n(e－)＝0.05 ml×4＝0.2 ml，此时Ag＋、Cu2＋已全部析出，质量：0.01 ml×108 g·ml－1＋0.01 ml×64 g·ml－1＝1.72 g；因为当Ag＋、Cu2＋全部析出以后，相当于电解水，H＋不再增加，所以生成的H＋所带电荷与0.01 ml Ag＋、0.01 ml Cu2＋所带电荷相等；则溶液中生成：c(H＋)＝0.3 ml·L－1，pH＜1。
10.在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作电极进行电解，两极上均收集到2.24 L气体(标准状况)，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为( )
A.1 ml·L-1B.2 ml·L-1
C.3 ml·L-1D.4 ml·L-1
【答案】A
【解析】分析电解H2SO4、CuSO4的混合液时阴、阳两极的电极反应可知，两极产生的气体分别为H2、O2各0.1 ml，O2是由OH-失去0.4 ml电子而得到，H2是由H+得到0.2 ml电子而生成。由电子得失守恒知，还有0.2 ml电子是Cu2+得到的，故Cu2+的物质的量是0.1 ml，则Cu2+的物质的量浓度为=1 ml·L-1。
11.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，如图是电解污水的实验装置示意图，实验用污水中主要含有可被吸附的悬浮物(不导电)。下列有关推断明显不合理的是( )
A.阴极的电极反应式为O2+4e-+2H2O==4OH-
B.通电过程中烧杯内产生可以吸附悬浮物的Fe(OH)3
C.通电过程中会产生气泡，把悬浮物带到水面形成浮渣弃去
D.如果实验用污水导电性不良，可加入少量Na2SO4固体以增强导电性
【答案】A
【解析】A项中是阴极H2O电离出的H+得电子，电极反应式为2H2O+2e-==2OH-+H2↑。
12. (2023·山西太原第五中学高二检测)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SO42-可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。
下列叙述正确的是( )
A.通电后中间隔室的SO42-离子向正极迁移，正极区溶液pH增大
B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品
C.负极反应为2H2O-4e-==O2+4H+，负极区溶液pH降低
D.当电路中通过1 ml电子的电量时，会有0.5 ml的O2生成
【答案】B
【解析】在负极区发生的电极反应为4H2O+4e-==2H2↑+4OH-，在正极区发生的电极反应为2H2O-4e-==O2↑+4H+，故正极区pH减小，A选项错误；Na+移向负极区，生成NaOH， SO42-移向正极区，生成H2SO4，B选项正确；根据负极区电极反应可知C选项错误；每通过1 ml 电子，有0.25 ml O2生成，D选项错误。
13.如图所示，通电5 min后，第③极增重2.16 g，此时CuSO4恰好电解完。设A池中原溶液的体积为200 mL。
(1)电源F为 极；第②极为 极；B池为 池。
(2)A池中第②极上的电极反应式为 。
(3)通电前A池中原溶液中Cu2+的浓度为 。
【答案】(1)正 阳 电镀
(2)2H2O-4e-==4H++O2↑
(3)0.05 ml·L-1
【解析】(1)由第③极增重2.16 g可知，①③是电解池的阴极，②④是电解池的阳极，E是电源的负极，F是电源的正极。又因为B池的阳极是银，电解质是硝酸银，故该池是电镀池。(2)A池中，第②极发生反应2H2O-4e-==4H++O2↑。(3)因为第③极增重的2.16 g是银的质量，即电路中转移电子2.16 g÷108 g·ml-1=0.02 ml，而第①极反应为Cu2++2e-==Cu，故原溶液中Cu2+物质的量为0.02 ml× QUOTE \* MERGEFORMAT =0.01 ml，故Cu2+的物质的量浓度为0.05 ml·L-1。
14.电解原理在化学工业中有着广泛的应用。
(1)如图，其中a是电解质溶液，X、Y是两块电极板。若X、Y是惰性电极，a是CuSO4溶液，则电解时的化学方程式为 ；通电一段时间后，向烧杯中的电解质溶液中加入0.2 ml CuO粉末，电解质溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为 。若X、Y分别是铁和铜，a仍是CuSO4溶液，则Y极的电极反应式为 。
(2)已知+2价的铁的化合物通常具有较强的还原性，易被氧化。实验室用亚铁盐溶液与烧碱反应很难制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，但是用电解的方法可以制得纯净的Fe(OH)2沉淀。制备装置如图所示，其中a、b两电极材料分别为铁和石墨。
①a电极上的电极反应式为 。
②电解质溶液d最好选 (填编号)。
A.纯水B.CuSO4溶液
C.NaOH溶液D.H2SO4溶液
③液体c为 (填编号)。
A.四氯化碳B.硝基苯
C.苯D.乙醇
【答案】(1)2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 0.4 ml Cu-2e- ==Cu2+
(2)①Fe-2e- ==Fe2+ ②C ③C
【解析】(1)用惰性电极电解CuSO4溶液的化学方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4；通电一段时间后，向烧杯中的电解质溶液中加入0.2 ml CuO粉末，电解质溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，说明在电解的过程中刚好生成了0.2 ml Cu和0.1 ml O2，所以转移的电子的物质的量为0.4 ml。当X、Y分别是铁和铜时，Y极的电极反应式为Cu-2e- ==Cu2+。
(2)该小题主要考查在无氧环境下制备Fe(OH)2沉淀，所以液体c应选择密度比水小且与水不互溶的物质，故选C。
电镀
电解精炼
定义
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
利用电解原理提纯金属
举例
以铁上镀锌为例
以精炼铜为例
装置
形成
条件
①镀层金属作阳极接直流电源正极，镀件作阴极接直流电源负极
②电镀液必须是含有镀层金属离子的盐溶液
③形成闭合回路
①不纯金属作阳极，纯金属作阴极
②含该金属离子的可溶性盐溶液作电解质溶液
③直流电源
④形成闭合回路
电极
反应
阳极：Zn-2e-==Zn2+
阴极：Zn2++2e-==Zn
阳极：Cu(粗铜)-2e-==Cu2+(主要)
阴极：Cu2++2e-==Cu(精铜)
联系
电镀池和精炼池在本质上都是电解池
电子守恒法计算
用于串联电路，通过阴、阳两极的电量相同等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等
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
关系式计算
根据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需要的关系式
电镀
电解精炼
定义
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
利用电解原理提纯金属
举例
以铁上镀锌为例
以精炼铜为例
装置
形成
条件
①镀层金属作阳极接直流电源正极，镀件作阴极接直流电源负极
②电镀液必须是含有镀层金属离子的盐溶液
③形成闭合回路
①不纯金属作阳极，纯金属作阴极
②含该金属离子的可溶性盐溶液作电解质溶液
③直流电源
④形成闭合回路
电极
反应
阳极：Zn-2e-==Zn2+
阴极：Zn2++2e-==Zn
阳极：Cu(粗铜)-2e-==Cu2+(主要)
阴极：Cu2++2e-==Cu(精铜)
联系
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电子守恒法计算
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