高中化学 每日一题 电解精炼铜 新人教版
4.2电解池练习2023-2024学年上学期高二化学人教版选择性必修1(1)
4.2电解池同步练习20232024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1一、单选题1．电解精炼铜时，纯铜做____，粗铜做_____A．阳极阳极B．阴极阴极C．阳极阴极D．阴极阳极2．下列说法正确的是A．原电池的正极和电解池的阳极均发生失去电子的氧化反应B．盐桥可以把负极区的阳离子转移到正极区，把正极区的阴离子转移到负极区C．电镀池中电解液必须含镀层金属阳离子，且电镀时浓度保持不变D．电解精炼铜时，阳极为粗铜，阴极为纯铜，电解液中c(Cu2+)保持不变3．下列装置或过程能实现化学能转化为电能的是A．图1碱性锌锰干电池B．图2冶炼金属钠C．图3太阳能电池D．图4天然气燃烧4．下列说法正确的是A．原电池的两电极一定是活性不同的金属B．铁片上镀铜时，镀层金属可由电解液提供C．电解精炼铜时，电解质溶液的浓度不变D．燃料电池能将化学能全部转化为电能5．1800年意大利科学家伏打发明了世界上第一个发电器——伏打电堆，开创了电学发展的新时代。
目前最先进电池之一的“比亚迪刀片电池”在结构上仍能看到伏打电堆的影子。
下列说法不正确的是A ．放电过程中，电流从b 极经过导线流向a 极B ．电池单元组越多电压越大C ．食盐水中Cl -发生电极反应：22Cl 2e Cl ---=↑D ．放电过程中，Na +从Zn 片移向Cu 片6．以一氯代乙酸钠()2ClCH COONa 溶液为原料，用阳离子交换膜电解槽可制备1，2-二氯乙烷()22ClCH CH Cl ，且有2CO 生成，装置如图所示。
下列有关说法不正确．．．的是A ．电解过程中阴极区溶液的碱性减弱B ．若选用阴离子交换膜，可能产生副产物乙二醇C ．阳极的电极反应式为：22222ClCH COO 2e ClCH CH Cl 2CO ---=+↑D ．a 处应加入2ClCH COONa 溶液，为增强导电性c 处可加入稀NaOH 溶液 7．下列叙述正确的是A ．电镀时，通常把待镀的金属制品作阳极B ．氯碱工业是电解熔融的NaCl ，在阳极能得到Cl 2C ．氢氧燃料电池(酸性电解质)中O 2通入正极，电极反应为：O 2+4H ++4e=2H 2OD ．图中电子由Zn 极经导线流向Cu ，盐桥中的阴离子移向CuSO 4溶液 8．下列关于电解饱和食盐水的说法不正确的是（ ） A ．电解过程中Na +数目不断减少 B ．电解过程中能产生黄绿色气体C ．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，然后滴加酚酞，溶液呈红色D ．用排水法可以收集到较纯净的氢气9．电化学在生产中有广泛的应用。
铜的电解精炼
铜的电解精炼火法精炼产出的精铜品位一般为99.2% ～99.7%，另外还含有0.3% ～0.8%的杂质。
电解精炼的目的就是进一步脱除火法精炼难以除去的、对铜的导电性能和机械性能有损害的杂质，将铜的品位提高到99.95%以上，并且回收火法精炼铜中的有价元素，特别是贵，金属、铂族金属和稀散金属。
铜的电解精炼是将火法精炼铜铸成阳极板，以电解产出的薄铜片（始极片）作为阴极，二者相间地装入盛有电解液（硫酸铜与硫酸的水溶液）的电解槽中，在直流电的作用下，阳极铜进行电化学溶解，阴极上进行纯铜的沉积。
由于化学性质的差异，贵金属和部分杂质进人阳极泥，大部分杂质则以离子形态保留在电解液中，从而实现了铜与杂质的分离。
铜电解所处理的阳极成分（％）一般为：Cu 99.2～99.7，Ni0. 09～0.15，As 0. 02～0.05，Sb 0. 018～0.3，Ag 0. 058～0.1，Au 0. 003～0.007，Bi 0. 0026，Se 0. 017～0.025。
产品一号铜的成分要求（％）：Cu＋Ag不小于99.95；Bi和P不大于0.001；As、Sb、Sn、Ni不大于0.002；Pb和Zn不大于0.003；硫不大于0.004。
铜电解精炼的原理如下：阳极反应：Cu－2e ==Cu2+EΘCu/Cu2＋＝0. 34VMe－2e ==Me 2+EΘ2＋＜0. 34VMe/MeH2O－2e==2H＋＋1/2O2 EΘH2O/O2＝1.229VSO42――2e ==SO3＋1/2O2 EΘSO42－/O2＝2.42V式中Me代表Fe、Ni、Pb、As、Sb等比Cu更负电性的金属，它们从阳极上溶解进入溶液。
H2O和SO42－失去电子的反应由于其电位比铜正，故在正常情况下不会发生。
贵金属的电位更正，不溶解，而进入阳极泥。
阴极反应：Cu2＋＋2e ==Cu EΘCu/Cu2＋＜0. 34V2H＋＋2e==H2EΘH＋/H2＝0. 0VMe2＋＋2e ==Me EΘSO42－/O2＞0. 34V在这些反应中，具有标准电位比铜正、浓度高的金属离子才可能在阴极上被还原，但它们在阳极不溶解，因此只有铜离子还原是阴极的主要反应。
2022版新教材化学人教版选择性必修第一册基础训练-4.2-课时2-电解原理的应用-含答案
课时评价作业基础达标练1.关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是( )A.都用粗铜作阳极、纯铜作阴极B.电解质溶液的成分都保持不变C.阳极反应都只有Cu−2 e−=Cu2+D.阴极反应都只有Cu2++2 e−=Cu答案：D解析：A项，电镀时镀件作阴极；B项，电解精炼铜时电解质溶液成分会发生改变；C项，电解精炼铜时，杂质若有比铜活泼的金属如锌，则还会发生反应：Zn−2 e−=Zn2+。
