资源简介

第十一讲
电解、电镀和电化学腐蚀
适用学科
化学
适用年级
高二
适用区域
全国
本讲时长
120min
知识点
1.电解池的工作原理及电极式的书写2.电镀的原理及粗铜精炼原理3.电化学腐蚀及防护
教学目标
1.掌握电解池的工作原理2.掌握电镀及铜精炼原理3.能熟练书写出电极反应式4.从原电池原理分析金属发生电化学腐蚀的原因及危害。5.用原电池、电解池的原理采取措施，防止金属腐蚀。
教学重难点
1.电解池的工作原理2.电极反应方程式的书写
教学过程
一、复习预习
上节课我们主要学习了化学电源的工作原理，本次课我们将学习电解的工作原理
二、知识讲解
考点1
电解原理
1.装置：电解氯化铜溶液
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"G://教研中心文件/暑.秋季课程研发材料/化学暑期课程制作/4-29.TIF"
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CuCl2溶液的电解
2．实验现象和结论
实验现象
结论
电流表指针发生偏转
说明电解质溶液在导电，形成闭合回路
与负极相连的石墨棒上逐渐覆盖了一层红色固体
析出金属铜
与正极相连的碳棒一侧有刺激性气味的气体产生，湿润的KI淀粉试纸变蓝
产生了氯气
3.实验原理分析
(1)通电前，Cu2＋、H＋、Cl－以及OH－在溶液中作自由运动通电时，在电场的作用下，这些自由运动的离子改作定向运动即Cl－、OH－等阴离子趋向阳极，Cu2＋、H＋等阳离子趋向阴极。
(2)两个电极上的反应和总反应：
阳极(与电源正极相连)：2Cl－－2e－===Cl2↑。
阴极(与电源负极相连)：Cu2＋＋2e－===Cu。
总反应：CuCl2Cu＋Cl2↑。
结论：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。
电解题型中解题规律的总结
（1）电解池的电极和电极反应
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（2）电解时电极产物的判断
阳极产物的判断
①活性金属电极：金属电极失电子，被溶解，生成对应金属阳离子。
②惰性电极(Pt、Au、C)：阴离子失电子，生成对应非金属单质。
阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F－。
阴极产物的判断
与电极材料无关，直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。
考点2
氯碱工业
1．电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气
（1）装置
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"G://教研中心文件/暑.秋季课程研发材料/化学暑期课程制作/4-43.TIF"
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(2)原理
阳极(C)：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应)
阴极(Fe)：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应)
总反应：2NaCl＋2H2O
2NaOH+
Cl2↑＋H2↑
(3)现象：阴极：有无色气泡产生，电解前若向溶液中滴入酚酞，阴极区溶液变红；阳极有黄绿色气体生成，该气体可使湿润的淀粉KI试纸变蓝。
考点3
粗铜精炼
（1）装置
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"G://教研中心文件/暑.秋季课程研发材料/化学暑期课程制作/4-45.TIF"
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(2)原理：(以电解精炼铜为例)
阳极(粗铜)：Cu－2e－===Cu2＋(主要反应)
阴极(精铜)：Cu2＋＋2e－===Cu
(3)特点：阳极粗铜中的铜(以及比铜活泼的锌、铁、镍等)被氧化，阴极Cu2＋被还原；其他Zn2＋、Fe2＋留在溶液中，而比铜活泼性弱的银、金等金属沉积在阳极下面，形成阳极泥。电解质溶液的浓度会逐渐减小。
考点4
电镀
（1）装置
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"G://教研中心文件/暑.秋季课程研发材料/化学暑期课程制作/4-44.TIF"
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(2)原理(以金属制品上镀银为例)
阴极：Ag＋＋e－===Ag
阳极：Ag－e－===Ag＋
(3)特点：一多、一少、一不变。一多指阴极上有镀层金属沉积，一少指阳极上有镀层金属溶解；一不变指电镀液浓度不变。
要求：体现出知识点和考点之间的关系或本知识点的易错点
考点5
金属的腐蚀及防护
1.金属的腐蚀
金属的腐蚀
概念
金属腐蚀是指金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象
特征
金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面会发生变化
本质
金属腐蚀的本质是金属失去电子变成阳离子，发生氧化反应
类型
化学腐蚀
金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀
电化学腐蚀
不纯的金属与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化的腐蚀。电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，危害更大
