李政化学高考第二轮讲义第09讲电解池基础原理详解

第九讲电解池基础原理详解

【电解池题型大全】

单液型阳极活泼——电镀、精炼、气浮絮凝、铬(VI)除杂……（金属__________）阳极惰性（C/Pt）——________离子放电、活泼金属冶炼……

含膜型氯碱工业、卤酸盐制备、酸碱制备提纯、钠碱循环、硫碘循环、稀土循环……

一、阳极活泼放电模型（Cu/Al/Fe）

1、电镀、精炼（牺牲________，保护_________）

例：铁上镀铜阴极：_________阳极：__________电解液：________粗铜精炼阴极：_________阳极：__________电解液：________练：精炼铜过程，电解较长时间后，CuSO4溶液的浓度保持不变（）

2、Cu作阳极

CuI的制备（Cu–C–KI淀粉溶液）

阴：

阳：

例：CuI是一种不溶于水的白色固体，可以由反应：2Cu2+＋4I-=2CuI↓＋I2得到。现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。下列叙述正确的是()

A．阴极区溶液呈红色，电极反应为4OH- = 2H2O＋O2↑＋4e-

B．阴极区溶液呈蓝色，阳极生成的Cu2+向阴极移动

C．阳极区有白色沉淀生成，原因是2Cu＋4I-=2CuI↓＋I2＋4e-

D．阳极区溶液呈蓝色，电极反应是2I-=I2＋2e-

练：Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如右图所示，电解总反应为：2Cu+H2O Cu2O+H2↑下列说法不正确的是A．石墨电极上产生氢气

B．铜电极发生的电极反应为：2Cu-2e-+2OH-= Cu2O+H2O

C．铜电极接直流电源的正极

D．当有0.1 mol电子转移时，有0.1 molCu2O生成

3、Al做阳极（看信息，不同pH，不同环境，结果不同）

（1）Al – C – NaHCO3

阴：

阳：

（2）阳极氧化铝工艺（Al – C – 20%H2SO4）

阴：

阳：

4、Fe做阳极

（1）电解法制备Fe(OH)2

例：某同学设计了一种用电解法制取Fe(OH)2的试验装置如图．通电后，溶液中产生白色沉淀，且较长时间内不变色，下列说法中正确的是（）

A．电源中a为正极，b为负极

B．电解池中电解液可以是NaOH溶液但不能是NaCl溶液

C．A、B两端都必须使用铁作电极

D．A电极发生的反应为：2H2O+2e-═H2↑+2OH-

（2）铬(VI)除杂【Fe – C – Cr2O72-（H+）】

原理：

方程式：阴极：

阳极：

后续反应：

（2019宜昌模拟）某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水，原理示意图如图，下列说法不正确的是（）

A．A为电源正极

B．阳极区溶液中发生的氧化还原反应为：

Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

C．阴极区附近溶液pH降低

D．若不考虑气体的溶解，当收集到H2 13.44L（标

准状况）时，有0.1mol Cr2O72-被还原

（2018•宜宾模拟）用甲醇燃料电池作电源，用铁作电极电解含Cr2O72﹣的酸性废水，最终可将Cr2O72﹣转化成Cr（OH）3沉淀而除去，装置如图。下列说法正确的是（）

A．Fe（II）为阳极

B．M电极的电极反应式为

CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣=CO32﹣+6H2O

C．电解一段时间后，在Fe（Ⅰ）极附近有沉淀析出

D．电路中每转移6 mol电子，最多有1 mol Cr2O72﹣被还原

（3）气浮絮凝法【Fe – C –污水（pH：5-6）】

方程式：阴极：

阳极：

后续反应：

例：电浮选凝聚法是工业上采用的一种处理污水方法，下图是电解污水实验装置示意图。接通直流电源后一段时间，在A电极附近有深色沉淀物沉积下来，在B 电极附近有气泡产生。气泡可将污水中的悬浮物带到水面形成浮渣层，积累到一定厚度时刮去浮渣层，即起到了浮选净化的作用。

试根据以上实验现象以及图示回答下列问题：

（1）电解池的电极A、B极性分别为______、______（填

“阴极”、“阳极”）

（2）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的________。

a．H2SO4b．BaSO4c．Na2SO4d．NaOH e．CH3CH2OH （3）电解池阳极的电极反应分别是①______________________；②4OH－- 4e－＝2H2O＋O2↑。

（4）电极反应①和②的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是

______________________________________。

二、阳极材料惰性型（离子放电）

1、离子放电的顺序（高中常识版）

阳极：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-。

阴极：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸中）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水中）>Al3+> Mg2+>Na+>Ca2+>K+

口诀：阴极_______________

阳极______________

例：电解CuSO4溶液

CuSO4

练：电解NaCl溶液

电解Na2SO4溶液

电解CuCl2溶液

例：（2017•碑林区校级模拟）如图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极．将电源接通后，向（乙）中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色．则以下说法正确的是（）

A．电源B极是正极

B．（甲）、（乙）装置的C、D、E、F电极均有单质生成，

其物质的量比为1：2：2：2

C．欲用（丙）装置给铜镀银，H应该是Ag，电镀液是AgNO3溶液

D．装置（丁）中X极附近红褐色变浅，说明氢氧化铁胶粒带负电荷