2.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：电解池的阳极发生失电子的氧化反应、阴极发生得电子的还原反应。
电解熔融的Al2O3制Al时，若用Fe作阳极，会发生反应Fe−2 e−=Fe2+,Fe2+移动到阴极上发生反应Fe2++ 2 e−=Fe，使得到的Al不纯。
3.（2021北京海淀高二期末）采用电化学方法使Fe2+与H2O2反应，可生成非常活泼的⋅OH （羟基自由基）中间体，用于降解废水中的有机污染物，原理如下图所示。
下列说法不正确的是( )A.X电极上发生的电极反应为2 H2O−4 e−=O2↑+4 H+B.可将X电极上产生的O2收集起来，输送到Y电极继续使用C.根据装置推测，Y电极是阳极，⋅OH在该电极侧产生D.起始时，在Y电极附近加入适量Fe2+或Fe3+，均能让装置正常工作答案：C解析：据题图可知，Y电极上Fe3+得电子转化为Fe2+,O2得电子结合H+生成H2O2,均发生还原反应，所以Y电极为阴极，X电极上H2O失电子生成O2,发生氧化反应，为阳极。
该装置工作时Fe2+与Fe3+可以循环转化。
4.将两个惰性电极插入500 mL的AgNO3溶液中，通入直流电电解。
当电解质溶液的pH从6.0变为3.0时（设电解时阴极没有氢气析出，且电解质溶液在电解前后体积变化可以忽略），电极上析出银的质量大约是( )A.27mgB.54mgC.108mgD.216mg答案：B解析：由题意知，电解AgNO3溶液时，阳极生成O2和HNO3，阴极生成Ag,n(H+)=cV= 10−3mol⋅L−1×0.5 L=5×10−4mol，若设生成Ag的物质的量为x，则Ag∼H+1 mol1 molx5×10−4molx=5×10−4mol,m(Ag)=5×10−4mol×108 g⋅mol−1=0.054g=54mg。
高中化学(新人教版)选择性必修一课后习题：电解原理的应用(课后习题)【含答案及解析】
电解原理的应用课后篇素养形成必备知识基础练1.某同学设计如图所示装置,探究氯碱工业原理,下列说法正确的是()A.石墨电极与直流电源负极相连B.用湿润淀粉KI试纸在铜电极附近检验气体,试纸变蓝色C.氢氧化钠在石墨电极附近产生,Na+向石墨电极迁移D.铜电极的反应式为2H++2e-H2↑2.关于电镀铜和电解精炼铜,下列说法正确的是()A.都用粗铜作阳极、纯铜作阴极B.电解液的成分都保持不变C.阳极反应都只有Cu-2e-Cu2+D.阴极反应都只有Cu2++2e-Cu解析A项,电镀时镀件作阴极;B项,电解精炼铜时电解液成分改变;C项,电解精炼铜时,杂质若有比铜活泼的金属Zn等,则还会发生Zn-2e-Zn2+等反应。
3.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。
通电时,为使Cl2被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图的装置,则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是()A.a为正极,b为负极;消毒液主要成分为NaClO和NaClB.a为负极,b为正极;消毒液主要成分为NaClO和NaClC.a为阳极,b为阴极;消毒液主要成分为HClO和NaClD.a为阴极,b为阳极;消毒液主要成分为HClO和NaCl解析制取消毒液的有关反应有2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,因阳极生成Cl2,阴极生成NaOH,为使二者充分反应,Cl2应在下端产生,从而推知电源b为正极,a为负极,消毒液的主要成分是NaClO和NaCl。
4.某同学欲在铜钥匙上镀锌,有关说法正确的是()A.用铜钥匙作阳极,石墨棒作阴极,CuSO4溶液做电解质溶液B.Zn与铜钥匙用导线相连插入ZnSO4溶液中C.Zn作阳极,铜钥匙作阴极,ZnSO4溶液作电镀液电解D.在电镀过程中溶液中的Zn2+浓度减小,Cu2+浓度增大,需作阳极,铜钥匙为镀件,需作阴极,含有镀层金属离子的溶液作电解液。
高中化学 电解精炼铜
电解精炼铜高考频度：★★★★☆难易程度：★★★☆☆典例在线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－===NiB．电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等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【参考答案】D【试题解析】本题为“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。
解题必备1．电解精炼铜的原理是粗铜中比铜活泼的金属Zn、Fe等失去电子，产生的阳离子残留在溶液中，不比铜活泼的金属Ag、Au等以金属单质的形式沉积在电解池的底部，形成阳极泥，粗铜中的铜在阴极上析出。
2．装置学霸推荐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2．某同学设计一个燃料电池(如下图所示)，目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。