2.电化学腐蚀
(1)析氢腐蚀含义：金属表面的电解质溶液酸性较强。腐蚀
过程有H2放出电极反应负极：Fe－2e－===Fe2＋正极：2H＋＋2e－===H2↑总反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(2)吸氧腐蚀含义：钢铁表面吸附的水膜，酸性很弱或呈中性、碱性时，氧气参加电极反应电极
反应负极：2Fe－4e－===2Fe2＋正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－总反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
金属防锈的方法
（1）.牺牲阳极的阴极保护法
应用原电池原理，让被保护金属作正极，另找一种活泼性较强的金属作负极。
例如轮船的船底要镶锌块，并定期更换
（2）．外加电流的阴极保护法
利用电解池原理，把被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作为辅助阳极，两者在电解质溶液里，接外加直流电源。
（3）其它：如刷漆、搪瓷、制成不锈钢等
三、例题精析
【例题1】现用Pt电极电解1
L浓度均为0.1
mol/L的HCl、CuSO4的混合溶液，装置如图，下列说法正确的是
(　　)
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A．电解开始时阴极有H2放出
B．电解开始时阳极上发生：Cu2＋＋2e－===Cu
C．当电路中通过电子的量超过0.1
mol时，此时阴极放电的离子发生了变化
D．整个电解过程中，SO不参与电极反应
【答案】D
【解析】方法点拨：判断电解池中的产物步骤：1．对于电解池，首先要考虑阳极材料，若为惰性电极，溶液中的阴离子被氧化；若为金属电极，则被氧化的是电极本身。过于活泼的金属不能作电极材料(K、Na)。2．若溶液中的阴、阳离子有多种，则根据离子放电顺序判定什么离子先放电，什么离子后放电，并写出电极方程式。3．注意根据电子流向和电流流向判断电极是相反的。
　依据放电顺序阴极先放电的是Cu2＋，故阴极开始析出的是Cu，阳极先放电的是Cl－，故阳极开始产生的是Cl2。故A、B错；由阴极反应Cu2＋＋2e－===Cu，n(Cu2＋)＝0.1
mol，当电路中通过电子的量达到0.2
mol时，此时Cu2＋消耗完毕，阴极放电离子变为H＋，所以C错；阳极先是Cl－放电，当Cl－消耗完毕，此时H2O电离产生的OH－开始在阳极放电，SO不参与电极反应。
【例题2】在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是(　　)
A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子
B．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子
C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子
D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子
【答案】　A
【解析】本题考查的是电镀的原理。电镀原理是镀层作阳极、镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液。故正确答案为A。
【例题3】钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。
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(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为：
正极：__________________________________，
负极：___________________________________。
(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用甲图所示的方案，其中焊接在闸门上的固体材料R可以采用________。
A．铜　　　
　B．钠　　
　　C．锌　　
　　D．石墨
(3)乙图所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的________极。
【答案】　(1)O2＋2H2O＋4e－===4OH－
2Fe－4e－===2Fe2＋
(2)C　(3)负
【解析】　(1)发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失去电子，正极上O2得到电子。(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌，就可由锌失去电子，锌被溶解，而铁被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。(3)属于外加电流的阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接在电源的负极。
【例题4】用惰性电极进行电解，下列说法正确的是(　　)
A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变
B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小
C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2
