第2课时 电解原理的应用
[学习目标定位] 1.熟知电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理，会写其电极反应式及化学方程式。2.掌握电解的有关计算。
1．用惰性电极电解氯化钾溶液，阴极反应式是2H＋＋2e－===H2↑，阳极反应式是2Cl－2e===Cl2↑，电解的化学方程式是2KCl＋2H2O=====2KOH＋H2↑＋Cl2↑。电解后溶液的pH变化是增大；欲使电解后的溶液复原，需加入的物质是HCl气体。
2．在硫酸铜溶液中，插入两个电极进行电解。
(1)若两极均为Pt电极，则阳极反应式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极反应式是2Cu2＋＋4e－===2Cu，
电解的化学方程式是2CuSO4＋2H2O=====2Cu＋O2↑＋2H2SO4。
(2)若两极均为铜片，则阳极反应式是Cu－2e－===Cu2＋，阴极反应式是Cu2＋＋2e
－
－
－
通电
通电
===Cu，电解过程中溶液的浓度变化是不变。
(3)若阳极为锌片，阴极为铜片，则阳极反应式是Zn－2e－===Zn2＋，电解过程中两极的变化是阳极锌片不断溶解，阴极铜片质量不断增加。
探究点一 电解原理的应用 1．电解饱和食盐水
(1)通电前，氯化钠溶液中含有的离子：Na＋、Cl－、H＋、OH－。通电时Na＋、H＋移向阴极，H＋放电，Cl－、OH－移向阳极，Cl－放电。电极反应式为 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应) 阴极：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应) 因H＋放电，导致水的电离平衡H2O(2)电解的总反应式
H＋＋OH－向右移动，致使生成NaOH。
通电
化学方程式：2NaCl＋2H2O=====H2↑＋Cl2↑＋2NaOH； 离子方程式：2Cl－＋2H2O=====H2↑＋Cl2↑＋2OH－； 工业上习惯把电解饱和食盐水叫做氯碱工业。 2．电解精炼铜
(1)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。其电解池的构成是用粗铜作阳极，用纯铜作阴极，用CuSO4溶液作电解质溶液。 (2)电极反应式：阳极为Cu－2e－===Cu2＋、Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋等，阴极为Cu2＋＋2e－===Cu。
(3)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，粗铜中的铜迁移到纯铜上。 3．电镀
(1)根据图，回答下列问题： ①电极反应式
阳极：Cu－2e－===Cu2＋； 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。
②可观察到的现象是铁件表面镀上一层红色的铜，铜片不断溶解。 ③硫酸铜溶液浓度的变化是不变。 (2)电镀
①电镀是应用电解原理，在金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。 ②电镀池的构成：一般都是用含有镀层金属离子的电解质溶液作电镀液；把镀层金属浸入电镀液中与直流电源的正极相连，作为阳极；待镀金属制品与直流电源的负极相连，作阴极。 [归纳总结]
(1)氯碱工业：用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取NaOH、Cl2、H2，并以它们为原料生产一系列化工产品。
(2)电镀特点是阳极本身参与电极反应，电镀过程中相关离子的浓度、溶液pH等保持不变。
(3)电解精炼中，比需要精炼的金属活泼的杂质溶解，而不比需要精炼的金属活泼的杂质会沉积(如精炼镍时Cu也会沉积)。
通电
[活学活用]
1．关于电解氯化钠水溶液(铁作阴极、石墨作阳极)，下列叙述正确的是( ) A．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色 B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕黄色 C．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
D．电解一段时间后，将全部电解质溶液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 答案 B
解析 电解食盐水时发生的反应： 阳极：2Cl－2e===Cl2↑ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑
总反应：2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
对照分析选项，C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－，溶液呈棕黄色，B正确；阴极附近产生大量的OH
－
－
－
通电
，滴加酚酞后附近溶液变红色，A错误；电解后生成NaOH，溶液呈碱性，D错
误。
2．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 答案 A
解析 本题考查的是电镀的原理。电镀原理是镀层金属作阳极，镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液。 探究点二 电解的有关计算
1．将两支惰性电极插入CuSO4溶液中，通电电解。
(1)当有1.0×10－3 mol的OH－放电时，溶液显浅蓝色，则在阴极上析出铜的质量是__________。
