工業(yè)上采用如圖所示電解裝置制取活潑金屬鋁，由于陽極產(chǎn)生的氧氣全部與石墨電極反應(yīng)生成CO和CO2氣體，因此在電解過程中碳電極需要不斷補充．已知電解總反應(yīng)方程式為：2Al2O3
 通電 
.
 
4Al+3O2↑．

（1）陰極反應(yīng)式為
4Al3++12e-=4Al
4Al3++12e-=4Al
；陽極反應(yīng)式為
6O2--12e-=3O2↑
6O2--12e-=3O2↑
．
（2）若生產(chǎn)中每生成a gAl，陽極損失石墨bg，則理論上產(chǎn)生CO和CO2的物質(zhì)的量分別是
CO：
3b-a
18
mol、CO2：
2a-3b
36
mol
CO：
3b-a
18
mol、CO2：
2a-3b
36
mol
．
（3）對金屬制品進行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命．以鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應(yīng)式為
2Al+3H2O=Al2O3+6H++6e-
2Al+3H2O=Al2O3+6H++6e-
．
分析：（1）根據(jù)電解方程式可知陰極生成Al，陽極生成O2，以此書寫電極反應(yīng)式；
（2）根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等計算；
（3）陽極Al被氧化生成Al2O3．
解答：解：（1）根據(jù)電解方程式可知陰極生成Al，電極方程式為4Al3++12e-=4Al，陽極生成O2，電極方程式為6O2--12e-=3O2↑，
故答案為：4Al3++12e-=4Al；6O2--12e-=3O2↑；
（2）n（Al）=
a
27
mol，則轉(zhuǎn)移電子
a
27
mol×3=
a
9
mol，消耗n（C）=
b
12
mol，設(shè)生成xmolCO，ymolCO2，
則
x+y=
b
12
2x+4y=
a
9
，
解之得x=
3b-a
18
mol，y=
2a-3b
36
mol，
故答案為：CO：
3b-a
18
mol、CO2：
2a-3b
36
mol；
（3）陽極Al被氧化生成Al2O3，電解質(zhì)溶液呈酸性，則陽極反應(yīng)式為2Al+3H2O=Al2O3+6H++6e-，
故答案為：2Al+3H2O=Al2O3+6H++6e-．
點評：本題考查電解原理，側(cè)重于電解原理和工業(yè)生產(chǎn)的綜合運用，題目難度中等，注意正確書寫電極反應(yīng)式為解答該題的關(guān)鍵，根據(jù)電子守恒進行計算．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

工業(yè)上冶煉鈦主要以鈦鐵礦、金紅石（含TiO2大于96%）等為原料生產(chǎn)．

（1）由金紅石為原料采用亨特（Hunter）法生產(chǎn)鈦的流程如下：
①沸騰氯化爐中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
TiO2+2Cl2+2C=TiCl4+2CO
TiO2+2Cl2+2C=TiCl4+2CO

②已知：Ti（s）+2Cl2（g）=TiCl4（l）△H=-804.2kJ/mol；
2Na（s）+Cl2（g）=2NaCl（s）△H=-882.0kJ/mol
Na（s）=Na（l）△H=2.6kJ/mol
請寫出用液態(tài)鈉與四氯化鈦置換出鈦的熱化學(xué)方程式
4Na（l）+TiCl4（l）=4NaCl（s）+Ti（s）△H=-970.2kJ/mol
4Na（l）+TiCl4（l）=4NaCl（s）+Ti（s）△H=-970.2kJ/mol

③海綿鈦破碎后用0.5%～1.5%的鹽酸洗滌，再用蒸餾水洗滌至中性，用鹽酸洗滌的目的是
除去起中和過量的鈉并溶解氯化鈉及鈦的氯化物
除去起中和過量的鈉并溶解氯化鈉及鈦的氯化物
．
（2）科學(xué)家從電解冶煉鋁的工藝得到啟發(fā)，找出了冶煉鈦的新工藝．試回答下列有關(guān)問題．
①TiO2直接電解法（劍橋法）生產(chǎn)鈦是一種較先進的方法，電解質(zhì)為熔融的氯化鈣，原理如圖所示，在陰極，被還原的Ca進一步還原TiO2獲得鈦，則在陰極所發(fā)生的反應(yīng)為：
2Ca2++4e-+TiO2=2CaO+Ti
2Ca2++4e-+TiO2=2CaO+Ti
．

