高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)（第四輯）考點五十六 電解應(yīng)用電鍍、電解精煉、電冶金、氯堿工業(yè)（含解析）

1、考點五十六 電解應(yīng)用電鍍、電解精煉、電冶金、氯堿工業(yè)聚焦與凝萃1了解電解的應(yīng)用，特別是電解在電鍍、電解精煉、電冶煉等方面的應(yīng)用；2會利用電解原理解決具體問題。解讀與打通常規(guī)考點一、電鍍1電鍍的含義：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過程。2電鍍的目的：主要是使金屬增強抗腐蝕能力、增加美觀和表面硬度。3電鍍的原理：電鍍時，一般都是用含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)配成電鍍液；把待鍍金屬制品稱為鍍件，浸入電鍍液中與直流電源的負極相連，作陰極；用鍍層金屬作為陽極，與直流電源正極相連。通入直流電，陽極金屬溶解在溶液中成為陽離子，移向陰極，這些離子在陰極獲得電子被還原成金屬，覆蓋在需要電鍍的金

2、屬制品上。4電鍍的特點：若鍍層金屬做陽極，電鍍過程中溶液中陽離子濃度不變；若用惰性電極做陽極，電鍍過程中溶液中陽離子濃度減小。5金屬表面鍍銀的工作原理示例：（1）鍍件作陰極，鍍層金屬銀作陽極。（2）電解質(zhì)溶液是AgNO3溶液等含鍍層金屬陽離子的鹽溶液。（3）電極反應(yīng)：陽極：Age=Ag；陰極：Age=Ag。（4）特點：陽極溶解，陰極沉積，電鍍液的濃度不變。二、電解精煉電鍍的應(yīng)用銅的電解精煉，粗銅除含有銅外，還含有鋅、鐵、鎳、銀、金、鉑等金屬，電極的連接時把粗銅做陽極，和外加電源的正極相連；純銅做陰極，和外加電源的負極相連。電解液用硫酸銅或硝酸銅溶液。Ag、Au、Pt在陽極不發(fā)生反應(yīng)，沉積到陽極

3、底部，叫做陽極泥。（1）電解法精煉銅的裝置（如圖），電解質(zhì)溶液：含Cu2+的鹽溶液。（2）電解法精煉銅的化學(xué)原理（3）電極反應(yīng)：陽極（粗銅）：Cu-2e- =Cu2+、Zn2e=Zn2+、Fe2e=Fe2+、Ni2e=Ni2+陰極（純銅）：Cu2+2e- =Cu三、電冶金原理：化合態(tài)的金屬陽離子，在直流電的作用下，得到電子，變成金屬單質(zhì)，Mn+ne- =M，電解是最強有力的氧化還原手段。（1）冶煉鈉電極反應(yīng)：陽極：2Cl2e=Cl2陰極：2Na2e=2Na電解方程式：2NaCl(熔融)2NaCl2（2）冶煉鎂電極反應(yīng)：陽極：2Cl2e=Cl2陰極： Mg2+2e= Mg電解方程式：MgCl2(

4、熔融) MgCl2（3）冶煉鋁一般用電解熔融Al2O3的方式來冶煉鋁。陽極材料為石墨、陰極材料為鐵。電極反應(yīng)：中陽極：6O212e=3O2陰極：4Al312e=4Al。電解方程式：2Al2O3(熔融)4Al3O2提示：Al2O3熔點很高，為2045，所以很難熔化，在電解時往往加入冰晶石（Na3AlF6)作熔劑，使Al2O3在較低溫度下熔化。電解時，陽極會發(fā)生反應(yīng)，C+O2=CO2，所以C會被消耗，電解過程中需補充碳塊。四、氯堿工業(yè)電解食鹽水電極反應(yīng)陰極：2H+ + 2e- H2（或2H2O+ 2e- H2+2OH-）陽極：2Cl- Cl2+ 2e-（或2Cl- - 2e- Cl2）電解反應(yīng)：2

5、NaCl+2H2O 2NaOHH2+Cl2隱性考點常見電解質(zhì)水溶液電解產(chǎn)物的規(guī)律具體如下表(用惰性電極)：電解質(zhì)(溶液)陽極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式總反應(yīng)方程式溶液酸堿性變化CuCl22Cl-2e-=Cl2Cu2+2e-=CuCuCl2Cu+Cl2HCl2Cl-2e-=Cl22H+2e-=H22HClH2+Cl2酸性減弱Na2SO44OH-4e-=2H2O+O24H+4e-=2H22H2O2H2+O2不變H2SO42H2O-4e-=4H+O24H+4e-=2H22H2O2H2+O2酸性增強NaOH4OH-4e-=2H2O+O24H2O+4e-=2H2+4OH-2H2O2H2+O2堿性增強NaCl2Cl

