高考化学复习考点五十六电解应用电镀、电解精炼、电冶金、氯碱工业.docx

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考点五十六 电解应用电镀、电解精炼、电冶金、氯碱工业
聚焦与凝萃
了解电解的应用，特别是电解在电镀、电解精炼、电冶炼等方面的应用；
会利用电解原理解决具体问题。
解读与打通
常规考点
一、电镀
电镀的含义：利用电解原理在某些金属外表镀上一薄层其他金属或合金的过程。
电镀的目的：主要是使金属增加抗腐蚀力量、增加美观和外表硬度。
电镀的原理：电镀时，一般都是用含有镀层金属离子的电解质配成电镀液；把待镀金属制品称为镀件，浸入电镀液中与直流电源的负极相连，作阴极；用镀层金属作为阳极，与直流电源 正极相连。通入直流电，阳极金属溶解在溶液中成为阳离子，移向阴极，这些离子在阴极获得 电子被复原成金属，掩盖在需要电镀的金属制品上。
电镀的特点：假设镀层金属做阳极，电镀过程中溶液中阳离子浓度不变；假设用惰性电极做阳极 ，电镀过程中溶液中阳离子浓度减小。
金属外表镀银的工作原理例如：
镀件作阴极，镀层金属银作阳极。
电解质溶液是AgNO3 溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。
电极反响：
阳极：Ag－e－=Ag＋； 阴极：Ag＋＋e－=Ag。
特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。二、电解精炼
电镀的应用——铜的电解精炼，粗铜除含有铜外，还含有锌、铁、镍、银、金、铂等金属， 电极的连接时把粗铜做阳极，和外加电源的正极相连；纯铜做阴极，和外加电源的负极相连。 电解液用硫酸铜或硝酸铜溶液。Ag、Au、Pt 在阳极不发生反响，沉积到阳极底部，叫做阳极泥。
2 / 112
电解法精炼铜的装置〔如图〕，电解质溶液：含 Cu2+的盐溶液。
电解法精炼铜的化学原理
电极反响：
阳极〔粗铜〕：Cu-2e- =Cu2+、Zn－2e－=Zn2+、Fe－2e－=Fe2+、Ni－2e－=Ni2+阴极〔纯铜〕：Cu2++2e- =Cu
三、电冶金
原理：化合态的金属阳离子，在直流电的作用下，得到电子，变成金属单质，Mn++ne- =M，电解是最强有力的氧化复原手段。
冶炼钠
电极反响：
阳极：2Cl－－2e－=Cl ↑
2
阴极：2Na＋＋2e－=2Na
电解
电解方程式：2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl ↑
2
冶炼镁
电极反响：
阳极：2Cl－－2e－=Cl ↑
2
阴极： Mg2+＋2e－= Mg
电解
电解方程式：MgCl (熔融)===== Mg＋Cl ↑
2 2
冶炼铝
一般用电解熔融Al O 的方式来冶炼铝。阳极材料为石墨、阴极材料为铁。
2 3
电极反响：
阳极：6O2－－12e－=3O ↑
2
阴极：4Al3＋＋12e－=4Al。
电解
电解方程式：2Al O (熔融)=====4Al＋3O ↑
2 3 2
提示：
①Al2O3 熔点很高，为2045℃，所以很难熔化，在电解时往往参加冰晶石〔Na3AlF6)作熔剂，使 Al2O3 在较低温度下熔化。
②电解时，阳极会发生反响，C+O2=CO2，所以C 会被消耗，电解过程中需补充碳块。四、氯碱工业——电解食盐水
电极反响
3 / 113
阴极：2H+
+ 2e- → H ↑〔或 2H O+ 2e- → H ↑+2OH-〕
2 2 2
阳极：2Cl- → Cl ↑+ 2e-〔或 2Cl- - 2e-→ Cl ↑〕
2 2
电解
电解反响：2NaCl+2H O=====2NaOH＋H ↑+Cl ↑
2 2 2
隐性考点
电解质
溶液酸碱
阳极反响式 阴极反响式 总反响方程式
(溶液) 性变化
CuCl
2
2Cl--2e-=Cl ↑
2
Cu2++2e-=Cu
CuCl 电解Cu+Cl ↑
2
=====
—
2
HCl
2Cl--2e-=Cl ↑
2
2H++2e-=H ↑
2
2HCl=====H +Cl ↑
2 2
电解
酸性减弱
Na SO
2 4
4OH--4e-=2H O+O ↑
2 2
4H++4e-=2H ↑
2
2H O=====
2
电解2H ↑+O ↑
不变
2 2
H SO
2 4
2H O-4e-=4H++O ↑
2 2
4H++4e-=2H ↑
2
2H O=====
2
电解2H ↑+O ↑
酸性增加
2 2
