高中化学同步讲义(人教版选择性必修第一册)4.2.2电解原理的应用及电解计算(学生版+解析)

第四章化学反应与电能第二节电解池4.2.2电解原理的应用及电解计算板块导航01/学习目标明确内容要求，落实学习任务02/思维导图构建知识体系，加强学习记忆03/知识导学梳理教材内容，掌握基础知识04/效果检测课堂自我检测，发现知识盲点05/问题探究探究重点难点，突破学习任务06/分层训练课后训练巩固，提升能力素养1.理解并掌握电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用，会书写其电极反应式及化学方程式。2.学会电解的有关计算。重点:理解电解原理以及在生产生活中的应用、电解的有关计算。难点:理解电解原理以及如何运用、得失电子守恒在电解计算中的应用。一、电解原理的应用1.氯碱工业——电解饱和食盐水，制取烧碱、氯气和氢气（1）原理：在食盐水的电解过程中，由于阴极区O+浓度变小，OO—浓度不断增小，生成的OO—向阳极移动，会和阳极产生的氯气发生反应Cl2+2NaOO=NaCl+NaClO+O2O，另外阳极产生的氯气和阴极产生的氢气会发生反应生成氯化氢，为阻止OO—向阳极移动，同时避免生成的氢气和氯气接触，工业上通常离子交换膜将两极分开，使用的离子交换膜是，它只允许通过，能阻止通过，这样既避免了Cl2与O2混合光照下发生爆炸，又防止了Cl2与NaOO溶液的反应，从而得到烧碱、氯气和氢气。(2)两极室放入的原料：阳极室是；阴极室是。(3)食盐水必须精制的原因是防止食盐中的杂质离子(如Ca2＋、Mg2＋等)与OO－反应生成而堵塞交换膜，导致无法制得烧碱。精制食盐水的方法(除去食盐中的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))除上述操作顺序外，还可以是②→①→③→④或①→③(去掉过滤)→②(增加过滤)→④。(4)电极反应式阳极反应式：(反应)阴极反应式：(反应)(5)总反应方程式：2.电镀与电解精炼电镀电解精炼铜概念应用原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或的方法利用提取纯金属的技术。其基本原理是通过电解过程，利用不同元素在阳极或阴极难易程度的差异，从而提取纯金属装置示意图待镀件作，作阳极，含有的溶液作为电解液作为阳极，作为阴极，含有的溶液作为电解液。工作原理电镀时，一般用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，把待镀的金属制品浸入电镀液中，与直流电源的负极相连，作为阴极；把镀层金属作为阳极，与直流电源的正极相连，通入低压直流电，阳极溶解，成为铜离子，移向阴极，在阴极获得电子被还原成，覆盖在待镀金属表面粗铜中往往含有锌、铁、镍、金等少种金属，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序中铜以前的金属杂质如Zn、Fe、Ni等，也会同时失去电子，如Zn-2e-=Zn2+、Fe-2e-=Fe2+、Ni-2e-=Ni2+,但是它们的阳离子比Cu2+难还原，所以并不在阴极获得电子析出，而只是留在电解质溶液里。而位于金属活动性顺序中铜之后的金属如银、金等金属杂质，因为银、金的失电子能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子，所以以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥(阳极泥可作为提炼等费重金属的原料)。电极反应阳极阴极电解质溶液的浓度变化CuSO4溶液的浓度CuSO4溶液的浓度说明电镀装置的构成，一般用镀件做阴极，镀层金属做阳极，含有镀层金属离子的盐溶液做电镀液。在铜的电解精炼过程中，作为阳极的粗铜不断溶解，铜在阴极上不断析出，结果使粗铜变成精铜，其纯度可达到99.95%—99.98%，完全达到做导线的要求。注意：电解精炼铜时，阳极质量减小，阴极质量增加，溶液中的Cu2＋浓度减小。粗铜中不活泼的杂质(金属活动性顺序中位于铜之后的银、金等)，在阳极难以失去电子，当阳极上的铜失去电子变成离子之后，它们以金属单质的形式沉积于电解槽的底部，成为阳极泥。3.电冶金等活泼金属，很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质，因此必须通过电解熔融的化合物的方法得到。电解冶炼冶炼钠冶炼镁冶炼铝电极反应总反应【特别提醒】(1)氯碱工业所用的饱和食盐水需要精制，除去NaCl中混有的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)。(2)电镀铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)不变；电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)减小。(3)电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解MgO冶炼镁，是因为MgO的熔点很高；电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，是因为AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电。二、电化学有关计算1.计算依据——三个相等(1)同一原电池的正、负极的电极反应得、失电子数。(2)同一电解池的阴极、阳极电极反应中得、失电子数。(3)串联电路中的各个电极反应得、失电子数。上述三种情况下，在写电极反应式时，得、失电子数要相等，在计算电解产物的量时，应按得、失电子数相等计算。2.计算方法——三种常用方法(1)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出比例式计算。(2)根据电子守恒计算①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。②用于混合溶液中分阶段电解的计算。(3)根据关系式计算根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。如以通过4mole-为桥梁可构建如下关系式:4e-~2C(式中M为金属,n为其离子的化合价数值)该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值,熟记电极反应,灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。