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1、2020-2021学年高二上化学期末复习高频考点专项专项11 电解原理的应用复习要点1掌握工业电解饱和食盐水制取烧碱、氢气和氯气的原理。2了解电镀、电解精炼的原理及应用。3能够应用电解原理判断离子的氧化性或还原性强弱并进行相关计算。核心梳理梳理点一、电解饱和食盐水制取烧碱、氢气和氯气以下为电解NaCl溶液的装置示意图。（1）实验现象阳极上有黄绿色有刺激性气味的气体产生。阴极上有气体产生，阴极附近溶液变红色。（2）实验结论：用惰性电极电解饱和食盐水，生成H2、Cl2和NaOH。（3）放电顺序及电极反应阳极离子放电顺序：ClOH，电极反应：2Cl2e=Cl2(氧化反应)。阴极离子放电顺序：HNa，
2、电极反应：2H2e=H2(还原反应)。（4）电解反应的化学方程式2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。离子方程式：2Cl2H2O2OHH2Cl2。（5）阳离子交换膜的作用：把电解槽隔为阴极室和阳极室；只允许Na+通过，而Cl-、OH-和气体则不能通过这样，既能防止生成的H2和Cl2相混合而发生爆炸，又能避免C12进入阴极区与NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。（6）少量NaOH的作用：增强溶液的导电性【例1】如图是氯碱工业的装置示意图，下列说法中正确的是( )A该装置将化学能转化为电能B电极a是装置的负极，电极反应为2Cl-2e = Cl2C装置中离子交换膜是阳离子交换膜D每转移
3、1mol电子，出口处可以收集到11.2L的氢气【答案】C【详解】A氯碱工业是电解饱和食盐水，是将电能转化为化学能的装置，属于电解池，故A错误； B根据图示中离子的移动方向，电极a上氯离子放电，应该是电解池的阳极，故B错误；C离子交换膜有选择性，根据图示，阳极区要排出淡盐水，因此，离子交换膜只能是阳离子交换膜，不能允许阴离子通过，故C正确；D没有指明是否为标准状况，无法计算放出气体的体积，故D错误；故选C。【练习1】下列关于电解饱和食盐水的说法中，正确的是()A电解时阳极得到氯气，阴极得到金属钠B若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液显无色C若在阳极附近的溶液中，滴入碘化钾淀粉溶液，溶液显蓝色D
4、电解过程中，阴极发生的是氧化反应【答案】C【详解】A电解饱和食盐水，阳极产物为Cl2，阴极产物为NaOH和H2，A错误；B阴极产物有NaOH，则在阴极附近滴入酚酞，溶液变红色，B错误；C阳极产物为Cl2，溶液中仍溶解少量的Cl2，会氧化KI并生成I2，溶液因此显蓝色，C正确；D阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，D错误。故选C。【练习2】实验室制备碱式次氯酸镁（简称BMH，白色粉末，难溶于水）的一种方法如下：下列说法错误的是ABMH能与部分无机含氧酸发生反应B电极y端最好与外电源的正极相连CBMH具有杀菌、消毒和漂白作用D反应器中发生的反应无电子转移【答案】B【详解】A. BMH能与酸发生反应
5、生成镁盐和次氯酸，故A正确；B. 为使阳极产生的氯气与阴极产生的氢氧化钠成分反应制得次氯酸钠，最好用x极做阳极，所以电极x端最好与外电源的正极相连，故B错误；C. BMH是次氯酸盐，应与漂白粉具有相似的性质，所以具有杀菌、消毒和漂白作用，故C正确；D. 反应器中发生的反应为2Mg2+ClO-+3OH-+H2O=Mg2ClO(OH)3H2O，无化合价的变化，所以是非氧化还原反应无电子转移，故D正确；答案选B。梳理点二、铜的电解精炼与电镀1铜的电解精炼（1）装置（2）电极反应式阳极：Cu(粗铜)2e=Cu2；阴极：Cu22e=Cu。（3）杂质变化铜的电解精炼过程中，Zn、Ni、Fe等比铜活泼的金属
