考點(diǎn)20電解原理的應(yīng)用（原卷版）

考點(diǎn)20電解原理的應(yīng)用【核心考點(diǎn)梳理】一、電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)）(1)概念：習(xí)慣上把電解飽和食鹽水的工業(yè)生產(chǎn)叫做氯堿工業(yè)。(2)原理①通電前，氯化鈉溶液中含有的離子是Na＋、Cl－、H＋、OH－。通電時(shí)，移向陽極的離子是Cl－、OH－，移向陰極的離子是Na＋、H＋。②陽極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑；陰極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－；因H＋放電，促進(jìn)了水的電離，使陰極區(qū)溶液顯堿性。③電解的總反應(yīng)式化學(xué)方程式為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up8(電解))H2↑＋Cl2↑＋2NaOH；離子方程式為2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up8(電解))H2↑＋Cl2↑＋2OH－。(3)氯堿工業(yè)生產(chǎn)流程①離子交換膜電解槽②離子交換膜的作用：只允許Na＋等陽離子通過，不允許Cl－、OH－等陰離子及氣體分子通過，可以防止陰極產(chǎn)生的氫氣與陽極產(chǎn)生的氯氣混合發(fā)生爆炸，也能避免氯氣與陰極產(chǎn)生的氫氧化鈉溶液反應(yīng)而影響氫氧化鈉溶液的產(chǎn)量和質(zhì)量。二、電鍍(1)電鍍的概念：利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的加工工藝。電鍍的主要目的是使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力，增加表面硬度和美觀。(2)某電鍍銅實(shí)驗(yàn)裝置(電鍍池)如圖所示。銅片為鍍層金屬，與直流電源的正極相連，作陽極；鐵件為待鍍金屬，與直流電源的負(fù)極相連，作陰極；硫酸銅溶液為電鍍液，含有鍍層金屬離子。(3)陽極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋；陰極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu。可觀察到的現(xiàn)象是鐵件表面鍍一層紅色的銅，銅片不斷溶解。硫酸銅溶液濃度的變化是不變。電鍍的特點(diǎn)是陽極參與電極反應(yīng)，電鍍過程中相關(guān)離子的濃度、溶液pH等保持不變。三、電解精煉銅(1)粗銅中往往含有鐵、鋅、銀、金等多種雜質(zhì)，常用電解的方法進(jìn)行精煉。電解池的構(gòu)成是用粗銅作陽極，用純銅作陰極，用硫酸銅溶液作電解質(zhì)溶液。陽極反應(yīng)式為Cu－2e－=Cu2＋、Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋等；陰極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－=Cu。(2)電解精煉銅的原理：粗銅中比銅活潑的金屬鋅、鐵等，失去電子形成陽離子而溶解(殘留在溶液中)；比銅不活潑的金屬銀、金等，以金屬單質(zhì)的形式沉積在電解槽的底部(形成陽極泥)；粗銅中的銅在純銅上析出。陰極增重與陽極減重不相等。四、電冶金金屬冶煉就是使礦石中的金屬離子獲得電子變成金屬單質(zhì)的過程，從它們的化合物中還原出來。如Mn＋＋ne－=M。電解法用于冶煉較活潑的金屬(如鉀、鈉、鎂、鋁等)，但不能電解其鹽溶液，應(yīng)電解其熔融態(tài)。如：電解熔融的氯化鈉可制取金屬鈉：陽極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑；陰極反應(yīng)式為2Na＋＋2e－=2Na；總反應(yīng)式為2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up8(電解))2Na＋Cl2↑?！竞诵臍w納】1．2．電鍍銅與精煉銅的比較電鍍銅精煉銅能量轉(zhuǎn)變電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能陽極材料純銅粗銅(含鋅、銀、金等雜質(zhì))陰極材料鍍件純銅陽極反應(yīng)Cu－2e－=Cu2＋Zn－2e－=Zn2＋、Cu－2e－=Cu2＋等陰極反應(yīng)Cu2＋＋2e－=CuCu2＋＋2e－=Cu電解質(zhì)溶液及其變化硫酸銅溶液保持不變反應(yīng)后硫酸銅溶液中混有Zn2＋等，Cu2＋濃度減小3．