1、微考点51 电解池原理及电镀、精炼、冶金、物质制备的应用1如图均为电化学装置，下列有关叙述正确的是()A装置中，b电极发生氧化反应B装置中，铁棒上析出红色固体C装置中，若电镀前两电极质量相等，电镀完成后二者质量差为5.12g，则电镀时待镀铁制品应与电源负极相连，外电路转移0.08mol电子D装置中，离子交换膜应为阴离子交换膜2(2019沈阳一中检测)金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2Ni2Cu2)()A阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni22e=NiB电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C电解
2、后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2和Zn2D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt3锂硫电池是一种新型储能电池，放电时的总反应为2LixS=Li2Sx。以该电池为电源制备甲烷的原理如图所示。下列说法正确的是()Ab为锂硫电池的负极B锂硫电池的正极反应式为Lie=LiC阳极反应式为CO3CO2H2O2e=4HCOD该装置工作时溶液中的c(CO)增大4(2019山东临沂一模)Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理论设计的制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应为2CuH2OCu2OH2。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0.1mol
3、电子转移时，有0.1molCu2O生成5如图A为碱性硼化钒(VB2)空气电池示意图，两极用离子交换膜隔开，VB2放电时生成两种氧化物。若用该电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液，实验装置如图B所示。则下列说法错误的是()A碱性硼化钒(VB2)空气电池中使用阴离子交换膜B外电路中电子由VB2电极流向c电极C电解过程中，b电极表面产生的气体可以收集后充入A池中的电极循环利用DVB2电极发生的电极反应为2VB222e11H2O=V2O52B2O322H6(2019泸州质检)装置()为铁镍(FeNi)可充电的碱性电池：FeNiO22H2OFe(OH)2Ni(OH)2；装置()为电解示意图。当闭合开关K
4、时，电极Y附近溶液先变红。X、Y电极为惰性电极。下列说法正确的是()A闭合K时，电极X上有无色无味的气体产生B闭合K时，电极X的反应式为2Cl2e=Cl2C闭合K时，电子从电极A流向电极XD闭合K时，电极A的反应式为NiO22e2H=Ni(OH)27(1)电镀时，镀件与电源的_(填“正”或“负”)极连接。化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成镀层。若用铜盐进行化学镀铜，应选用_(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。(2)粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极_(填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为_；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽
5、中的存在形式和位置为_。(3)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，下列说法中正确的是_(填字母)。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利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属(4)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组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的_(填“正”或“负”)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水溶液作电解液，则阴极产物为_。8.某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探
6、究活动。(1)如图1所示为某实验小组设计的原电池装置，反应前电极质量相等，一段时间后两电极质量相差12g，导线中通过_mol电子。(2)如图1，其他条件不变，若将乙烧杯中的CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，则石墨电极的电极反应方程式为_。(3)如图2，其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n形，乙装置中与铜丝相连的石墨电极上发生的反应方程式为_。.氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：(4)与汽油等燃料相比，氢气作为燃料的两个明显的优点是_(写两点)。(5)化工生产的副产品也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气。总反应
7、方程式为Fe2H2O2OHFeO3H2，工作原理如图3所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。电解一段时间后，c(OH)降低的区域在_(填“阴极室”或“阳极室”)。电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是_。c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图4所示，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：_。9(1)2018全国卷，27(3)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。写出电解时阴极的电极反应式_。电解过程中通过
8、阳离子交换膜的离子主要为_，其迁移方向是_。(2)2017江苏，16(4)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_。答案精析1C2D在电解池中，阳极失去电子，发生氧化反应，而阴极得到电子，发生还原反应。氧化性：Fe2Ni2FeNiCuPt，阴极的放电顺序为：Zn2Fe2Ni2Cu2，所以A中阳极电极反应式有：Zn2e=Zn2，Fe2e=Fe2，Ni2e=Ni2；B项，由于阳极中Cu和Pt沉于电解槽底部的阳极泥中，而Zn和Fe在阳极放电，在阴极不能放电，因此阳极质量的减少不一定等于阴极质量的增加；C项，溶液中除了有Fe2和Zn2，还有Ni2、H等。3
9、C4A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；石墨作阴极，电极反应为2H2e=H2，A选项正确；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu2OH2e=Cu2OH2O，当有0.1mol电子转移时，有0.05molCu2O生成，D选项错误。5D硼化钒空气燃料电池中，VB2在负极失电子，氧气在正极得电子，电池总反应为4VB211O2=4B2O32V2O5，VB2放电时生成两种氧化物，O2在正极生成OH，所以电池中使用阴离子交换膜，故A正确；VB2极是负极，外电路中电子由VB2电极流向阴极c电极，故B正确；电解过程中，b电极是阳极，该电极表面产生的气
10、体是氧气，可以收集后充入A池中的电极循环利用，故C正确；负极上是VB2失电子发生氧化反应，因在碱性环境中，VB2极发生的电极反应为2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O，故D错误。6B7(1)负还原剂(2)cCu22e=CuAu、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe以Fe2的形式进入电解质溶液中(3)bd(4)负4Al2Cl3e=Al7AlClH28(1)0.2(2)2NH2e2H2O=2NH3H2OH2(3)2Cl2e=Cl2(4)燃烧热值高、燃烧无污染、是可再生能源(任写两点)(5)阳极室防止生成的H2与高铁酸钠反应，使高铁酸钠的产率降低M点：氢氧根浓度偏低，高铁酸钠的
11、稳定性差，且反应较慢(或N点：氢氧根浓度较高，铁电极上容易生成氢氧化铁，使高铁酸钠的产率降低)解析(1)图1为原电池反应，Fe为负极，发生反应Fe2e=Fe2，石墨为正极，发生反应Cu22e=Cu，总反应式为FeCu2=Fe2Cu。一段时间后，两电极质量相差12 g，则FeCu2=Fe2Cu质量差m转移电子56 g64 g (5664)g120 g2 mol12 gn则n0.2 mol。(2)若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，电极反应式为2NH2e2H2O=2NH3H2OH2。(3)若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n形，甲装置发生铁的吸氧腐蚀，铁为负极，铜为正极，则乙装置石墨为阳极，石墨(
12、)为阴极，乙为电解池装置，阳极反应式为2Cl2e=Cl2。(5)根据题意镍电极有气泡产生是H放电生成氢气，铁电极发生氧化反应，溶液中的OH减少，因此电解一段时间后，c(OH)降低的区域在阳极室。氢气具有还原性，根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原，故电解过程中须将阴极产生的气体及时排出，防止Na2FeO4与H2反应使产率降低。根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，在M点：c(OH)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢；在N点：c(OH)过高，铁电极上有Fe(OH)3生成，使Na2FeO4产率降低。9(1)2H2O2e=2OHH2K由a到b(2)4CO2H2O4e=4HCOO2H2解析(1)电解液是KOH溶液，阴极的电极反应式为2H2O2e=2OHH2。电解过程中阳极反应为I6OH6e=IO3H2O。阳极的K通过阳离子交换膜由电极a迁移到电极b。(2)电解Na2CO3溶液，实际上是电解水，观察电解池装置可知，阳极产物有NaHCO3和O2，则阳极反应式为4CO2H2O4e=4HCOO2，阴极发生还原反应：2H2O2e=H22OH，产物为H2。