D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
【答案】　D
【解析】　解题思路
:电解产物判断：1．用惰性电极电解电解质水溶液时，首先要全面分析电解质溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组，然后排出阴、阳离子的放电顺序，写出两极上的电极反应式。2．根据两极的电极反应式写出反应的总离子方程式时，要注意：若参与电极反应的H＋(或OH－)是由水电离出来的，应用水的分子式表示。3．若阴极为H＋放电，则阴极区c(OH－)增大；若阳极区OH－放电，则阳极区c(H＋)增大；若阴、阳极同时有H＋、OH－放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大(饱和溶液例外)。电解稀硫酸实质上是电解水，c(H＋)增大，溶液pH减小，A项错误；电解稀氢氧化钠溶液，实质上也是电解水，c(OH－)增大，溶液pH增大，B项错误；电解硫酸钠溶液，在阴析上生成H2，阳极上生成O2，根据电子转移计算其物质的量之比为2∶1，C项错误。D项正确。
四、课堂运用
【基础】
1.关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是(　　)
A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
【答案】　B
【解析】　电解食盐水时发生的反应为：
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
阴极：2H＋＋2e－===H2↑
总反应：2NaCl＋2H2O电解,2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
对照分析选项，A错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后发生反应：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，溶液呈棕色，B正确；阴极附近产生大量的OH－，滴加酚酞后变红色，C错误；电解后生成NaOH，溶液呈碱性，D错误。
2.下列有关用惰性电极电解AgNO3溶液一段时间后的说法正确的是(　　)
A．电解过程中阴极质量不断增加
B．电解过程中溶液的pH不断升高
C．此时向溶液中加入适量的Ag2O固体不能使溶液恢复至电解前的状况
D．电解后两极产生的气体体积比为2∶1
【答案】　A
【解析】　用惰性电极电解AgNO3溶液，总的电解反应式为：4AgNO3＋2H2O电解,4Ag＋O2↑＋4HNO3，则阴极上析出银，阳极上放出氧气，A项正确，D项错误；由于生成HNO3，溶液的pH应不断降低，B项错误；要使溶液恢复到电解前的状况要看加入的物质在溶液中的反应：2Ag2O＋4HNO3===4AgNO3＋2H2O，得到的物质恰好是反应掉的物质，可使溶液恢复至电解前的状况，C项错误；故选A。
3.下列关于电解池的叙述中正确的是(　　)
A．电解池中的闭合回路仅是由电子的定向移动形成的
B．金属导线中电子从电源的负极流向电解池的阳极，从电解池的阴极流向电源的正极
C．在电解质溶液中，阴离子向阴极运动，阳离子向阳极运动
D．相同时间内，阳离子在阴极上得到的电子与阴离子在阳极上失去的电子数相等
【答案】　D
【解析】　在电解池中，外电路上是靠电子的定向移动形成电流，而电解质溶液中是靠阴、阳离子的定向移动而形成电流，因此A项错误；在电解池中，电子由电源的负极流向电解池的阴极，由电解池的阳极流向电源的正极，因此B项错误；在电解质溶液中，阴离子向着阳极移动，阳离子向着阴极移动，因此C项错误。
4．下列说法错误的是(　　)
A．电解质的导电过程是化学变化，而金属的导电是物理变化
B．电解质溶液导电的过程，就是电解质被电解的过程
C．电解质在任何条件下均可以导电
D．电解质溶液导电过程中一定有新物质生成
【答案】　C
【解析】　电解质导电的过程就是被电解的过程，在电解过程中发生氧化还原反应，一定有新物质生成，所以是化学变化；而金属导电是靠自由电子的定向移动，无新物质生成，是物理变化，故A、B、D项正确。电解质要导电只有在电离的条件下，存在自由移动的离子时才能导电，所以C项错误。
【巩固】
1.下列描述中，不符合生产实际的是(　　)
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
【答案】　A
【解析】　A错，用C作阳极；B正确，粗Cu作阳极，纯铜作阴极；C正确，用涂镍碳钢网作阴极；D正确，镀件作阴极，Zn作阳极，选A。
2．下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是(　　)
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【答案】　D
【解析】　电解饱和食盐水时，阴极生成H2，收集时试管口向下；阳极生成Cl2，通入淀粉碘化钾溶液时，溶液变蓝色。电子从直流电源流向电解池阴极，故正确的选项是D。
3．某学生欲完成2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑反应，设计了下列四个实验，你认为可行的实验是(　　)
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【答案】　C
【解析】　反应不能自发进行，应设计成电解池，金属银失电子作阳极与电源的正极相连。
4．如图各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为(　　)
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A．②①③④　　　　　　
