电解法制备高纯铁的电极过程研究
常考题空6 工艺流程中Ksp的相关计算 (附答案解析)-高考化学大题
常考题空6 工艺流程中Ksp 的相关计算溶度积常数反映了难溶电解质在水中的溶解能力，高考试题中溶度积常数的考查常结合化工流程题，在化工流程题中考查溶度积常数是近年高考的热点，化工流程中常常需要控制条件进行离子的分离或除杂，通过溶度积常数计算溶液中金属离子的浓度、离子完全沉淀时的pH 、判断废水排放是否符合标准、沉淀完全转化时所需离子浓度。
常见题型有：一、计算难溶电解质的Ksp 以“Am B n (s)m A n ＋(aq)＋n B m －(aq)”为例：K sp (A m B n )＝c m (A n ＋)·c n (B m －)，式中的浓度都是平衡浓度【对点训练1】1．溴酸镉[Cd(BrO 3)2]常用作分析试剂、生产荧光粉等。
以镉铁矿(成分为 CdO 2、Fe 2O 3、FeO 及少量的Al 2O 3 和SiO 2)为原料制备[Cd(BrO 3)2]的工艺流程如下：已知：Cd(SO 4)2 溶于水实际工业生产中，有时还采用阳离子交换树脂法来测定沉镉后溶液中 Cd 2＋的含量，其原理：Cd 2＋＋ 2NaR===2Na ＋＋ CdR 2 ，其中NaR 为阳离子交换树脂。
常温下，将沉镉后的溶液(此时溶液 pH ＝6)经过阳离子交换树脂后，测得溶液中的 Na ＋比交换前增加了 0.055 2 g·L －1，则该条件下Cd(OH)2 的K sp 值为_________2．从化工厂铬渣中提取硫酸钠的工艺如下：已知：①铬渣含有Na 2SO 4及少量Cr 2O 2－7、Fe 3＋②Fe 3＋、Cr 3＋完全沉淀(c ≤1.0×10－5mol·L －1)时pH 分别为3.6和5Cr(OH)3的溶度积常数K sp [Cr(OH)3]＝____________二、计算沉淀转化反应的平衡常数及其完全转化时所需浓度依据沉淀的转化反应和K sp ，计算该反应的平衡常数，K 值越大，转化反应越易进行，转化程度越大如：对于反应Cu 2＋(aq)＋ZnS(s)CuS(s)＋Zn 2＋(aq)该反应的平衡常数K =)()(22++Cu c Zn c =)()()()(2222-+-+∙∙S c Cu c S c Zn c =K sp （ZnS ）K sp （CuS ）【对点训练2】1．某科研课题小组研究利用含H ＋、Na ＋、Zn 2＋、Mn 2＋、Fe 2＋、Fe 3＋、SO 2－4的工业废电解质溶液，制备高纯的ZnO 、MnO 2、Fe 2O 3，设计实验流程如下：已知常温下，K sp (MnS)＝3.0×10－14，K sp (ZnS)＝1.5×10－24，在除锌时发生沉淀转化反应为：MnS(s)＋Zn 2＋(aq)ZnS(s)＋Mn 2＋(aq)，其平衡常数K ＝____________2．软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO、SiO2等杂质，工业上用软锰矿制取MnSO4·H2O 的流程如下：已知：①部分金属阳离子完全沉淀时的pH如下表金属阳离子Fe3＋Al3＋Mn2＋Mg2＋完全沉淀时的pH 3.2 5.210.412.4②温度高于27 ℃时，MnSO4晶体的溶解度随温度的升高而逐渐降低。
高中总复习优化设计 化学 第一轮 考点规范练18 电解池 金属的电化学腐蚀与防护 含答案
考点规范练18电解池金属的电化学腐蚀与防护(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
每小题只有一个选项符合题目要求)1.(2020全国Ⅱ)电致变色器件可智能调控太阳光透过率,从而实现节能。
下图是某电致变色器件的示意图。
当通电时,Ag+注入无色WO3薄膜中,生成Ag x WO3,器件呈现蓝色。
对于该变化过程,下列叙述错误的是()。
A.Ag为阳极B.Ag+由银电极向变色层迁移C.W元素的化合价升高WO3+x Ag Ag x WO3答案:C解析:由题意知,银电极为阳极,Ag失电子生成Ag+,Ag+移向阴极与WO3反应生成Ag x WO3,则总反应为WO3+x Ag Ag x WO3,反应过程中W的化合价降低,A、B、D正确,C错误。
2.为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示装置,下列有关说法中错误的是()。
