高考化学一轮复习课后限时集训21电能转化为化学能——电解（含解析）鲁科版.docx

电能转化为化学能电解 (建议用时：35分钟)A级基础达标1(2019绵阳模拟)下列表述不正确的是()ABCD盐桥中的Cl移向ZnSO4溶液a极附近产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝粗铜的电极反应式为Cu22e=Cu正极反应式为O24e2H2O=4OHC根据原电池的工作原理，锌为负极，铜为正极，阴离子向负极移动，A正确；根据电解原理，a为阳极，其电极反应式为2Cl2e=Cl2，b为阴极，Cu22e=Cu，因此a极产生的气体能使淀粉碘化钾试纸变蓝，B正确；粗铜作阳极，Cu2e=Cu2，C错误；发生吸氧腐蚀，正极得电子，电极反应式为O22H2O4e=4OH，D正确。2.如图所示为用固体二氧化钛(TiO2)生产海绵钛的装置示意图，其原理是TiO2中的氧解离进入熔融盐中而得到纯钛。下列说法中正确的是()Aa极是正极，石墨极是阴极B反应后，石墨电极的质量不发生变化C电解过程中，O2、Cl均向a极移动D阴极的电极反应式为TiO24e=Ti2O2DTiO2发生还原反应得到纯钛，故加入高纯TiO2的电极是电解池的阴极，a极是电源的负极，石墨极是阳极，A项错误；O2在阳极发生氧化反应生成O2，高温下，石墨与O2反应生成CO、CO2，导致石墨质量减小，B项错误；电解过程中，阴离子向阳极(石墨极)移动，C项错误；TiO2中的氧解离进入熔融盐而得到纯钛，发生了还原反应，生成了Ti和O2，D项正确。3用如图所示装置电解一段时间后，下列叙述错误的是()A电极、电极均为Fe，A为NaCl溶液，两电极间可能会出现白色沉淀B电极、电极均为石墨，A为FeCl2溶液，电极附近溶液变成黄绿色C电极、电极均为Pt，A为饱和Na2SO4溶液，电解质溶液中有晶体析出D电极、电极均为Al，A为AlCl3溶液，电极质量增加DA项，电极、电极均为Fe，A为NaCl溶液，则在阳极、阴极分别生成亚铁离子和氢氧根离子，两电极间可能会出现白色沉淀，正确；B项，电极、电极均为石墨，A为FeCl2溶液，电极上氯离子失电子变成氯气，而使其附近溶液变成黄绿色，正确；C项，电极、电极均为Pt，A为饱和Na2SO4溶液，电解后水减少，电解质溶液中有晶体析出，正确；D项，电极、电极均为Al，A为AlCl3溶液，电极上氢离子得电子生成H2，电极质量不增加，错误。4(2018洛阳一模)工业上联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为12，下列有关说法正确的是()Aa电极的电极反应式为2H2e=H2B产物丙为硫酸C离子交换膜d为阴离子交换膜D每转移0.1 mol电子，产生1.12 L的气体乙B根据题图并结合题意，同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为12，知甲为O2，乙为H2，则a电极上OH放电，产生氧气，电极反应式为：2H2O4e=4HO2，A项错误；a电极为阳极，阳极上OH放电，SO向阳极移动，因此产物丙为硫酸，B项正确；b电极为阴极，阴极上H放电，Na向阴极移动，则d为阳离子交换膜，C项错误；根据b电极的电极反应：2H2O2e=H22OH，知每转移0.1 mol电子，产生标准状况下1.12 L气体乙(H2)，D项错误。5(2018重庆一模)汽车尾气(含NO、NO2)污染环境，某化学兴趣小组构想用汽车尾气发电变废为宝，其原理如图所示，其中M、N电极为多孔导电材料。下列说法一定正确的是()AM电极的反应之一为NO2eH2O=NO2HB正极室中HNO3浓度增大C电池工作时，电子经外电路由M电极到N电极，内电路由N电极到M电极形成闭合回路D每消耗5.6 L O2(标准状况下)，可除去含1.0 mol NO和NO2的尾气A用汽车尾气(含NO、NO2)发电并将氮氧化物转化为重要的化工原料HNO3，则通入氧气的电极N是正极，电极M是负极。负极上NO、NO2失电子发生氧化反应，电极M的反应之一为NO2eH2O=NO2H，故A正确；电极N上的电极反应式为O24e4H=2H2O，有水生成，正极室溶液体积增大，所以硝酸浓度减小，故B错误；外电路中的电子流向为由负极到正极，即由电极M到电极N，电子不能通过电解质溶液，故C错误；该电池工作时，正极上每消耗5.6 L(0.25 mol)O2(标准状况下)，即转移1 mol电子，根据得失电子守恒，结合NONO、NO2NO可知，可除去含NO和NO2的尾气的物质的量在1/3 mol1.0 mol之间，故D错误。6(2019三晋质检)一种脱除废水中NH的电化学装置如图所示，下列说法正确的是()A该装置将化学能转变为电能B该装置工作时，Cl向阴极移动CNH在阴极上被还原为N2，阴极周围溶液的pH增大D阳极的电极反应式为ClH2O2e=ClO2HD该装置为电解池，将电能转变为化学能，故A错误；电解池中阴离子向阳极移动，故B错误；用电解法处理含有NH的废水，阴极上是水电离出的氢离子得电子发生还原反应：2H2O2e=H22OH，阳极的电极反应式为ClH2O2e=ClO2H，ClO、H再将NH氧化为N2，故C错误，D正确。