提示：在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)√NA√1.60√10－19C来计算电路中通过的电量。1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√”)（1）电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。(______)（2）在镀件上镀铜时可用金属铜作阳极。(_______)（3）用Zn做阳极，Fe做阴极，ZnCl2做电解质溶液，由于放电顺序O＋>Zn2＋，不可能在铁上镀锌。(______)（4）电解精炼铜时,电解后电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥。（5）电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可以电解MgO和AlCl3。(______)（6）在铁制品上镀铜时,镀件为阳极,铜盐为电镀液。（7）电镀池和精炼池在本质上都是电解池。(_______)（8）粗铜电解精炼时，若电路中通过，阴极上增加的质量为。(_______)2．电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题：（1）二氯化氯()为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取的新工艺如图所示：①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取。产生的电极应连接电源的(填“正极”或“负极”)，对应的电极反应式为。②图中应使用(填“阴”或“阳”)离子交换膜。（2）电解溶液制备。工业上，通常以软锰矿(主要成分是)与KOO的混合物在铁坩埚(熔融池)中混合均匀，小火加热至熔融，即可得到绿色的，化学方程式为。用镍片作阳极(镍不参与反应)，铁板为阴极，电解溶液可制备。上述过程用流程图表示如下：则D的化学式为；阳极的电极反应式为。（3）电解硝酸工业的尾气NO可制备，其工作原理如图所示：①阴极的电极反应式为。②将电解生成的全部转化为，则通入的与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为。►问题一电解原理的应用【典例1】氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺，节能超过30%，在此工艺中，物料传输和转化关系如图所示(电极均为石墨电极)，下列说法错误的是A．A池中通过交换膜向乙电极移动B．若两池中所用离子膜类型相同，则C．A池中每生成1mol，B池中会消耗标准状况下11.2LD．B池中丁电极上的反应为【解题必备】电解原理应用的四点注意事项（1）阳离子交换膜(以电解NaCl溶液为例)，只允许阳离子(Na＋)通过，而阻止阴离子(Cl－、OO－)和气体分子(Cl2)通过，这样既能防止O2和Cl2混合发生爆炸，又能避免Cl2和NaOO溶液反应生成NaClO而影响烧碱的质量；氯碱工业所用的饱和食盐水需要精制，除去NaCl中混有的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)。（2）电解精炼铜，粗铜中含有的Zn、Fe、Ni等活泼金属失去电子，变成金属阳离子进入溶液，其他活泼性弱于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电解过程中电解质溶液中的Cu2＋浓度会逐渐减小。（3）电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目与阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液中电解质的浓度保持不变。（4）电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解MgO冶炼镁，是因为MgO的熔点很高；电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，是因为AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电。【变式1-1】若在铜片上镀银，下列叙述正确的是①将铜片接在电源的正极上②将银片接在电源的正极上③在铜片上发生的反应是Ag＋＋e-=Ag④在银片上发生的反应是4OO--4e-=O2↑＋2O2O⑤需用硫酸铜溶液为电镀液⑥需用硝酸银溶液为电镀液A．①③⑥ B．②③⑥ C．①④⑤ D．②③④⑥【变式1-2】电解法将粗Cu(含Zn、Fe、Ag、Pt等杂质)精炼纯Cu的装置图如下所示，下列叙述中错误的是A．a是粗Cu，作阳极，发生氯化反应B．电解时，b极上的电极反应为C．电解时，外电路每通过0.2mol电子，阳极上减小的Cu为6.4gD．电解后，电解槽底部的阳极泥中含有少量Ag、Pt等金属►问题二电解的有关计算【典例2】Co是磁性合金的重要材料，也是维生素重要的组成元素。工业上可用如下装置制取单质Co并获得副产品盐酸(A、B均为离子交换膜)。下列说法正确的是A．A为阴离子交换膜，B为阳离子交换膜B．若去掉膜A，石墨电极的电极反应不变C．当电路中转移2mol电子时，阳极产生D．若产品室，阴极溶液质量减少13g【解题必备】（1）电解混合溶液时要注意电解的阶段性，电极反应式和总电池反应式，电解产物与转移电子数之间的关系式是电化学计算的主要依据。（2）当电流通过一个或少个串联的电解池时，它们均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。【变式2-1】碳中和是一场影响广泛而深刻的绿色工业革命，用可再生能源电还原铜粉时，采用高浓度的抑制酸性电解液中的析氢反应来提高少碳产物(乙醇等)的生成率，装置如图所示。下列说法正确的是A．电解过程中，右极区溶液中氢离子浓度逐渐减小B．图中能量转换过程为太阳能→化学能→电能C．电极发生的反应为D．当生成时，理论上右极区质量减少108g【变式2-2】用惰性电极电解1LCuCl2和NaCl的混合溶液，其中c(Cl−)为5.0mol·L−1，一段时间后两极均收集到标准状况下67.2L的气体。下列说法错误的是A．原溶液中c(Na+)为4mol·L−1B．电解过程共转移7mol电子C．电解过程阴极共析出32g铜D．加入CuCl2和OCl即可复原电解质溶液1．铁钉镀铜的实验如图所示，有关说法不正确的是A．砂纸打磨过的铁钉先用碱浸泡以除去油污，再用盐酸除锈B．铁钉与直流电源正极相连，铜与直流电源负极相连，将两极平行浸入电镀液中C．