产电
极
物
反
：应
－
__________________________________________________ ：
______________________________________________
＋
___________________； _____________________。
答案 (1)2Al－6e＋3H2O===Al2O3＋6H 6H＋6e===3H2↑
电解
2Al＋3H2O=====Al2O3＋3H2↑
(2)①Cl2、O2 2Cl－2e===Cl2↑、4OH－4e===2H2O＋O2↑ ②Cu、H2 Cu＋2e===Cu、2H＋2e===H2↑
解析 (2)阴离子在阳极发生氧化反应，由于还原性：Cl>OH>SO4，故先生成Cl2，后生成O2；阳离子在阴极发生还原反应，由于氧化性：Cu>H>Na，故先生成Cu，后生成H2。
题组二 电解原理和电解规律的考查
3．用铂电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，在电解后的电解液中加适量水，能使溶液浓度恢复到电解前浓度的是( )
A．NaBr、CuCl2、Ba(OH)2 B．NaOH、H2SO4、CuSO4 C．KOH、HNO3、Na2SO4 D．NaCl、Cu(NO3)2、MgSO4 答案 C
解析 加适量水能使溶液恢复到电解前的浓度，则实际是电解水，只有C项符合题意。 4．如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5% NaOH溶液、足量CuSO4
溶液和100 g 10% K2SO4溶液，电极均为石墨电极。
2＋
＋
＋－
－
2－
2＋
－
＋
－
－
－
－
－
＋
－
(1)接通电源，一段时间后，测得丙中K2SO4溶液的质量分数为10.47%，乙中c电极质量增加。则
①电源的N端为________极；
②电极b上发生的电极反应为____________________； ③计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积为________L； ④电解前后丙中溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)乙装置中如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行：________(填“能”或“不能”)，原因是______________________________________________。
6
答案 (1)①正 ②4OH－4e===O2↑＋2H2O ③2.8 ④不变
(2)能 CuSO4溶液变为H2SO4溶液，可继续电解H2SO4溶液，相当于电解水
解析 (1)①接通电源一段时间后，乙中c电极质量增加，说明c电极表面析出Cu，则该电极为阴极，从而推知M端为电源的负极，N端为电源的正极。
②电极b为阳极，用惰性电极电解NaOH溶液相当于电解水，阳极上OH放电生成O2，电极反应式为4OH－4e===O2↑＋2H2O。
③用惰性电极电解K2SO4溶液相当于电解水，设电解过程中消耗水的质量为x g，据电解前后溶质的质量不变可得：100 g×10%＝(100－x) g×10.47%，解得x＝4.5，则电解过程中消耗水的物质的量为
4.5 g
mol，转移电子的物质的量为0.5 mol，故电极－1＝0.25
18 g·mol
－
－
－
－－
1－1
b上生成的O2在标准状况下的体积为V(O2)＝0.5 mol××22.4 L·mol＝2.8 L。
4
④丙中用惰性电极电解K2SO4溶液相当于电解水，电解过程中c(K2SO4)增大，但溶液的pH不变。
(2)当电解过程中铜全部析出时，CuSO4溶液变为H2SO4溶液，继续电解则为电解H2SO4溶液，相当于电解水。
考点2 电解原理的应用
1．氯碱工业——电解饱和食盐水
(1)概念：用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、H2和Cl2，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)电极反应
阳极：2Cl－2e===Cl2↑(反应类型：氧化反应)， 阴极：2H＋2e===H2↑(反应类型：还原反应)，
通电
总反应方程式：2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，
通电
离子方程式：2Cl＋2H2O=====2OH＋H2↑＋Cl2↑。
－
－
＋
－
－
－
7
(3)阳离子交换膜的作用：阳离子交换膜只允许阳离子通过，阻止Cl2、H2、OH通过，这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。
2．电镀和电解精炼铜
－
8
3．冶炼金属
(1)原理：利用电解原理使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中还原出来。 (2)适用范围：制取活泼金属单质，如电解NaCl、MgCl2、Al2O3制取Na、Mg、Al，化学方程式分别为：
电解
电解
电解
2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑，MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑，2Al2O3(熔融)=====4Al＋
冰晶石3O2↑。
(1)电解或电镀时，电极质量减少的电极必为金属电极——
阳极；电极质量增加的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上。
(2)电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目跟阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液的浓度保持不变。精炼铜时由于阳极发生多个反应，阴极增重质量不等于阳极减少的质量，故溶液中c(Cu)减小。
【基础辨析】
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中的c(Cu)均保持不变。(×) (2)电解冶炼镁、铝通常电解MgCl2和Al2O3，也可电解MgO和AlCl3。(×) (3)若把Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑设计成电解池，应用Cu作阳极。(√) (4)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。(×) (5)在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极。(×) (6)电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料。(√)
2＋
2＋
9
题组一 电解原理的基本应用
1．某同学设计如图装置，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的负极相连 B．铜电极的电极反应式为2H＋2e===H2↑
C．氢氧化钠在石墨电极附近产生，Na向石墨电极迁移 D．用湿润的淀粉-KI试纸在铜电极附近检验气体，试纸变蓝色 答案 B
通电
解析 氯碱工业的反应原理为2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，而Cu为活性电极，故应将Cu电极与电源的负极相连，石墨电极与电源的正极相连，A错误；Cu电极为阴极，电极反应式为2H＋2e===H2↑(或2H2O＋2e===H2↑＋2OH)，B正确；电解池中，电解质溶液中的阳离子向阴极移动，则Na向Cu电极迁移，在Cu电极附近与反应生成的OH结合生成NaOH，C错误；由B项分析可知，Cu电极上产生H2，石墨电极的反应为2Cl－2e===Cl2↑，故用湿润的淀粉-KI试纸在铜电极附近检验气体，试纸不变色，D错误。
2．如图所示的阴、阳离子交换膜电解槽中，用惰性电极电解Na2SO4溶液可制得硫酸和氢氧化钠溶液。下列说法不正确的是( )
－
－
＋
－
＋
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－
－
＋
＋
－
A．阳极反应式为2H2O＋2e===H2↑＋2OH
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