原電池、電解池、電鍍池的判斷方法(1)若裝置中無外加電源，則該裝置可能為原電池，然后根據(jù)原電池的構(gòu)成條件進(jìn)行分析判斷。(2)若有外接直流電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池；當(dāng)陰極為金屬，陽極亦為金屬且與電解質(zhì)溶液中的金屬陽離子屬同種元素時(shí)，則為電鍍池。(3)若多個(gè)單池相互串聯(lián)，又有外接直流電源時(shí)，則與直流電源相連接的為電解池或電鍍池。若無外接直流電源時(shí)，較活潑的金屬電極為原電池的負(fù)極(電子輸出極)，有關(guān)裝置為原電池，其余為電鍍池或電解池?！颈貍渲R基礎(chǔ)練】1．（2023上·浙江·高三校聯(lián)考開學(xué)考試）關(guān)于下列物質(zhì)工業(yè)制備的說法正確的是A．燒堿：通過Na2O與H2O反應(yīng)來制備B．鋁單質(zhì)：通過電解AlCl3溶液來制備C．鹽酸：H2與Cl2燃燒生成HCl溶于水制得D．粗硅：高溫下用H2還原SiHCl3制得2．（2023上·北京順義·高二?？计谥校┤鐖D是模擬鐵制品鍍銅工藝的裝置，下列說法正確的是A．a(chǎn)電極上發(fā)生還原反應(yīng)B．b電極為銅C．電解質(zhì)溶液可以是CusO4溶液D．電鍍過程中，溶液中Cu2+濃度不斷減小3．（2022上·江蘇蘇州·高二常熟中學(xué)?？计谥校┫铝杏脕肀硎疚镔|(zhì)變化的化學(xué)用語中，正確的是A．堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式：B．粗銅精煉時(shí)，與電源正極相連的是純銅，電極反應(yīng)式為：Cu2e=Cu2+C．用惰性電極電解飽和食鹽水時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為：D．在鐵制品上鍍銀時(shí)，鐵制品與電源正極相連，發(fā)生電極反應(yīng)：Fe2e=Fe2+4．（2024上·河北石家莊·高二石家莊精英中學(xué)階段練習(xí)）利用電解法可將粗銅(含有Ag、Zn、Fe、Pt)提純，下列敘述正確的是A．電解提純時(shí)，精銅作陽極B．電解提純時(shí)，可用硫酸銅溶液作電解質(zhì)溶液C．電解提純時(shí)，粗銅連接電源的負(fù)極，電極反應(yīng)為Cu2++2e=CuD．電解提純時(shí)，溶液中Ag+、Zn2+、Fe2+、Pt2+濃度均增大5．（2023上·遼寧葫蘆島·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）市場出售的“暖貼”中主要成分是鐵粉、炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等，“暖貼”用塑料袋密封，使用時(shí)從塑料袋中取出輕輕揉搓就會釋放熱量，用完后袋內(nèi)有大量鐵銹生成。下列說法正確的是A．“暖貼”工作時(shí)，氯離子移向負(fù)極B．鐵銹具有磁性，常用作橡膠的黑色顏料C．“暖貼”工作時(shí)的能量變化與圖示能量變化相符D．工業(yè)上鈉的制取是通過電解氯化鈉飽和溶液的方法6．（2023上·河南南陽·高二統(tǒng)考期中）下列有關(guān)電解原理應(yīng)用的說法正確的是A．電解飽和食鹽水時(shí)，陰極區(qū)減小B．電解法精煉銅時(shí)，若陰極質(zhì)量增加，則陽極失去的電子數(shù)為C．氯化鋁是一種電解質(zhì)，工業(yè)上用電解氯化鋁水溶液制備金屬鋁D．在鐵制品上鍍銀時(shí)，鐵制品與電源正極相連7．（2023上·陜西渭南·高二統(tǒng)考期中）化學(xué)用語是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具。下列用來表示物質(zhì)變化的化學(xué)用語中正確的是A．電解飽和食鹽水時(shí)，陽極的電極反應(yīng)為B．氫氧燃料電池的正極反應(yīng)：C．粗銅精煉時(shí)，與電源正極相連的是純銅，電極反應(yīng)為D．鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的負(fù)極反應(yīng)：8．（2023上·陜西寶雞·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）由黃銅礦()制備精銅所涉及的過程如圖所示。