【暑假预习】第22讲 电解原理的应用 -2025年新高二化学暑假衔接讲练 (人教版)（含答案）

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知识点1 电解饱和食盐水
1．电解饱和食盐水的原理
通电前：溶液中的离子是Na＋、Cl－、H＋、OH－。
通电后：①移向阳极的离子是Cl－、OH－，Cl－比OH－容易失去电子，被氧化成氯气。
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)。
②移向阴极的离子是Na＋、H＋，H＋比Na＋容易得到电子，被还原成氢气。其中H＋是由水电离产生的。
阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(还原反应)。
③总反应：
化学方程式为2NaCl＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))H2↑＋Cl2↑＋2NaOH；
离子方程式为2Cl－＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))H2↑＋Cl2↑＋2OH－。
2．氯碱工业生产流程
工业生产中，电解饱和食盐水的反应在离子交换膜电解槽中进行。
(1)阳离子交换膜电解槽
(2)阳离子交换膜的作用：只允许Na＋等阳离子通过，不允许Cl－、OH－等阴离子及气体分子通过，可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸，也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠反应而影响氢氧化钠的产量。
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、含氯漂白剂等。
(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。
知识点二 电镀与电冶金
1．电镀与电解精炼
电镀是一种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。电镀的主要目的是使金属增强抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观。
2.电冶金
(1)金属冶炼的本质：使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程。如Mn＋＋ne－===M。
(2)电解法用于冶炼较活泼的金属(如钾、钠、镁、铝等)，但不能电解其盐溶液，应电解其熔融态。
如：电解熔融的氯化钠可制取金属钠的电极反应式：
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑；
阴极：2Na＋＋2e－===2Na；
总反应：2NaCl(熔融)eq \(=====,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑。
知识点3 电解的相关计算
1．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)串联电路中各电解池转移的电子总数相等。
(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．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。
电解计算时常用的定量关系为4e－～4H＋～4OH－～2H2～O2～2Cu～4Ag。
3．电解计算的步骤
(1)正确书写电极反应式(特别要注意阳极材料)。
(2)注意溶液中有多种离子共存时，要确定离子放电的先后顺序。
(3)根据得失电子守恒，列出关系式进行计算。
考点一 电解原理的应用
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．装置中出口①处的物质是氯气，出口②处的物质是氢气
B．该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过