A.正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-B.将石墨电极改成Mg电极,难以观察到铁锈生成C.若向自来水中加入少量NaCl(s),可较快地看到铁锈O2,前者铁锈出现较快,失电子被氧化成Fe2+,在正极氧气得电子发生还原反应生成OH-,故将氧气吹向石墨,A项正确、D项错误;若将石墨电极换成Mg电极,则负极为Mg,Fe被保护,难以看到铁生锈,B项正确;向自来水中加入NaCl(s),可使电解质溶液的导电能力增强,加快腐蚀速率,C 项正确。
3.普通电解精炼铜的方法所制备的铜中仍含杂质,利用下面的双膜(阴离子交换膜和过滤膜)电解装置可制备高纯度的Cu。
下列有关叙述中正确的是()。
A.电极a为粗铜,电极b为精铜B.甲膜为过滤膜,可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区C.乙膜为阴离子交换膜,可阻止杂质阳离子进入阴极区1 mol电子时,可生成32 g精铜,电极a是阴极,为精铜,电极b是阳极,为粗铜,A项错误;甲膜为阴离子,可阻止杂质阳离子进入阴极区,B项错误;乙膜为过滤膜,可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区,C项错误;当电路中通过1mol电子时,可生成0.5mol精铜,其质量为32g,D项正确。
高纯度金属的制备与应用
高纯度金属的制备与应用金属是重要的工业原材料，被广泛应用于制造汽车、航空航天、电子产品等领域。
而高纯度金属则是一种特殊的金属材料，具有极高的纯度和良好的物理性能，被广泛应用于半导体、光电子、核工程等领域。
本文将介绍高纯度金属的制备方法和应用领域。
一、高纯度金属的制备方法金属从矿石中提取出来后，通常需要经过多次的冶炼和精炼才能得到高纯度金属。
高纯度金属的制备方法因金属种类和用途不同而有所区别。
下面介绍一些常用的高纯度金属制备方法。
1. 熔融电解法熔融电解法是一种常用的制备高纯度金属的方法。
该方法将金属熔融后，通过电解的方式将杂质分离出来。
该方法可用于制备钨、铜、铁等金属。
2. 气相沉积法气相沉积法是一种制备高纯度金属薄膜的方法。
该方法将金属材料加热到高温后，通过气体扩散或反应沉积在基材上。
该方法可用于制备铝、锡、镍等金属薄膜。
3. 水热法水热法是一种制备高纯度氧化物金属的方法。
该方法将金属盐在水热条件下加热反应，形成高纯度氧化物金属颗粒。
该方法可用于制备氧化铝、氧化镁等金属氧化物。
二、高纯度金属的应用领域1. 半导体领域高纯度金属是半导体工业中不可或缺的材料。
在芯片制造过程中，高纯度金属可以用于制造线路、电极和金属导线等。
例如，高纯度铝可用于制造抗电子束辐射掩膜，高纯度硅可用于制造晶体管和太阳能电池。
2. 光电子领域高纯度金属在光电子领域中也有广泛的应用。
例如，高纯度金属可用于制造光纤、激光器、光电二极管、光伏电池等。
其中，高纯度银可用于制造反射镜和导电膜，高纯度锗可用于制造红外探测器和光谱仪。
3. 核工程领域高纯度金属在核工程领域中也有重要的应用。
例如，高纯度铀可用于制造核燃料，高纯度锆可用于制造核反应堆包层材料。
此外，高纯度金属还可用于制造防护装置和辐射探测器等。
三、总结高纯度金属的制备和应用领域涉及多个学科和领域，包括化学、物理、半导体、光电子、核工程等。
随着科技的进步和工业技术的不断发展，高纯度金属的应用领域将不断扩大，成为推动各个领域发展的重要材料。
第10章第42讲电解池金属的腐蚀与防护2025年高考化学一轮复习讲义(新人教版)
第42讲电解池金属的腐蚀与防护[复习目标] 1.理解电解池的构成、工作原理，能书写电极反应式和总反应方程式。
2.掌握氯碱工业、电解精炼、电镀、电冶金等的反应原理。
3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。
考点一电解池及工作原理1．电解与电解池2．构建电解池模型(以电解CuCl2溶液为例)3．电解规律(1)阳极放电规律①活性电极(除Au、Pt以外的金属材料作电极)，电极材料失电子，生成金属阳离子。
②惰性电极(Pt、Au、石墨)，要依据阴离子的放电顺序加以判断。
阴离子的放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。
S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。