B．④③①②
C．④②①③
D．③②④①
【答案】　C
【解析】　①中Fe放置在海水中，形成了无数微小原电池，发生电化学腐蚀。②③④均构成了原电池。②中Fe的活泼性强于Sn，Fe作负极发生了电化学腐蚀；③中Zn的活泼性比Fe强，Zn作负极被腐蚀，而Fe被保护；④中Fe的活泼性远远强于Cu，所以Fe作负极被腐蚀，并且②中形成的电流弱于④中电流，所以④中Fe比②腐蚀得快，①比②腐蚀得慢。因此Fe被腐蚀由快到慢的顺序为④②①③。
5．以下现象与电化学腐蚀无关的是(　　)
A．镀锡铁器比镀锌铁器表面破损时更易被腐蚀
B．纯铁不容易生锈
C．镶有相邻的银牙和金牙容易引起头痛
D．输送氯气的钢管易被氯气腐蚀
【答案】　D
【解析】　A项中镀锡铁器表面破损时形成原电池，Fe作负极，易被腐蚀，而镀锌铁器表面破损时形成原电池，Fe作正极，被保护。B项中纯铁不能形成原电池，所以不容易被腐蚀。C项中相邻的银牙和金牙容易形成原电池产生电流，使人头痛恶心。D项中铁和Cl2直接发生反应，为化学腐蚀，与电化学腐蚀无关。
【拔高】
1.根据如图所示装置回答：
(1)当X为Pt，Y为Fe，Z为AgNO3时，阳极反应式为___________，阴极反应式为__________，
电解反应式为_______________________。
(2)X为Cu，Y为Fe，Z为CuSO4时，阳极反应式为____________，阴极反应式为_______________________。
【答案】　
(1)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　
4Ag＋＋4e－===4Ag　
2H2O＋4AgNO34Ag＋O2↑＋4HNO3
(2)Cu－2e－===Cu2＋　Cu2＋＋2e－===Cu
【解析】　电解池中与电源正极相连的是阳极(X)与电源负极相连的是负极(Y)。根据电极反应式书写规则写出方程式。
2.钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是
(　　)
A．2H＋＋2e－===H2↑
B．Fe2＋＋2e－===Fe
C．2H2O＋O2＋4e－===4OH－
D．Fe3＋＋e－===Fe2＋
【答案】　C
【解析】　钢铁发生吸氧腐蚀，正极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－。
3．下列有关金属的保护方法的说法中正确的是(　　)
A．常使用的快餐杯表面有一层搪瓷，若搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用
B．白铁(镀锌铁)镀层破损后，铁皮的腐蚀速率很慢
C．轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阴极的阳极保护法
D．钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青，这是钢铁的电化学保护法
【答案】B
【解析】　A项中涂层破损后，铁直接暴露在空气中，因而搪瓷层不能对破损部分进行保护；B项中镀层破损后由于锌的金属性比铁强，和铁构成原电池，锌作负极，保护铁不被腐蚀；C选项应是牺牲阳极的阴极保护法；D项中应是用沥青作涂层的涂层保护法。
4．按照下图接通线路，反应一段时间后，回答下列问题(假设所提供的电能可以保证电解反应的顺利进行)：
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(1)U形管内可观察到________，写出有关反应的化学方程________________________。
(2)在小烧杯a、b中分别有什么现象产生？________________________________。
(3)如果小烧杯中有0.508
g碘析出，那么烧杯c中负极的质量减轻________g。
【答案】(1)两极上均有气泡产生，U形管右边酚酞溶液变红；2KCl＋2H2O2KOH＋H2↑＋Cl2↑
(2)a烧杯中溶液变为蓝色，b烧杯中有无色气泡产生
(3)0.13
【解析】　图中左图是原电池，锌为负极，铂为正极，所以U形管的左边电极为电解池的
阳极，右边电极为阴极，电解KCl溶液：2KCl＋2H2O,2KOH＋H2↑＋Cl2↑，左边产生氯气，使淀粉KI溶液变蓝，U形管右边酚酞溶液变红，0.508
g碘为0.002
mol，所以烧杯中减少的锌的物质的量为0.002
mol，质量为0.13
g。
课程小结
本节课通过具体装置展示和讲解相结合的方法学习了电化学中的电解、电镀和粗铜精炼，能够有利于将抽象的知识点具体化，有利于学生的接受。
课后作业
【基础】
1.pH＝a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极，通直流电一段时间后，溶液的pH>a，则该电解质可能是(　　)
A．NaOH　　
B．H2SO4　　
C．AgNO3　　
D．Na2SO4
【答案】　A
【解析】　由阴、阳离子的放电顺序可知，电解NaOH、H2SO4、Na2SO4溶液的实质都是电解水，电解质溶液的浓度都增大，故NaOH溶液的pH增大，H2SO4溶液的pH减小，Na2SO4溶液的pH不变；AgNO3的电解方程式为：4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3，故溶液的pH减小。
2.下图中，铁腐蚀由快到慢的顺序为(电解质溶液为水)________。
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【答案】　⑤>④>①>②>③>⑥
