2.电解池工作原理

学习目标：了解氯碱工业的电解原理、铜的电解精炼原理、电镀原理以及活泼金属的工业冶炼方法
三、电解原理的应用
1、电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气
2、铜的电解精炼：（粗铜中含Fe 、Zn 、Ni 、Ag 、Pt 、Au 等杂质金属）下图为电解法精炼铜的装置， 其中阳极材料为 _____，阴极材料为 _，电解质溶液为 。

（并标在图上） 阳极发生的主要反应为： __________________
阴极发生的主要反应为: _______________
（杂质Fe 、Zn 、Ni 也发生电极反应：由于Pt 、Ag 、Au 的金属性比Cu 弱且量又少，
这三种金属不反应，以单质的形式沉积在底部，得到__________）。

电解精炼过程中Cu 2+
浓度 （填“增大”或“减小”或“不变”，下同）。

阳极质量_________阴极质量__________，阳极质量变化比阴极质量变化_________________（填“大”或“小”或“相等”或“无法比较”），精炼时，阳极材料为_________,阴极材料为___________
3、电镀：利用如下材料：铁制品、铜片、CuSO 4溶液、导线、直流电源，在铁钉表面镀上一层铜。

其中阳极材料为 ___，阴极材料为 _，电解质溶液为 。

（并标在图
上）阳极反应： __________阴极反应: ___
电镀过程中Cu 2+浓度 （填“增大”或“减小” 或“不变”，下同）。

阳极质量_________阴极质量_________，阳极质量变化比阴极质量变化_____________（填
“大”或“小”或“相同” 或“无法比较”），电镀时，镀件金属作______极，镀层金属
作______极
4、 电冶金: 对于 __、 、 这样活泼的金属，工业上用电解法冶炼。

分别写出其电极反应式和电池总反应。

高 二 化 学 导 学 案
电解练习
1、许多金属都可以通过电解的方法达到精炼的目的。

下列有关该方法的叙述中，正确的是( )
A.含杂质的粗金属做阳极，与直流电源的正极相连
B.阴极只要是一种导体即可，与精炼过程无关
C.电解质溶液中除了含有精炼的金属的阳离子之外，绝对不能含有其他金属阳离子
D.在精炼过程中，电解质溶液的成分不发生任何变化
2、铝及铝合金经过阳极氧化，铝表面能生成几十微米厚的氧化铝膜。

某研究性学习小组
模拟工业法对铝片表面进行氧化处理。

分别以铅片、铝片为电极，以硫酸溶液为电解液，
按照如图所示装置连接电解池装置，电解40 min后取出铝片，用水冲洗，放在水蒸气中
封闭处理20～30 min，即可得到更加致密的氧化膜。

下列有关说法正确的是( )
A．电解时电子从电源负极→导线→铝极，铅极→导线→电源正极
B．在电解过程中，H＋向阳极移动，SO42－向阴极移动
C．电解过程阳极周围溶液的pH下降
D．电解的总反应为2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑
3、(2011·北京理综，26节选)氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如
下图所示。

(1)溶液A的溶质是________。

(2)电解饱和食盐水的离子方程式是______________________。

4、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。

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。

5. 全国卷新课标版I次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性，
回答下列问题：
(4)H3PO2 也可用电渗析法制备。

“四室电渗析法”工作原理如图所
示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：
①写出阳极的电极反应式__________________________。

②分析产品室可得到 H3PO2 的原因__________________________。

③早期采用“三室电渗析法”制备 H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极
室的稀硫酸用 H3PO2 稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。

其缺点是产品中混有杂质。

该杂质产生的原因是：__________________。

6（2013浙江高考）电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。

在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。

已知:3I2+6OH—==IO3—+5I—+3H2O,下
列说法不正确的是（）
A．右侧发生的电极方程式：2H2O+2e—==H2↑+2OH—B．电解结束时，右侧溶液中含有IO3—
C．电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2O======KIO3+3H2↑
D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变
7．（2013重庆）化学在环境保护中起着十分重要的作用。

催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。

（2）电化学降解NO3－的原理如题11图所示。

①电源正极为_________（填“A”或“B”），阴极反应式为_____________________________。

②若电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差（∆m左-∆m右）为_________g。

8．（2013山东高考）如下图所示为电解精炼银的示意图，（填a或b）
极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成
该气体的电极反应式为 _________________________________。

9、（2010山东高考）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。

以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为______________________________________
10、（2014潍坊一模）可通过电解法使吸收液再生而循环利用(电极均
为石墨电极)，并生成化工原料硫酸。

其工作示意图见下图。

试写出生
成硫酸的电极反应 ___________________。

11、（2014淄博一模）工业上以石墨为电极电解酸化的MnSO4溶液生产
MnO2．阳极的电极反应式为______________________________。