C．装置中发生反应的离子方程式为Cl－＋2H＋eq \(=====,\s\up7(电解))Cl2↑＋H2↑
D．该装置是将电能转化为化学能
【答案】C
【解析】由图看出①处为电解池阳极产生氯气，②处为电解池阴极产生氢气，A对；该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过，能防止氯气与碱反应，且在阴极区得到浓度较高的烧碱溶液，B对；电解饱和食盐水有烧碱生成且H2O应写化学式，C错；电解装置是将电能转化为化学能的装置，D对。
2．利用如图所示装置可以在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法正确的是( )
A．通电后，Ag＋向阳极移动
B．银片与电源负极相连
C．该电解池的阴极反应可表示为Ag＋＋e－===Ag
D．当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初
【答案】C
【解析】铜牌上镀银，银片为阳极，Ag＋向阴极移动，阴极反应为Ag＋＋e－===Ag。由于实验中镀层不可能非常均匀致密，所以将电源反接，阳极上Cu、Ag均会溶解，铜牌不可能恢复如初。
3．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．电解时以纯铜作阳极
B．电解时阴极发生氧化反应
C．粗铜连接电源负极，其电极反应式是Cu－2e－===Cu2＋
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】D
【解析】电解精炼铜时，粗铜应作阳极，纯铜作阴极，故A错误；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错误；粗铜连接电源的正极，发生氧化反应，故C错误；金属的活动性顺序为Zn>Fe>Cu>Ag>Pt，因此Ag、Pt不会放电，以单质形式在阳极附近沉积下来，故D正确。
4．观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是( )
A．装置①中阳极上析出红色固体
B．装置②的待镀铁制品应与电源正极相连
C．装置③闭合电键后，外电路电子由a极流向b极
D．装置④的离子交换膜允许阳离子、阴离子、水分子自由通过
【答案】C
【解析】装置①中阳极上氯离子放电生成氯气，故A错误；装置②是电镀装置，待镀铁制品作阴极，应与电源负极相连，故B错误；装置③闭合电键后，a极是负极，因此外电路电子由a极流向b极，故C正确；装置④的离子交换膜只允许阳离子、水分子自由通过，故D错误。
5．高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色水处理剂。工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，两端隔室中的离子不能进入中间隔室。下列说法错误的是( )
A．阳极反应式：Fe－6e－＋8OH－===FeOeq \\al(2－,4)＋4H2O
B．甲溶液可循环利用
C．离子交换膜a是阴离子交换膜
D．当电路中通过2 ml电子的电量时，会有1 ml H2生成
【答案】C
【解析】A项，阳极发生氧化反应，电极反应式：Fe－6e－＋8OH－===FeOeq \\al(2－,4)＋4H2O，正确；B项，阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，甲溶液为浓的氢氧化钠溶液，可循环利用，正确；C项，电解池中阳离子向阴极移动，通过离子交换膜a的是Na＋，故a为阳离子交换膜，错误；D项，阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，当电路中通过2 ml电子的电量时，会有1 ml H2生成，正确。
题组二 电解的有关计算
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＋2O2－
D．每生成0.1 ml Ti，转移0.2 ml电子
【答案】C
【解析】由O2－的移动方向可知，b为电源正极，A错误；石墨电极作阳极，发生氧化反应，B错误；每生成0.1 ml Ti，转移0.4 ml电子，D错误。
