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化学反应与能量第六章第三节电解池金属的腐蚀与防护考点2电解原理的应用栏目导航01夯实考点02考点突破夯实考点1【知识梳理】1．电解饱和食盐水(1)电极反应：①阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑(_________反应)②阴极反应式：2H＋＋2e－===H2↑(_________反应)(2)总反应方程式：2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(或2Cl－＋2H2O=====电解2OH－＋H2↑＋Cl2↑)(3)应用：氯碱工业制_________、_________和_________。氧化还原烧碱氯气氢气2．电镀和电解精炼铜电镀(Fe上镀Cu)电解精炼铜装置示意图电镀(Fe上镀Cu)电解精炼铜电极材料______________________(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)阳极电极反应Cu－2e－===Cu2＋Cu－2e－===Cu2＋、Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋电极材料________________阴极电极反应Cu2＋＋2e－===Cu电解质溶液____________________说明电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解池底部形成________镀层金属铜粗铜待镀金属纯铜含Cu2＋的盐溶液阳极泥3．电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。电冶金总方程式阳极、阴极反应式冶炼钠___________________________，____________________________冶炼镁___________________________，____________________________冶炼铝6O2－－12e－===3O2↑，____________________________2NaCl(熔融)=====电解2Na＋Cl2↑2Cl－－2e－===Cl2↑2Na＋＋2e－===2NaMgCl2(熔融)=====电解Mg＋Cl2↑2Cl－－2e－===Cl2↑Mg2＋＋2e－===Mg2Al2O3(熔融)=====电解冰晶石4Al＋3O2↑4Al3＋＋12e－===4Al1．判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可电解MgO和AlCl3()(2)若把Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑设计成电解池，应用Cu作阳极()(3)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料()(4)在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极()(5)电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料()(6)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－、OH－)和分子(Cl2)通过()【答案】(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√(6)√【思维深化】2．(1)电解氯化钠溶液时，如何用简便的方法检验产物？(2)氯碱工业在生产过程中必须把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开，原因是什么？(3)电镀铜时，Cu2＋浓度如何改变？电解精炼铜时，CuSO4溶液的浓度是否改变？【答案】(1)阳极产物Cl2可以用淀粉－KI试纸检验，阴极产物H2可以通过点燃检验，NaOH可以用酚酞试剂检验。(2)防止H2和Cl2混合爆炸，防止Cl2与溶液中的NaOH反应。(3)电镀铜时，电解质溶液中的Cu2＋浓度不变。电解精炼铜时，粗铜中的Zn、Fe、Ni等比Cu活泼金属在阳极失去电子，阴极上只有Cu2＋得电子，所以CuSO4溶液的浓度会降低。考点突破21．(2018·北京朝阳区模拟)关于如图装置说法正确的是()A．装置中电子移动的途径是负极→Fe→M溶液→石墨→正极B．若M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClO电解原理的应用★★★★★C．若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁D．