7某实验小组模拟“人工树叶”的电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和某种燃料(C3H8O)。下列说法正确的是()A该装置将化学能转化为光能和电能B该装置工作时，H从b极区向a极区迁移C每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原Da电极上的电极反应式为3CO218H18e=C3H8O5H2OB由装置图可知，该装置为电解池，A项错误；b电极连接电源的正极，作阳极，在电解池中H向a极(阴极)区移动，B项正确；b电极上发生的是H2OO2的氧化反应，每生成1 mol O2转移4 mol电子，a电极上发生反应CO2C3H8O，C3H8O中碳元素的化合价是2，每消耗3 mol CO2转移18 mol电子，故生成1 mol O2消耗 mol CO2，C项错误；a电极上发生还原反应3CO218H18e=C3H8O5H2O，D项错误。8某兴趣小组组装如图装置，将汽车尾气中的NO、NO2转化为HNO3，从而消除汽车尾气对环境的污染。下列说法正确的是()AX极为正极 BY极的反应式为O24H4e=2H2OC电子从X极经交换膜流向Y极D质子由Y极经交换膜向X极迁移BA项，由图可知，在X极尾气被氧化为HNO3，所以X极为负极，Y极是正极，错误；B项，Y极发生还原反应，正确；C项，电子从X极经外电路流向Y极，不经过电解质溶液，错误；D项，以NO为例，X极的电极反应式为NO2H2O3e=NO4H，为了维持电荷平衡，氢离子由交换膜左侧向右侧迁移，错误。9用石墨电极完成下列电解实验。实验一实验二装置现象a、d处试纸变蓝；b处变红，局部退色；c处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生；下列对实验现象的解释或推测不合理的是()Aa、d处：2H2O2e=H22OHBb处：2Cl2e=Cl2Cc处发生了反应：Fe2e=Fe2D根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜BA项，a处电极连电源的负极，作阴极，电极反应式为2H2O2e=H22OH，铁丝中有电流通过，即b、d电极形成电解池，a、c电极形成电解池，d电极作阴极，发生的反应也为2H2O2e=H22OH，正确；B项，b电极作阳极，发生的电极反应为2Cl2e=Cl2，同时还发生反应Cl2H2O=HClHClO，而使b处变红，且局部退色，错误；C项，c极作阳极，铁失去电子生成Fe2，正确；D项，根据实验一原理，实验二形成3个电解池，电解一段时间后，溶液中Cu2浓度增大，m处作阴极，电极反应为Cu22e=Cu，正确。10(2019石家庄模拟)如图所示装置是一种可充电电池，装置为电解池。离子交换膜只允许Na通过，充放电的化学方程式为2Na2S2NaBr3Na2S43NaBr。闭合开关K时，b极附近先变红色。下列说法正确的是 ()A负极反应为4Na4e=4NaB闭合K后，b电极附近的pH变小C当有0.01 mol Na通过离子交换膜时，b电极上析出气体在标准状况下体积为112 mLD闭合K后，a电极上产生的气体具有漂白性C当闭合开关K时，b附近溶液先变红，即b附近有OH生成，在b极析出氢气，b极是阴极，a极是阳极，与阴极连接的是原电池的负极，所以B极是负极，A极是正极。闭合K时，负极发生氧化反应，电极反应为2Na2S22e=2NaNa2S4，A错误；闭合开关K时，b极附近先变红色，该极上生成H2和OH，pH增大，B错误；闭合K时，有0.01 mol Na通过离子交换膜，说明有0.01 mol电子转移，阴极上生成0.005 mol H2，标准状况下体积为0.005 mol22.4 Lmol10.112 L112 mL，C正确；闭合开关K时，a极是阳极，该极上金属铜被氧化，电极反应为Cu2e=Cu2，没有气体产生，D错误。11电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe2H2O2OHFeO3H2，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeO，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。(1)电解一段时间后，c(OH)降低的区域在_(填“阴极室”或“阳极室”)。(2)电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是_ _。