高中化学每日一题电解精炼铜新人教版

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4.2电解池练习2023-2024学年上学期高二化学人教版选择性必修1(1)

4.2电解池同步练习20232024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1一、单选题1．电解精炼铜时，纯铜做____，粗铜做_____A．阳极阳极B．阴极阴极C．阳极阴极D．阴极阳极2．下列说法正确的是A．原电池的正极和电解池的阳极均发生失去电子的氧化反应B．盐桥可以把负极区的阳离子转移到正极区，把正极区的阴离子转移到负极区C．电镀池中电解液必须含镀层金属阳离子，且电镀时浓度保持不变D．电解精炼铜时，阳极为粗铜，阴极为纯铜，电解液中c(Cu2+)保持不变3．下列装置或过程能实现化学能转化为电能的是A．图1碱性锌锰干电池B．图2冶炼金属钠C．图3太阳能电池D．图4天然气燃烧4．下列说法正确的是A．原电池的两电极一定是活性不同的金属B．铁片上镀铜时，镀层金属可由电解液提供C．电解精炼铜时，电解质溶液的浓度不变D．燃料电池能将化学能全部转化为电能5．1800年意大利科学家伏打发明了世界上第一个发电器——伏打电堆，开创了电学发展的新时代。

目前最先进电池之一的“比亚迪刀片电池”在结构上仍能看到伏打电堆的影子。

下列说法不正确的是A ．放电过程中，电流从b 极经过导线流向a 极B ．电池单元组越多电压越大C ．食盐水中Cl -发生电极反应：22Cl 2e Cl ---=↑D ．放电过程中，Na +从Zn 片移向Cu 片6．以一氯代乙酸钠()2ClCH COONa 溶液为原料，用阳离子交换膜电解槽可制备1，2-二氯乙烷()22ClCH CH Cl ，且有2CO 生成，装置如图所示。

下列有关说法不正确．．．的是A ．电解过程中阴极区溶液的碱性减弱B ．若选用阴离子交换膜，可能产生副产物乙二醇C ．阳极的电极反应式为：22222ClCH COO 2e ClCH CH Cl 2CO ---=+↑D ．a 处应加入2ClCH COONa 溶液，为增强导电性c 处可加入稀NaOH 溶液 7．下列叙述正确的是A ．电镀时，通常把待镀的金属制品作阳极B ．氯碱工业是电解熔融的NaCl ，在阳极能得到Cl 2C ．氢氧燃料电池(酸性电解质)中O 2通入正极，电极反应为：O 2+4H ++4e=2H 2OD ．图中电子由Zn 极经导线流向Cu ，盐桥中的阴离子移向CuSO 4溶液 8．下列关于电解饱和食盐水的说法不正确的是（） A ．电解过程中Na +数目不断减少 B ．电解过程中能产生黄绿色气体C ．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，然后滴加酚酞，溶液呈红色D ．用排水法可以收集到较纯净的氢气9．电化学在生产中有广泛的应用。

铜的电解精炼

铜的电解精炼火法精炼产出的精铜品位一般为99.2% ～99.7%，另外还含有0.3% ～0.8%的杂质。

电解精炼的目的就是进一步脱除火法精炼难以除去的、对铜的导电性能和机械性能有损害的杂质，将铜的品位提高到99.95%以上，并且回收火法精炼铜中的有价元素，特别是贵，金属、铂族金属和稀散金属。

铜的电解精炼是将火法精炼铜铸成阳极板，以电解产出的薄铜片（始极片）作为阴极，二者相间地装入盛有电解液（硫酸铜与硫酸的水溶液）的电解槽中，在直流电的作用下，阳极铜进行电化学溶解，阴极上进行纯铜的沉积。

由于化学性质的差异，贵金属和部分杂质进人阳极泥，大部分杂质则以离子形态保留在电解液中，从而实现了铜与杂质的分离。

铜电解所处理的阳极成分（％）一般为：Cu 99.2～99.7，Ni0. 09～0.15，As 0. 02～0.05，Sb 0. 018～0.3，Ag 0. 058～0.1，Au 0. 003～0.007，Bi 0. 0026，Se 0. 017～0.025。

产品一号铜的成分要求（％）：Cu＋Ag不小于99.95；Bi和P不大于0.001；As、Sb、Sn、Ni不大于0.002；Pb和Zn不大于0.003；硫不大于0.004。

铜电解精炼的原理如下：阳极反应：Cu－2e ==Cu2+EΘCu/Cu2＋＝0. 34VMe－2e ==Me 2+EΘ2＋＜0. 34VMe/MeH2O－2e==2H＋＋1/2O2 EΘH2O/O2＝1.229VSO42――2e ==SO3＋1/2O2 EΘSO42－/O2＝2.42V式中Me代表Fe、Ni、Pb、As、Sb等比Cu更负电性的金属，它们从阳极上溶解进入溶液。