6、在阳极放电变成金属阳离子进入溶液，电极反应式分别为Zn：Zn2e=Zn2；Ni：Ni2e=Ni2；Fe：Fe2e=Fe2。不如铜活泼的银、金、铂等金属不放电与其他不溶性杂质混在一起沉积在电解池的底部，形成阳极泥。（3）粗铜中含Zn、Fe、Ag等杂质，同时间段内两电极质量改变不相等，但两电极通过电量相等。（4）电解过程中，阴离子浓度不变，Cu2浓度减小，Fe2、Zn2、Ni2浓度增大。2电镀（1）概念：应用电解原理，在金属或非金属表面上镀上一薄层其他金属或合金的过程称为电镀。（2）目的：增强金属的抗腐蚀能力、耐磨性或改善金属制品的外观。（3）示例：电镀时，镀层金属做阳极，待镀金属制品做阴极，含镀
7、层金属阳离子的溶液做电镀液。铁钉上镀铜如下所示：阴极待镀的金属制品：铁钉阳极镀层金属：铜电镀液含有镀层金属离子的盐溶液：CuSO4溶液装置图电极反应阳极：Cu2e=Cu2阴极：Cu22e=Cu（4）提醒：电镀的特点：“一多、一少、一不变”。（1）一多：是指阴极上有镀层金属沉积；（2）一少：是指阳极上有镀层金属溶解；（3）一不变：是指电镀后，电解质溶液中的离子浓度保持不变。【例2】用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置示意图如图所示。下列说法中不正确的是()A燃料电池工作时，正极反应为 O2+4H+ +4e-=2H2OBa极是粗铜，b 极是纯铜时，a 极逐渐溶解，b 极上有铜析出Ca极是石墨
8、，b 极是铁时，滴加石蕊试液后，a极附近变蓝色，b极附近变红色Da、b均是石墨电极时，在标准状况下，a 极产生2.24L气体，电池中转移的电子数为0.4NA【答案】C【详解】A酸式燃料电池工作时，在酸性环境中，正极上氧气得电子生成水，反应为： O2+4H+ +4e-=2H2O，A正确；B通入氧气的一极是正极，该正极与a相连，则a极是电解池的阳极，若 a极是粗铜，b 极是纯铜时，即为电解精炼铜，a 极逐渐溶解，b 极上有铜析出，B正确；Ca极石墨是惰性阳极，b 极是阴极时，b 极上铜离子得电子故有铜析出，b极附近石蕊不变红，a极为阳极，水提供氢氧根离子放电放出氧气同时氢离子浓度不断增大，故附近变
9、红色，C错误； Da、b均是石墨电极时，a极为阳极，水提供氢氧根离子放电放出氧气，有，在标准状况下，a 极产生2.24L O2的物质的量为=0.1mol，电池中转移的电子数为0.14NA =0.4NA，D正确；答案选C。【例3】下列关于电解精炼铜与电镀的说法正确的是（ ）A电解精炼铜时，将电能转化为化学能，电路中每通过2mole-，阳极溶解64g铜B可从阳极泥中提取金、银、锌等金属C在铁制器皿上镀铝，熔融氧化铝作电解质，铁制器皿作阴极，铝棒作阳极D电镀过程中电镀液需要不断更换【答案】C【详解】A. 电解精炼铜时，阳极为粗铜，其中的铁、锌等杂质金属也会失去电子，因此通过2 mol e，阳极溶解铜
10、的质量不一定为64 g，A项错误；B. 电解精炼铜时，粗铜作阳极，其中的铁、锌等杂质金属也会失去电子，不活泼的金属沉淀下来成为阳极泥，故阳极泥中可提取金、银等比铜不活泼金属，B项错误；C. 在铁制器皿上镀铝，铁制器皿放在阴极，铝作阳极，熔融氧化铝作电解质，C项正确；D. 电镀过程中电镀液的浓度几乎不变，因此不需要经常更换电镀液，D项错误；答案选C。【练习3】粗铜中含有锌、铁、金、银等杂质，通过电解法将其精炼，下列说法不正确的是A粗铜与电源的正极相连发生氧化反应：Cu-2e= Cu2+B精铜作为阴极材料，不参与电极反应，电解过程中逐渐变粗C用CuSO4作电解质溶液，电解过程中CuSO4溶液浓度略