下列說法正確的是A．中銅的化合價(jià)為+2 B．FeO中鐵元素僅具有還原性C．電解時(shí)粗銅與電源負(fù)極相連 D．每一步均涉及氧化還原反應(yīng)【關(guān)鍵能力提升練】9．（2023·全國·高三專題練習(xí)）工業(yè)上先后用下列方法制備金屬鈉：①用石墨作電極電解熔融氫氧化鈉制鈉。②鐵與熔融氫氧化鈉作用制鈉：。③電解熔融氯化鈉。下列有關(guān)說法正確的是A．電解熔融氫氧化鈉制鈉的反應(yīng)為B．在電解熔融氯化鈉的電解槽(如圖)中，石墨為陽極，鐵為陰極C．電解熔融氯化鈉時(shí)，向陽極移動D．方法①與②制得等量的鈉，兩反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)相等10．（2023上·河南·高二校聯(lián)考階段練習(xí)）用石墨作電極，電解溶液的裝置如圖，當(dāng)電路中通過時(shí)，下列說法錯(cuò)誤的是A．滴有酚酞的NaCl溶液變?yōu)榧t色B．通入44.8mLHCl，可使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)C．a(chǎn)試管中的氣體體積略大于b試管中的D．A極的電極反應(yīng)式僅為11．（2024上·河北石家莊·高二石家莊精英中學(xué)階段練習(xí)）氯堿工業(yè)是高能耗產(chǎn)業(yè)，一種將電解池與燃料電池相結(jié)合的新工藝可以節(jié)能30%以上。在這種工藝設(shè)計(jì)中，相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，下列說法中錯(cuò)誤的是A．A池是電解池，B池是燃料電池B．X為Cl2，Y為H2C．NaOH溶液的濃度為a%>b%>c%D．該工藝設(shè)計(jì)的主要節(jié)能之處是燃料電池可以補(bǔ)充電解池消耗的電能12．（2024上·湖北·高二校聯(lián)考階段練習(xí)）某科研小組用甲烷燃料電池制備Co(H2PO2)2，并獲得副產(chǎn)品NaOH，其工作原理如圖所示(已知：電解裝置的電極材料分別為金屬鈷和不銹鋼，H3PO2是一元弱酸)。下列有關(guān)說法正確的是A．M電極為不銹鋼B．膜a、膜b均為陽離子交換膜C．電解過程中，原料室溶液pH減小D．消耗lmolCH4，理論上N極產(chǎn)生64gO213．（2023上·河北保定·高二河北定興第三中學(xué)校聯(lián)考期中）下列圖示與對應(yīng)的敘述相符的是(夾持裝置已略去)A．鐵勺上鍍銅B．驗(yàn)證溫度對化學(xué)反應(yīng)平衡的影響C．粗銅的精煉D．中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定14．（2023·全國·高三專題練習(xí)）某小組同學(xué)認(rèn)為，如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，那么可以設(shè)想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。(1)該電解槽的陰極反應(yīng)式為。此時(shí)通過陰離子交換膜的離子數(shù)(填“大于”、“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。(2)制得的氫氧化鉀溶液從出口(填“A”、“B”、“C”或“D”)導(dǎo)出。(3)通電開始后，陰極附近溶液pH會增大，請簡述原因?！緦W(xué)科素養(yǎng)拔高練】15．（2023上·河北滄州·高二校聯(lián)考期中）電化學(xué)知識在我們的生產(chǎn)、生活中被廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：(1)如圖1所示裝置中，以稀土金屬材料作惰性電極，在電極上分別通入甲烷和空氣，其中固體電解質(zhì)是摻雜了的固體，它在高溫下能傳導(dǎo)()。①電極的名稱為，電極上的電極反應(yīng)式為。②如圖2所示用惰性電極電解100mL0.5mol?L溶液，電極上的電極反應(yīng)式為，若要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，可加入(填字母)。．

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．(2)利用圖3所示的電解裝置可制備少量的漂白液。

圖4①極為