根据要求回答相关问题：（1）通入氢气的电极为________(填“正极”或“负极”)，负极的电极反应式为____________________。
（2）石墨电极为________(填“阳极”或“阴极”)，反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液，________(填“铁极”或“石墨极”)区的溶液先变红。
电解精炼工(高级)试题
电解精炼工(理论 A)一、填空题(33 分)1.铜是一种玫瑰红色、柔软且有良好 延展 性能的金属。
2.铜是 电和热 的良导体，仅次于银。
3.金属铜在含有 CO 2 的潮湿空气中，铜表面生成一层薄得 碱式碳 酸铜 俗称铜绿。
4. 电解精炼的目的是将含铜量提高到 99.95％ 以上。
5.铜电解液是由 硫酸铜 与 硫酸 水溶液组成。
6. 铜电解车间的电路联接有两种方式 串联 法和 复联 法。
7.极距指 同极之间的距离 。
8.冶炼二公司电解车间铜电解使用的极距是 100mm 。
9. 电解精炼过程中阳极进行电化学溶解， 阴极 进行纯铜沉积。
10.铜电解有五项控制因素， 它们是极距 电流密度 槽温 电解液 成分 电解液循环量。
12. 阳极板表面有一层氧化膜，在装槽前要进行酸洗处理。
13.钛种板下槽前要进行 抛光 和 包边 处理。
14. 冶炼二公司电解车间的电解液循环方式采用 上进下出 。
15. 电解后的三种产物是 电铜 阳极泥 残极 。
16. 冶炼二公司电解车间电解单槽阳极板为 47 块， 电解单槽阴 极板为 46 块。
17.残极经过 冲洗 后才能返回阳极炉和转炉。
18.对电解精炼危害最大的杂质有 砷 、 锑 、 铋 。
19. 国内铜电解生产需用的添加剂有 明胶 、 硫脲 、 干酪素 、 盐酸 四种。
二、单项选择题(12 分)1. 电解液温度一般控制在 B 。
A 、55-60B 、60-65C 、65-70D 、55-702.冶炼厂铜电解车间生产槽电解液含铜一般控制在 C g/l 。
A 、30-40 B 、60-80 C 、45-65 D 、55-703. 冶炼厂铜电解车间生产槽电压一般为 A V 。
A 、0.25-0.35 B 、 1-2 C 、0.01-0.03 D 、0.3-0.454. 冶炼厂铜电解车间生产槽电解液 H 2SO 4 一般控制为 B g/l 。
A 、 140-150 B 、 170-200 C 、 120-140 D 、200-2205.冶炼电解液循环一般为 B l/min 。
最新高二化学电解1-2-3铜的精炼与电镀
阳极： Cu — 2e- == Cu2+ （氧化反应）
特征
镀件作阴极，镀层金属作阳极 电镀液CuSO4的浓度不变
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小结：电镀
电镀：
阳极：镀层金属 阴极：镀件
氧化反应 还原反应
电解质溶液：
含镀层金属阳离子的盐溶液
2CuSO4+ 2H2O 电解 2Cu + O2 ↑+ 2H2SO4
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若把电解CuSO4溶液中的石墨 电极都改为铜电极，电极反应 式又该如何书写呢？
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小结：电解精炼金属
粗金属（Cu） 的电解精炼：
阳极：粗金属 氧化反应 （粗Cu）
阴极：纯金属 还原反应 （纯铜）
电解质溶液：
含精炼金属阳离子（Cu2+）的盐溶液
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若把思考1中电解CuSO4溶液 的阴极材料改为铁电极，电极 反应式又该如何书写呢？现象 如何？
一、铜的电解精炼
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铜的电解精炼原理
粗铜 含杂质(Zn Fe Ni Ag Au Pt等)
高中化学复习知识点：铜的电解精炼
高中化学复习知识点：铜的电解精炼一、多选题1．下列有关电化学原理及应用的相关说法正确的是（）A．由于CaO+H2O=Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池B．马口铁(镀锡铁)的镀层破损后，马口铁腐蚀会加快C．电解精炼铜时，电解质溶液的浓度几乎不变D．利用“外加电流的阴极保护法”保护钢闸门时，钢闸门应与外接电源的负极相连2．下列说法正确的是A．电解精炼粗铜时，阳极质量的减少与阴极质量的增加相同B．对于一个固定的可逆反应，其他条件不变，只要温度发生改变，则平衡一定移动C．通过Q sp与K sp的相对大小判断沉淀溶解平衡移动的方向，Q sp＜K sp时，有沉淀析出D．盐类水解的结果可使溶液呈酸性、碱性或中性二、单选题3．化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是（）A．电解饱和食盐水时,阳极的电极反应为:2Cl-+2e-=Cl2↑B．酸性氢氧燃料电池的正极电极反应为:2H2O+O2+4e-=4OH-C．粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应为:Cu-2e-=Cu2+D．钢铁发生吸氧腐蚀时,铁做负极被氧化:Fe-3e-=Fe3+4．设N A是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（）A．11g基态硼原子含有的未成对电子数为3N AB．1mol基态氟原子能量最高的能级上电子数为7N AC．100mL1mol•L-l亚硫酸钠溶液含有的阴离子数目大于0.1N AD．电解法精炼铜，阴极析出64gCu时，阳极转移的电子数大于2N A5．图Ⅰ的目的是精炼铜，图Ⅱ的目的是保护钢闸门。