H2O和SO42－失去电子的反应由于其电位比铜正，故在正常情况下不会发生。

贵金属的电位更正，不溶解，而进入阳极泥。

阴极反应：Cu2＋＋2e ==Cu EΘCu/Cu2＋＜0. 34V2H＋＋2e==H2EΘH＋/H2＝0. 0VMe2＋＋2e ==Me EΘSO42－/O2＞0. 34V在这些反应中，具有标准电位比铜正、浓度高的金属离子才可能在阴极上被还原，但它们在阳极不溶解，因此只有铜离子还原是阴极的主要反应。

2022版新教材化学人教版选择性必修第一册基础训练-4.2-课时2-电解原理的应用-含答案

课时评价作业基础达标练1.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.电解质溶液的成分都保持不变C.阳极反应都只有Cu−2 e−=Cu2+D.阴极反应都只有Cu2++2 e−=Cu答案：D解析：A项，电镀时镀件作阴极；B项，电解精炼铜时电解质溶液成分会发生改变；C项，电解精炼铜时，杂质若有比铜活泼的金属如锌，则还会发生反应：Zn−2 e−=Zn2+。

2.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：电解池的阳极发生失电子的氧化反应、阴极发生得电子的还原反应。

电解熔融的Al2O3制Al时，若用Fe作阳极，会发生反应Fe−2 e−=Fe2+,Fe2+移动到阴极上发生反应Fe2++ 2 e−=Fe，使得到的Al不纯。

3.（2021北京海淀高二期末）采用电化学方法使Fe2+与H2O2反应，可生成非常活泼的⋅OH （羟基自由基）中间体，用于降解废水中的有机污染物，原理如下图所示。

下列说法不正确的是( )A.X电极上发生的电极反应为2 H2O−4 e−=O2↑+4 H+B.可将X电极上产生的O2收集起来，输送到Y电极继续使用C.根据装置推测，Y电极是阳极，⋅OH在该电极侧产生D.起始时，在Y电极附近加入适量Fe2+或Fe3+，均能让装置正常工作答案：C解析：据题图可知，Y电极上Fe3+得电子转化为Fe2+,O2得电子结合H+生成H2O2,均发生还原反应，所以Y电极为阴极，X电极上H2O失电子生成O2,发生氧化反应，为阳极。

该装置工作时Fe2+与Fe3+可以循环转化。

4.将两个惰性电极插入500 mL的AgNO3溶液中，通入直流电电解。

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），电极上析出银的质量大约是( )A.27mgB.54mgC.108mgD.216mg答案：B解析：由题意知，电解AgNO3溶液时，阳极生成O2和HNO3，阴极生成Ag,n(H+)=cV= 10−3mol⋅L−1×0.5 L=5×10−4mol，若设生成Ag的物质的量为x，则Ag∼H+1 mol1 molx5×10−4molx=5×10−4mol,m(Ag)=5×10−4mol×108 g⋅mol−1=0.054g=54mg。

高中化学(新人教版)选择性必修一课后习题：电解原理的应用(课后习题)【含答案及解析】

电解原理的应用课后篇素养形成必备知识基础练1.某同学设计如图所示装置,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负极相连B.用湿润淀粉KI试纸在铜电极附近检验气体,试纸变蓝色C.氢氧化钠在石墨电极附近产生,Na+向石墨电极迁移D.铜电极的反应式为2H++2e-H2↑2.关于电镀铜和电解精炼铜,下列说法正确的是()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-Cu解析A项,电镀时镀件作阴极;B项,电解精炼铜时电解液成分改变;C项,电解精炼铜时,杂质若有比铜活泼的金属Zn等,则还会发生Zn-2e-Zn2+等反应。

3.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;消毒液主要成分为NaClO和NaClB.a为负极,b为正极;消毒液主要成分为NaClO和NaClC.a为阳极,b为阴极;消毒液主要成分为HClO和NaClD.a为阴极,b为阳极;消毒液主要成分为HClO和NaCl解析制取消毒液的有关反应有2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,因阳极生成Cl2,阴极生成NaOH,为使二者充分反应,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NaClO和NaCl。

4.某同学欲在铜钥匙上镀锌,有关说法正确的是()A.用铜钥匙作阳极,石墨棒作阴极,CuSO4溶液做电解质溶液B.Zn与铜钥匙用导线相连插入ZnSO4溶液中C.Zn作阳极,铜钥匙作阴极,ZnSO4溶液作电镀液电解D.在电镀过程中溶液中的Zn2+浓度减小,Cu2+浓度增大,需作阳极,铜钥匙为镀件,需作阴极,含有镀层金属离子的溶液作电解液。