6、-2e-=Cl22H+2e-=H22NaCl+2H2OCl2+H2+2NaOH堿性增強CuSO42H2O-4e-=4H+O22Cu2+4e-=2Cu2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4酸性增強融合與應(yīng)用例1已知鉛蓄電池放電時的反應(yīng)為：PbO22H2SO4Pb=2PbSO42H2O。某興趣小組用鉛蓄電池電解飽和食鹽水的裝置如圖所示，下列說法正確的是 ()A鉛蓄電池A極應(yīng)與U形管中a極連接Ba、b兩極均可用金屬鐵作電極Ca電極用鐵作電極，b電極用石墨作電極D實驗結(jié)束后可將U形管、試管中的溶液倒入下水道解析：根據(jù)鉛蓄電池放電時的反應(yīng)可以判斷，電池放電時PbO2作正極，Pb作負極；U形管中

7、a極為陽極，Cl放電生成Cl2，利用NaOH溶液吸收Cl2。電解飽和食鹽水，陽極不能用鐵作陽極；電解后的廢液應(yīng)倒入廢液缸中。答案：A例2下列關(guān)于工業(yè)冶金的描述中不正確的是 ( )A電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，陽極反應(yīng)式為2O24e=O2B電解法精煉銅，用粗銅作為陰極C電解冶煉金屬鈉與電解飽和食鹽水的陽極產(chǎn)物相同D在電鍍件上電鍍鋅，用鋅鹽(如硫酸鋅)溶液作為電鍍液答案：B例3(2011·山東高考)以KCl和ZnCl2 混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說法正確的是 ( )A未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過程是該原電池的充電過程B因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時通過的電量與鋅的析出量

8、無確定關(guān)系C電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應(yīng)速率D鍍鋅層破損后即對鐵制品失去保護作用解析：未通電前，題述裝置不能構(gòu)成原電池，A項錯誤；鋅的析出量與通過的電量成正比，B錯；電鍍時電解反應(yīng)速率只與電流大小有關(guān)，與溫度無關(guān)，C項對；鍍鋅層破損后，會形成鐵鋅原電池，鐵作正極，得到保護，D項錯誤。答案：C掃描與矯正【正誤判斷】(正確的打“”，錯誤的打“×”)（每個判斷2分，共40分）（ ）1電鍍時，電鍍液的濃度保持不變（ ）2如圖所示的裝置中，c為粗銅，d為純銅，溶液為硫酸銅溶液，利用該裝置可以電解精煉銅（ ）3電解精煉銅時，若陰極得到2 mol電子，則陽極質(zhì)量減少64 g（ ）4需

9、要通電才可進行的有：電離、電解、電泳、電鍍、電化學(xué)腐蝕（ ）5粗銅電解精煉時，應(yīng)將粗銅與直流電源的正極相連（ ）6在鐵上鍍銅時，金屬銅作陰極（ ）7電解精煉銅時，電解質(zhì)溶液中銅離子濃度不變（ ）8電鍍時，電鍍池里的陽極材料發(fā)生氧化反應(yīng)（ ）9鍍銅鐵制品鍍層受損后，鐵制品比受損前更容易生銹（ ）10根據(jù)得失電子守恒可知電解精煉銅時，陽極減少的質(zhì)量和陰極增加的質(zhì)量相等（ ）11可用電解熔融的AlCl3制取鋁 （ ）12電解法精煉銅時，其含有的Ag、Au雜質(zhì)沉積在電解槽的底部（ ）13工業(yè)上常用熱還原法冶煉鐵，用電解法冶煉鈉（ ）14若在銅片上鍍銀時，將銅片接在電池的正極上，將銀片接在電源的負極上，

10、需用AgNO3溶液作電解液（ ）15電解法制金屬鈉時，負極反應(yīng)式：Nae=Na（ ）16電解法生產(chǎn)鋁時，需對鋁土礦進行提純，在提純過程中應(yīng)用了氧化鋁或氫氧化鋁的兩性（ ）17在氯堿工業(yè)中，電解池中的陰極產(chǎn)生的是 H2 , NaOH 在陽極附近產(chǎn)生（ ）18氯堿工業(yè)和金屬鈉的冶煉都用到了NaCl ，在電解時它們的陰極都是 Cl一失電子（ ）19電鍍時，通常把待鍍金屬制品作陽極，把鍍層金屬作陰極，含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液（ ）20電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極實訓(xùn)與超越【7+1模式】一、單選（7×6分=42分）1利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。下列說法正確的