7．氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。下列说法正确的是( )
A．电解池的阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
B．通入空气的电极为负极
C．电解池中产生2 ml Cl2时，理论上燃料电池中消耗0.5 ml O2
D．a、b、c的大小关系为a>b＝c
【答案】A
【解析】题给电解池的阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，A项正确；题给燃料电池为氢氧燃料电池，通入空气的电极为正极，B项错误；由整个电路中得失电子守恒可知，电解池中产生2 ml Cl2，理论上转移4 ml电子，则燃料电池中消耗1 ml O2，C项错误；题给燃料电池的负极反应式为2H2－4e－＋4OH－===4H2O，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，所以a、b、c的大小关系为c>a>b，D项错误。
8．在标准状况下，用铂电极电解硫酸铜溶液，当阴极产生12.8 g铜时，阳极放出的气体是( )
A．1.12 L H2 B．1.12 L O2
C．2.24 L H2 D．2.24 L O2
【答案】D
【解析】溶液中有Cu2＋、H＋及SOeq \\al(2－,4)、OH－四种离子，得电子能力Cu2＋>H＋，失电子能力OH－>SOeq \\al(2－,4)，阴极反应为2Cu2＋＋4e－===2Cu，阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，总反应为2CuSO4＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2Cu＋2H2SO4＋O2↑。n(Cu)＝eq \f(12.8 g,64 g·ml－1)＝0.2 ml，n(O2)＝0.1 ml，在标准状况下体积为2.24 L，D正确。
9．有三个烧杯，分别盛有氯化铜、氯化钾和硝酸银三种溶液，均以Pt作电极，将它们串联在一起电解一段时间，测得电极增重总和2.8 g，这时产生的有色气体与无色气体的物质的量之比为( )
A．4∶1 B．1∶1
C．4∶3 D．3∶4
【答案】C
【解析】串联电路中，相同时间内各电极得电子或失电子的物质的量相同，各电极上放出气体的物质的量之比为定值。不必注意电极增重是多少，只要判断出生成何种气体及生成一定物质的量该气体所得失电子的物质的量，就可以通过得失电子守恒判断气体体积之比。第一个烧杯中放出Cl2，第二个烧杯中放出Cl2和H2，第三个烧杯中放出O2。在有1 ml电子转移时，生成的气体的物质的量分别是0.5 ml、0.5 ml、0.5 ml和0.25 ml。所以共放出有色气体(Cl2)0.5 ml＋0.5 ml＝1 ml，无色气体(O2和H2)0.5 ml＋0.25 ml＝0.75 ml。
10．用石墨电极电解CuSO4溶液一段时间后，向所得溶液中加入0.2 ml Cu(OH)2后，恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则电解过程中转移电子的物质的量为( )
A．0.4 ml B．0.5 ml
C．0.6 ml D．0.8 ml
【答案】D
【解析】将Cu(OH)2改写为CuO·H2O，根据CuO·H2O知，阳极上OH－放电生成O2，阴极上Cu2＋和H＋放电生成Cu和H2，根据氧原子守恒得n(O2)＝n[Cu(OH)2]＝0.2 ml，则转移电子的物质的量为0.2 ml×4＝0.8 ml，故D正确。
知识导图记忆
知识目标复核
【学习目标】
1.了解氯碱工业、电镀、电解精炼铜、电冶金等原理的分析。
2.能正确书写电解池的电极反应式和总反应方程式。
3.建立守恒法解答电解相关计算的思维模型。
【学习重难点】
1.电解池的电极反应式和总反应方程式的书写。
2.用守恒法进行电解相关计算。
1．（24-25高二上·山东济宁·月考）下列关于电解法镀铜和粗铜精炼的叙述，错误的是
A．粗铜精炼时，用纯铜作阴极
B．镀件上电镀铜时，用铜作阳极
C．都可以用CuSO4溶液作电解液