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。

电解精炼工(高级)试题

电解精炼工(理论 A)一、填空题(33 分)1.铜是一种玫瑰红色、柔软且有良好延展性能的金属。

2.铜是电和热的良导体，仅次于银。

3.金属铜在含有 CO 2 的潮湿空气中，铜表面生成一层薄得碱式碳酸铜俗称铜绿。

4. 电解精炼的目的是将含铜量提高到 99.95％以上。

5.铜电解液是由硫酸铜与硫酸水溶液组成。

6. 铜电解车间的电路联接有两种方式串联法和复联法。

7.极距指同极之间的距离。

8.冶炼二公司电解车间铜电解使用的极距是 100mm 。

9. 电解精炼过程中阳极进行电化学溶解，阴极进行纯铜沉积。

10.铜电解有五项控制因素，它们是极距电流密度槽温电解液成分电解液循环量。

12. 阳极板表面有一层氧化膜，在装槽前要进行酸洗处理。

13.钛种板下槽前要进行抛光和包边处理。

14. 冶炼二公司电解车间的电解液循环方式采用上进下出。

15. 电解后的三种产物是电铜阳极泥残极。

16. 冶炼二公司电解车间电解单槽阳极板为 47 块，电解单槽阴极板为 46 块。

17.残极经过冲洗后才能返回阳极炉和转炉。

18.对电解精炼危害最大的杂质有砷、锑、铋。

19. 国内铜电解生产需用的添加剂有明胶、硫脲、干酪素、盐酸四种。

二、单项选择题(12 分)1. 电解液温度一般控制在 B 。

A 、55-60B 、60-65C 、65-70D 、55-702.冶炼厂铜电解车间生产槽电解液含铜一般控制在 C g/l 。

A 、30-40 B 、60-80 C 、45-65 D 、55-703. 冶炼厂铜电解车间生产槽电压一般为 A V 。

A 、0.25-0.35 B 、 1-2 C 、0.01-0.03 D 、0.3-0.454. 冶炼厂铜电解车间生产槽电解液 H 2SO 4 一般控制为 B g/l 。

A 、 140-150 B 、 170-200 C 、 120-140 D 、200-2205.冶炼电解液循环一般为 B l/min 。

高中化学复习知识点：铜的电解精炼

高中化学复习知识点：铜的电解精炼一、多选题1．下列有关电化学原理及应用的相关说法正确的是（）A．由于CaO+H2O=Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池B．马口铁(镀锡铁)的镀层破损后，马口铁腐蚀会加快C．电解精炼铜时，电解质溶液的浓度几乎不变D．利用“外加电流的阴极保护法”保护钢闸门时，钢闸门应与外接电源的负极相连2．下列说法正确的是A．电解精炼粗铜时，阳极质量的减少与阴极质量的增加相同B．对于一个固定的可逆反应，其他条件不变，只要温度发生改变，则平衡一定移动C．通过Q sp与K sp的相对大小判断沉淀溶解平衡移动的方向，Q sp＜K sp时，有沉淀析出D．盐类水解的结果可使溶液呈酸性、碱性或中性二、单选题3．化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是（）A．电解饱和食盐水时,阳极的电极反应为:2Cl-+2e-=Cl2↑B．酸性氢氧燃料电池的正极电极反应为:2H2O+O2+4e-=4OH-C．粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应为:Cu-2e-=Cu2+D．钢铁发生吸氧腐蚀时,铁做负极被氧化:Fe-3e-=Fe3+4．设N A是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（）A．11g基态硼原子含有的未成对电子数为3N AB．1mol基态氟原子能量最高的能级上电子数为7N AC．100mL1mol•L-l亚硫酸钠溶液含有的阴离子数目大于0.1N AD．电解法精炼铜，阴极析出64gCu时，阳极转移的电子数大于2N A5．图Ⅰ的目的是精炼铜，图Ⅱ的目的是保护钢闸门。

