1、第2课时 电解原理的应用1关于电解氯化钠水溶液(铁做阴极、石墨做阳极)，下列叙述正确的是()A若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色B若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕黄色C电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠D电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性答案：B2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()AAg和AgCl溶液BAg和AgNO3溶液CFe和AgNO3溶液 DPt和Ag2SO4溶液解析：电镀槽中，要求镀件作阴极，可用镀层金属作阳极，电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液，A、D项中AgCl和Ag2
2、SO4均为沉淀，只有B项符合要求。答案：B3用石墨作电极，电解1 molL1下列物质的溶液，则电解前后溶液的pH保持不变的是()AH2SO4 BNaOHCNa2SO4 DNaCl答案：C4(1)如图1为电解NaCl的饱和溶液的实验装置。写出该电解池中发生反应的总反应方程式：_。将充分电解后所得溶液逐滴加入到酚酞试液中，观察到的现象是_。(2)某同学设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图2)。通电后，如图竖直装置下端B极上有大量气泡产生，溶液中产生大量的Fe(OH)2白色沉淀，且较长时间不变色。则装置上端A极电极材料是_(填化学式)，B电极上的电极反应式为_。图1 图2解析：(1)由
3、于阳极是惰性电极，则电解饱和NaCl溶液的方程式为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，生成的Cl2与NaOH溶液发生反应：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，故总反应方程式为NaClH2ONaClOH2，酚酞试液遇NaOH显红色后被HClO氧化退色。(2)电解法制备Fe(OH)2时，采用金属Fe做阳极，其电极反应为Fe2e=Fe2；阴极材料也可以是其他材料，其电极反应为2H2e=H2，阴极生成碱与Fe2结合成Fe(OH)2沉淀。故B应为阴极，阴极方程式为2H2e=H2，A电极则是铁做阳极，电极反应为Fe2e=Fe2。答案：(1)NaClH2ONaClOH2，先变红后退色(2)Fe2
4、H2e=H2时间：40分钟A级基础巩固基础题1下列描述中，不符合生产实际的是()A电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极B电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极C电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极D在镀件上电镀锌，用锌作阳极解析：电解池的阳极发生失电子氧化反应、阴极发生得电子还原反应。电解熔融的Al2O3制Al时，若用Fe作阳极，会发生Fe2e=Fe2，Fe2移动到阴极上发生Fe22e=Fe，使得到的Al不纯。答案：A2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电解时阴极发生氧化反应C粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu=Cu22eD电解后，
5、电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥解析：A.电解精炼铜时，粗铜应作阳极，精铜作阴极，故A错误；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错误；C.粗铜连接电源的正极，发生氧化反应，故C错误；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，所以D选项是正确的。答案：D3某同学设计如图装置，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铜电极的反应式为：2H2e=H2C氢氧化钠在石墨电极附近产生，Na向石墨电极迁移D用湿润KI淀粉试剂在铜电极附近检验气体，试纸变蓝色解析：A.石墨为阳极，与直
6、流电源的正极相连，A错误；B.Cu为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，铜电极的反应式为：2H2e=H2，B正确；C.Cu为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，同时生成氢氧化钠，电解池中阳离子向阴极移动，Na向Cu电极移动，C错误；D.Cu为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，没有氯气生成，所以用湿润KI淀粉试剂在铜电极附近检验气体，试纸不变蓝色，D错误。答案：B4如图所示，图乙是图甲的电解池进行电解时某个量(纵坐标x)随时间变化的函数图象(各电解池都用石墨做电极，不考虑电解过程中溶液浓度变化对电极反应的影响)，这个量x是表示()A各电解池析出气体的体积B各电解池阳极质量的增加量C各电解池阴极质量的
7、增加量D各电极上放电的离子总数解析：电解氯化钠溶液时，阴、阳极都产生气体物质；电解硝酸银溶液时，阴极上产生单质银；电解硫酸铜溶液时阴极上产生单质铜。所以随着电解的进行阴极质量的增加量有题图乙所示的变化。答案：C5将0.2 mol AgNO3、0.4 mol Cu(NO3)2和0.6 mol KCl溶于水配制成100 mL溶液，用惰性电极电解一段时间后，在一极上析出0.3 mol Cu，此时在另一极上生成的气体体积(标准状况)为()A4.48 LB5.6 LC6.7 L D7.8 L答案：B基础题6观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是()A装置工业上可用于生产金属钠，电解过程中石墨电极产生金
8、属，此法也可用于生产活泼金属镁、铝等B装置中随着电解的进行左边电极会产生红色的铜C装置中从a口导出的是H2D装置的待镀铁制品应与电源正极相连解析：B项，装置是电解池装置，左侧是阴极，得电子发生还原反应，Cu22e=Cu，故B项正确；A项，装置是电解池装置，石墨是阳极，铁是阴极，电解熔融氯化钠时，钠在铁极析出，故A项错误；C项，装置是电解饱和食盐水的装置，左侧为阳极，失电子发生氧化反应，2Cl2e=Cl2，则从a口导出的是Cl2，故C项错误；D项，装置是电镀装置，镀层金属作阳极，待镀制品作阴极，与电源的负极相连，故D项错误。答案：B7如图为相互串联的甲、乙两个电解池，试回答下列问题。(1)甲池若
