题目内容
【题目】电解在化工生产、金属冶炼及科学研究等方面有重要应用。
(1)工业上用电解熔融氧化铝的方法来制取金属铝。纯净氧化铝的熔点很高(约2045℃)，在实际生产中，通过加入助熔剂冰晶石Na3AlF6) 在1000℃左右就可以得到熔融体。
①写出电解时阳极的电极反应式:___________。
②电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___________。
(2) 电解食盐水是氯破工业的基础。
①电解所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为____、_____。电解时，阴极反应的主要产物是___________。
②电解时用盐酸控制阳极区的pH在2～3，用必要的文字和反应方程式说明原因: ___________。
（3）Cu2O是半导体材料，工业上常用电解法制取。电解装置如下图所示。
电解装置中采用离了交换膜控制阳极区OH-的浓度而制备纳米Cu2O。该离子交换膜是____(填“阴”或“阳”)离子交换膜，阳极生成Cu2O的电极反应式为__________。
【答案】 2O2－－4e－＝O2↑ 石墨电极被阳极上产生的氧气氧化 NaOH Na2CO3 NaOH和H2 Cl2+H2O
HCl+HClO，增大H+和 Cl－浓度，抑制氯气与水的反应，减少氯气的损失 阴 2Cu－2e－＋2OH－＝Cu2O＋H2O
【解析】(1)①由电解装置可知，阳极上氧离子失去电子，电极反应 2O2－－4e－＝O2↑ ；②阳极上产生氧气，石墨电极被阳极上产生的氧气氧化，故电解过程中作阳极的石墨易消耗。（2）①食盐溶液中混有Mg2＋和Ca2＋，可以利用过量NaOH溶液除去Mg2＋，利用过量Na2CO3溶液除去Ca2＋；电解时，阴极反应2H20＋2e－=2OH－＋H2↑,阴极反应的主要产物是NaOH和H2；②电解时用盐酸控制阳极区的pH在2～3，用必要的文字和反应方程式说明原因: Cl2+H2O
HCl+HClO，增大H+和 Cl－浓度，抑制氯气与水的反应，减少氯气的损失。（3）用阴离子交换膜控制电解液中控制阳极区OH-的浓度而制备纳米Cu2O。在电解池中，当阳极是活泼电极时，该电极本身发生失电子得还原反应，在碱性环境下，金属铜失去电子的电极反应为2Cu－2e－＋2OH－＝Cu2O＋H2O。
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