11、是 ()A氯堿工業(yè)中，X電極上反應(yīng)式是4OH4e=2H2OO2B電解精煉銅時，Z溶液中的Cu2濃度不變C在鐵片上鍍銅時，Y是純銅 D制取金屬鎂時，Z是熔融的氯化鎂2工業(yè)上用電解法處理含鎳酸性廢水并得到單質(zhì)Ni的原理如圖所示。已知：Ni2在弱酸性溶液中發(fā)生水解 氧化性：Ni2(高濃度)HNi2(低濃度)。下列說法不正確的是 ()A碳棒上發(fā)生的電極反應(yīng)：4OH4e=O22H2OB電解過程中，B中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度將不斷減少C為了提高Ni的產(chǎn)率，電解過程中需要控制廢水pHD若將圖中陽離子膜去掉，將A、B兩室合并，則電解反應(yīng)總方程式發(fā)生改變3如圖裝置中X和Y均為石墨電極，電解液為500 mL某

12、藍色溶液，電解一段時間，觀察到X電極表面有紅色的固態(tài)物質(zhì)生成，Y電極有無色氣體生成；溶液中原有溶質(zhì)完全電解后，停止電解，取出X電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重1.6 g。下列有關(guān)說法中不正確的是 ()AX電極是陰極 BY電極產(chǎn)生氣體的體積為0.28 LC電解后溶液的pH1 D要使電解后溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，需加入一定量的CuO或CuCO34下列圖示中關(guān)于銅電極的連接錯誤的是 ()5制備單質(zhì)錳的實驗裝置如圖，陽極以稀硫酸為電解液，陰極以硫酸錳和硫酸混合液為電解液，電解裝置中箭頭表示溶液中陰離子移動的方向。下列說法不正確的是 ()AM是電源的負極 B左側(cè)氣孔逸出的氣體可能為副產(chǎn)物H2C電解槽中發(fā)

13、生的總反應(yīng)為MnSO42H2OMnO2H2H2SO4D若用陽離子交換膜代替陰離子交換膜，陽極可能得到MnO26截至到2013年12月末，中國光伏發(fā)電新增裝機容量達到10.66 GW，光伏發(fā)電累計裝機容量達到17.16 GW，圖為利用光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置電解尿素CO(NH2)2的堿性溶液制氫的裝置示意圖(電解池中隔膜僅阻止氣體通過，陰、陽極均為惰性電極)。下列敘述中正確的是 ()AN型半導(dǎo)體為正極，P型半導(dǎo)體為負極 B制氫裝置溶液中電子流向：從B極流向A極CX2為氧氣 D工作時，A極的電極反應(yīng)式為CO(NH2)28OH6e=CON26H2O7高鐵酸鹽在能源環(huán)保領(lǐng)域有廣泛用途。用鎳(Ni)、鐵作電極電

14、解濃NaOH溶液制備高鐵酸鹽Na2FeO4的裝置如圖所示。下列說法合理的是 ()A鐵是陽極，電極反應(yīng)為Fe2e2OH=Fe(OH)2B電解一段時間后，鎳電極附近溶液的pH減小C若隔膜為陰離子交換膜，則電解后左側(cè)溶液中含有FeOD每制得1 mol Na2FeO4，理論上可以產(chǎn)生67.2 L氣體二、填空（18分）8銅與稀硫酸不反應(yīng)，某校實驗小組的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下設(shè)計了下列裝置，實現(xiàn)了銅與稀硫酸的反應(yīng)。請回答下列問題：（1）甲同學(xué)認為在通入空氣的同時，將開關(guān)K與_(填“a”或“b”)連接，即可實現(xiàn)。則此時石墨電極的反應(yīng)式為_，電池的總反應(yīng)式為_。電池工作時，H向_(填“C”或“Cu”)極移動。（2