下列说法不正确的是A．图Ⅰ中a为纯铜B．图Ⅰ中SO42—向b极移动C．图Ⅱ中如果a、b间连接电源，则a连接负极D．图Ⅱ中如果a、b间用导线连接，则X可以是铜6．下列措施中，不符合生产实际的是A．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴扱B．利用外加电流的阴极保护法，可以将水下的钢闸门与电源正极相连C．为保护地下管道中的金属铁，可将其与锌极相连D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极7．下列是教材中常规电化学示意图，其标注完全正确的是（）A．B．C．D．8．下列说法正确的是A．用Zn作阳极，Fe作阴极，ZnCl2作电解质溶液，因放电顺序H+>Zn2+，故不能在铁上镀锌B．电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料C．粗铜电解精炼时，若电路中通过2 mol e-，阳极减少的质量为64 gD．工业上采用电解MgCl2溶液来冶炼金属镁9．下列说法正确的是（）A．镀铜铁制品镀层破坏后，铁制品更易发生腐蚀B．使用催化剂既能改变反应速率，又能改变焓变C．其他条件不变时，升高温度，吸热反应的v正增大，v逆减小D．工业电解精炼铜时，粗铜与电源的负极相连10．下列是部分矿物资源的利用及产品流程(如图)，有关说法不平确的是A．粗铜电解精炼时，粗铜作阳极B．生产铝、铜、高纯硅及玻璃过程中都涉及氧化还原反应C．黄铜矿冶铜时，副产物SO2可用于生产硫酸，FeO可用作冶铁的原料D．粗硅制高纯硅时，提纯四氯化硅可用多次分馏的方法三、综合题11．如图所示，某同学设计一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X 为阳离子交换膜。
高中化学《电解池》练习题(附答案解析)精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版高中化学《电解池》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：______________一、单选题1．下列金属的冶炼方法正确的是（）A．Hg：热还原法B．Al：电解法C．Cu：热分解法D．Fe：电解法2．在25℃时；用石墨电极电解 CuSO4溶液（假设溶液的体积在电解前后不发生变化）。
5 min后，在一个石墨电极上有6.4 g Cu生成。
下列说法中正确的是（）A．有Cu生成的一极是阴极，发生氧化反应B．反应中转移电子的物质的量为0.4 molC．在另一极得到O2的体积（标准状况）是1.12 LD．电解一段时间后，溶液的pH不变3．次磷酸(H3PO2)为一元中强酸，具有较强的还原性，可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。
下列叙述不正确的是（）A．阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+=H3PO2，该法还可得副产品NaOHB．产品室中发生反应H++H2PO-2C．次磷酸H3PO2在水溶液中的电离可表示为：H3PO23H++POD．阳膜1的主要作用是防止H2PO进入阳极室被氧化并允许H+通过4．支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。
下列有关表述不正确的是（）A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C．高硅铸铁的作用是作为惰性阳极材料和传递电流D．该金属防护的方法是牺牲阳极法5．在电解水制取H2和O2时，为了增强导电性，常常在水中加入一些电解质，下列物质可选用（）A．NaCl B．CuCl2C．NaOH D．CuSO46．下列物质不属于氯碱工业产品的是（）A．液氯B．盐酸C．乙烯D．漂白粉7．氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。
下列说法中不正确的是（）A．电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化B．用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移9 mol电子C．湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应D．铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化8．全钒液流电池是利用不同电解液分别在相应电极循环流动，进行充放电反应的二次电池。