(2)阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断。
阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。
注意电解水溶液时，Al3＋、Mg2＋、Na＋、K＋不可能在阴极放电。
(3)用惰性电极电解不同类型电解质溶液①电解水型实例电极反应式及总反应式电解质溶液浓度复原方法H2SO4阴极：2H＋＋2e－===H2↑阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑总反应式：2H2O=====电解2H2↑＋O2↑增大加水②电解电解质型实例电极反应式及总反应式电解质溶液浓度复原方法HCl 阴极：2H＋＋2e－===H2↑阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑总反应式：2HCl=====电解H2↑＋Cl2↑减小通入HClCuCl2阴极：Cu2＋＋2e－===Cu阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑总反应式：CuCl2=====电解Cu＋Cl2↑加CuCl2固体③电解质和水均参与电解型实例电极反应式及总反应式电解质溶液浓度复原方法NaCl、KCl(放H2生碱) 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－总反应式：2Cl－＋2H2O=====电解Cl2↑＋H2↑＋2OH－减小并生成新电解质通入HClCuSO4、Cu(NO3)2 (放O2生酸) 阳极：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑阴极：Cu2＋＋2e－===Cu总反应式：2Cu2＋＋2H2O=====电解2Cu＋O2↑＋4H＋减小并生成新电解质加CuO一、电解池中电极与电极产物的判断1.用Pt电极电解饱和Na2CO3溶液的装置如图，两极均有气体生成，c电极附近产生可燃性气体，澄清石灰水无浑浊现象。
高中化学选择性必修一第4章第2节 电解池 第二课时 电解原理的应用 基础练习
第二课时电解原理的应用同步基础练习题1.工业上电解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.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-=Cu3.(双选)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，用锌作阴极4.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2Cl-+2H+电解Cl2↑+H2↑D.该装置是将电能转化为化学能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.如图所示，能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是( )8.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Pt9.中学阶段介绍的应用电解法制备物质主要有三种：一是铝的工业制备，二是氯碱工业，三是金属钠的制备。
电解法制备高纯铁的电极过程研究
电解法制备咼纯铁的电极过程研究电解法制备高纯铁的电极过程研究电化学机理硏究采用二电极体系，如图娴辰齒I比为电源.m \为电流花i为电压從电源R、电7/LmA和乜丿」衣E都是电化学工作站的部分+由电化学工件站控轨图中：个电换分別为工作电扱•辅助电极和参比电极瓦中.匸作电极和辅助电极Z问冇电減迪过.用电记录通过工作电极的电流：H作电扱和参比电极之间没有电流通过，用电压表E记录工作电极棺購于参比电极的电位.侵电极电旳隔时间线株变化.从鈕扌T电位扫至某一电位・然后丈从这一电＜4反杓回起皓电位,测址电流崎电位I咸时间1的曲线“即循环伏安曲线・加下图所歩.1-^ 3.2站坏狀-安由践图从图3.2屮町以得到乞种电化学参数，如阳极的叫电流咯、阳极的蜂电位E“、阳极半峰电位Epg以及阴极的蜂电流Lc、阴极的峰电位氐、阴极半峰电位Epc：等。
根据循环伏安曲线的特征.可以刈断研究电极反应的训逆件、反应产枷的稳定性以及电极反应的机理.对『•产物心阴极I:析出的反应，有"IF判断依据.a可逆反应$(1)邮电位Ep与切描速度v无关；(2)那电流ip与打描速度的平方根的比值与扫描速度v无关。