D．粗铜精炼时，Cu2+浓度不变
【答案】D
【解析】粗铜精炼时，粗铜作精炼池的阳极，纯铜作阴极，故A正确；镀件上电镀铜时，铜作电镀池的阳极，镀件作阴极，故B正确；电解法镀铜和粗铜精炼时，都可以用硫酸铜溶液作电解液，故C正确；粗铜精炼时，粗铜作精炼池的阳极，锌、铁、铜在阳极失去电子发生氧化反应生成金属阳离子，纯铜作阴极，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜，则电解过程中铜离子浓度减小，镀铜时电解液中铜离子浓度几乎不变，故D错误；故选D。
2．（24-25高二上·河南新乡·月考）下列关于电解法镀铜和粗铜精炼的叙述，错误的是
A．粗铜精炼时，用纯铜作阴极B．镀件上电镀铜时，用铜作阳极
C．都可以用溶液作电解液D．粗铜精炼时，铜离子浓度不变
【答案】D
【解析】粗铜精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，故A正确；镀件上电镀铜时，铜作阳极，镀件作阴极，故B正确；电解法镀铜和粗铜精炼时，都可以用硫酸铜溶液作电解液，故C正确；粗铜精炼时，粗铜作阳极，锌、铁、铜等在阳极失去电子发生氧化反应生成金属阳离子，纯铜作阴极，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜，则电解过程中铜离子浓度减小，故D错误；故选D。
3．（24-25高二上·河南洛阳·期中）若在铜片上镀银，下列叙述错误的是
①将铜片接在电源的正极；②在铜片上发生的反应是Ag++e-=Ag；③在银片上发生的反应是4OH-+4e-=O2↑+2H2O；④用AgNO3作电解质溶液
A．①②B．②③C．①③D．③④
【答案】C
【分析】在铜片上镀银时，铜作电解池的阴极，与电源负极相连，电解质溶液中的银离子得到电子发生还原反应生成银，在铜片上发生的反应是：Ag++e-=Ag，银作电解池的阳极，与电源正极相连，银失电子发生氧化反应生成银离子，电解质溶液为硝酸银溶液，阳极电极反应式为：Ag-e-=Ag+，据此分析。
【解析】①由分析知，将铜片接在电源的负极，故①错误；
②由分析知，在铜片上发生的反应是Ag++e-=Ag,故②正确；
③由分析知，在银片上发生的反应是Ag-e-=Ag+，故③错误；
④由分析知，用AgNO3作电解质溶液，故④正确；
综上所述，①③错误，故C正确；故选C。
4．（24-25高二下·广东东莞·月考）利用下图装置电解饱和食盐水，进行如图所示实验，下列有关说法正确的是

A．Ⅱ中有黄色浑浊产生，说明氧化性：Cl2 > S
B．Ⅲ中溶液变为黄色，一定是Br-被氧化
C．Ⅳ和V中溶液均褪色，说明Cl2具有漂白性
D．Ⅰ中铜电极和石墨电极互换，重做实验，各装置中的实验现象相同
【答案】A
【分析】石墨作阳极电解饱和食盐水，阳极放出氯气、阴极生成氢气和氢氧化钠，氯气通入硫化钠溶液中，氯气置换出硫化钠中的硫；氯气通入溴化亚铁溶液中反应生成氯化铁和溴单质，氯气通入品红溶液中，品红溶液褪色；氯气通入氢氧化钠溶液中生成氯化钠和次氯酸钠。
【解析】Ⅱ中有黄色浑浊产生，说明Cl2和Na2S反应生成NaCl和S，方程式为：Na2S+Cl2=2NaCl+S↓，Cl2是氧化剂，S是氧化产物，说明氧化性：Cl2 > S，故A正确；Fe2+、Br-都能被氯气氧化，还原性：Fe2+>Br-，Ⅲ中溶液变为黄色，氯气先氧化Fe2+，Br-不一定被氧化，故B错误；Ⅳ中溶液褪色是因为Cl2和水反应生成的HClO具有漂白性，V中溶液褪色是因为Cl2和NaOH反应，Cl2没有漂白性，故C错误；Ⅰ中铜电极和石墨电极互换，铜作阳极，阳极铜失电子，不放出氯气，各装置中的实验现象不相同，故D错误；故选A。
5．（24-25高二上·北京房山·期中）降低能耗是氯碱工业发展的方向。氯碱工业示意图如图所示，下列说法不正确的是
A．该装置a处获得，b处获得
B．该装置中透过阳离子交换膜向N极区移动
C．该装置中c处一侧流出的是淡盐水
D．电解饱和食盐水的离子方程式是：
【答案】A
【分析】该题涉及到的是电解食盐水，即氯碱工业问题。M极连接电源正极，即M为阳极；N极连接电源负极，即N是阴极。M极产生氯气，同时钠离子通过阳离子交换膜移动到N极，生成NaOH和氢气。