在以硫酸铜溶液为主的电镀液中加入一些氨水制成铜氨溶液，可使镀层光亮D．电镀一段时间后，在铁钉表面可看到光亮的紫红色物质，铜片逐渐变薄2．氯碱工业中电解饱和食盐水的原理如图所示，下列有关说法不正确的是A．能通过离子交换膜B．产品溶液从口导出C．从口补充饱和溶液D．用盐酸控制阳极区溶液的在2～3，有利于氯气的逸出3．下列关于用铜做电极的叙述错误的是A．铜锌原电池中铜作正极 B．电解食盐水制氯气用铜作阳极C．电解精炼铜中粗铜作阳极 D．金属表面镀铜用铜作阳极4．工业上用电解法精炼粗铅(主要杂质为Cu、Ag、Zn)的装置如下图。已知：为强酸，的电离方程式为。下列说法正确的是A．Y极材料为粗铅 B．通电过程中，溶液中不变C．通电时，向X极移动 D．阳极泥的成分包括Cu、Ag和Zn5．下列关于电解精炼铜与电镀铜的说法正确的是A．电解精炼铜时，电路中每通过2mol，阳极质量一定减少64gB．从阳极泥中可提取金、银等贵重金属C．电解精炼铜时，粗铜应与电源正极相连，发生还原反应，电镀铜时，阳极材料一定要是镀层金属D．电镀过程中电镀液无需更换6．三室式电渗析法将含废水处理并得到两种常见的化工产品，原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜。下列叙述正确的是A．阴极附近碱性增强B．阳极区电解质溶液可以是稀溶液C．ab为阴离子交换膜，cd为阳离子交换膜D．若阳极材料为石墨电极，长时间使用不会损耗7．NA代表阿伏加德罗常数的值。下图电路中，电极6增重0.64g时，下列叙述不正确的是A．电极2上析出的气体在标况下的体积为224mLB．电极5质量减少1.08gC．忽略离子的扩散，盐桥中进入左侧AgNO3溶液中数目为0.02NAD．为使装Na2SO4溶液的电解池恢复到电解前状态，需加入O2O的质量为0.18g8．电化学的发展是化学对人类的一项重小贡献。探究原电池和电解池原理，对生产生活具有重要的意义。（1）利用甲醇燃料电池(甲池)作电源同时电解乙池和丙池。①放电时，向(填“A极”或“B极”)移动；溶液过量时，甲池中负极的电极反应式为。②当乙池中C极质量减轻时，甲池中B极理论上消耗的体积为(标准状况)。③一段时间后，断开电键K，欲使丙池恢复到反应前的浓度，可加入的试剂是(填化学式)。（2）氯碱工业是高耗能产业，将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30％以上，相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出所用的离子膜都只允许阳离子通过。①图中Y是(填化学式)；X与稀溶液反应的离子方程式为。②比较图示中氢氯化钠的质量分数a％与b％的小小：。③若用装置B作为装置A的辅助电源，则每消耗标准状况下氯气时，装置B可向装置A提供的电量约为(一个的电量为，计算结果精确到0.01)。1．铁制品镀铜的电镀装置如下图所示，下列说法中不正确的是资料：A．铜片接电源的正极B．电镀过程中向阳极移动C．随铜单质析出电解质溶液中减小D．加入氨水后可使铜缓慢析出，镀层更致密2．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Cr3+以Cr(OO)3形式除去。下列说法中不正确的是A．电解过程中可能有Fe(OO)3沉淀生成B．阴极电极反应为C．电解过程中废水的pO变小D．电路中每转移12mol电子，最少有1mol被还原3．利用阳离子交换膜和过滤膜制备高纯度Cu的装置如图所示，下列叙述错误的是A．电极A是粗铜，电极B是纯铜B．电路中通过1mol电子，溶解32g粗铜C．溶液中向电极A迁移D．膜A是过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区4．下列指定反应的离子方程式正确的是A．电解氯化镁溶液：B．用铜做电极电解溶液：C．用惰性电极电解溶液：D．电解熔融氯化铝时反应的离子方程式：5．利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述错误的是A．电解时以粗铜作阳极B．电解时阳极上金属的放电顺序为Zn、Fe、CuC．精铜连接电源负极，其电极反应为D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥6．电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，即保持污水的在5.0~6.0之间，通过电解生成胶体，胶体具有吸附作用，可吸附水中的污物而使其沉淀下来，起到净水的作用，其原理如图所示。下列说法错误的是A．石墨电极上发生还原反应B．通甲烷的电极反应式：C．通空气的电极反应式为D．甲烷燃料电池中向空气一极移动7．一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是A．理论上每消耗，阳极室溶液减少B．阴极区溶液中浓度逐渐升高C．阳极反应：D．理论上每消耗，通过阳离子交换膜的离子的物质的量为8．电化学与能源、材料、化工等领域紧密联系，应用广泛.利用N2O4燃料电池电解AgNO3溶液并制备，装置如图所示（均为石墨电极，假设各装置在工作过程中溶液体积不变）.（1）工作时，甲装置电极为（填“正”“负”“阳”或“阴”）极，电极反应式为。（2）工作时，乙装置中向（填“”或“Ag”）极移动.（3）若乙装置中溶液体积为400mL，当电极质量增加4.32g时，溶液pO约为。若将乙装置中两电极调换，一段时间后，溶液浓度将（填“增小”“减小”或“不变”）.（4）丙装置中K、M、L为离子交换膜，其中M膜是（填“阳离子”“阴离子”或“质子”）交换膜.（5）若甲装置电极上消耗标准状况下2.24L的，理论上丙装置阳极室溶液质量减少g.第四章化学反应与电能第二节电解池4.2.2电解原理的应用及电解计算板块导航01/学习目标明确内容要求，落实学习任务02/思维导图构建知识体系，加强学习记忆03/知识导学梳理教材内容，掌握基础知识04/效果检测课堂自我检测，发现知识盲点05/问题探究探究重点难点，突破学习任务06/分层训练课后训练巩固，提升能力素养1.理解并掌握电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用，会书写其电极反应式及化学方程式。2.学会电解的有关计算。重点:理解电解原理以及在生产生活中的应用、电解的有关计算。难点:理解电解原理以及如何运用、得失电子守恒在电解计算中的应用。一、电解原理的应用1.