b不叮逆反冈：(1)婷电位Ep随舸描速度v的变化而变化：(2)峰电流ip与知描速度的平方根v" 的比值与扫描速侵v无关：(3)在阴杈波范曲不出现阳极波：(4 ) u问為C准可逆反应：(l)E p随扫描速率v的变化而变化，相比于不可逆反应，这种移动程度狡小；⑵ ip/戶实际与v无关；(3) 仅在a=0.5时为1。
线性扌T描伏安法与循环伏安法蚕似，只是没有反扌I描的过程.使电极电位禰时间线性变化•测帚电流与电位(或时间)的曲线，即线性扫描伏安曲线.线性扫描伏安法一般采用慢扫描法，得到不同汛度的阳极或者阴极伯极化曲线，根据极化曲线的分析，可以得到同过电位卜•反应的活化能，从而可以刈断化学反应的控制步骤，3・2实验原料、试剂与设备本实验所用的原料是分析纯七水合硫酸亚铁试剂，分子ft足278.01,含量不少于990%.本丈验所用的水均为白制的二次去离子水.实輪试剂与材料如下表3」所示, 实验设备如下衣3.2所示.*3」实怡材料丈脸材料4曲位铜电极北京仔色令属研尤总険切电械机州界奥斯也匕学实验器材自国公词饱和片汞也械杭州赛舆斯吐化学尖验器材有限公词二电极电池体系杭州赛奧師电化即丈掘器材百柬公祠盐載(HC1)北京化「•厂乙簡(CjHyOH)北京化1J •鋭气(Ar)北京化T•厂附注1):以上化学试剂均为分析純农］・实验册用攻备2实验设条生产单位电化学丄件站CHI660C上淄嚴华仪器公司恒阳仪R/K浴開1•洵树立仪能仪农杠限公刚电了天平BS-224S it ;加多利斯仪/系统行限公司33实验方法实驰采用三电极电池体系，以铜电极为硏尢电极，肖•從为0.8mm-人面枳的柏片为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极。
第16讲 原电池 新型电源 (讲)-2023年高考化学一轮复习讲练测(解析版)
1．以原电池为例认识化学能可以转化为电能，从氧化还原反应的角度认识原电池的工作原理，能设计简单的原电池。
2．体会提高燃料的燃烧效率、开发高纯清洁燃料和研制新型电池的重要性。
3．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用，了解原电池及其常见化学电源的工作原理；能利用相关信息分析化学电源的工作原理，开发新型电池。
【答案】(1)KCl (2)石墨(3)0.09 mol·L－1
(4)Fe3＋＋e－===Fe2＋Fe－2e－===Fe2＋Fe3＋Fe
(5)取少量溶液，滴入KSCN溶液，不出现血红色
【变式探究】控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是()
知识点一原电池的工作原理及应用
1.概念和反应本质
原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。
2.构成条件
(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。
(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：
【举一反三】（2022·浙江卷）pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示，以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag—AgCl电极)和另一Ag—AgCl电极插入待测溶液中组成电池，pH与电池的电动势E存在关系：pH=(E-常数)/0.059。下列说法正确的是（）
【变式探究】(2021·广东卷)火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时()
A．负极上发生还原反应B．CO2在正极上得电子
化学“电解池”基础知识详解
化学“电解池”基础知识详解一、电解池的基本概念：1、电解池的主要应用用于工业制纯度高的金属，是将电能转化为化学能的一个装置（构成：外加电源，电解质溶液，阴阳电极）。
使电流通过电解质溶液或熔融电解质而在阴，阳两极引起还原氧化反应的过程。
2、通过电流使电解质溶液发生电解反应的装置。
电解池的主要部件：电源（直流电）、电解质溶液（含有可以导电的离子）、电极（插入电解质溶液中，导电并发生氧化还原反应）。