2021新教材人教版高中化学选择性必修第一册对应练习--第2课时 电解原理的应用
第2课时电解原理的应用基础过关练题组一氯碱工业1.工业上电解饱和食盐水的阴极区产物是( )A.氯气B.氢气和氯气C.氢气和氢氧化钠D.氯气和氢氧化钠2.次氯酸的相对分子质量较小,容易扩散到细菌、病毒表面并进入菌体、病毒内部,使菌体、病毒的蛋白质、遗传物质等被氧化而导致细菌、病毒死亡。
为了抑制新型冠状病毒肺炎的蔓延,确保安全复工复产,需要在电梯间、办公场所等地方使用含氯消毒剂进行消毒。
氯碱工业是制备含氯消毒剂的基础。
如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图,下列有关说法中不正确的是( )A.装置中出口①处的物质是氯气,出口②处的物质是氢气B.该离子交换膜只能让阳离子通过,不能让阴离子通过C.装置中发生反应的离子方程式为Cl-+2H+ Cl2↑+H2↑D.该装置是将电能转化为化学能的装置题组二电解精炼与电镀3.(2020福建泉州高二上期末)下列关于电解精炼铜的说法不正确的是( )A.粗铜作阳极、纯铜作阴极B.电解质溶液中一定含有Cu2+C.阳极反应只有Cu-2e- Cu2+D.阴极反应只有Cu2++2e- Cu4.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5.利用如图所示装置可以在铜牌表面电镀一层银。
下列有关说法正确的是( )A.通电后,Ag+向阳极移动B.银片与电源负极相连C.该电解池的阴极反应可表示为Ag++e- AgD.当电镀一段时间后,将电源反接,铜牌可恢复如初题组三电冶金6.在冶金工业中,钠、镁、铝等金属常用电解法得到,其原因是( )A.都属于轻金属B.都属于活泼金属C.成本低廉D.这些金属的化合物熔点较低7.下列叙述中正确的是( )①工业上用电解熔融氯化钠的方法制取钠②可以用钠加入氯化镁的饱和溶液中制取金属镁③用于冶炼铝的原料是氧化铝④加热氧化汞可以得到汞单质A.②③④B.①②③C.①②④D.①③④题组四综合考查电解原理的常规应用8.(2020湖北荆门高二上期末)中学阶段介绍的电解原理的应用主要有三种:一是氯碱工业、二是电解精炼铜、三是电冶金。
化学人教版选修4重要知识点解读 电镀铜与精炼铜的比较
电镀铜与精炼铜的比较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2 mol e−，阳极就会溶解64 g铜B．电解精炼铜时，阳极为粗铜，阴极为精铜，电解过程中电解质溶液不需要更换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【参考答案】C【试题解析】电解精炼铜时，阳极为粗铜，比铜活泼的金属也会反应，电路中每通过2 mol e−，阳极溶解的铜的质量小于64 g，A项错误。
电解精炼铜时，比铜活泼的金属在阳极也会失去电子，而阴极上铜离子得到电子转化为铜单质，溶液中的铜离子浓度减小，因此在电解精炼过程中，需要更换电解质溶液，B项错误。
在铁制器皿上镀铝，不能用含有铝离子的溶液充当电解质溶液，这样氢离子先得到电子，不能达到镀铝的目的，应用熔融氧化铝作电解质，铁制器皿作阴极，铝棒作阳极，C项正确。
电镀过程的实质是在电能的作用下，将阳极上的金属转移到阴极上，因此电镀液不需要更换，D项错误。
电镀铜与精炼铜的比较电镀铜精炼铜能量转变电能转化为化学能电能转化为化学能阳极材料纯铜粗铜(含锌、银、金等杂质)阴极材料镀件纯铜阳极反应Cu−2e−===Cu2＋Zn−2e−===Zn2＋Cu−2e−===Cu2＋等阴极反应Cu2＋＋2e−===Cu Cu2＋＋2e−===Cu电解质溶液及其变化硫酸铜溶液保持不变反应后硫酸铜溶液中混有Zn2＋等，Cu2＋浓度减小1．（2019秋·河北省大名县第一中学2019−2020学年高二月考）下列实验装置符合实验目的的是目的粗铜的精炼验证溶液（含酚酞）的产物装置选项 A B目的在铁制品上镀铜构成原电池装置选项 C D2．（2019·吉林省汪清县第六中学高二上学期期末）下列各项关于铜电极的叙述正确的是A．铜锌原电池中铜是负极B．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极C．在镀件上镀铜时可用金属铜作阳极D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极3．电解原理在化学工业中有广泛的应用。
高中化学 4.3 电解原理的应用课时训练22 新人教版选修4
电解原理的应用基础夯实1.下列关于铜电极的叙述正确的是( )A.铜锌原电池中铜是负极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阳极D.电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极,铜不活泼,应作正极,A项错误。
在电镀或电解精炼铜时,需要将溶液中的Cu还原成金属铜析出,用作向溶液供给Cu2+的粗铜则必须作阳极,B项错误,C项正确。
电解H2SO4溶液时,金属铜如果作阳极,它将以Cu2+的形式被溶解而进入电解质溶液,当电解质溶液内有H+和Cu2+时,后者将在阴极上放电,D项错误。