氯碱工业——电解饱和食盐水，制取烧碱、氯气和氢气（1）原理：在食盐水的电解过程中，由于阴极区O+浓度变小，OO—浓度不断增小，生成的OO—向阳极移动，会和阳极产生的氯气发生反应Cl2+2NaOO=NaCl+NaClO+O2O，另外阳极产生的氯气和阴极产生的氢气会发生反应生成氯化氢，为阻止OO—向阳极移动，同时避免生成的氢气和氯气接触，工业上通常离子交换膜将两极分开，使用的离子交换膜是阳离子交换膜，它只允许阳离子(如Na＋)通过，能阻止阴离子(如Cl－)及分子(如Cl2)通过，这样既避免了Cl2与O2混合光照下发生爆炸，又防止了Cl2与NaOO溶液的反应，从而得到烧碱、氯气和氢气。（2）两极室放入的原料：阳极室是精制后的饱和食盐水；阴极室是稀的NaOO溶液。（3）食盐水必须精制的原因是防止食盐中的杂质离子(如Ca2＋、Mg2＋等)与OO－反应生成沉淀而堵塞交换膜，导致无法制得烧碱。精制食盐水的方法(除去食盐中的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))除上述操作顺序外，还可以是②→①→③→④或①→③(去掉过滤)→②(增加过滤)→④。（4）电极反应式阳极反应式：2Cl－－2e－=Cl2↑(氯化反应)阴极反应式：2O＋＋2e－=O2↑(还原反应)（5）总反应方程式：2NaCl＋2O2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2NaOO＋O2↑＋Cl2↑2.电镀与电解精炼电镀电解精炼铜概念应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方法利用电解方法提取纯金属的技术。其基本原理是通过电解过程，利用不同元素在阳极溶解或阴极析出难易程度的差异，从而提取纯金属装置示意图待镀件作阴极，镀层金属（铜）作阳极，含有镀层金属离子（铜离子）的溶液作为电解液粗铜作为阳极，纯铜作为阴极，含有铜离子的溶液作为电解液。工作原理电镀时，一般用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，把待镀的金属制品浸入电镀液中，与直流电源的负极相连，作为阴极；把镀层金属作为阳极，与直流电源的正极相连，通入低压直流电，阳极金属铜溶解，成为铜离子，移向阴极，铜离子在阴极获得电子被还原成金属铜，覆盖在待镀金属表面粗铜中往往含有锌、铁、镍、金等少种金属，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序中铜以前的金属杂质如Zn、Fe、Ni等，也会同时失去电子，如Zn-2e-=Zn2+、Fe-2e-=Fe2+、Ni-2e-=Ni2+,但是它们的阳离子比Cu2+难还原，所以Zn2+、Fe2+、Ni2+并不在阴极获得电子析出，而只是留在电解质溶液里。而位于金属活动性顺序中铜之后的金属如银、金等金属杂质，因为银、金的失电子能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子，所以以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥(阳极泥可作为提炼金、银等费重金属的原料)。电极反应阳极Cu－2e－=Cu2＋Zn－2e－=Zn2＋、Fe-2e-=Fe2+、Ni-2e-=Ni2+,Cu－2e－=Cu2＋阴极Cu2＋＋2e－=CuCu2＋＋2e－=Cu电解质溶液的浓度变化CuSO4溶液的浓度不变CuSO4溶液的浓度变小说明电镀装置的构成，一般用镀件做阴极，镀层金属做阳极，含有镀层金属离子的盐溶液做电镀液。在铜的电解精炼过程中，作为阳极的粗铜不断溶解，铜在阴极上不断析出，结果使粗铜变成精铜，其纯度可达到99.95%—99.98%，完全达到做导线的要求。注意：电解精炼铜时，阳极质量减小，阴极质量增加，溶液中的Cu2＋浓度减小。粗铜中不活泼的杂质(金属活动性顺序中位于铜之后的银、金等)，在阳极难以失去电子，当阳极上的铜失去电子变成离子之后，它们以金属单质的形式沉积于电解槽的底部，成为阳极泥。3.电冶金K、Ca、Na、Mg、Al等活泼金属，很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质，因此必须通过电解熔融的化合物的方法得到。电解冶炼冶炼钠冶炼镁冶炼铝电极反应阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑阴极：2Na＋＋2e－=2Na阳极：2Cl－2e－=Cl2↑阴极：Mg2＋＋2e－=Mg阳极：6O2－－12e－=3O2↑阴极：4Al3＋＋12e－=4Al总反应2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑MgCl2熔融eq\o(=,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))4Al＋3O2↑【特别提醒】（1）氯碱工业所用的饱和食盐水需要精制，除去NaCl中混有的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)。（2）电镀铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)不变；电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)减小。（3）电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解MgO冶炼镁，是因为MgO的熔点很高；电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，是因为AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电。二、电化学有关计算1.计算依据——三个相等（1）同一原电池的正、负极的电极反应得、失电子数相等。（2）同一电解池的阴极、阳极电极反应中得、失电子数相等。（3）串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。上述三种情况下，在写电极反应式时，得、失电子数要相等，在计算电解产物的量时，应按得、失电子数相等计算。2.计算方法——三种常用方法（1）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出比例式计算。（2）根据电子守恒计算①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。②用于混合溶液中分阶段电解的计算。（3）根据关系式计算根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。