3、电解池的反应原理：在电解池中，电流通过电解质溶液时，正离子向阴极移动，负离子向阳极移动，从而形成电流。
在电极上，发生氧化还原反应，电子通过导线从电源流向电解池。
二、电解定义：1、电解是使电流通过电解质溶液（或者是熔融的电解质）而在阴、阳两极引起还原氧化反应的过程。
2、电解过程中的能量转化（装置特点）阴极一定不参与反应不一定是惰性电极；阳极不一定参与反应也不一定是惰性电极。
三、反应条件：1、连接直流电源2、阴阳电极：与电源负极相连为阴极；与电源正极相连为阳极。
3、两极处于电解质溶液或熔融电解质中。
4、两电极形成闭合回路。
四、电极反应：1、电极反应与电源的正极相连的电极称为阳极。
2、物质在阳极上失去电子，发生氧化反应。
3、阳极反应式：简记为阳氧；与电源的负极相连的电极成为阴极。
物质在阴极上得到电子，发生还原反应。
4、阴极反应式：简记为阴还（阴还）。
五、分析电解过程的思维程序：1、⾸先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。
2、再分析电解质⾸溶液的组成，找全离⾸并分阴、阳两组(不要忘记⾸溶液中的H+和OH-)。
3、然后排出阴、阳两极的放电顺序：①、阴极：阳离⾸放电顺序Ag+→Fe3+→Cu2+→H+(酸)→Fe2+→Zn2+→H+(⾸)→Al3+→Mg2+→Na+→Ca2+→K+。
②、阳极：活泼电极>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离⾸。
4、分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原⾸守恒和电荷守恒。
第四章 电解和库仑分析法
第四章电解和库仑分析法[教学要求]1.了解电解分析法和库仑分析法的基本原理、基本仪器装置和各种方法的特点及应用。
2.掌握分解电压、析出电位、极化现象和过电位等基本概念。
3 掌握法拉弟电解定律，恒电流库仑滴定。
[教学重点]1.电解分析法与库仑分析法基本原理及定量方法。
2. 电解时离子的析出次序及完全程度的计算过程。
[教学难点]死停终点法。
[教学时数] 7 学时[教学方法] 采用多媒体课件讲授，并结合实验进行辅助教学。
[教学内容]电解分析法：是将被测溶液置于电解装置中进行电解，使被测离子在电极上以金属或其它形式析出，由电解所增加的重量求算出其含量的方法。
这种方法实质上是重量分析法，因而又称为电重量分析法。
另外电解分析用于物质的分离，则叫电解分离法。
库仑分析法：是在电解分析法的基础上发展起来的一种分析方法。
它不是通过称量电解析出物的重量，而是通过测量被测物质在100％电流效率下电解所消耗的电量来进行定量分析的方法。
共同点:分析时不需要基准物质和标准溶液,是一种绝对的分析方法,并且准确度高。
不同点:电重量法只能用来测量高含量物质,而库仑分析法特别适用于微量、痕量成分的测定。
本章讨论的方法遵守Faraday电解定律。
采用大面积电极，即A/V比值大，电解期间尽可能减小或消除浓差极化现象，使溶液中被测物质的浓度发生很大的变化或趋于零。
按实验所控制的参数(E或i)不同，本章的方法可分为控制电位法和控制电流法。
控制电位法是控制电极电位在某一恒定值，使电位有一定差值的几种离子能够分别进行测定，因而选择性较高，但分析时间较长；控制电流法是控制通过电解池的电流，一般为2～5A，电解速度较快，分析时间较短，但选择性较差，需要有适当的指示电解完全或电流效率100%的方法。
第一节电解分析法电解过程电流与电压的关系、分解电压与析出电位、过电压与过电位、电解时离子的析出次序及完全程度。
一、电解分析的基本原理(一) 电解过程中电流和电压的关系当外加电压很小时,有一个逐渐增加的微小电流通过电解池,这个微小电流称为残余电流(主要由电解液中杂质的电解产生)。
高中化学微专题18 金属及其化合物制备流程(Cr)-备战2022年高考化学考点微专题(解析版)
微专题18 金属及其化合物制备流程（Cr）铬:元素符号Cr，原子序数24，原子量51.996，外围电子排布3d54s1，位于第四周期ⅥB 族。
主要化合价+2、+3、+6。
一、物理性质：银白色有光泽金属，含有杂质的铬硬而脆，高纯铬有延展性。
二、化学性质：耐腐蚀性强，不溶于水，在空气中即便是在高温下氧化也很缓慢。
高温下，铬能与卤素、硫、氮、碳等化合，也能跟水蒸气反应。
能慢慢地溶于稀盐酸、稀硫酸、生成二价铬盐(蓝色)，与空气接触时很快被氧化成三价铬盐(绿色)。