4H O+4e-=2H ↑+
NaOH
4OH--4e-=2H O+O ↑
2 2
2
2
4OH-
2H
O=====
2
电解2H ↑+O ↑
碱性增加
2
2
NaCl
2Cl--2e-=Cl ↑
2
2H++2e-=H ↑
2
2NaCl+2H O=====
电解Cl ↑+H ↑+2NaOH
碱性增加
2 2 2
CuSO
4
2H O-4e-=4H++O ↑
2
2
2Cu2++4e-=2Cu
2CuSO +2H O=====
电解2Cu+O ↑+2H SO
酸性增加
4 2 2 2 4
常见电解质水溶液电解产物的规律具体如下表(用惰性电极)：
融合与应用
例 1．铅蓄电池放电时的反响为：PbO ＋2H SO ＋Pb=2PbSO ＋2H O。某兴趣小组用铅蓄
2 2 4 4 2
电池电解饱和食盐水的装置如下图，以下说法正确的选项是 ( )
铅蓄电池A 极应与U 形管中a 极连接
a、b 两极均可用金属铁作电极
C．a 电极用铁作电极，b 电极用石墨作电极D．试验完毕后可将U 形管、试管中的溶液倒入下水道
3 / 113
4 / 114
解析：依据铅蓄电池放电时的反响可以推断，电池放电时PbO 作正极，Pb 作负极；U 形管
2
中 a 极为阳极，Cl－放电生成Cl ，利用NaOH 溶液吸取Cl 。电解饱和食盐水，阳极不能用铁作
2 2
阳极；电解后的废液应倒入废液缸中。答案：A
例 2．以下关于工业冶金的描述中不正确的选项是( )
电解熔融的氧化铝制取金属铝，阳极反响式为2O2－－4e－=O ↑
2
电解法精炼铜，用粗铜作为阴极 C．电解冶炼金属钠与电解饱和食盐水的阳极产物一样 D．在电镀件上电镀锌，用锌盐(如硫酸锌)溶液作为电镀液
答案：B
例 3．(2025·山东高考)以 KCl 和 ZnCl 混合液为电镀液在铁制品上镀锌，以下说法正确
2
的是 ( )
A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B．因局部电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系 C．电镀时保持电流恒定，上升温度不转变电解反响速率 D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用
解析：未通电前，题述装置不能构成原电池，A 项错误；锌的析出量与通过的电量成正比， B 错；电镀时电解反响速率只与电流大小有关，与温度无关，C 项对；镀锌层破损后，会形成铁锌原电池，铁作正极，得到保护，D 项错误。
答案：C
扫描与矫正
【正误推断】(正确的打“√”，错误的打“×”)〔每个推断2 分，共 40 分〕
〔 〕1．电镀时，电镀液的浓度保持不变
〔 〕2．如下图的装置中，c 为粗铜，d 为纯铜，溶液为硫酸铜溶液，利用该装置可以电解精炼铜
5 / 115
〔 〕3．电解精炼铜时，假设阴极得到 2 mol 电子，则阳极质量削减 64 g
〔 〕4．需要通电才可进展的有：电离、电解、电泳、电镀、电化学腐蚀
〔 〕5．粗铜电解精炼时，应将粗铜与直流电源的正极相连
〔 〕6．在铁上镀铜时，金属铜作阴极
〔 〕7．电解精炼铜时，电解质溶液中铜离子浓度不变
〔 〕8．电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反响
〔 〕9．镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更简洁生锈
〔 〕10．依据得失电子守恒可知电解精炼铜时，阳极削减的质量和阴极增加的质量相等
〔 〕11．可用电解熔融的AlCl 制取铝
3
〔 〕12．电解法精炼铜时，其含有的Ag、Au 杂质沉积在电解槽的底部
〔 〕13．工业上常用热复原法冶炼铁，用电解法冶炼钠
〔 〕14．假设在铜片上镀银时，将铜片接在电池的正极上，将银片接在电源的负极上，需用
AgNO
3
溶液作电解液
5 / 115
〔 〕15．电解法制金属钠时，负极反响式：Na＋＋e－=Na
〔 〕16．电解法生产铝时，需对铝土矿进展提纯，在提纯过程中应用了氧化铝或氢氧化铝的两性
〔 〕17．在氯碱工业中，电解池中的阴极产生的是 H , NaOH 在阳极四周产生
2
〔 〕18．氯碱工业和金属钠的冶炼都用到了NaCl ，在电解时它们的阴极都是 Cl 一失电子
〔 〕19．电镀时，通常把待镀金属制品作阳极，把镀层金属作阴极，含有镀层金属离子的溶液作电镀液