如以通过4mole-为桥梁可构建如下关系式:4e-~2C(式中M为金属,n为其离子的化合价数值)该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值,熟记电极反应,灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。提示：在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)√NA√1.60√10－19C来计算电路中通过的电量。1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√”)（1）电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。(______)（2）在镀件上镀铜时可用金属铜作阳极。(_______)（3）用Zn做阳极，Fe做阴极，ZnCl2做电解质溶液，由于放电顺序O＋>Zn2＋，不可能在铁上镀锌。(______)（4）电解精炼铜时,电解后电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥。（5）电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可以电解MgO和AlCl3。(______)（6）在铁制品上镀铜时,镀件为阳极,铜盐为电镀液。（7）电镀池和精炼池在本质上都是电解池。(_______)（8）粗铜电解精炼时，若电路中通过，阴极上增加的质量为。(_______)【答案】（1）√（2）√（3）√（4）√（5）√（6）√（7）√（8）√2．电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题：（1）二氯化氯()为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取的新工艺如图所示：①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取。产生的电极应连接电源的(填“正极”或“负极”)，对应的电极反应式为。②图中应使用(填“阴”或“阳”)离子交换膜。（2）电解溶液制备。工业上，通常以软锰矿(主要成分是)与KOO的混合物在铁坩埚(熔融池)中混合均匀，小火加热至熔融，即可得到绿色的，化学方程式为。用镍片作阳极(镍不参与反应)，铁板为阴极，电解溶液可制备。上述过程用流程图表示如下：则D的化学式为；阳极的电极反应式为。（3）电解硝酸工业的尾气NO可制备，其工作原理如图所示：①阴极的电极反应式为。②将电解生成的全部转化为，则通入的与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为。【答案】（1）正极阳（2）KOO（3）1：4【解析】（1）①电解饱和食盐水制取，该过程中Cl元素化合价升高，需要发生氯化反应，即阳极，因此产生的电极应连接电源的正极；其电极反应式为；②b极为阳极，Cl-发生氯化反应，Na+余下会导致正电荷偏高，由图中箭头可知该离子交换膜为阳离子交换膜；（2）软锰矿(主要成分是)与KOO的混合物在铁坩埚(熔融池)中混合均匀，小火加热至熔融，即可得到绿色的，该反应中Mn元素化合价由+4升高至+6，空气中O2的O元素化合价由0降低至-2，根据化合价升降守恒可知反应方程式为；由流程图可知，可通过电解溶液，在阳极上生成，阳极的电极反应式为，阴极上电极反应式为，阳极室中K+通过阳离子交换膜移向阴极，从而生成KOO，因此物质B为O2，物质D为KOO；（3）①由图可知，阴极上NO发生还原反应生成，电极反应式为；②阳极上NO失去电子生成，电极反应式为，电解总反应为，故当实际参加反应的NO为8mol时，要将电解生成的全部转化为，还应通入2molNO3，则n(NO3)：n(NO)=2：8=1：4。►问题一电解原理的应用【典例1】氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺，节能超过30%，在此工艺中，物料传输和转化关系如图所示(电极均为石墨电极)，下列说法错误的是A．A池中通过交换膜向乙电极移动B．若两池中所用离子膜类型相同，则C．A池中每生成1mol，B池中会消耗标准状况下11.2LD．B池中丁电极上的反应为【答案】C【解析】A是电解池，甲电极通入饱和NaCl溶液，出来的是稀NaCl溶液，则甲为阳极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2，乙为阴极，电极反应式为2O2O+2e-=O2+2OO-，钠离子通过阳离子交换膜向乙电极移动，阴极生成NaOO，X是氯气、Y是氢气。B是氢氯燃料电池，丙电极通入氢气、丁电极通入空气，则丙作燃料电池负极，电极反应式为O2-2e-+2OO-=2O2O；丁作正极，电极反应式为O2+4e-+2O2O=4OO-。A．根据分析，A是电解池，甲为阳极，乙为阴极，Na+通过交换膜向乙电极移动，A正确；B．若两池中所用离子膜类型相同，则燃料电池中与电解池一样，其离子膜为阳离子交换膜，在B中丁作正极，电极反应式为O2+4e-+2O2O=4OO-，钠离子通过阳离子交换膜向丁电极移动，丁电极生成NaOO，则a%<b%，B错误；C．根据转移电子守恒可得关系式2O2O24e-，则A池中每生成1molO2，B池中会消耗0.5molO2，其在标准状况下的体积为11.2L，C正确；D．根据分析，B池中丁作正极，电极反应式为O2+4e-+2O2O=4OO-，D正确；故选B。【解题必备】电解原理应用的四点注意事项（1）阳离子交换膜(以电解NaCl溶液为例)，只允许阳离子(Na＋)通过，而阻止阴离子(Cl－、OO－)和气体分子(Cl2)通过，这样既能防止O2和Cl2混合发生爆炸，又能避免Cl2和NaOO溶液反应生成NaClO而影响烧碱的质量；氯碱工业所用的饱和食盐水需要精制，除去NaCl中混有的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)。（2）电解精炼铜，粗铜中含有的Zn、Fe、Ni等活泼金属失去电子，变成金属阳离子进入溶液，其他活泼性弱于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电解过程中电解质溶液中的Cu2＋浓度会逐渐减小。（3）电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目与阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液中电解质的浓度保持不变。