【解析】在氯碱工业电解池中，阳极发生反应，阴极发生反应。与电源正极相连的是阳极，与电源负极相连的是阴极，由图可知M处为阳极，a应获得Cl2；N处为阴极，b应获得H2 ，A错误；电解池中，阳离子向阴极移动，N极为阴极，所以Na+透过阳离子交换膜向N极区移动，B正确；a处（阳极）Cl−放电生成Cl2 ，Na+通过阳离子交换膜移向阴极，所以c处一侧流出的是淡盐水 ，C正确；电解饱和食盐水时，Cl−在阳极放电生成Cl2，H2O在阴极放电生成H2和OH−，离子方程式为 ，D正确；故选A。
6．（24-25高二上·北京丰台·期中）电解CuCl2溶液装置如图所示，下列说法不正确的是
A．阴极石墨棒上有红色的铜附着
B．阳极电极反应为：2Cl--2e-= Cl2
C．电解过程中，Cl-向阳极移动
D．总反应为：CuCl2 = Cu2+ + 2 Cl-
【答案】D
【分析】电解CuCl2溶液时，总反应为：，电解池中，阳极上发生氧化反应，是氯离子失去电子的氧化反应，电极反应式为：，阴极上发生还原反应，电极反应式为：，溶液中Cu2+向阴极移动，Cl－和OH－向阳极移动，据此分析作答。
【解析】根据题干分析，阴极石墨棒上有红色的铜附着，A项正确；根据题干分析，阳极电极反应为：，B项正确；根据题干分析，电解过程中，Cl－和OH－向阳极移动，C项正确；电解CuCl2溶液时，总反应为：，D项错误；故选D。
7．（24-25高二上·河北保定·期中）可采用外加电流的阴极保护法防止金属腐蚀(如图所示)，下列说法正确的是
A．海水属于电解质
B．辅助阳极上发生氧化反应
C．工作时，海水中的向钢闸门迁移
D．工作时，外电路电子的流动方向为M→海水→N
【答案】B
【分析】钢铁闸门与电源负极连接的电极为阴极，被保护，所以M电极是负极；与电源正极连接的电极为阳极，发生氧化反应，则N电极为正极。溶液中阳离子向阴极定向移动，阴离子向阳极定向移动。
【解析】海水为混合物，不属于电解质，A错误；由分析，辅助阳极上发生氧化反应，B正确；阴离子向阳极定向移动，则工作时，海水中的氯离子向辅助阳极迁移，C错误；电子不能进入到电解质溶液中，因此装置工作时，电子的流动方向为：从M极→钢铁闸门，然后由辅助阳极→N极，D错误；故选B。
8．（24-25高二上·河南南阳·月考）氯碱工业和电解精炼铜是工业上电解原理的重要应用，其示意图如图所示，下列有关说法正确的是
A．M是电源的负极
B．电解精炼铜过程中硫酸铜溶液的浓度保持不变
C．F口产生的气体是氯气
D．电解精炼铜的纯铜与铁器表面电镀铜中的纯铜都是作阴极
【答案】C
【分析】氯碱工业中，通过电解饱和食盐水生产氯气、氢气和氢氧化钠，阳极发生反应为：，阴极发生反应为：，该装置用多孔隔膜分隔阴阳极，防止氯气、氢气混合爆炸，同时允许Na⁺迁移至阴极，维持电荷平衡，则M端与电解池阳极相连，N端与电解池阴极相连；电解精炼铜，利用电解法提纯粗铜，去除杂质（如Fe、Zn、Ni），阳极发生反应为：（杂质优先溶解），阴极发生反应为：，电解质为含Cu²⁺的硫酸铜溶液，需定期补充，据此分析作答。
【解析】由分析可知，M端与电解池阳极相连，则M是电源的正极，A项错误；电解精炼铜过程中，阳极会有其他杂质参与反应，则铜离子会消耗，硫酸铜溶液的浓度下降，需定期补充，B项错误；M端与电解池阳极相连，阳极发生反应为：，则F口产生的气体是氯气，C项正确；电镀铜时，纯铜必须作为阳极，铁器作为阴极，D项错误；故选C。
9．（24-25高二上·江苏南通·月考）实验室进行铁钉镀铜实验。下列相关原理、装置及操作正确的是
【答案】D
【解析】配制一定物质的量浓度的溶液时，溶质要放在烧杯中溶解，不能直接放在容量瓶中溶解，A错误；油污的主要成分是油脂，油脂在碱性条件下可以发生水解反应生成可溶于水的甘油和高级脂肪酸盐，因此，铁钉应放在碱性溶液中加热后除去其表面的油污，用氯化钠溶液无法除去，B错误；铁锈的主要成分是Fe2O3，其可溶于盐酸，不与氢氧化钠反应，将铁钉放在氢氧化钠溶液中不可以除去其表面的铁锈，C错误；该装置为电解池，铁钉与电源负极相连作阴极，铜片与电源的正极相连作阳极，电解质溶液为硫酸铜溶液，因此，该装置为电镀装置，可以实现铁钉上镀铜，D正确；故选D。
10．（2025·广东·一模）一种厌氧氨氧化菌生物电解池处理生活含氮废水的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．与导电碳布相连的一极为电源的负极