〔 〕20．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
实训与超越
【7+1 模式】
一、单项选择〔7×6 分=42 分〕 1．利用如下图装置模拟电解原理在工业生产上的应用。以下说法正确的选项是 ( )
氯碱工业中，X 电极上反响式是 4OH－－4e－=2H O＋O ↑
2 2
电解精炼铜时，Z 溶液中的Cu2＋浓度不变C．在铁片上镀铜时，Y 是纯铜D．制取金属镁时，Z 是熔融的氯化镁
5 / 115
6 / 116
工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni 的原理如下图。：①Ni2＋在弱酸性溶液中发生水解 ②氧化性：Ni2＋(高浓度)＞H＋＞Ni2＋(低浓度)。以下说法不正确的选项是
( )
碳棒上发生的电极反响：4OH－－4e－===O ↑＋2H O
2 2
电解过程中，B 中 NaCl 溶液的物质的量浓度将不断削减
为了提高Ni 的产率，电解过程中需要掌握废水pH D．假设将图中阳离子膜去掉，将A、B 两室合并，则电解反响总方程式发生转变
如图装置中X 和Y 均为石墨电极，电解液为 500 mL 某蓝色溶液，电解一段时间，观看到X 电极外表有红色的固态物质生成，Y 电极有无色气体生成；溶液中原有溶质完全电解后，停顿电解，取出X 电极，洗涤、枯燥、称量， g。以下有关说法中不正确的选项是
( )
A．X 电极是阴极
B．Y 电极产生气体的体积为 L C．电解后溶液的pH＝1
D．要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需参加肯定量的CuO 或 CuCO
3
以下图示中关于铜电极的连接错误的选项是( )
制备单质锰的试验装置如图，阳极以稀硫酸为电解液，阴极以硫酸锰和硫酸混合液为电解液 ，电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向。以下说法不正确的选项是
( )
7 / 117
A．M 是电源的负极
左侧气孔逸出的气体可能为副产物H
2
电解
电解槽中发生的总反响为MnSO ＋2H O=====MnO ＋H ↑＋H SO
4 2 2 2 2 4
假设用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，阳极可能得到MnO
2
截至到 2025 年 12 月末， GW，光伏发电累计装机容
量到达 GW，图为利用光伏并网发电装置电解尿素CO(NH ) ]的碱性溶液制氢的装置示意图
2 2
(电解池中隔膜仅阻挡气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。以下表达中正确的选项是 ( )
A．N 型半导体为正极，P 型半导体为负极 B．制氢装置溶液中电子流向：从B 极流向A 极
C．X 为氧气
2
D．工作时，A 极的电极反响式为CO(NH ) ＋8OH－－6e－=CO2－＋N ↑＋6H O
2 2 3 2 2
高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍(Ni)、铁作电极电解浓 NaOH 溶液制备高铁酸盐
Na FeO 的装置如下图。以下说法合理的是
2 4
( )
铁是阳极，电极反响为Fe－2e－＋2OH－=Fe(OH)
2
电解一段时间后，镍电极四周溶液的pH 减小
假设隔膜为阴离子交换膜，则电解后左侧溶液中含有FeO2－
4
每制得 1 mol Na2FeO4，理论上可以产生 L 气体二、填空〔18 分〕
铜与稀硫酸不反响，某校试验小组的同学在教师的指导下设计了以下装置，实现了铜与稀 硫酸的反响。请答复以下问题：
8 / 118
甲同学认为在通入空气的同时，将开关K 与 (填“a”或“b”)连接，即可实现。则此时石墨电极的反响式为 ，电池的总反响式为 。电池工作时，H＋向 (填“C”或“Cu”)极移动。
乙同学认为，不通入空气，将K 与 (填“a”或“b”)连接，也可以实现。则Cu 极的电极反响式为 ，总反响的离子方程式为
。假设标准状况下产生 L 气体，则电路中转移的电子为 mol。
丙同学认为还可以用如下图装置模拟工业上电镀铜。他认为只要将C 换成 Fe(Cu 足量)，并将乙同学的试验持续足够长时间，即可实现在 Fe 上镀Cu。你认为他的想法 (填“正确”或“不正确”)，理由是 。这种方法得到的铜镀层 (填“结实”或“不结实”)，理由是