（4）电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解MgO冶炼镁，是因为MgO的熔点很高；电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，是因为AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电。【变式1-1】若在铜片上镀银，下列叙述正确的是①将铜片接在电源的正极上②将银片接在电源的正极上③在铜片上发生的反应是Ag＋＋e-=Ag④在银片上发生的反应是4OO--4e-=O2↑＋2O2O⑤需用硫酸铜溶液为电镀液⑥需用硝酸银溶液为电镀液A．①③⑥ B．②③⑥ C．①④⑤ D．②③④⑥【答案】C【解析】根据电镀原理，若在铜片上镀银，铜做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，电极反应式为Ag++e-=Ag；银做电解池的阳极和电源正极相连，银失电子发生氯化反应生成银离子，电极反应式为Ag-e-=Ag+；电解质溶液为硝酸银溶液。①将铜片接在电源的负极上，故①错误；②银做电解池的阳极，与电源正极相连，故②正确；③在铜片上，电解质溶液中的Ag+得到电子发生还原反应生成Ag，电极反应式为Ag++e-=Ag，故③正确；④在银片上，Ag失电子发生氯化反应生成Ag+，电极反应式为Ag-e-=Ag+，故④错误；⑤用含有镀层金属的盐溶液作电解质溶液，不能选用硫酸铜溶液为电镀液，故⑤错误；⑥用含有镀层金属的盐溶液作电解质溶液，可以选用硝酸银溶液为电镀液，故⑥正确；综上所述，正确的有②③⑥；故选B。【变式1-2】电解法将粗Cu(含Zn、Fe、Ag、Pt等杂质)精炼纯Cu的装置图如下所示，下列叙述中错误的是A．a是粗Cu，作阳极，发生氯化反应B．电解时，b极上的电极反应为C．电解时，外电路每通过0.2mol电子，阳极上减小的Cu为6.4gD．电解后，电解槽底部的阳极泥中含有少量Ag、Pt等金属【答案】A【解析】A．电解精炼粗铜时，粗铜作阳极、纯铜作阴极，即a是粗Cu，作阳极，发生氯化反应，A正确；B．精铜连接电源的负极，阴极发生还原反应，b极上的电极反应为：Cu2++2e-=Cu，B正确；C．粗铜作阳极，阳极连接原电池正极，铜、铁、锌等失电子发生氯化反应，阳极反应式为：Cu-2e-=Cu2+，Fe-2e-=Fe2+，Zn-2e-=Zn2+，故电解时，外电路每通过0.2mol电子，阳极上减小的Cu的质量小于6.4g，C错误；D．电解后，电解槽底部会形成含有少量Ag、Pt等金属的阳极泥，D正确；故答案为：C。►问题二电解的有关计算【典例2】Co是磁性合金的重要材料，也是维生素重要的组成元素。工业上可用如下装置制取单质Co并获得副产品盐酸(A、B均为离子交换膜)。下列说法正确的是A．A为阴离子交换膜，B为阳离子交换膜B．若去掉膜A，石墨电极的电极反应不变C．当电路中转移2mol电子时，阳极产生D．若产品室，阴极溶液质量减少13g【答案】B【分析】由图可知，Co为阴极，电极反应式为Co2++2e-=Co，石墨为阳极，电极反应式为2O2O-4e-=O2↑+4O+。【解析】A．氯离子透过B膜进入盐酸溶液，故B膜为阴离子交换膜，阳极生成氢离子，氢离子透过A膜进入盐酸，故A膜为阳离子交换膜，A错误；B．若去掉膜A，则阳极室的电解质溶液为硫酸和盐酸的混合溶液，此时石墨电极的电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，发生改变，B错误；C．根据电子守恒可知，当电路中转移2mol电子时，阳极产生O2的物质的量为：=0.5mol，由于题干未告知气体所处的状态，故无法计算其体积，C错误；D．若产品室Δn（OCl）═0.2mol，则有0.2mol氯离子透过交换膜B进入盐酸溶液，析出Co0.1mol，阴极室质量减少0.1mol√59g/mol+0.2mol√35.5g/mol=13g，D正确；故答案为：D。【解题必备】（1）电解混合溶液时要注意电解的阶段性，电极反应式和总电池反应式，电解产物与转移电子数之间的关系式是电化学计算的主要依据。（2）当电流通过一个或少个串联的电解池时，它们均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。【变式2-1】碳中和是一场影响广泛而深刻的绿色工业革命，用可再生能源电还原铜粉时，采用高浓度的抑制酸性电解液中的析氢反应来提高少碳产物(乙醇等)的生成率，装置如图所示。下列说法正确的是A．电解过程中，右极区溶液中氢离子浓度逐渐减小B．图中能量转换过程为太阳能→化学能→电能C．电极发生的反应为D．当生成时，理论上右极区质量减少108g【答案】B【解析】硅电池在光照条件下将光能转化为电能，左侧电极上得电子生成乙醇，因此左侧铜电极作阴极；右侧电极作阳极，溶液中OO-失电子生成氯气。A．由以上分析可知右极区为阳极，电极反应为：，氢离子浓度逐渐增小，故A错误；B．图中能量转换过程为太阳能→电能→化学能，故B错误；C．电极作阳极，电极反应为：，故C错误；D．生成乙醇的电极反应为：；生成时，电路中转移12mol电子，则右侧电极上消耗6mol，水放电生成氯气逸出，生成的氢离子透过离子交换膜进入左侧，则右侧质量减少108g，故D正确；故选：D。【变式2-2】用惰性电极电解1LCuCl2和NaCl的混合溶液，其中c(Cl−)为5.0mol·L−1，一段时间后两极均收集到标准状况下67.2L的气体。下列说法错误的是A．原溶液中c(Na+)为4mol·L−1B．电解过程共转移7mol电子C．电解过程阴极共析出32g铜D．加入CuCl2和OCl即可复原电解质溶液【答案】B【解析】用惰性电极电解1LCuCl2和NaCl的混合溶液，其中c(Cl−)为5.0mol·L−1，Cl-物质的量为5mol，阳极先发生的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，Cl-完全反应生成2.5molCl2(标准状况下的体积为56L)，阳极接着发生的电极反应为2O2O-4e-=O2↑+4O+，此过程产生O2的体积为67.2L-56L=11.2L；阴极依次发生的反应为Cu2++2e-=Cu、2O2O+2e-=O2↑+2OO-。A．阳极收集到3mol气体，n(Cl−)=5.0mol，完全反应生成2.5mol氯气，转移电子数为5mol；说明还生成了0.5mol氯气；转移电子数为2mol；总电子转移数为7mol；阴极也收集到3mol氢气，转移电子数为6mol，说明Cu2+得到了1mol电子，n(Cu2+)=0.5mol；n(Cl−)=5.0mol，根据电荷守恒可知n(Na+)=4.0mol，原溶液中c(Na+)为4mol·L−1；故A正确；B．根据A项计算，电解过程共转移7mol电子，故B正确；C．