铬能与浓硫酸反应，但不溶于浓硝酸，因表面生成致密氧化膜而呈钝态。
能被熔融碱侵蚀。
与氢反应生成CrH2。
三、用途：主要用于制不锈钢及耐高温耐腐蚀的高强度的合金，制电阻合金，还用于电镀。
1797年法国人沃克兰发现了铬。
主要矿物有铬铁矿Fe(CrO2)2。
由电解铬氨钒溶液或铬酸溶液制得，也可用铝粉还原氧化铬制得。
四、铬的冶炼工艺流程钢铁工业中广泛应用的铬铁合金和硅铬合金是用电炉冶炼的。
铝热法包括从铬矿制取氧化铬和铝还原氧化铬制得金属铬两道工序，主要工艺流程如图1。
电解法生产一般用碳素铬铁作原料，采用铬铵矾法电解流程如图2。
【专题精练】1．(2021届普洱景东高三期末)铬是用途广泛的金属元素，但在生产过程中易产生有害的含铬工业废水。
(1)还原沉淀法是处理含Cr2O2-7和CrO2-4工业废水的一种常用方法，其工艺流程为：CrO2-4+HI转化−−−→Cr2O2-72+Ⅱ还Fe原−−−→Cr3+-Ⅲ沉淀OH−−−→Cr(OH)3↓其中第Ⅰ步存在平衡：2CrO2-4(黄色)+2H+Cr2O2-7(橙色)+H2O①若平衡体系的pH=0，该溶液显___________色。
②根据2CrO2-4+2H+Cr2O2-7+H2O，设计如图装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7。
Na2Cr2O7中铬元素的化合价为___________，图中右侧电极连接电源的___________极，其电极反应式为___________。
新教材2020-2021学年人教版化学选择性必修第一册学案：4.2第2课时电解原理的应用
第2课时电解原理的应用学习目标核心素养1．了解电解原理在工业生产中的应用。
2．认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。
1．通过对氯碱工业、电镀、电解精炼铜、电冶金等原理的分析，培养变化观念与平衡思想。
2．建立电解应用问题的分析思维模型，培养证据推理与模型认知的能力。
新课情境呈现电镀的妙用电镀在工业上的应用已经遍及国民经济各个生产领域中，如机械制造、无线电通讯、交通运输及轻工业系统，这些工业系统中使用金属镀层的目的是多种多样的。
其中应用最多的是为了防止金属制品及其组合件的腐蚀。
例如，一辆解放牌载重汽车上，零部件的受镀面积可达10 m2左右，其主要目的是防止金属锈蚀。
一些产品使用金属镀层则具有防护和装饰的双重目的，像自行车、钟表等。
在一些特殊情况下，电镀金属层则是为了赋予制品一定的物理、机械性能，如增加金属表面反光能力、提高表面导电能力、增加抗磨损能力、提高金属的热稳定性等。
让我们走进教材，一起学习电解原理的应用。
课前素能奠基新知预习一、氯碱工业1．概念：用电解__饱和氯化钠溶液__的方法来制取__氢氧化钠、氢气和氯气__，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。
2．原理：(1)阳极反应：__2Cl－－2e－===Cl2↑__(__氧化__反应)(2)阴极反应：__2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－__(__还原__反应)(3)总反应：①化学方程式：__2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑__ ②离子方程式：__2Cl －＋2H 2O=====电解2OH －＋H 2↑＋Cl 2↑__ 二、电镀1．概念：应用__电解__原理在某些金属表面镀上一薄层其他__金属__或合金的加工工艺。
2．目的：使金属增强__抗腐蚀__能力，增加美观度和表面硬度。
3．实例(在铁件上镀铜)。
材料 电极反应式 阴极 __Fe__ Cu 2＋＋2e －===Cu 阳极 __Cu__Cu －2e －===Cu 2＋电解质溶液__CuSO 4__溶液1．概念：粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。
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。
电化学原理-第九章节-金属的电沉积过程
电镀金和银广泛应用于珠宝、饰品、电子等领域，作为装饰材料 和导电材料。
金和银电镀的优缺点
金和银电镀具有高贵典雅的外观和良好的导电性，但成本较高， 且银易氧化变色。