2.下列叙述正确的是( )A.电镀时,通常把待镀的金属制品作阳极B.氯碱工业是电解熔融的NaCl,在阳极能得到Cl2C.氢氧燃料电池(酸性电解质)中O2通入正极,电极反应为O2+4H++4e-2H2OD.下图中电子由Zn极流向Cu,盐桥中的Cl-移向CuSO4溶液,镀层金属作阳极,镀件作阴极;氯碱工业电解的是饱和食盐水而不是熔融的NaCl;氢氧燃料电池中O2为氧化剂通入正极;D中的装置为原电池,电子由负极经导线流向正极,盐桥为内电路,阴离子移向负极。
3.下面有关电化学的图示,完全正确的是( )为原电池时锌应为负极;B为电解法精炼铜的装置,粗铜应为阳极;C为电镀池,镀件铁片应该为阴极;D为电解饱和食盐水并检验其产物的装置,电流流入的一极为阳极,阳极析出氯气,可用碘化钾淀粉溶液检验氯气,阴极析出的氢气,可用向下排空气法收集。
4.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溶液,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:阳极:2Cl--2e-Cl2↑阴极:2H2O+2e-H2↑+2OH-总反应:2NaCl+2H2O2NaOH+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。
《易错题》人教版高中化学选修1-第4章选择题专项经典练习(培优练)(1)
一、选择题1．一种以“火法粗炼”、“电解精练”相结合炼制精铜的工艺流程如图所示。
已知：黄铜矿石的主要成分为CuFeS 2；“冰铜”还原中的Cu 2S 先转化为Cu 2O ，然后Cu 2O 再与Cu 2S 反应生成粗铜。
下列叙述正确的是A ．“焙烧”过程中，CuFeS 2既是氧化剂又是还原剂B ．在Cu 2S“还原”为Cu 的总反应中，Cu 2O 作催化剂C ．“电解”过程中阴极增重6.4g 的同时，粗铜质量减少6.4gD ．该炼铜工艺零污染，对环境友好答案：A解析：黄铜矿石经选矿富集CuFeS 2得铜精矿砂，铜精矿砂焙烧得含Cu 2S 、FeS 的冰铜，冰铜还原得粗铜（含Fe 等杂质），电解得精铜。
【详解】A ．CuFeS 2中铜为+2价，铁为+2价，硫为−2价，“焙烧”过程中，22222CuFeS +O Cu S+2FeS+SO 高温，Cu 元素化合价降低，部分S 元素化合价升高，则CuFeS 2既是氧化剂又是还原剂，A 正确；B ．在Cu 2S“还原”为Cu 的反应中，Cu 2S 先转化为Cu 2O ，然后Cu 2O 再与Cu 2S 反应生成Cu 铜单质，Cu 2O 得电子被还原，做氧化剂，B 错误；C ．电解精炼铜时，精铜作阴极，铜离子得电子变为铜，粗铜作阳极，失电子变为金属阳离子， 粗铜中活性比Cu 强的金属在Cu 之前失电子，故阴极增重6.4g 的同时，阳极减少质量不为6.4g ，C 错误；D ．该炼铜工艺会放出二氧化硫，影响环境，对环境不友好，D 错误；答案选A 。
2．如图是研究铁被海水腐蚀的实验装置。
图2中M 是某种与铁片紧贴的金属，下列说法正确的是A ．若M 是铜片，可保护铁B ．若M 是锌片，可保护铁C ．图1铁片靠近烧杯底部的部分，腐蚀更严重D ．M 是铜或是锌都不能保护铁，是因没有构成原电池答案：B【详解】A．若M是铜片，构成原电池，铁是负极，铁被腐蚀，故A错误；B．若M是锌片，构成原电池，锌是负极，锌被腐蚀，铁被保护，故B正确；C．图1铁片靠近水面的部分，水分、氧气充足，腐蚀更严重，故C错误；D．M是锌能保护铁，因构成原电池，锌是负极，故D错误；选B。
2021届新高考化学人教第一轮复习微题型专练：电镀、精炼、冶金的物质制备与应用
2021届新高考化学人教第一轮复习微题型专练电镀、精炼、冶金的物质制备与应用一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1、探究电解精炼铜(粗铜含有Ag、Zn、Fe)和电化学腐蚀装置如图，下列叙述正确的是( )A．精炼铜时，电解质为硫酸铜溶液，X电极反应为：Cu2＋＋2e－===CuB．精炼铜时，溶液中Ag＋、Zn2＋、Fe2＋浓度增大C．X电极为石墨，Y电极为Cu，则铜受到保护D．X电极为Fe，Y电极为Cu，则铁受到保护2、关于下列装置的说法正确的是( )A．装置①中盐桥内的K＋向CuSO4溶液移动B．①是将电能转变成化学能的装置C．若装置②用于铁棒镀铜，则N极为铁棒D．若装置②用于电解精炼铜，溶液中Cu2＋保持不变3、下列说法正确的是( )A．氯碱工业中，烧碱在阳极区生成B．电解熔融氯化铝冶炼金属铝C．电镀时，用镀层金属作阳极D．将钢闸门与外电源正极相连，可防止其腐蚀4、如图均为电化学装置，下列有关叙述正确的是( )A．装置①中，b电极发生氧化反应B．装置②中，铁棒上析出红色固体C．装置③中，若电镀前两电极质量相等，电镀完成后二者质量差为5.12 g，则电镀时待镀铁制品应与电源负极相连，外电路转移0.08 mol电子D．装置④中，离子交换膜应为阴离子交换膜5、金属镍有广泛的用途。
粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋)( ) A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－===NiB ．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C ．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe 2＋和Zn 2＋D ．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu 和Pt6、锂硫电池是一种新型储能电池，放电时的总反应为2Li ＋x S===Li 2S x 。