(2)若溶液的体积为1 L，忽略溶液体积变化，在标准状况下放出5.6 mL O2时，溶液的pH是________。 答案 (1)0.032 g (2)3
解析 (1)用惰性电极电解CuSO4溶液时，电极反应为阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu，阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。当有1.0×10－3 mol的OH－放电时，生成标准状况下的O2为5.6 mL，此时转移电子为1.0×10－3 mol，则在阴极上析出Cu：32×10－3 g。 (2)阳极：
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 4 mol 1 mol 5.6×10－3 L
n 22.4 L·mol－1n＝1.0×10－3 mol，消耗1.0×10－3 mol OH－，生成1.0×10－3 mol H＋ 1.0×10－3 mol
则[H]＝＝1.0×10－3 mol·L－1
1 L
＋
pH＝－lg[H＋]＝－lg(1.0×10－3)＝3。
2．用惰性电极电解0.1 L M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L(标准状况)O2，从而可知M的相对原子质量是________，溶液的pH是________(均用含有a、b、x的代数式表示)。 答案
5.6ax25b
－lg b14
a gb L
解析 由于阴、阳两极转移电子的数目相同，则有M·x＝×4，或由
22.4 L·mol－1关系式xO2～4M得
＋
ba5.6ax
∶M＝x∶4，均可解出M＝b g·mol－1。又由O2～4H＋
22.4
b2525b－1
可知：[H]＝4× mol÷0.1 L＝b mol·L，则pH＝－lg。
22.41414[归纳总结]
有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、某元素的化合价、元素的相对原子质量、溶液的pH及物质的量浓度等。不论哪种计算，均可概括为下列三种方法：
(1)得失电子守恒法计算：用于串联电路、通过阴、阳两极的电量相同等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。
(2)总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。
(3)关系式计算：借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。 [活学活用]
3．把两支惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解。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)，电极上应析出银的质量是( ) A．27 mg B．54 mg C．108 mg D．216 mg 答案 B
解析 由电子得失守恒知，e～OH～H～Ag，所以n(Ag)＝n(H)。AgNO3溶液电解后产生酸，产生的H＋的物质的量可由pH差来计算：pH从6.0变为3.0，即[H＋]＝10－3 mol·L－1，所以n(Ag)＝n(H＋)＝10－3 mol·L－1×0.5 L＝5×10－4 mol，m(Ag)＝n(Ag)×M＝5×10－4 mol×108 g·mol－1＝0.054 g＝54 mg。
4．在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作电极进行电解，两极上均收集到2.24 L气体(标准状况下)，则原混合液中，Cu2＋的物质的量浓度为( ) A．1 mol·L－1 C．3 mol·L－1 答案 A
解析 分析电解H2SO4、CuSO4的混合液时阴、阳两极的电极反应可知，两极产生的气体分别为H2、O2各0.1 mol，O2是由OH－失去0.4 mol电子而得到，H2是由H＋得到0.2 mol电子而生成。由电子得失守恒知，还有0.2 mol电子是Cu2＋得到的，故Cu2＋的物质的量是0.1 mol，则Cu2＋的物质的量浓度为mol·L－1。
0.1 mol
＝1
100×10－3 L
B．2 mol·L－1 D．4 mol·L－1
－
－
＋
＋
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 答案 A
解析 电解池的阳极发生氧化反应、阴极发生还原反应。电解熔融的Al2O3制Al时，若用Fe作阳极，会发生反应Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋移动到阴极上发生反应Fe2＋＋2e－===Fe，使得到的Al不纯。
2．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；NaClO和NaCl B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl 答案 B
解析 有关反应有2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，Cl2＋
2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，因阳极生成Cl2，阴极生成NaOH，为使二者充分作用，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NaCl、NaClO。
3．利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是( )