【解析】　①中由于水中溶解了氧气，铁与杂质碳会形成原电池，发生电化学腐蚀；②中铁在油中，氧气难以溶解，无电解质溶液，不能形成原电池；③、④都形成原电池，但③中铁为正极，受到保护；④中铁为负极，被氧化；⑤、⑥都形成了电解池；⑤中铁与电源的正极相连，作阳极，氧化速率加快；⑥中铁与电源的负极相连，作阴极，受到保护。所以铁腐蚀由快到慢的顺序为⑤>④>①>②>③>⑥。
3．下列说法不正确的是(　　)
A．不能自发进行的氧化还原反应，一般可以通过电解实现
B．电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化
C．电解池和原电池中均发生氧化还原反应
D．电解、电离、原电池均需要通电
【答案】　D
【解析】　电离不需要通电，而是在溶于水或熔化状态下发生的。
4．能用电解原理说明的问题是(　　)
①电解是把电能转变成化学能　②电解是把化学能转变成电能　③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化　④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现　⑤任何溶液被电解时，必须导致氧化还原反应的发生
A．①②③④　　
　B．②③⑤
C．③④
D．①③④⑤
【答案】　D
【解析】　本题主要考查了电解原理。从能量转化的角度看，电解是把电能转变成化学能的过程，故①对、②错；电解质溶液的导电过程，必将伴随着两个电极上氧化还原反应的发生，同时生成新的物质，故③、⑤对；某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解供给电能可以实现，故④对。所以①③④⑤选项都符合题意。故正确答案为D。
【巩固】
1.潜艇的金属外壳浸在海水中，在海水和空气的作用下会被腐蚀。
(1)若海水呈中性，一艘钢制外壳的潜艇在海水中发生腐蚀的电极反应式为：
正极：__________________________________，
负极：__________________________________。
(2)为有效地保护潜艇，下列措施中最好的是________。
A．采用纯铁制造潜艇外壳
B．采用耐腐蚀的合金制造潜艇外壳
C．在潜艇外壳上涂一层油
D．在潜艇外壳上装一定数量的锌块
【答案】　(1)O2＋2H2O＋4e－===4OH－
2Fe－4e－===2Fe2＋
(2)B
【解析】　金属防护的方法很多，可以采取以下措施进行。(1)改变金属的内部组织结构。合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。如不锈钢。(2)在金属表面覆盖保护层。常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。(3)电化学保护法：①外加电源的阴极保护法：接上外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极。②牺牲阳极的阴极保护法：外加负极材料，构成原电池，被保护的金属作正极。
2.火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金和银等)，其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时(　　)
A．粗铜接电源负极
B．纯铜做阴极
C．杂质都将以单质形式沉积到池底
D．纯铜片增重2.56
g，电路中通过电子为0.04
mol
【答案】　B
【解析】电解精炼时，粗铜接电源正极，纯铜做阴极；活动性Zn＞Cu，Zn－2e－===Zn2＋；纯铜片增重2.56
g，即0.04
mol，电路中通过的电子应为0.08
mol。
3．如下图所示，下列有关实验现象的描述正确的是(　　)
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"G://教研中心文件/暑.秋季课程研发材料/化学暑期课程制作/4-50.TIF"
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a电极
b电极
X溶液
实验现象
A
石墨
石墨
CuCl2
a电极质量增加，b电极放出无色气体
B
Fe
石墨
KNO3
a电极质量增加，b电极放出无色气体
C
Fe
Cu
CuSO4
a电极质量增加，b电极质量减少
D
石墨
石墨
HCl
a电极放出无色气体，b电极放出无色气体
【答案】　C
【解析】　这是一个电解装置，其中A、D选项中是惰性电极，且电解液都含有氯离子，所以b电极应该放出黄绿色的气体(氯气)；B选项中的a电极质量不变；C选项中所组成的电解池相当于电镀池，其中b电极的铜溶解，质量减少，而a电极上析出铜，质量增加。
4．下列关于铜电极的叙述中，正确的是(　　)
A．铜锌原电池中铜是正极
B．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极
C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阴极
D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
【答案】　A
【解析】　本题主要考查了原电池、电解池的区别。A叙述的是原电池，铜不如锌活泼，铜应为正极。B、C、D叙述的是电解池。电解池的阳极发生失去电子的氧化反应，阴极发生得到电子的还原反应，所以精炼粗铜时，粗铜应作为阳极，镀铜时铜也应作为阳极以提供Cu2＋，而电解稀硫酸时，如把铜作为阳极，铜就会首先放电，阳极就不能产生氧气。故选A。
5．把两个惰性电极插入500
mL的AgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积可以忽略)，电极上析出银的质量大约是(　　)
A．27
mg　　　　　　
　　B．54
mg
C．108
mg
D．216
mg
【答案】　B