(3)c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：_。解析：(1)根据电解总反应：Fe2H2O2OHFeO3H2，结合阳极发生氧化反应知，阳极反应式为Fe6e8OH=FeO4H2O，结合阴极发生还原反应知，阴极反应式为2H2O2e=2OHH2，则阳极室消耗OH且无补充，故c(OH)降低。(2)结合题给信息“Na2FeO4易被氢气还原”知，阴极产生的氢气不能接触到Na2FeO4，故需及时排出。(3)图示中随着c(NaOH)增大，c(Na2FeO4)先增大后减小，结合已知信息“Na2FeO4只在强碱性条件下稳定”知，M点c(Na2FeO4)低的原因是c(OH)低，反应速率小且Na2FeO4稳定性差。结合已知信息“若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质”知，N点c(Na2FeO4)低的原因是c(OH)过高，铁电极上产生Fe(OH)3或Fe2O3，使Na2FeO4产率降低。答案：(1)阳极室(2)防止Na2FeO4与H2反应使产率降低(3)M点：c(OH)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢；N点：c(OH)过高，铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4产率降低 B级能力提升12某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：(1)甲池为_(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为_。(2)乙池中A(石墨)电极的名称为_(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应式为_。(3)当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为_mL(标准状况)，丙池中_极析出_g铜。(4)若丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲池中溶液的pH将_(填“增大”“减小”或“不变”)；丙池中溶液的pH将_(填“增大”“减小”或“不变”)，若将丙池中溶液复原，需加入_。解析：(1)甲池为原电池，通入CH3OH的电极为负极，电极反应式为CH3OH6e8OH=CO6H2O。(2)乙池中为用惰性电极电解AgNO3溶液，其中A作阳极，B作阴极，总反应式为4AgNO32H2O4AgO24HNO3。(3)根据各电极上转移的电子相同，则n(Ag)4n(O2)2n(Cu)，故V(O2)22.4 L0.28 L280 mL，m(Cu)64 g1.6 g。(4)若丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，根据丙中总反应式为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，溶液pH增大，而甲池中总反应式为2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O，溶液pH减小。答案：(1)原电池CH3OH6e8OH=CO6H2O(2)阳极4AgNO32H2O4AgO24HNO3(3)280D1.6(4)减小增大HCl13(2019合肥质检)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)断开K2，闭合K1，若所盛溶液为CuSO4溶液，则A极为_极，B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)断开K1，闭合K2，若所盛溶液为滴有酚酞的足量NaCl溶液，则：A电极附近可以观察到的现象是_，Na移向_(填“A”或“B”)极。B电极上的电极反应式为_，总反应的化学方程式是_。反应一段时间后断开K2，若忽略溶液的体积变化和气体的溶解，B极产生气体的体积(标准状况)为11.2 mL，将溶液充分混合，常温下溶液的pH约为_。若要使电解质溶液恢复到原状态，需向U形管内加入或通入一定量的_。解析：(1)断开K2，闭合K1时，该装置是原电池，锌作负极，碳作正极，正极上铜离子得电子生成铜，发生还原反应，电极反应式为Cu22e=Cu；所盛溶液为KCl溶液时发生吸氧腐蚀，正极(B极)的电极反应式为O22H2O4e=4OH。(2)断开K1，闭合K2，若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，该装置是电解池。碳棒是阳极，锌棒是阴极，电解时，锌棒上氢离子放电生成氢气，同时电极附近生成的氢氧根离子导致溶液呈碱性，加入酚酞溶液后变红；溶液中的Na向