③寒假提升练-专题11 电解池-2025年高二化学寒假衔接讲练 (人教版)

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☛第一层 巩固提升练（3大考点）
考点一 电解池的工作原理
考点二 电解原理的应用
考点三 \l "_Tc30563" 电解计算类型及方法分析
☛第二层 能力提升练
☛第三层 拓展突破练
电解池的工作原理
⭐积累与运用
1．电解池的工作原理
(1)电流方向：电源正极―→金属导线→阳极→电解质溶液―→阴极―→金属导线―→电源负极。
(2)电子、离子移动方向：在电解质溶液中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动；在外电路中，电子由阳极―→正极，负极―→阴极。
2．电解产物的判断及有关反应式的书写
(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)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分成阴、阳两组(勿忘水溶液中的H＋和OH－)。
(3)排出阴、阳两极的放电顺序
①阴极放电顺序
Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。
②阳极放电顺序
活泼金属阳极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子>F－。
[特别提醒] ①活性电极一般指Pt、Au以外的金属电极。②电解的离子方程式中，若参与电极反应的H＋或OH－是由水电离出来的，用H2O作为反应物。
1．近日，科学家开发了高活性磷化铁催化剂用于选择性电化学硝酸盐还原为氨气，工作原理如图所示。下列叙述正确的是
A．a极与电源正极连接
B．一段时间后，KOH溶液浓度保持不变
C．a极的主要电极反应为
D．b极电势小于a极电势
2．二氧化氯（ClO2）是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂，电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一。如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的装置。下列说法
不正确的是
A．a接电源负极B．b极发生氧化反应
C．H从电解池左侧通过质子交换膜移向右侧D．阴极的电极反应式为
3．因镍与盐酸反应缓慢，工业上以镍和盐酸为原料，利用离子膜电解技术制取氯化镍()，其原理如图。电解过程需不断往b极区补充盐酸。下列说法正确的是
A．a接外电源的负极
B．离子交换膜为阳离子交换膜
C．总反应为：
D．电解过程可用溶液代替盐酸
4．FFC电解法可由金属氧化物直接电解制备金属单质，西北稀有金属材料研究院利用此法成功电解制备钽粉(Ta)，其原理如图所示。下列说法正确的是

A．该装置将化学能转化为电能
B．a极为电源的正极
C．Ta2O5极发生的电极反应为Ta2O5+10e—=2Ta+5O2—
D．石墨电极上生成22.4 L O2，则电路中转移的电子数为4×6.02×1023
电解原理的应用
⭐积累与运用
1．电解饱和食盐水（氯碱工业——制备氢气、氯气和烧碱）
方程式
装置图
阳极反应
2Cl- - 2e- === Cl2↑
阴极反应
2H+ + 2e- === H2↑
总反应方程式
2NaCl + 2H2O eq \(=====,\s\up7(通电)) 2NaOH + H2↑+ Cl2↑
离子反应方程式
2Cl- + 2H2O eq \(=====,\s\up7(通电)) 2OH- + H2↑+ Cl2↑
阳离子交换膜作用
①防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸；
②避免Cl2与NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量。
⭐积累与运用
2．电镀与电解精炼铜对比
电镀
精炼铜
装置
阳极材料
镀层金属Cu
粗铜(含锌、银、金等杂质)
阴极材料
镀件金属Fe
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
溶液变化
硫酸铜溶液浓度保持不变
Cu2＋浓度减小，金、银等金属沉积形成阳极泥
3．电冶金
(1)金属冶炼的本质：使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程。如Mn＋＋ne－===M。
(2)电解法用于冶炼较活泼的金属(如钾、钠、镁、铝等)，但不能电解其盐溶液，应电解其熔融态。
如：电解熔融的氯化钠可制取金属钠的反应式：
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑；
阴极：2Na＋＋2e－===2Na；
总反应：2NaCl(熔融)eq \(=====,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑。
(3)常见金属的冶炼方法：
电解法（熔融态）
热还原法（常见还原剂：C、CO、H2、Al）
热分解法
物理方法
K、Ca、Na、Mg、Al
Zn、Fe、Sn、Pb、Cu
Hg、Ag
Pt、Au
5．某研究性学习小组利用以下装置探究氯碱工业和铜的精炼的工作原理(X是离子交换膜)，下列说法正确的是
A．甲装置电极和C电极位置可以互换
B．X可以是阳离子交换膜，也可以是阴离子交换膜
C．电解前后乙装置中硫酸铜溶液浓度保持不变
D．电解一段时间后去掉X并将C电极换成电极继续通电，则电极的电极反应式为
6．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，下列叙述中正确的是(已知氧化性：Fe2+