Question

【題目】電解在化工生產(chǎn)、金屬冶煉及科學(xué)研究等方面有重要應(yīng)用。

(1)工業(yè)上用電解熔融氧化鋁的方法來制取金屬鋁。純凈氧化鋁的熔點很高(約2045℃)，在實際生產(chǎn)中，通過加入助熔劑冰晶石Na3AlF6) 在1000℃左右就可以得到熔融體。

①寫出電解時陽極的電極反應(yīng)式:___________。

②電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是___________。

(2) 電解食鹽水是氯破工業(yè)的基礎(chǔ)。

①電解所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時，為除去Mg2+和Ca2+,要加入的試劑分別為____、_____。電解時，陰極反應(yīng)的主要產(chǎn)物是___________。

②電解時用鹽酸控制陽極區(qū)的pH在2～3，用必要的文字和反應(yīng)方程式說明原因: ___________。

（3）Cu2O是半導(dǎo)體材料，工業(yè)上常用電解法制取。電解裝置如下圖所示。

電解裝置中采用離了交換膜控制陽極區(qū)OH-的濃度而制備納米Cu2O。該離子交換膜是____(填“陰”或“陽”)離子交換膜，陽極生成Cu2O的電極反應(yīng)式為__________。

Answer 1

【答案】 2O2－－4e－＝O2↑ 石墨電極被陽極上產(chǎn)生的氧氣氧化 NaOH Na2CO3 NaOH和H2 Cl2+H2OHCl+HClO，增大H+和 Cl－濃度，抑制氯氣與水的反應(yīng)，減少氯氣的損失 陰 2Cu－2e－＋2OH－＝Cu2O＋H2O

【解析】(1)①由電解裝置可知，陽極上氧離子失去電子，電極反應(yīng) 2O2－－4e－＝O2↑ ；②陽極上產(chǎn)生氧氣，石墨電極被陽極上產(chǎn)生的氧氣氧化，故電解過程中作陽極的石墨易消耗。（2）①食鹽溶液中混有Mg2＋和Ca2＋，可以利用過量NaOH溶液除去Mg2＋，利用過量Na2CO3溶液除去Ca2＋；電解時，陰極反應(yīng)2H20＋2e－=2OH－＋H2↑,陰極反應(yīng)的主要產(chǎn)物是NaOH和H2；②電解時用鹽酸控制陽極區(qū)的pH在2～3，用必要的文字和反應(yīng)方程式說明原因: Cl2+H2OHCl+HClO，增大H+和 Cl－濃度，抑制氯氣與水的反應(yīng)，減少氯氣的損失。（3）用陰離子交換膜控制電解液中控制陽極區(qū)OH-的濃度而制備納米Cu2O。在電解池中，當(dāng)陽極是活潑電極時，該電極本身發(fā)生失電子得還原反應(yīng)，在堿性環(huán)境下，金屬銅失去電子的電極反應(yīng)為2Cu－2e－＋2OH－＝Cu2O＋H2O。