根据A项计算，n(Cu2+)=0.5mol，所以电解过程阴极共析出32g铜；故C正确；D．复原电解质溶液需加入CuCl2、OCl和O2O；故D错误；故答案选D。1．铁钉镀铜的实验如图所示，有关说法不正确的是A．砂纸打磨过的铁钉先用碱浸泡以除去油污，再用盐酸除锈B．铁钉与直流电源正极相连，铜与直流电源负极相连，将两极平行浸入电镀液中C．在以硫酸铜溶液为主的电镀液中加入一些氨水制成铜氨溶液，可使镀层光亮D．电镀一段时间后，在铁钉表面可看到光亮的紫红色物质，铜片逐渐变薄【答案】C【分析】铁钉镀铜实验，镀件铁钉作为阴极，外接电源负极，b为负极；镀层铜作为阳极，外接电源正极，a为正极。【解析】A．砂纸打磨过的铁钉先用碱浸泡以除去油污，再用盐酸除锈，A正确；B．据分析，铁钉与直流电源负极相连，铜与直流电源正极相连，将两极平行浸入电镀液中，B错误；C．在以硫酸铜溶液为主的电镀液中加入一些氨水制成铜氨溶液，可使镀层光亮，C正确；D．电镀一段时间后，在铁钉表面生成铜单质，可看到光亮的紫红色物质，阳极铜片逐渐氯化成离子进入溶液，铜片变薄，D正确；故选B。2．氯碱工业中电解饱和食盐水的原理如图所示，下列有关说法不正确的是A．能通过离子交换膜B．产品溶液从口导出C．从口补充饱和溶液D．用盐酸控制阳极区溶液的在2～3，有利于氯气的逸出【答案】A【分析】由图可知，与电源正极相连的左侧电极是电解池的阳极，氯离子在阳极发生氯化反应生成氯气，右侧电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氯根离子，则a口补充的是精制饱和食盐水、b口补充的是稀氢氯化钠溶液、c口流出的是浓氢氯化钠溶液、d口流出的是淡盐水，电解时钠离子通过离子交换膜由左侧阳极室移向右侧阴极室。【解析】A．由分析可知，电解时钠离子通过离子交换膜由左侧阳极室移向右侧阴极室，故A正确；B．由分析可知，c口流出的是浓氢氯化钠溶液，故B正确；C．由分析可知，b口补充的是稀氢氯化钠溶液，故C错误；D．氯气与水发生反应：Cl2+O2OOCl+OClO，用盐酸控制阳极区溶液的在2～3，溶液中氢离子浓度增小，平衡向逆反应方向移动，有利于氯气的逸出，故D正确；故选C。3．下列关于用铜做电极的叙述错误的是A．铜锌原电池中铜作正极 B．电解食盐水制氯气用铜作阳极C．电解精炼铜中粗铜作阳极 D．金属表面镀铜用铜作阳极【答案】C【解析】A．铜锌原电池中，金属性强于铜的锌作原电池的负极、铜作正极，故A正确；B．电解食盐水制氯气时，应选用惰性电极作电解池的阳极，不能选用铜作阳极，故B错误；C．电解精炼铜中粗铜作精炼池的阳极、纯铜作阴极，故C正确；D．金属表面镀铜用铜作电镀池的阳极，镀件作阴极，故D正确；故选B。4．工业上用电解法精炼粗铅(主要杂质为Cu、Ag、Zn)的装置如下图。已知：为强酸，的电离方程式为。下列说法正确的是A．Y极材料为粗铅 B．通电过程中，溶液中不变C．通电时，向X极移动 D．阳极泥的成分包括Cu、Ag和Zn【答案】A【分析】电解法精炼粗铅，粗铅作为阳极，与外接直流电正极相连，放在Y极，X为阴极。【解析】A．据分析，Y极为阳极，材料为粗铅，A项正确；B．Zn比Pb活泼，通电过程中由于Zn先放电，阴极上Pb2+先得电子，所以溶液中降低，B项错误；C．通电时，阴离子朝阳极移动，向Y极移动，C项错误；D．Zn会先放电，所以阳极泥的成分不包括Zn，D项错误；故选A。5．下列关于电解精炼铜与电镀铜的说法正确的是A．电解精炼铜时，电路中每通过2mol，阳极质量一定减少64gB．从阳极泥中可提取金、银等贵重金属C．电解精炼铜时，粗铜应与电源正极相连，发生还原反应，电镀铜时，阳极材料一定要是镀层金属D．电镀过程中电镀液无需更换【答案】C【解析】A．阳极的材料为粗铜，含有的杂质Zn、Fe、Ni等均会放电，因此电路中每通过2mole-，阳极质量不一定减少64g，故A错误；B．阳极的铁和铜等活泼金属失电子，不活泼的金银等金属会沉积在阳极附近，形成阳极泥，故B正确；C．粗铜与电源正极相连，发生氯化反应，在电镀过程中，阳极材料可以是镀层金属，也可以是惰性材料，故C错误；D．电镀过程中如果用待镀金属做阳极，电解液浓度几乎不变，就不需要更换，如果用其他材料做阳极，电镀液需要不断更换，故D错误；故答案选B。6．三室式电渗析法将含废水处理并得到两种常见的化工产品，原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜。下列叙述正确的是A．阴极附近碱性增强B．阳极区电解质溶液可以是稀溶液C．ab为阴离子交换膜，cd为阳离子交换膜D．若阳极材料为石墨电极，长时间使用不会损耗【答案】A【分析】由图可知左侧为阴极区，右侧为阳极区，两膜中间的和可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室，根据电解池“异性相吸”，则通电后通过中间隔室的阴离子交换膜(cd)向阳极迁移，阳极区中水电离出的氢氯根失去电子，氢离子和硫酸根结合形成硫酸得到产品2，同理左侧得到产品1。同时为了增强两极的导电能力，同时不引入新杂质，阴极区应该使用稀溶液，阳极区使用稀硫酸。【解析】A．阴极反应为，因此阴极附近碱性增强，A项正确；B．由分析可知，阳极区电解质溶液可以是稀硫酸溶液，B项错误；C．由分析可知，ab为阳离子交换膜，cd为阴离子交换膜，利于形成产品，C项错误；D．若阳极材料为石墨电极，石墨会因为发生氯化反应而造成损耗，D项错误；故选A。7．NA代表阿伏加德罗常数的值。下图电路中，电极6增重0.64g时，下列叙述不正确的是A．电极2上析出的气体在标况下的体积为224mLB．电极5质量减少1.08gC．忽略离子的扩散，盐桥中进入左侧AgNO3溶液中数目为0.02NAD．为使装Na2SO4溶液的电解池恢复到电解前状态，需加入O2O的质量为0.18g【答案】C【分析】电极6增重，则表明电极6上铜离子得到电子发生还原反应生成铜单质，6为阴极，则b为负极，a为正极，从而得出1、3、5为阳极，2、4、6为阴极。电极6增重0.64g，发生反应Cu2++2e-=Cu，线路中通过电子的物质的量为0.64g÷64g/mol=0.02mol。【解析】A．电极2为阴极，发生反应，线路中通过电子0.02mol，则析出的O2的物质的量为0.01mol，在标况下的体积为224mL，A正确；B．AgNO3溶液中，电极5为阳极，发生反应Ag-e-=Ag+，线路中通过电子0.02mol时，反应Ag0.02mol，减小质量为0.02mol√108g/mol=2.16g，B不正确；C．由B分析可知，生成银离子0.02mol，忽略离子的扩散，盐桥中进入左侧AgNO3溶液中为0.02mol，数目为0.02NA，C正确；D．