【解析】　本题考查的是有关电解反应的计算。首先应弄清楚两极的反应。阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O；阴极没有氢气析出，则阴极反应为：Ag＋＋e－===Ag。OH－的消耗导致了H＋的增加，增加量为1×10－3
mol/L×0.5
L＝5×10－4
mol，即转移电子数5×10－4mol，析出银的质量为5×10－4
mol×108
g/mol＝0.054
g＝54
mg。
【拔高】
1.金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，用电解法制备高纯度的镍，下列叙述中正确的是(　　)
A．阳极发生还原反应，其电极反应式为：Ni2＋＋2e－===Ni
B．电解过程中，阳极质量减少与阴极质量增加相等
C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
【答案】　D
【解析】　本题为课本中“电解精炼铜”的迁移应用，A项阳极应发生氧化反应。C项溶液中的阳离子主要为Ni2＋，根据金属原子的还原性和金属阳离子的氧化顺序，阳极反应为Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Ni－2e－===Ni2＋，Cu、Pt在该条件下不失电子，阴极反应为Ni2＋＋2e－===Ni，Fe2＋、Zn2＋在该条件下不得电子。比较两电极反应，因Zn、Fe、Ni的相对原子质量不等，当两极通过相同的电量时，阳极减少的质量与阴极增加的质量不等。
2.课题式研究性学习是培养学生创造性思维的良好方法，某研究性学习小组将下列装置如图连接，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴人酚酞试液，在F极附近显红色。
试回答下列问题：
(1)电源A极的名称是____________________________________________。
(2)甲装置中电解反应的总化学方程式：___________________________________。
(3)如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是________。
(4)欲用丙装置给铜镀银，G应该是________(填“铜”或“银”)，电镀液的主要成分是______(填化学式)。
(5)装置丁中的现象是_______________________________________________。
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　甲　　　　乙　　　　　丙　　　　丁
【答案】　(1)正极
(2)2CuSO4＋2H2O通电,2Cu＋O2↑＋2H2SO4
(3)1∶1　(4)银　AgNO3　(5)Y极附近红褐色变深
【解析】　(1)这是一个串联电解装置，乙中F极出现红色，说明在F极放出H2，生成NaOH，F为阴极，B为负极，A为正极。
(2)甲池电解CuSO4溶液：2CuSO4＋2H2O通电,2Cu＋O2↑＋2H2SO4。
(3)乙池电解NaCl溶液：2NaCl＋2H2O通电,2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，V(Cl2)∶V(H2)＝1∶1。
(4)给铜镀银，银应为阳极，铜为阴极，G为银，电镀液为AgNO3溶液。
(5)丁装置是胶体的电泳，Fe(OH)3胶体胶粒带正电荷，通电后向阴极移动，阴极区颜色变深。
3．铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：
(1)工业冶炼铝的化学方程式是______________________________。
(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是_______________________________。
(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。
电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。
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①该电解槽的阳极反应式是__________________________________________。
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因_____________________________。
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口________(填写“A”或“B”)导出。
【答案】　(1)2Al2O34Al＋3O2↑
(2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(3)①4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
②H＋放电，促进水的电离，OH－浓度增大
③B
【解析】　离子交换膜法电解提纯KOH时，阳极反应为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极反应为：4H2O＋4e－===4OH－＋2H2↑。电解过程中阳极附近的K＋通过阳离子交换膜向阴极移动，含氧酸根离子不能通过离子交换膜。一段时间后，阴极附近K＋、OH－浓度变大，从B处(阴极区)得到溶液，蒸发结晶后可得较纯净的KOH。

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