A．电解时以精铜作阳极 B．电解时阳极发生还原反应
C．精铜连接电源负极，其电极反应式是Cu－2e－===Cu2＋
通电
D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥 答案 D
解析 电解法精炼金属铜时，粗铜作阳极，失去电子逐渐溶解，Cu2＋得到电子后析出，附着在阴极上，故精铜作阴极；在电解池中，阴极接电源的负极，发生还原反应，阳极接电源的正极，发生氧化反应，A、B、C错误；越活泼的金属越易失去电子，故比铜活泼的Fe、Zn先失去电子，变成Fe2＋、Zn2＋进入溶液，然后是铜失去电子，变成Cu2＋进入溶液，因Ag、Pt等金属不如铜活泼，故在铜溶解后便沉淀在阳极底部成为阳极泥，D正确。 4．如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05 mol·L－1的CuCl2溶液，B池中加入0.1 mol·L－1的AgNO3
溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出物质的物质的量之比是( ) A．2∶2∶4∶1 C．2∶1∶1∶1 答案 A
解析 由电解规律可知：a、c为阴极，b、d为阳极。a极上析出Cu，b极上析出Cl2，c极上析出Ag，d极上析出O2。由电子守恒可得出：2e－～Cu～Cl2～2Ag～11O2，所以a、b、c、d四个电极上所析出物质的物质的量之比为1∶1∶2∶＝222∶2∶4∶1。
5．右图是电解氯化钠溶液(含酚酞)的装置。
有毒气体收集的装置省略没有画出，两电极均是惰性电极。 (1)a电极的名称____________。 (2)电解过程中观察到的现象
______________________________________________________________。
(3)确定N出口的气体最简单的方法是
________________________________________________________________________。
(4)电解总反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
B．1∶1∶2∶1 D．2∶1∶2∶1
(5)若将b电极换成铁作电极，写出在电解过程中U形管底部出现的现象 ________________________________________________________________________。
答案 (1)阴极 (2)两极均有气泡产生；a极区溶液变成红色；b极液面上气体变为黄绿色；b极区溶液变为浅黄绿色
(3)用湿润的淀粉-KI试纸检验，试纸变蓝的就是Cl2 (4)2Cl－＋2H2O=====Cl2↑＋H2↑＋2OH－
(5)底部有白色沉淀产生，很快变为灰绿色，最终变为红褐色
解析 根据电子的流向，可以判断a极的名称，a极连接的是直流电源电子流出的一极，为负极，因此，a极是电解池的阴极；那么b极为阳极，产物为Cl2，检验Cl2的方法是用湿润的淀粉-KI试纸；当将b极改为铁电极时，铁失去电子变成阳离子进入溶液，与阴极放出H2后剩余的OH－结合，首先生成Fe(OH)2沉淀，然后沉淀转化为Fe(OH)3。
通电
[基础过关]
一、电解原理的应用
1．在冶金工业中，常用电解法得到钠、镁、铝等金属，其原因是( ) A．都是轻金属 C．成本低廉 答案 B
解析 金属冶炼方法的选取主要依据是金属的活泼性强弱，不活泼的金属可以用热分解法制备，如加热氧化汞；比较活泼的金属用热还原法制备，如用焦炭炼铁；活泼的金属离子很难被其他还原剂还原，只能用电解方法制备。由于钠、镁、铝是活泼金属，所以只能用电解法。
2．火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金和银等)，其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时( ) A．粗铜接电源负极 B．纯铜作阳极
B．都是活泼金属
D．这些金属的化合物熔点较低
C．杂质都将以单质形式沉积到池底
D．纯铜片增重2.56 g，电路中通过电子为0.08 mol 答案 D
解析 电解精炼铜时，用粗铜作阳极，用精铜作阴极，所以A、B不正确；锌比铜活泼，失电子变成锌离子进入溶液中，金、银不活泼，以单质形式沉积到池底，C不正确；n(e－)＝
2.56 g
×2＝0.08 mol，D正确。
64 g·mol－13．欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是( ) A．Ag和AgCl溶液 C．Pt和Ag2CO3溶液 答案 B
解析 电镀槽中，要求镀件作阴极，可用镀层金属作阳极，利用其在阳极溶解提供镀层金属，也可用惰性电极材料作阳极，镀层金属则由电镀液提供；电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液，由于A、C、D中AgCl、Ag2CO3和Ag2SO4均为沉淀，只有B符合要求。
B．Ag和AgNO3溶液 D．Pt和Ag2SO4溶液
4．用Pt电极电解含有物质的量均为0.1 mol的Cu2＋和X3＋溶液，阴极析出固体物质的质量m(g)与溶液中通过电子的物质的量n (mol)关系如图。则离子的氧化能力由大到小排列正确的是( ) A．Cu2＋>X3＋>H＋ C．X3＋>H＋>Cu2＋ 答案 D
解析 本题的解题信息在图像中：一通电就有固体析出，且通过0.2 mol电子后，再没有固体析出了，说明是Cu2＋放电的结果，X3＋不放电，故选D。