B．反应一段时间后，阴极区和阳极区溶液的均减小
C．理论上每将处理为，阳极区溶液减少
D．若该电池在高温下工作，其处理废水的效率会下降
【答案】C
【分析】左侧电极上转化为，转化为，N元素化合价升高，左侧为阳极，阳极总反应为，右侧为阴极，电极反应为，据此解答。
【解析】由分析可知，导电碳刷作阳极，故导电碳布是阴极，与导电碳布相连的一极为电源的负极，故A正确；阳极总反应为，转移电子数目与迁移到右侧阴极区的H＋数目相等，因此随着反应进行，阳极区氢离子浓度增大，pH减小；阴极发生为，转移电子数目与迁移过来的H＋数目相等，因此随着反应进行，阴极区氢离子浓度增大，pH减小；故B正确；理论上每将处理为，转移6ml电子，生成1ml N2(28g)逸出，同时有6ml H＋(6g)迁移到右侧阴极区，因此阳极区溶液质量减少28g+6g =34g，故C错误；若该电池在高温下工作，厌氧氨氧化菌催化效果降低甚至失去活性，其处理废水的效率会下降，故D正确；故选C。
11．（24-25高二下·湖北·月考）工业上用电解法处理酸性含铬废水(主要含有)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中发生反应：，最后以形式除去。下列说法中错误的是
A．b电极的电极反应式为
B．电解过程中有沉淀生成
C．电解过程中废水的pH不发生变化
D．电解结束后，若要检验电解液中是否还有存在，则可选用溶液
【答案】C
【解析】b电极为阳极，铁为活性电极，铁板作阳极时电解过程中电极本身失电子，电极反应为：，A选项正确；a电极为阴极，发生还原反应，溶液中的氢离子得电子生成氢气，氢离子浓度减少，铁离子水解生成沉淀，B选项正确；由总反应可知处理过程中消耗氢离子，溶液酸性减弱，溶液pH增大，C选项错误；]溶液可以检验的存在，生成蓝色沉淀，D选项正确；故选C。
12．（24-25高二上·天津南开·期末）关于电解反应，下列说法正确的是
A．若要在铁片上镀铜，则X为铜，Y为铁，Z为溶液
B．若要精炼铜，则X、Y分别为粗铜和纯铜
C．若Z是溶液，则X电极反应式：
D．若Z是饱和NaCl溶液，电解一段时间后，Y电极析出少量的Na
【答案】B
【分析】从图中可以看出，X电极与电源正极相连，为电解池的阳极；Y极与电源的负极相连，为电解池的阴极。
【解析】若要在铁片上镀铜，则铜作阳极，铁片作阴极，电解液中含有Cu2+，所以X为铜，Y为铁片，Z为CuSO4溶液，A不正确；若要精炼铜，则粗铜作阳极，纯铜作阴极，所以X、Y分别为粗铜和纯铜，B正确；若Z是Na2SO4溶液，书写阳极反应式时，首先需考虑阳极材料，若阳极为活性电极，则阳极材料失电子，若阳极材料为惰性电极，则水电离产生的OH-失电子，此时X电极(阳极)反应式为：，C不正确；若Z是饱和NaCl溶液，在阴极，Na+不可能得电子，所以电解一段时间后，Y电极不可能析出少量的Na，D不正确；故选B。
13．（24-25高二上·湖南邵阳·期末）提供几组常见的实验装置示意图，下列有关叙述正确的是
A．装置①中阳极上有红色物质析出
B．装置②中的铜片应与直流电源的负极相连
C．装置③中，若电解液为溶液，则电极的反应式：
D．装置④中，溶液的浓度始终不变
【答案】C
【解析】装置①中用惰性电极电解CuCl2溶液，在阳极上Cl-失去电子被氧化变为Cl2，阳极的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑；在阴极上Cu2+得到电子被还原为单质Cu，阴极的电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，故电解时在阴极上有红色物质析出，A错误；在装置②电镀铜时，应该使镀层金属铜片与直流电源的正极相连，作阳极；镀件与直流电源的负极连接作阴极，B错误；在装置③的氢氧燃料电池中，通入燃料H2的电极a为负极，通入O2的电极b为正极，若电解液为KOH溶液，溶液显碱性，则电极a的反应式：H2-2e-+2OH-=2H2O，C正确；在装置④的金属铜的精炼中，粗铜作阳极，精铜作阴极。阳极上Cu及活动性比Cu强金属如Zn、Fe等会失去电子变为金属阳离子进入电解质溶液；在阴极上只有Cu2+得到电子被还原变为单质Cu。由于同一闭合回路中电子转移数目相等，因此电解一段时间后，溶液中CuSO4的浓度会逐渐降低，D错误；故选C。