若M是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀【答案】B【解析】电子移动的途径是负极→Fe，石墨→正极，溶液中通过离子定向移动导电，A项错误；石墨为阳极，铁为阴极，若M为NaCl溶液，电解NaCl溶液属于“放氢生碱”型，阳极产生的氯气与阴极产生的氢氧化钠可能发生反应生成NaClO，B项正确；若M为FeCl2溶液，Fe2＋的还原性强于Cl－，则是Fe2＋在石墨(阳)极放电，Fe2＋－e－===Fe3＋，铁电极(阴极)反应式：2H＋＋2e－===H2↑，C项错误；若M是海水，该装置属于“外加电源的阴极保护法”，D项错误。2．(2018·江西南昌三模)对氨基苯酚(HOC6H4NH2)是一种重要的有机合成中间体，可用硝基苯(C6H5NO2)电解还原制备，装置如图所示。下列说法正确的是()A．电解时Pt电极应与直流电源的负极相连B．电解时Pt电极上有H2放出C．阴极反应式为C6H5NO2＋4e－＋4H＋===H2O＋HOC6H4NH2D．电解一段时间后，硫酸溶液的pH不变化【答案】C3．(2017·福建晋江季延中学四校二联)一定条件下，利用如图装置可实现有机物的储氢。下列有关说法正确的是()A．苯在电极D放电时断开的化学键是极性键B．气体X在反应中通常体现还原性C．若阳极区的电解质溶液为稀硫酸，则电解一段时间后，阳极区溶液的pH增大D．电极D的电极反应式为C6H6＋6H＋＋6e－===C6H12【答案】D【解析】苯转化为环己烷时，断裂的是碳碳键，属于非极性键，A项错误；苯转化为环己烷过程中，苯发生了得电子的还原反应，故电极D是阴极、电极E是阳极，X是氧气，B项错误；阳极上是OH－放电导致溶液酸性增强，pH减小，C项错误；苯在阴极得电子转化为环己烷，D项正确。4．500mLNaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)＝0.3mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到气体1.12L(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500mL，下列说法正确的是()A．原混合溶液中c(Na＋)＝0.2mol·L－1B．电解后溶液中c(H＋)＝0.2mol·L－1C．上述电解过程中共转移0.4mol电子D．电解后得到的Cu的物质的量为0.1mol【答案】B有关电化学定量计算★★★★★【解析】阳极是阴离子放电(放电能力：OH－NO－3)，根据题给信息，阳极一定是OH－放电，生成0.05mol氧气，转移0.2mol电子；阴极离子放电能力：Cu2＋H＋Na＋，所以Cu2＋先放电，然后是H＋放电，阴极生成0.05mol氢气时，转移0.1mol电子，根据得失电子守恒知，Cu2＋转移0.1mol电子，n(Cu2＋)＝0.05mol。所以原溶液中n[Cu(NO3)2]＝0.05mol，n(NO－3)＝0.3mol·L－1×0.5L＝0.15mol，n(NaNO3)＝0.05mol。原混合溶液中c(Na＋)＝0.1mol·L－1，A项错误；结合以上分析及电解总方程式Cu2＋＋2H2O=====电解Cu＋H2↑＋O2↑＋2H＋可知，生成0.05molCu、0.05molO2、0.05molH2和0.1molH＋，电解后溶液中c(H＋)＝0.1mol0.5L＝0.2mol·L－1，B项正确，D项错误；上述电解过程中共转移0.2mol电子，C项错误。5．用惰性电极电解400mL一定浓度的硫酸铜溶液(不考虑电解过程中溶液体积的变化)，通电一段时间后进行如下操作。(1)如果向所得的溶液中加入0.1molCuO后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为________mol。(2)如果向所得的溶液中加入0.1molCu(OH)2后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为________mol。【答案】(1)0.2(2)0.4【解析】(2)电解过程中不仅有0.1molCuSO4被电解，而且有0.1mol水被电解。6．(2019·湖北武汉质检)下图所示的四个容器中分别盛有不同的溶液，除a、b外，其余电极均为石墨电极。甲为铅蓄电池，其工作原理为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，其两个电极的电极材料分别为PbO2和Pb。闭合K，发现g电极附近的溶液先变红，20min后，将K断开，此时c、d两极上产生的气体体积相同；据此回答：(1)a电极的电极材料是________(填“PbO2”或“Pb”)。(2)丙装置中发生电解的总反应方程式为___________________________。(3)电解20min，停止电解，此时要使乙中溶液恢复到原来的状态，需要加入的物质及其物质的量是___________________________________________。(4)20min后将乙装置与其他装置断开，然后在c、d两极间连接上灵敏电流计，发现电流计指针偏转，则此时c电极为____极，d电极上发生反应的电极反应式为_______________________________________________________________。【答案】(1)PbO2(2)2H2O=====电解2H2↑＋O2↑(3)0.1molCu(OH)2(或0.1molCuO、0.1molH2O)(4)负O2＋4H＋＋4e－===2H2O