以该电池为电源制备甲烷的原理如图所示。
下列说法正确的是( )A ．b 为锂硫电池的负极B ．锂硫电池的正极反应式为Li －e －===Li ＋C ．阳极反应式为CO ＋3CO 2－3＋2H 2O －2e －===4HCO －3D ．该装置工作时溶液中的c (CO 2－3)增大7、Cu 2O 是一种半导体材料，基于绿色化学理论设计的制取Cu 2O 的电解池示意图如下，电解总反应为2Cu ＋H 2O=====电解Cu 2O ＋H 2↑。
铜的电解精炼
18
6. 槽电压：槽电压影响电能消耗，正常生产中槽 电压一般为0.25~0.30V。 7. 电流效率： 实际沉积铜量100 ％
理论沉积铜量
一般铜电解的电流效率为92~98%。影响电流效率 的因素主要有：漏电、阴阳极短路、阴极铜被空 气氧化和Fe2+的氧化和Fe3+的还原等。
19
铜电解精炼的电能消耗，是按每生产1t电解铜所消耗 的直流电进行计算，或是按总电能消耗（交流电耗）计算。 电能的单位消耗决定于电解槽的槽电压和电流效率，并 随槽电压升高或电流效率降低而增多。一般工厂的电流效 率都在90%～98%之间（国内工厂一般在95%～98%）， 波动范围不大。而槽电压则由于受电流密度、电解液成分 以及温度、阳极组成等因素的影响而波动范围很大，一般 在0.2～0.4V之间，因而对电解铜的电能单位消耗具有更大 的影响。 电能消耗与槽电压、电流效率的关系如下：(W的计算 公式)
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三、铜电解过程中一些重要的技术参数
1. Cu2+浓度：Cu2+浓度不足，容易使一些杂质在 阴极上析出；但Cu2+浓度不能过高，否则会增 大电解液电阻和易在阴极表面形成 CuSO4· 2O结晶。通常为40~45g/l。 5H 2. H2SO4 浓度：硫酸可提高熔液的导电性，但使 电 解 液 中 的 CuSO4 溶 解 度 下 降 。 通 常 为 180~200g/l。
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（3）阴、阳极、导电棒、导电板之间的接触点 应经过清洗擦拭，以保持接触良好。 （4）电解液成分，硫酸含量宜保持在160～210 g/L，含铜浓度维持在40～50 g/L，并尽可能地降 低其它杂质的含量和胶的加入量。电解液的温度应 维持60～68℃。 （5）尽可能地维持较短的极间距离。
(新)高中化学每日一题电解精炼铜新人教版
电解精炼铜高考频度：★★★★☆难易程度：★★★☆☆典例在线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－===NiB．电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等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【参考答案】D【试题解析】本题为“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。
解题必备1．电解精炼铜的原理是粗铜中比铜活泼的金属Zn、Fe等失去电子，产生的阳离子残留在溶液中，不比铜活泼的金属Ag、Au等以金属单质的形式沉积在电解池的底部，形成阳极泥，粗铜中的铜在阴极上析出。
2．装置学霸推荐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2．某同学设计一个燃料电池(如下图所示)，目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。
根据要求回答相关问题：（1）通入氢气的电极为________(填“正极”或“负极”)，负极的电极反应式为____________________。
（2）石墨电极为________(填“阳极”或“阴极”)，反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液，________(填“铁极”或“石墨极”)区的溶液先变红。
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电解精炼铜
高考频度：★★★★☆难易程度：★★★☆☆
典例在线
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，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等
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
【参考答案】D
【试题解析】本题为“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。
解题必备
1．电解精炼铜的原理是粗铜中比铜活泼的金属Zn、Fe等失去电子，产生的阳离子残留在溶液中，不比铜活泼的金属Ag、Au等以金属单质的形式沉积在电解池的底部，形成阳极泥，粗铜中的铜在阴极上析出。