5．某溶液中含有溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3∶1。用石墨作电极电解此溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是( ) A．阴极只析出H2
B．阳极先析出Cl2，后析出O2
B．H＋>X3＋>Cu2＋ D．Cu2＋>H＋>X3＋
C．电解最后阶段为电解水 D．溶液pH不断增大，最后为7 答案 D
－
解析 电解质溶液中，n(Na＋)∶n(Cl－)∶n(SO24)＝3∶3∶1，开始电解产生H2和
Cl2，同时生成OH－中和H2SO4，且生成OH－多，最后相当于电解水，因而pH>7，阴极只生成H2。三个阶段分别为电解HCl、NaCl、H2O。 6．观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是( )
A．装置①工业上可用于生产金属钠，电解过程中石墨电极产生金属，此法也可用于生产活泼金属镁、铝等
B．装置②中随着电解的进行左边电极会产生红色的铜，并且检流计示数不断变小 C．装置③中的离子交换膜只允许阳离子、阴离子和小分子水通过 D．装置④的待镀铁制品应与电源正极相连 答案 B
二、电解的有关计算
7．用惰性电极电解饱和食盐水，当电源提供给0.2 mol电子时停止通电。若此溶液体积为2 L，则常温下所得电解质溶液的pH是( ) A．1 C．13 答案 C
解析 常温下电解食盐水时供给0.2 mol电子，则消耗的H＋为0.2 mol，同时产生OH－ 0.2 mol，溶液体积为2 L，pH＝13。
B．8 D．14
8．将含0.4 mol CuSO4和0.4 mol NaCl的水溶液1 L，用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上得到 0.3 mol 铜，求在另一个电极上析出的气体在标准状况下的体积是( ) A．5.6 L C．13.44 L 答案 A
解析 阴极：0.3 mol Cu2＋得到0.6 mol电子 阳极：失去的电子数也应为0.6 mol 2Cl－ 2e === Cl2↑ 0．4 mol 0.4 mol 0.2 mol 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 0.2 mol 0.05 mol
得到Cl2和O2共0.25 mol，标况下的体积为5.6 L。
9．以惰性电极电解CuSO4溶液，若阳极上产生气体的物质的量为0.010 0 mol，则阴极上析出Cu的质量为( ) A．0.64 g C．2.56 g 答案 B
解析 2CuSO4＋2H2O=====2Cu ＋ O2↑＋2H2SO4 0.020 0 mol 0.010 0 mol
m(Cu)＝0.020 0 mol×64 g·mol－1＝1.28 g。
－－－10．在水中加等物质的量的Ag＋、Ba2＋、Na＋、SO24、NO3、Cl，将该溶液放在－
－
B．6.72 L D．11.2 L
B．1.28 g D．5.12 g
通电
用惰性材料作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物质量比为( ) A．35.5∶108 C．8∶1 答案 C
解析 溶液中的六种离子，有四种发生反应生成沉淀，Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Ba2
＋
－＋SO24===BaSO4↓，最后溶液就成了NaNO3溶液；而电解NaNO3溶液，实质
B．16∶207 D．108∶35.5
就是电解水，电解方程式为2H2O=====2H2↑＋O2↑。氧化产物和还原产物的质
通电
量之比为m(O2)∶m(H2)＝(1 mol×32 g·mol－1)∶(2 mol×2 g·mol－1)＝8∶1，即C项正确。
11．常温下用石墨作电极，电解100 mL 0.1 mol·L－1的Cu(NO3)2和0.1 mol·L－1的AgNO3组成的混合溶液，当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12 L 时，假设溶液体积不变，下列说法正确的是( ) A．阴极增重1.4 g C．阴极增重0.64 g 答案 B
解析 阴极可以放电的离子依次为0.01 mol Ag、0.01 mol Cu2，阳极可以放电的
＋
＋
B．所得溶液pH<1 D．所得溶液pH>1
阴离子只有OH－。(1)当阳极生成1.12 L O2时，电路中通过电子：n(e－)＝0.05 mol×4＝0.2 mol，此时Ag＋、Cu2＋已全部析出，质量：0.01 mol×108 g·mol－1＋0.01 mol×64 g·mol－1＝1.72 g；因为当Ag＋、Cu2＋全部析出以后，相当于电解水，H＋不再增加。所以生成的H＋所带电荷与0.01 mol Ag＋、0.01 mol Cu2＋所带电荷相等。则溶液中生成H＋：[H＋]＝0.3 mol·L－1，pH<1。(2)当阴极生成1.12 L H2时，表明Ag＋、Cu2＋已经放电完全。阴极增重、溶液pH与以上相等。 [能力提升]
12．金属铝的生产是以Al2O3为原料，在熔融状态下进行电解： 2Al2O3通电，=====Na3AlF64Al＋3O2↑ 请回答下列问题：
(1)冰晶石(Na3AlF6)的作用是
____________________________________________________。
(2)电解生成的金属铝是在熔融液的__________(填“上层”或“下层”)。 (3)阴极和阳极均由________材料做成；电解时不断消耗的电极是____________(填“阳极”或“阴极”)。
(4)铝是高耗能产品，废旧铝材的回收利用十分重要。在工业上，最能体现节能减排思想的是将回收铝做成________(填代号)。 a．冰晶石 b．氧化铝 c．铝锭 d．硫酸铝 答案 (1)降低Al2O3的熔化温度 (2)下层 (3)石墨(或碳素) 阳极 (4)c