9、为用电解原理精炼铜的装置，A极是电解池的_，材料是_，电极反应式为_；B极是电解池的_，材料是_，电极反应式为_。(2)乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后，Fe极附近呈_色。(3)若乙电解池中的电解质溶液为等物质的量浓度的Cu(NO3)2和MgCl2溶液。分阶段写出乙池中电解反应的化学方程式：_。(4)若甲池精炼铜时阴极增重12.8 g，则乙池阳极放出气体在标准状况下的体积为_(不考虑气体溶解情况)。解析：(4)甲池阴极反应为：Cu22e=Cu，生成n(Cu)0.2 mol，转移电子的物质的量n(e)0.4 mol；乙池阳极反应为：2Cl2e=Cl2，由电子守恒知生成Cl2为：n(Cl2
10、)0.2 mol，故V(Cl2)4.48 L。答案：(1)阴极纯铜Cu22e=Cu 阳极粗铜Cu2e=Cu2(2)红(3)第一阶段：CuCl2CuCl2；第二阶段：2H2O2H2O2(4)4.48 LB级能力提升8在如图用石墨作电极的电解池中，放入500 mL含一种溶质的某蓝色硫酸盐溶液进行电解，观察到A电极表面有红色的固态物质生成，B电极有无色气体生成。请回答下列问题：(1)B极板的名称是_，电解后溶液显_(填“酸性”或“碱性”)写出电解时反应的总离子反应方程式为_。(2)若当溶液中的原有溶质完全电解后，停止电解，取出A电极，洗涤、干燥、称量、电极增重1.6 g。要使电解后溶液恢复到电解前的
11、状态，则需加入_，其质量为_g(假设电解前后溶液的体积不变)。(3)若要用电镀方法在铁表面镀一层金属银，应该选择的方案是_。方案AB电解质溶液A银石墨AgNO3B银铁AgNO3C铁银Fe(NO3)3D铁银AgNO3解析：(1)电解池中有固体折出的电极是阴极，A电极表面有红色的固态物质生成，所以A极板的名称是阴极，B极板的名称是阳极，溶液显蓝色，所以该溶液是硫酸铜溶液。电解时总离子方程式2Cu22H2O2CuO24H电解硫酸铜溶液生成硫酸，所以电解后溶液显酸性。(2)根据2Cu22H2O2CuO24H知，阳极上生成氧气、阴极上生成铜、实质上相当于生成CuO，要使溶液恢复原状，应该加入CuO，根据
12、Cu原子守恒得m(CuO)80 gmol12 g，所以应加入CuO；质量为2 g。(3)电镀原理：铁是镀件做阴极，银是镀层金属做阳极，电解质溶液含镀层金属离子银离子。所以选D。答案：(1)阴极酸性2Cu22H2O2CuO24H(2)CuO2 g(3)D9电解的应用比较广泛，回答下列问题：(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是_(填字母，下同)。aFe2O3 bNaClcCu2S dAl2O3(2)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粗铜接电源正极，发生氧化反应c溶液中Cu2向阳极移动d利用阳极泥
13、可回收Ag、Pt、Au等金属e若阳极质量减少64 g，则转移电子数为2NA个fSO的物质的量浓度不变(不考虑溶液体积变化)(3)如图1为电解精炼银的示意图，_(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为_。(4)以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_；取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因为_。(5)利用如图2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_(填化学式)溶液，阳极电极反应式为_，电解过程中Li向_(填“A”或“B”)电极迁移
14、。图1图2(6)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体做电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的_极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为_。若改用AlCl3水溶液做电解液，则阴极产物为_。解析：(1)电解法适合冶炼Na、Mg、Al等强还原性金属，例如在熔融状态下，分别电解NaCl、Al2O3冶炼Na和Al。Fe和Cu的还原性较弱，冶炼相应金属时可采用加还原剂还原法。(2)以CuSO4溶液为电解质溶液电解精炼铜时，粗铜做阳极，发生氧化反应，精铜做阴极，发生还原反应。Al、Zn、Cu是阳极被氧化，不活泼金属
15、Au、Pt、Ag在阳极附近沉积，形成阳极泥，电解质溶液中Cu2向阴极移动，电解过程中，电解转化为化学能和热能，在溶液体积不变时，电解质溶液中c(SO)不变。阳极质量减少的64 g包括Al、Zn及Cu，故当阳极质量减少64 g，电子转移数目不等于2NA个。(3)电解精炼银与电解精炼铜原理相似。电解精炼银装置中，含有杂质的粗银做阳极，电解池的阳极与电源的正极相连，则该装置中a极为含杂质的粗银。该电解池的b极为阴极，阳极上有红棕色气体，则知NO被还原为NO2，电极反应式为NO2He=NO2H2O。(5)根据电解装置图，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，B区产生H2，电极反应式为2H2e=H
16、2，剩余OH与Li结合生成LiOH，所以B极区电解液为LiOH溶液，B电极为阴极，则A电极为阳极，阳极区电解液为LiCl溶液，电极反应式为2Cl2e=Cl2，电解过程中Li向B电极迁移。(6)在钢制品上电镀铝，故钢制品做阴极，与电源负极相连。由于电镀过程中“不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应”，Al元素在熔融盐中以Al2Cl和AlCl形成存在，则电镀过程中阴极电极反应式为4Al2Cl3e=Al7AlCl。水溶液中得电子能力Al3H，故阴极上的电极反应式为2H2e=H2。答案：(1)bd(2)bdf(3)aNO2He=NO2H2O(或NO4H3e=NO2H2O、2NOO2=2NO2)(4)2Al3H2O6e=Al2O36HHCO与H反应放出气体，c(H)减小，平衡Al33H2OAl(OH)33H向右移动，产生Al(OH)3沉淀(5)LiOH2Cl2e=Cl2B(6)负4Al2Cl3e=Al7AlClH2