②SOM技術(shù)是一種綠色環(huán)保先進技術(shù)，陽極用金屬陶瓷，并用固體氧離子隔膜將兩極產(chǎn)物隔開，只允許氧離子通過，在電解過程中陽極通入某種還原性氣體，可防止CO、CO2污染物產(chǎn)生，通入的氣體若是H2，則陽極電解反應(yīng)式為
H2+O2--2e-=H2O
H2+O2--2e-=H2O
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

（2013?煙臺一模）【化學(xué)--化學(xué)與技術(shù)】
工業(yè)上以碳素鉻鐵為原料制取鉻銨礬，利用電解法制取金屬鉻．其工藝流程如圖所示．

已知：H2SO4+Cr═CrSO4+H2↑
（1）碳素鉻鐵是鐵鉻合金，粉碎后溶于硫酸和電解陽極液的混合溶液中．該過程中電解陽極液的主要作用是
作氧化劑，將鉻鐵元素轉(zhuǎn)化為Fe3+和Cr3+
作氧化劑，將鉻鐵元素轉(zhuǎn)化為Fe3+和Cr3+
．
（2）加入（NH4）2SO4的目的是
生成鐵銨礬和鉻銨礬進行分離
生成鐵銨礬和鉻銨礬進行分離
．
（3）結(jié)晶后的母液從綠色化學(xué)的角度可采用的處理方法是
轉(zhuǎn)入凈化后的純鉻銨礬溶液進行結(jié)晶
轉(zhuǎn)入凈化后的純鉻銨礬溶液進行結(jié)晶
．
（4）產(chǎn)品鉻中含氧呈脆性，為了降低其含氧量，可通過
真空處理或氫還原
真空處理或氫還原
提高其純度．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法：在污水中通電生成Fe（OH）3膠體，F(xiàn)e（OH）3膠體可吸附污染物而沉積下來，具有凝聚凈化的作用；電極產(chǎn)生的氣泡把污水中懸浮物帶到水面形成浮渣層，刮去浮渣層，即起到了浮選凈化的作用．某研究小組用電浮選凝聚法處理污水，設(shè)計裝置如圖所示，下列說法不正確的是（　�。�
精英家教網(wǎng)

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法，即保持污水的pH在5.0-6.0之間，通過電解生成Fe（OH）3膠體，F(xiàn)e（OH）3膠體具有吸附作用，可吸附水中的污物而使其沉淀下來，起到凈水作用．其原理如圖所示．下列說法正確的是（　�。�

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【化學(xué)-化學(xué)與技術(shù)】浩瀚的海洋是一個巨大的物質(zhì)寶庫．目前世界各國都在研究如何充分利用海洋資源．
（1）如圖所示，在電場中利用膜技術(shù)（陽離子交換膜只允許陽離子通過，陰離子交換膜只允許陰離子通過）淡化海水，該方法稱為電滲析法．
精英家教網(wǎng)
①圖中膜a應(yīng)選用
 
膜．
②電滲析法還可用來處理電鍍廢液，寫出用該方法處理含硝酸銀廢液時所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式
 

（2）海水中的氘（含HDO 0.03‰）發(fā)生聚變的能量，足以保證人類上億年的能源消費，工業(yè)上可采用“硫化氫-水雙溫交換法”富集HDO．其原理是利用H2S、HDS、H2O和HDO四種物質(zhì)，在25℃和100℃兩種不同的溫度下發(fā)生的兩個不同反應(yīng)得到較高濃度的HDO．上圖為“硫化氫-水雙溫交換法”所發(fā)生的兩個反應(yīng)中涉及的四種物質(zhì)在反應(yīng)體系中的物質(zhì)的量隨溫度的變化曲線．寫出100℃時所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式
 
；工業(yè)上富集HDO的生產(chǎn)過程中，可以循環(huán)利用的一種物質(zhì)是
 
．

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