15、）乙同學(xué)認為，不通入空氣，將K與_(填“a”或“b”)連接，也可以實現(xiàn)。則Cu極的電極反應(yīng)式為_，總反應(yīng)的離子方程式為_。若標準狀況下產(chǎn)生2.24 L氣體，則電路中轉(zhuǎn)移的電子為_mol。（3）丙同學(xué)認為還可以用如圖所示裝置模擬工業(yè)上電鍍銅。他認為只要將C換成Fe(Cu足量)，并將乙同學(xué)的實驗持續(xù)足夠長時間，即可實現(xiàn)在Fe上鍍Cu。你認為他的想法_(填“正確”或“不正確”)，理由是_。這種方法得到的銅鍍層_(填“牢固”或“不牢固”)，理由是_?？键c五十六 電解應(yīng)用-電鍍、電解精煉、電冶金、氯堿工業(yè)【正誤判斷】題號正誤解析1略2略3×精煉銅時，陽極失電子的有Zn、Fe、Cu等，當轉(zhuǎn)移2

16、mol電子時，陽極消耗的質(zhì)量不一定為64 g。4×電離和電化學(xué)腐蝕不需要通電就可進行。5略6×在鐵上鍍銅時，金屬銅作陽極。7×電解精煉銅時，電解質(zhì)溶液中銅離子濃度要減小。8略9略10×電解精煉銅時，陽極減少的質(zhì)量和陰極增加的質(zhì)量不相等11×因AlCl3為共價化合物，其熔融態(tài)不導(dǎo)電，故不能通過電解AlCl3的方法制備Al。12電解法精煉銅時，其含有的Ag、Au雜質(zhì)沉積在電解槽的底部，是因為銅比Ag、Au活潑。13工業(yè)上常用熱還原法冶煉鐵，用電解法冶煉鈉，是因為鈉太活潑14×電鍍時，待鍍金屬作陰極和電源的負極相連，鍍層金屬作陽極，和電源的

17、正極相連。含有鍍層金屬離子的溶液是電解質(zhì)溶液。所以若在銅片上鍍銀時，銅和電源的負極相連，銀和電源的正極相連，硝酸銀是電解質(zhì)溶液15×電解法制金屬鈉，是電解的熔融的氯化鈉，其陰極反應(yīng)為：Nae=Na，A項錯誤16略17×氯堿工業(yè)中，NaOH在陰極生成18×氯堿工業(yè)和金屬鈉的冶煉中，陽極都是Cl失電子19×電鍍時，通常把待鍍的金屬制品作陰極，把鍍層金屬作陽極，用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。20×電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極，鐵會參加反應(yīng)?！?+1模式】題號答案解 析1D氯堿工業(yè)中陽極是Cl放電生成Cl2；電解精煉銅時陽極粗銅溶解，陰極

18、Cu2放電析出Cu，由于粗銅中含有鋅、鐵、鎳等雜質(zhì)，溶液中Cu2濃度變?。昏F片上鍍銅時，陰極應(yīng)該是鐵片，陽極是純銅。2B電極反應(yīng)式為陽極：4OH4e=2H2OO2陰極：Ni22e=Ni2H2e=H2A項正確；B項，由于C中Ni2、H不斷減少，Cl通過陰離子膜從C移向B，A中OH不斷減少，Na通過陽離子膜從A移向B，所以B中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度不斷增大，錯誤；C項，由于H的氧化性大于Ni2(低濃度)的氧化性，所以為了提高Ni的產(chǎn)率，電解過程需要控制廢水的pH；D項，若去掉陽離子膜，在陽極Cl放電生成Cl2，反應(yīng)總方程式發(fā)生改變，正確。3C在鍍件上鍍銅時，銅應(yīng)作陽極，與電源正極相連，鍍件應(yīng)作陰極，與電源負極相連。4B5C根據(jù)陰離子的移動方向，石墨為陽極，鉑為陰極，M為負極，N為正極。電極反應(yīng)式為陽極：4OH4e=2H2OO2或2H2O4e=O24H陰極：Mn22e=Mn或2H2e=H2B項正確；C項應(yīng)為2MnSO42H2O=2MnO22H2SO4；D項，若把陰離子交換膜改為陽離子交換膜，則Mn2在陽極發(fā)生Mn22e2H2O=MnO24H。6D圖中N型半導(dǎo)體為負極，P型半導(dǎo)體為正極，A項錯誤；電解質(zhì)溶液中是離子導(dǎo)電，而不是電子，B項錯誤；B極與外接電源負極相連，為電解池的陰極，放出的是氫氣，而不是氧氣，C項錯誤；陽極CO(NH2)2失電子生成N2，化合價升高6，首