2．装置
学霸推荐
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
2．某同学设计一个燃料电池(如下图所示)，目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。
根据要求回答相关问题：
（1）通入氢气的电极为________(填“正极”或“负极”)，负极的电极反应式为____________________。
（2）石墨电极为________(填“阳极”或“阴极”)，反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液，________(填“铁极”或“石墨极”)区的溶液先变红。
（3）如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将
________(填“增大”“减小”或“不变”)。
精铜电极上的电极反应式为
________________________________________________。
3．冶炼铜矿石所获得的铜通常含有锌、铁、镍、银、金和铂等微量杂质，俗称粗铜。
工业上通常通过电解法除去这些杂质制得精铜，以提高铜的使用价值，扩大铜的应用范围。
(几种金属的相对原子质量是：Fe－56，Ni－59，Cu－64，Zn－65，Ag－108，Au－197。
)
请完成下列问题：
（1）一般来说，电解精炼铜的初始电解质溶液里的阳离子是________，写出铜的电解精炼过程中的阴极反应式________________________________________________。
（2）如果转移0.020 mol e－，下列说法中一定正确的是________。
①阴极质量增加0.64 g ②阳极质量减少0.64 g
③电解质溶液的质量保持不变④电解质溶液的温度保持不变
4．如图所示，U形管内盛有100 mL 的溶液，按要求回答下列问题：
（1）打开K2，闭合K1，若所盛溶液为CuSO4溶液：则A为________极，A极的电极反应式为______________________。
若所盛溶液为KCl溶液，则B极的电极反应式为________________。
（2）打开K1，闭合K2，若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，则A电极附近可观察到的现象是________________________，Na＋移向________极(填A、B)；总反应化学方程式是
____________________。
（3）如果要用电解的方法精炼粗铜，打开K1，闭合K2，电解液选用CuSO4溶液，则A 电极的材料应
换成是________(填“粗铜”或“纯铜”)，反应一段时间后电解质溶液中Cu2＋的浓度将会________(填“增大”、“减小”、“不变”)。
答案
1．【答案】A
2．【答案】（1）负极H2－2e－＋2OH－===2H2O
（2）阳极铁极
（3）减小Cu2＋＋2e－===Cu
【解析】（1）通入氢气的电极为负极，由于电解质溶液是碱性的，所以该电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O。
（2）由于石墨电极与电源的正极连接，所以石墨电极为阳极，反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液，溶液中的H＋在阴极(Fe电极)放电，破坏了附近的水的电离平衡，该区域的溶液显碱性，因此铁极的溶液先变红。
（3）如果粗铜中含有锌、银等杂质，因为粗铜中有活动性比Cu强的金属失去电子，而得到
电子的只有Cu2+，所以丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度会减小；精铜电极上的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。
3．【答案】（1）H＋和Cu2＋Cu2＋＋2e－===Cu （2）①
【解析】电解精炼铜的电解质溶液一般为用硫酸酸化了的硫酸铜溶液，其中的阳离子是H＋和Cu2＋。
粗铜中Fe、Zn、Ni均有可能放电转化为Fe2＋、Zn2＋、Ni2＋，Fe2＋、Zn2＋、Ni2＋、H＋和Cu2＋中放电能力Cu2＋最强，所以在阴极上放电的只有Cu2＋，当有0.020 mol e－转移时阴
极质量增加0.020mol
2
×64 g·mol－1＝0.64 g。
Ag和Au都不能放电，只是以固态单质的形式沉积于电解糟的底部。
Fe、Zn、Ni中，有相对原子质量比Cu大的，也有相对原子质量比Cu小的，且Fe、Zn、Ni的放电能力都强于Cu，首先在阳极上被溶解，因此阳极上放电的不只是铜，阳极质量减少量不固定，电解质溶液的质量也不会保持不变。
在电解精炼铜的过程中，能量转化的形式主要是电能转化为化学能，但也有电能转化为热能，电解质溶液的温度肯定会变化。
4．【答案】（1）负Zn－2e－===Zn2＋2H2O＋O2＋4e－===4OH－
（2）A极上有气泡，电极附近溶液变红 A
2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
（3）纯铜减小。