11、减小D锌、铁、金、银等杂质沉积在阳极周围，成为阳极泥【详解】根据上述分析可知，A. 粗铜与电源的正极相连发生失电子的氧化反应：Cu-2e= Cu2+，故A正确；B. 精铜作为阴极材料，不参与电极反应，电极反应式：Cu2+2e=Cu(还原反应)，电解过程中不断生成铜，使材料逐渐变粗，故B正确；C. 根据上述分析可知，用CuSO4作电解质溶液，电解过程中会形成阳极泥，根据电子转移数守恒可知，消耗的铜离子会略大于生成的铜离子，即CuSO4溶液浓度略减小，故C正确；D. 相对不活泼的金属以单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥，如金、银等金属杂质，但锌、铁会以离子形式存在于溶液中，故D错误；答案选D。
12、【练习4】关于如图所示各装置的叙述中，正确的是（）A装置是原电池，总反应是：Cu2Fe3=Cu22Fe2B装置通电一段时间后石墨I电极附近溶液红褐色加深C若用装置精炼铜，则d极为粗铜，c极为纯铜，电解质溶液为CuSO4溶液D装置中钢闸门应与电源的负极相连被保护，该方法叫做外加电流的阴极保护法【答案】D【详解】A装置是原电池，负极为Fe，总反应是：Fe2Fe3=3Fe2，A错误；B氢氧化铁胶粒带正电，装置通电一段时间后石墨电极附近溶液红褐色加深，B错误；Ca为电源正极，c为阳极，若用装置精炼铜，则c极为粗铜，d极为纯铜，电解质溶液为CuSO4溶液，C错误；D装置中钢闸门应与电源的负极相连作阴极，
13、这样铁就被保护，该方法叫做外加电流的阴极保护法，D正确；答案选D。【练习5】下列叙述不正确的是()A铁表面镀锌，锌作阳极B船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀C钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-D合金都比纯金属易被腐蚀【答案】D【详解】A. 铁表面镀锌是应用电解原理，镀件铁与电源的负极相连作阴极，镀层金属锌与电源的正极相连作阳极，故A正确；B. 船底镶嵌锌块是应用原电池原理，活泼金属锌作负极被氧化，铁作正极得到保护，故B正确；C. 钢铁吸氧腐蚀中氧气得电子被还原作正极，所以正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故C正确；D. 合金不一定比纯金属易被腐蚀，如改变内
14、部结构的金属不锈钢，故D错误；答案选D。【练习6】利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是（ ）A氯碱工业中，X、Y均为石墨，X附近能得到氢氧化钠BY是阳极，发生氧化反应C在铁片上镀银时，X是金属银D电解氯化钠溶液可以获取金属钠【答案】C【详解】A. 氯碱工业中，用惰性电极电解饱和氯化钠溶液，阴极附近得到氢氧化钠，即Y附近能得到NaOH，故A错误；B. Y极与直流电源负极相连，Y是阴极，发生还原反应，故B错误；C. 电镀工业上，镀层作阳极，镀件作阴极；在铁片上镀银时，金属银作阳极X，铁片作阴极Y，硝酸银溶液作电解质溶液，故C正确；D. 电解氯化钠溶液会生成氢氧化钠、氯气和氢气，电解熔融氯化钠可以获取金属钠，故D错误；故选C。变式强化1用下图所示装置除去含CN、Cl废水中的CN时，控制溶液PH为910，阳极产生的ClO将CN氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是A用石墨作阳极，铁作阴极B阳极的电极反应式为：Cl + 2OH2e= ClO + H2OC阴极的电极反应式为：2H2O + 2e = H2 + 2OHD除去CN的反应：2CN+ 5ClO + 2H+ = N2 +