下列说法不正确的是A．图Ⅰ中a为纯铜B．图Ⅰ中SO42—向b极移动C．图Ⅱ中如果a、b间连接电源，则a连接负极D．图Ⅱ中如果a、b间用导线连接，则X可以是铜6．下列措施中，不符合生产实际的是A．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴扱B．利用外加电流的阴极保护法，可以将水下的钢闸门与电源正极相连C．为保护地下管道中的金属铁，可将其与锌极相连D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极7．下列是教材中常规电化学示意图，其标注完全正确的是（）A．B．C．D．8．下列说法正确的是A．用Zn作阳极，Fe作阴极，ZnCl2作电解质溶液，因放电顺序H+>Zn2+，故不能在铁上镀锌B．电解精炼时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料C．粗铜电解精炼时，若电路中通过2 mol e-，阳极减少的质量为64 gD．工业上采用电解MgCl2溶液来冶炼金属镁9．下列说法正确的是（）A．镀铜铁制品镀层破坏后，铁制品更易发生腐蚀B．使用催化剂既能改变反应速率，又能改变焓变C．其他条件不变时，升高温度，吸热反应的v正增大，v逆减小D．工业电解精炼铜时，粗铜与电源的负极相连10．下列是部分矿物资源的利用及产品流程(如图)，有关说法不平确的是A．粗铜电解精炼时，粗铜作阳极B．生产铝、铜、高纯硅及玻璃过程中都涉及氧化还原反应C．黄铜矿冶铜时，副产物SO2可用于生产硫酸，FeO可用作冶铁的原料D．粗硅制高纯硅时，提纯四氯化硅可用多次分馏的方法三、综合题11．如图所示，某同学设计一个燃料电池并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。

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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－===Ni
B．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。

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。

（3）如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将
________(填“增大”“减小”或“不变”)。

精铜电极上的电极反应式为
________________________________________________。

3．冶炼铜矿石所获得的铜通常含有锌、铁、镍、银、金和铂等微量杂质，俗称粗铜。

工业上通常通过电解法除去这些杂质制得精铜，以提高铜的使用价值，扩大铜的应用范围。

(几种金属的相对原子质量是：Fe－56，Ni－59，Cu－64，Zn－65，Ag－108，Au－197。

)
请完成下列问题：
（1）一般来说，电解精炼铜的初始电解质溶液里的阳离子是________，写出铜的电解精炼过程中的阴极反应式________________________________________________。

（2）如果转移0.020 mol e－，下列说法中一定正确的是________。

①阴极质量增加0.64 g ②阳极质量减少0.64 g
③电解质溶液的质量保持不变④电解质溶液的温度保持不变
4．如图所示，U形管内盛有100 mL 的溶液，按要求回答下列问题：
（1）打开K2，闭合K1，若所盛溶液为CuSO4溶液：则A为________极，A极的电极反应式为______________________。

若所盛溶液为KCl溶液，则B极的电极反应式为________________。

（2）打开K1，闭合K2，若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，则A电极附近可观察到的现象是________________________，Na＋移向________极(填A、B)；总反应化学方程式是
____________________。

（3）如果要用电解的方法精炼粗铜，打开K1，闭合K2，电解液选用CuSO4溶液，则A 电极的材料应
换成是________(填“粗铜”或“纯铜”)，反应一段时间后电解质溶液中Cu2＋的浓度将会________(填“增大”、“减小”、“不变”)。

答案
1．【答案】A
2．【答案】（1）负极H2－2e－＋2OH－===2H2O
（2）阳极铁极
（3）减小Cu2＋＋2e－===Cu
【解析】（1）通入氢气的电极为负极，由于电解质溶液是碱性的，所以该电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O。

（2）由于石墨电极与电源的正极连接，所以石墨电极为阳极，反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液，溶液中的H＋在阴极(Fe电极)放电，破坏了附近的水的电离平衡，该区域的溶液显碱性，因此铁极的溶液先变红。

（3）如果粗铜中含有锌、银等杂质，因为粗铜中有活动性比Cu强的金属失去电子，而得到
电子的只有Cu2+，所以丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度会减小；精铜电极上的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。

3．【答案】（1）H＋和Cu2＋Cu2＋＋2e－===Cu （2）①
【解析】电解精炼铜的电解质溶液一般为用硫酸酸化了的硫酸铜溶液，其中的阳离子是H＋和Cu2＋。

粗铜中Fe、Zn、Ni均有可能放电转化为Fe2＋、Zn2＋、Ni2＋，Fe2＋、Zn2＋、Ni2＋、H＋和Cu2＋中放电能力Cu2＋最强，所以在阴极上放电的只有Cu2＋，当有0.020 mol e－转移时阴
极质量增加0.020mol
2
×64 g·mol－1＝0.64 g。

Ag和Au都不能放电，只是以固态单质的形式沉积于电解糟的底部。

Fe、Zn、Ni中，有相对原子质量比Cu大的，也有相对原子质量比Cu小的，且Fe、Zn、Ni的放电能力都强于Cu，首先在阳极上被溶解，因此阳极上放电的不只是铜，阳极质量减少量不固定，电解质溶液的质量也不会保持不变。

在电解精炼铜的过程中，能量转化的形式主要是电能转化为化学能，但也有电能转化为热能，电解质溶液的温度肯定会变化。

4．【答案】（1）负Zn－2e－===Zn2＋2H2O＋O2＋4e－===4OH－
（2）A极上有气泡，电极附近溶液变红 A
2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
（3）纯铜减小。