。
考点五十六 电解应用--电镀、电解精炼、电冶金、氯碱工业
题号
正误
解析
【正误推断】
1
√
略
2
√
略
3
×
精炼铜时，阳极失电子的有Zn、Fe、Cu 等，当转移 2 mol 电子时，阳极消耗的
质量不肯定为 64 g。
4
×
电离和电化学腐蚀不需要通电就可进展。
5
√
略
6
×
在铁上镀铜时，金属铜作阳极。
7
×
电解精炼铜时，电解质溶液中铜离子浓度要减小。
8
√
略
9
√
略
9 / 119
11
×
因 AlCl 为共价化合物，其熔融态不导电，故不能通过电解 AlCl 的方法制备Al。
3 3
12
√
电解法精炼铜时，其含有的Ag、Au 杂质沉积在电解槽的底部，是由于铜比Ag、
Au 活泼。
13
√
工业上常用热复原法冶炼铁，用电解法冶炼钠，是由于钠太活泼
电镀时，待镀金属作阴极和电源的负极相连，镀层金属作阳极，和电源的正极相
14
×
连。含有镀层金属离子的溶液是电解质溶液。所以假设在铜片上镀银时，铜和电源
的负极相连，银和电源的正极相连，硝酸银是电解质溶液
15
×
电解法制金属钠，是电解的熔融的氯化钠，其阴极反响为：Na＋＋e－===Na，A 项
错误
16
√
略
17
×
氯碱工业中，NaOH 在阴极生成
18
×
氯碱工业和金属钠的冶炼中，阳极都是Cl－失电子
19
×
电镀时，通常把待镀的金属制品作阴极，把镀层金属作阳极，用含有镀层金属离
子的溶液作电镀液。
20
×
电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极，铁会参与反响。
10
×
电解精炼铜时，阳极削减的质量和阴极增加的质量不相等
【7+1 模式】
题号 答案
D
解 析
氯碱工业中阳极是Cl－放电生成Cl ；电解精炼铜时阳极
2
粗铜溶解，阴极Cu2＋放电析出Cu，由于粗铜中含有锌、 铁、镍等杂质，溶液中Cu2＋浓度变小；铁片上镀铜时，阴极应当是铁片，阳极是纯铜。
电极反响式为
阳极：4OH－－4e－=2H O＋O ↑
2 2
阴极：Ni2＋＋2e－=Ni
2H＋＋2e－=H ↑
2
9 / 119
A 项正确；B 项，由于C 中 Ni2＋、H＋不断削减，Cl－通过
B 阴离子膜从C 移向B，A 中OH－不断削减，Na＋通过阳离子膜从 A 移向B，所以B 中NaCl 溶液的物质的量浓度不断增大，错误；C 项，由于H＋的氧化性大于Ni2＋(低浓度) 的氧化性，所以为了提高Ni 的产率，电解过程需要掌握废水的pH；D 项，假设去掉阳离子膜，在阳极Cl－放电生成Cl2，反响总方程式发生转变，正确。
9 / 119
在镀件上镀铜时，铜应作阳极，与电源正极相连，镀件应
C
作阴极，与电源负极相连。
B
依据阴离子的移动方向，石墨为阳极，铂为阴极，M 为负极，N 为正极。电极反响式为
阳极：4OH－－4e－=2H O＋O ↑或 2H O－4e－=O ↑＋4H＋
2 2 2 2
5 C 阴极：Mn2＋＋2e－=Mn 或 2H＋＋2e－=H ↑
2
B 项正确；C 项应为 2MnSO ＋2H O===2Mn＋O ↑＋2H SO ；D
4 2 2 2 4
项，假设把阴离子交换膜改为阳离子交换膜，则 Mn2＋在阳极
发生 Mn2＋－2e－＋2H O===MnO＋4H＋。
2 2
图中 N 型半导体为负极，P 型半导体为正极，A 项错误； 电解质溶液中是离子导电，而不是电子，B 项错误；B 极与外接电源负极相连，为电解池的阴极，放出的是氢气，
而不是氧气，C 项错误；阳极CO(NH ) 失电子生成N ，化
6 D 2 2 2
合价上升 6，首先写出CO(NH ) －6e－→N ↑＋CO2－，溶液
2 2 2 3
显碱性用OH－配平电荷CO(NH ) －6e－＋8OH－→ N ↑＋
2 2 2
CO2－，再用 H O 配平H，CO(NH ) －6e－＋8OH－=N ↑＋CO2－＋
3 2 2 2 2 3
6H O，最终用O 检查是否配平，D 项正确。
2
C
〔1〕aO ＋4H+＋4e－=2H O 〔1〕通入空气，即用氧气作氧化剂，将铜氧化，故应通
2 2
9 / 119
2Cu＋O ＋2H SO =2CuSO ＋
2 2 4 4
2H OC
2
过原电池实现，则应将K 与 a 相连，此时Cu 为负极，发
生反响：Cu－2e－=Cu2+；C 为正极，发生反响：O ＋4H+＋
2
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