电镀镍和钴
镍和钴的电沉积原
理
通过电解液中的镍或钴离子在阴 极上还原成金属单质，实现镍或 钴的电沉积。
应用场景
电镀镍和钴广泛应用于汽车、机 械、航空航天等领域，作为防护 涂层和耐磨涂层。
络合剂
02
03
阴离子
络合剂的存在可以稳定金属离子， 影响其在电极表面的沉积行为。
阴离子的种类和浓度也会影响金 属的电沉积过程，例如氯离子可 以促进金属的沉积。
电极的材质和表面状态
电极材质
不同电极材料的电化学性质不同，会影响金 属的沉积过程。
电极表面粗糙度
电极表面粗糙度对金属的电沉积过程有显著 影响，粗糙度越高，电沉积速率越快。
镍和钴电镀的优缺
点
镍和钴电镀具有优良的耐磨、耐 腐蚀性能，但镍易形成氢脆，钴 价格较高。
07
电沉积的未来发展
高性能电沉积材料的开发
总结词
随着科技的不断进步，高性能电沉积材料的开发已成为未来发展的重要方向。
详细描述
目前，科研人员正在研究新型的高性能电沉积材料，如纳米材料、合金材料等， 这些材料具有更高的强度、硬度、耐腐蚀性和导电性等特性，能够满足更广泛的 应用需求。
在这个过程中，电流通过电解液中的 离子传输到电极上，并在电极上还原 成金属原子，这些原子随后在电极表 面沉积形成金属层。
金属电沉积的应用
在电子制造中，金属电沉积被用 于制造导线和电路板，以及在半 导体器件上形成金属电极。
在电镀中，金属电沉积可用于将 金属涂层沉积到各种基材上，如 钢铁、铜、铝等，以提高其美观 性和耐久性。
2023-2024学年山东省实验中学高二(上)期中化学试卷+答案解析(附后)
一、单选题：本大题共12小题，共36分。
1.一种生产和利用氢能的途径如图所示，下列说法错误的是2023-2024学年山东省实验中学高二（上）期中化学试卷( )A. 氢能是利用太阳能等产生的，故属于二次能源B. 图中能量转化的方式至少有五种C. 太阳能、风能、氢能都属于新能源D. 太阳能电池的供电原理与燃料电池相同2.下列说法正确的是( )A. 已知，在中和热的测定时实际加入的酸碱的量的多少会影响该反应的B. 密闭容器中，硫粉与铁粉混合加热生成硫化亚铁时，放出热量。
则C. 、30MPa 下，将和置于密闭的容器中充分反应生成，放热，其热化学方程式为：D. 相同条件下，在两个相同的恒容密闭容器中，和反应放出的热量是和反应放出的热量的2倍3.中学化学教材中，常借助于图像这一表现手段清晰地突出实验装置的要点、形象地阐述化学过程的原理。
下列有关化学图像表现的内容不正确的是( )A. 图1表示牺牲阳极的阴极保护法B. 图2所示装置中的铁钉几乎没被腐蚀C. 图3表示电镀D. 用图4装置表示精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为溶液4.一种电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置如图所示。
下列说法正确的是( )A. b为直流电源的负极B. 阴极反应式为C. 工作时，乙池中溶液的pH不变D. 若有1mol离子通过A膜，理论上阳极生成气体5.下列装置由甲、乙部分组成如图所示，甲是将废水中乙二胺氧化为环境友好物质形成的化学电源。
当电池工作时，下列说法正确的是( )A.电子的流动方向溶液B. 当N极消耗时，则铁极增重32gC. 一段时间后，乙中溶液浓度基本保持不变D. M极电极反应式：6.某实验小组依据反应⇌设计如图1电池，探究pH对氧化性的影响，测得输出电压与pH的关系如图2。
下列有关叙述错误的是( )A. c点时，正极的电极反应为B. b点时，反应处于化学平衡状态C. a 点时，盐桥中向左移动D. 时，氧化性7.是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。
专题10 化学工艺流程(题型突破)(练习)-2024年高考化学二轮复习讲练测(新教材(0001)
专题10 化学工艺流程(题型突破)目录题型01 化学工艺流程与物质制备题型02 化学工艺流程与反应原理题型03 化学工艺流程与物质提纯题型01 化学工艺流程与物质制备1．(2024·浙江省衢州、丽水、湖州三地市教学质量检测)硝基乙烷可用作硝化纤维、染料等的溶剂和火箭的燃料，也可用于合成农药、医药等。
硫酸二乙酯硝化法是合成硝基乙烷的重要方法，工艺流程示意图如下：已知：硫酸结构简式为请回答：(1)步骤①的化学方程式。
(2)下列有关说法不正确．．．的是___________。