750 ℃～970 ℃
解析 (1)Al2O3的熔点很高，熔化需要较多能量，加入助熔剂可节约能量，降低熔化温度。
(2)由于冰晶石(Na3AlF6)与氧化铝熔融物密度比铝的小，所以铝在熔融液的下层。 (3)电解时阳极的碳棒被生成的氧气氧化。
(4)电解产生的铝要尽量以单质形式存在，所以将回收铝做成铝锭最好。 13．电解原理在化学工业中有着广泛的应用。如图所示的电解池，其中a为电解质溶液，X和Y均为惰性电极，则：
(1)若a为CuSO4溶液，则电解时的化学反应方程式为___________________________。
(2)若电解含有0.04 mol CuSO4和0.04 mol NaCl的混合溶液400 mL，当阳极产生672 mL(标准状况下)气体时，溶液的pH＝________(假设电解后溶液体积不变)。 答案 (1)2CuSO4＋2H2O=====2Cu＋O2↑＋2H2SO4 (2)1
解析 (1)用惰性电极电解CuSO4溶液时，阳极OH－放电，阴极Cu2＋放电，故电解时既电解溶质又电解溶剂，由此可得电解反应式。
(2)电解混合溶液时，阳极上Cl－先放电，2Cl－－2e－===Cl2↑，0.04 mol Cl－只能生成0.02 mol Cl2，即448 mL，转移0.04 mol电子，现共生成672 mL气体，说明还有224 mL气体来自于水的电解，根据反应4OH－－4e－===2H2O＋O2↑可知又转移0.04 mol电子，故电解过程中共转移0.08 mol电子。阴极上Cu2＋先放电，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，现有0.04 mol Cu2＋，恰好完全电解，由此可得整个电解过程中消耗了0.04 mol OH－，根据水的电离可知溶液中H＋的物质的量为0.04 mol，则[H＋]＝0.1 mol·L－1，pH＝1。
14．如图所示，甲、乙为相互串联的两电解池。
(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A电极名称为________极，电极材料是________，电极反应式为________________，电解质溶液可以是________。
通电
(2)乙池中Fe极电极反应式为________________，若在乙池中滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，Fe极附近呈________色。
答案 (1)阴 精铜 Cu2＋＋2e－===Cu 含Cu2＋的溶液(如CuSO4溶液) (2)2H＋＋2e===H2↑ 红
解析 根据电解池的电极与外接电源的关系，确定A为阴极，B为阳极，Fe为阴极，C为阳极。又因为甲为精炼铜的装置，所以A电极材料是精铜，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，电解质溶液用含Cu2＋的溶液(如CuSO4溶液)。乙池中Fe极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，在乙池中滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，由于水提供的H＋在阴极(Fe)放电，OH－越来越多，铁极附近呈红色。 [拓展探究]
15．铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答： (1)工业冶炼铝的化学方程式是
___________________________________________________。
(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是_________________________________。 (3)工业级氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。
－
①该电解槽的阳极反应式是
___________________________________________________。 ②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因__________________________
________________________________________________________________________。
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口________(填写“A”或“B”)导出。 答案 (1)2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑ (2)2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ (3)①4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
②H＋放电，促进水的电离，OH－浓度增大 ③B
解析 (1)、(2)问主要考查教材的基础知识，应该属于得分的题目，(3)中根据电解原理，阳极应是OH－失电子，所以电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，而阴极为H＋放电，促进水的电离，使OH－浓度增大，所以pH增大，根据阳离子交换膜的特点，K＋可从阳极区进入阴极区和OH－组成KOH，从而可在阴极区得到纯的KOH溶液，故液体应从B口导出。
通电