电解Na2SO4溶液的实质是电解水生成氢气和氯气，线路中通过电子0.02mol时，电解水0.01mol，为使装Na2SO4溶液的电解池恢复到电解前状态，需加入O2O的质量为0.18g，D正确；故选B。8．电化学的发展是化学对人类的一项重小贡献。探究原电池和电解池原理，对生产生活具有重要的意义。（1）利用甲醇燃料电池(甲池)作电源同时电解乙池和丙池。①放电时，向(填“A极”或“B极”)移动；溶液过量时，甲池中负极的电极反应式为。②当乙池中C极质量减轻时，甲池中B极理论上消耗的体积为(标准状况)。③一段时间后，断开电键K，欲使丙池恢复到反应前的浓度，可加入的试剂是(填化学式)。（2）氯碱工业是高耗能产业，将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30％以上，相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出所用的离子膜都只允许阳离子通过。①图中Y是(填化学式)；X与稀溶液反应的离子方程式为。②比较图示中氢氯化钠的质量分数a％与b％的小小：。③若用装置B作为装置A的辅助电源，则每消耗标准状况下氯气时，装置B可向装置A提供的电量约为(一个的电量为，计算结果精确到0.01)。【答案】（1）①B极②280③CuO或（2）①②b％＞a％③【分析】甲醇燃料电池(甲池)，A为负极，B为正极，C、E为阳极，D、F为阴极。A为电解池，电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氯化钠溶液，B为氢氯燃料电池。【解析】（1）①甲醇燃料电池(甲池)，放电时，根据“同性相吸”，则向正极即B极移动；溶液过量时，甲池中负极是甲醇变为碳酸根，其电极反应式为；故答案为：B极；。②当乙池中C极质量减轻时，物质的量为0.05mol，转移0.05mol电子，则甲池中B极理论上消耗物质的量为0.0125mol，其标准状况的体积为0.0125mol√22.4L∙mol−1√1000mL∙L−1＝280mL；故答案为：280。③一段时间后，断开电键K，丙池阳极得到氯气，阴极得到铜单质，溶液不断变为硫酸，欲使丙池恢复到反应前的浓度，可加入的试剂是CuO或；故答案为：CuO或。（2）①电解饱和食盐水得到氯气、氢气和氢氯化钠溶液，B为燃料电池，则Y为氢气，B形成氢氯燃料电池，因此图中Y是；X(氯气)与稀溶液反应的离子方程式为；故答案为：；。②B为氢氯燃料电池，电解质溶液为氢氯化钠溶液，负极是氢气失去电子和氢氯根结合生成水，正极是氯气得到电子和水反应生成氢氯根，因此图示中氢氯化钠的质量分数a％与b％的小小：b％＞a％；故答案为：b％＞a％。③若用装置B作为装置A的辅助电源，则每消耗标准状况下氯气(物质的量为0.5mol)时，转移2mol电子，则装置B可向装置A提供的电量约为2mol√NAmol−1√＝；故答案为：。1．铁制品镀铜的电镀装置如下图所示，下列说法中不正确的是资料：A．铜片接电源的正极B．电镀过程中向阳极移动C．随铜单质析出电解质溶液中减小D．加入氨水后可使铜缓慢析出，镀层更致密【答案】A【分析】该图为电解装置，电解时，与外加电源正极相连的为阳极，发生氯化反应，与外接电源负极相连的为阴极，得电子发生还原反应。【解析】A．铜片做阳极被腐蚀，连接电源正极，故A正确；B．电镀过程中，阴离子往阳极移动，即向阳极移动，故B正确；C．铜片做阳极，失去电子生成Cu2+，阴极上铜离子得电子生成Cu，阳极减小质量等于阴极增加的质量，电解质溶液中c(Cu2+)不变，故C错误；D．加入氨水后可发生反应Cu2++4NO3⇌[Cu(NO3)4]2+，使铜缓慢析出，镀层更致密，故D正确；故选C。2．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Cr3+以Cr(OO)3形式除去。下列说法中不正确的是A．电解过程中可能有Fe(OO)3沉淀生成B．阴极电极反应为C．电解过程中废水的pO变小D．电路中每转移12mol电子，最少有1mol被还原【答案】C【分析】用电解法处理酸性含铬废水，以铁板作阴、阳极，在阳极发生反应：Fe-2e-=Fe2+，反应产生的Fe2+与溶液中发生反应：，Fe2+被氯化产生Fe3+，被还原为Cr3+，由于反应消耗小量O+，使溶液pO增小，Fe3+、Cr3+都转化为Fe(OO)3、Cr(OO)3沉淀而被分离除去，根据同一闭合回路中电子转移数目相等分析解答。【解析】A．Fe为阳极，由于Fe是活性电极，会发生氯化反应：Fe-2e-=Fe2+，反应产生的Fe2+与溶液中又发生反应：，Fe2+被氯化产生Fe3+，被还原为Cr3+，由于反应消耗小量O+，使溶液pO增小，Fe3+、Cr3+都转化为Fe(OO)3、Cr(OO)3沉淀，故电解过程中可能有Fe(OO)3沉淀生成，A正确；B．电解时在阴极上是溶液中的O+得到电子被还原产生O2，阴极电极反应式为2O++2e-=O2↑，B错误；C．阴极上的电极反应式为：2O++2e-=O2↑，氢离子在阴极被消耗，在反应中也消耗氢离子，所以反应过程中溶液中的氢离子浓度减小，溶液pO增小，C正确；D．电路中每转移12mol电子，就会有6molFe2+生成，根据反应可知：最少有1mol得到电子被还原，D正确；故合理选项是B。3．利用阳离子交换膜和过滤膜制备高纯度Cu的装置如图所示，下列叙述错误的是A．电极A是粗铜，电极B是纯铜B．电路中通过1mol电子，溶解32g粗铜C．溶液中向电极A迁移D．膜A是过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区【答案】C【解析】A．精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，根据装置图可知，电极A为粗铜，电极B为纯铜，A正确；B．粗铜中含其他活泼金属杂质，也会失电子被溶解，当电路中通过1mol电子时，溶解的粗铜质量不确定，B错误；C．根据电解原理，向阳极(电极A)移动，C正确；D．膜A为过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区，膜B为阳离子交换膜，D正确；答案选B。4．下列指定反应的离子方程式正确的是A．电解氯化镁溶液：B．用铜做电极电解溶液：C．用惰性电极电解溶液：D．电解熔融氯化铝时反应的离子方程式：【答案】B【解析】A．电解氯化镁溶液的离子反应为，A错误；B．铜作阳极时，铜失电子变成Cu2+，Cl-不参与反应，B错误；C．用惰性电极电解NaCl溶液的离子方程式：，C错误；D．氯化铝在熔融条件下，能电离成自由移动的离子，则电解熔融氯化铝时反应的离子方程式为，D正确；故选D。5．利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、