A．硫酸氢乙酯具有酸性B．相同温度下，硫酸二乙酯在水中的溶解性大于硫酸C．NaNO2具有一定毒性，不能作为食品添加剂使用D．若③中硫酸二乙酯和NaNO2等物质的量反应，则A化学式为CH3CH2OSO2ONa(3)硫酸氢乙酯沸点为280℃，硫酸二乙酯的沸点为208℃，试从结构角度分析硫酸氢乙酯沸点高于硫酸二乙酯的原因。
(4)设计实验验证固体NaNO2有还原性(可供选择的试剂有：酸性KMnO4溶液、KI溶液、H2O2溶液、FeSO4溶液) ；写出实验过程中涉及的离子反应方程式。
2．(2024·重庆市名校联盟高三联考)I．由硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、Al2O3和SiO2)得到绿矾(FeSO4·7H2O)，然后制取透明氧化铁颜料的流程如下：已知：①透明氧化铁又称纳米氧化铁，粒子直径微小(10~90nm)，包括氧化铁黄(FeOOH)和氧化铁红(Fe2O3)，难溶于水，在碱性条件下非常稳定；②Fe3+能将FeS2中的硫元素氧化为+6价。
回答下列问题：(1)FeS2的电子式为。
(2)“滤渣”中的主要成分是。
(3)“还原”过程中涉及的离子方程式为。
(4)流程中“”环节的目的是。
(5)“沉淀”采用分批加入KOH溶液，并不断搅拌，这样操作不但可以得到色泽纯正的氢氧化铁，而且还可以。
(6)可用分光光度法测定制得的透明氧化铁中氧化铁黄和氧化铁红的含量。
高中化学专题15 工艺流程题-2020年高考化学真题与模拟题分类训练(学生版)
专题15 工艺流程题1．(2020年山东新高考)以菱镁矿(主要成分为MgCO 3，含少量SiO 2，Fe 2O 3和A12O 3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：已知浸出时产生的废渣中有SO 2，Fe(OH)3和Al(OH)3。
下列说法错误的是A ．浸出镁的反应为4232MgO+2NH Cl=MgCl +2NH +H O ↑B ．浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行C ．流程中可循环使用的物质有NH 3、NH 4ClD ．分离Mg 2+与Al 3+、Fe 3+是利用了它们氢氧化物K sp 的不同2．(2020年新课标Ⅰ)钒具有广泛用途。
黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO 2、Fe 3O 4。
采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH 4VO 3。
该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH 如下表所示：回答下列问题：(1)“酸浸氧化”需要加热，其原因是___________。
(2)“酸浸氧化”中，VO +和VO 2+被氧化成2VO +，同时还有___________离子被氧化。
写出VO +转化为2VO +反应的离子方程式___________。
(3)“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为252V O xH O ⋅，随滤液②可除去金属离子K +、Mg 2+、Na +、___________，以及部分的___________。
(4)“沉淀转溶”中，252V O xH O ⋅转化为钒酸盐溶解。
滤渣③的主要成分是___________。
(5)“调pH”中有沉淀生产，生成沉淀反应的化学方程式是___________。
(6)“沉钒”中析出NH 4VO 3晶体时，需要加入过量NH 4Cl ，其原因是___________。
3．(2020年新课标Ⅲ)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni 、Al 、Fe 及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。
采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO 4·7H 2O)：溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH 如下表所示：回答下列问题：(1)“碱浸”中NaOH 的两个作用分别是______________。