14．（24-25高二上·山东枣庄·期末）下图为阳离子交换膜法电解(直流电源省略)饱和食盐水原理示意图。下列说法错误的是
A．从C口逸出的气体是 Cl2
B．每生成 22.4 L H2，同时产生2 ml NaOH
C．阳离子交换膜左侧的食盐水浓度逐渐减小
D．从B口加入含少量NaOH的水溶液，NaOH作用为增强导电能力
【答案】B
【分析】钠离子移向阴极，故右侧为阴极，左侧为阳极；电解饱和食盐水的化学方程式为：，阳极产物为氯气，电极反应为：，阴极产物为氢氧化钠和氢气，电极反应为：；A处通入饱和食盐水，左侧出口为淡盐水，C出口逸出的气体为氯气；B处加入含少量NaOH的水溶液，右侧出口为浓NaOH溶液，E出口逸出的气体为氢气，据此分析；
【解析】根据分析可知，从C口逸出的气体是 Cl2，A正确；无压强和温度，无法计算，B错误；根据分析可知，A处通入饱和食盐水，左侧出口为淡盐水，C正确；根据分析可知，B处加入含少量NaOH的水溶液，NaOH作用为增强溶液导电能力，出口为浓NaOH溶液，D正确； 故选B。
15．（24-25高二上·山东济宁·月考）下列装置图及有关说法正确的是
A．装置①中K闭合片刻后溶液中的浓度增大
B．装置③中当铁制品上析出铜时，电源负极输出的电子为
C．装置②中只闭合时，铁棒不容易生锈，是利用了外加电流的阴极保护法
D．装置①中K闭合片刻后可观察到滤纸b点变红色
【答案】C
【解析】装置①中K闭合形成原电池，锌较活泼为负极、铜为正极，阴离子向负极移动，则氯离子移向左侧，片刻后硫酸锌溶液中c(Cl-)增大，A错误；装置③为电解池装置，铜片为阳极，铁为阴极，阴极铜离子得到电子生成铜单质，当铁制品上析出1.6g铜（为0.025ml）时，根据电子守恒，电源负极输出的电子为0.025ml×2=0.05ml，B错误； 铁做电解池阳极被腐蚀速率最快、做阴极被保护腐蚀最慢，装置②中只闭合时，铁棒做阴极受到保护，不容易生锈，是利用了外加电流的阴极保护法，C正确；装置①中K闭合，形成铜锌原电池，ab构成电解池，a为阴极，b为阳极，阴极水放电发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，使得a点附近溶液呈碱性，溶液变红，D错误；故选C。
电镀
电解精炼
装置
阳极材料
镀层金属Cu
粗铜(含锌、银、金等杂质)
阴极材料
镀件金属Fe
纯铜
阳极反应
Cu－2e－===Cu2＋
Zn－2e－===Zn2＋、Cu－2e－===Cu2＋等
阴极反应
Cu2＋＋2e－===Cu
Cu2＋＋2e－===Cu
溶液变化
Cu2＋浓度保持不变
Cu2＋浓度减小，金、银等金属沉积形成阳极泥
教材习题03（P110）
海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁，下列有关该电解过程的叙述正确的是( )
A．两个电极必须都用惰性电极
B．阳极可以用活性电极，阴极必须是惰性电极
C．电解熔融状态的氯化镁
D．电解氯化镁的水溶液
解题方法
【解析】电解MgCl2获取金属镁，也就是说镁离子需要得电子，如果在水溶液中，水电离的氢离子会优先得电子，因此只能在熔融状态下进行。在阴极发生的是镁离子得到电子的反应，对电极材料没有要求，在阳极上发生失电子的反应，如果使用活性电极，则活性电极会失电子，所以阳极必须用惰性电极。故选C。
【答案】C
教材习题04（P110）
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1 ml e－，阴极析出1 ml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
解题方法
【解析】阴极发生反应Ag＋＋e－===Ag，故电路中每通过1 ml e－析出1 ml银，A正确；铁为镀件，应与电源负极相连，故B正确；阳极为镀层金属，电极反应式为Ag－e－===Ag＋，故C正确；阳极发生反应Ag－e－===Ag＋，阴极发生反应Ag＋＋e－===Ag，电镀液浓度不变，不需要更换，故D错误。
【答案】D
A．配制NaCl溶液
B．铁钉除油污
C．铁钉除铁锈
D．铁钉镀铜