2020届高考化学二轮复习专题十七电解池原理及应用含解析

1、专题十七电解池原理及应用1、如右图两个电解槽中,A B、C D均为石墨电极。如果电解过程中共有0.02mol电子通过，下列叙述中正确的是c洞口感知将般A.甲烧杯中A极上最多可析出铜0.64g一， ,，一 .> ,一 一、.-4e- =2H .B.C.D.甲烧杯中B极上电极反应式4OH2。+乙烧杯中滴入酚酬:试液，D极附近变红乙烧杯中C极上电极反应式为4H+4e-=2H2 T2、电解NaB（OH）4溶液制备H3BO3的原理如图所示，下列叙述错误的是（）£膜石展h辐工“升|溶液打%爆。H溶濒、田，川兀 :索溶液、罐 产品室 原料室点膜A. M室发生的电极反应式：2H2O-4e =O

2、2 +4H +B. a、c为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜C. N 室中：a%<b%D.每生成1 mol H3BO3,则有1 mol Na +进人N室3、电解絮凝净水可用如图装置模拟探究，下列叙述正确的是（）A.电子从X极经电解液流入 Y极B.铝电极表面白反应有：Al-3e-=Al3+,4OH-4e=O2 +2H2OC. Y 的电极反应：Pb-2e-+S04-= PbSO4D.电路每通过2moL电子，理论上电解池阴极上有22.4 L也 生成4、用多孔石墨电极完遥下列实验。下列解释或推理合理的是（）实验我出用槿iAfcA （I 中I从11中迅速以出电随后，放入G1中 nd现象i I中ah的

3、搬均优施ii工乐'篁色尚沐报工新婚庆白电固体A.I中电解一段时间后，c（Na2SO4）一定增大B.由II中反应H2+Cu2+=Cu +2H+可知，用玻璃导管将 心 通入CUSO4溶液中，也会产生 红色沉淀C.ni中，只可能发生反应 2Ag+Cu=Cu2+2AgD.I中，a极上既发生了化学变化，也发生了物理变化5、用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示，下列说法正确的是（）A.燃料电池工作时，正极反应为 Q+2H2O+4e=4OHB.电解精炼铜时，若转移1mol电子，a极质量减少32gC.铁表面镀铜时,a为铁,b为Cu,工作一段时间要使右池溶液复原可加入适量的CuOD.若a、

4、b两极均为石墨时，在相同条件下，a极产生的气体与电池中消耗的Q体积相同6、一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO的装置如图所示（电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极）。该装置工作时，下列说法不正确的是（）气体XwnnnunsIMTI于交接讣无，伸X阳于交铁JIK2MM>4德般A.甲为正极，丙为阴极B. 丁极的电极反应式为Mno4 e MnO4C. KOH溶液的质量分数：c%>a%>b%D.标准状况下，甲电极上每消耗22.4L气体时，理论上有 4mol K+移入阴极区7、电解法处理CO?和SO2混合污染气的原理如下图所示，电解质为熔融碳酸盐和硫酸盐,通电一段时间后，Ni电极表面形成掺

5、杂硫的碳积层。下列说法错误的是（）CQrFiSO；rttn直f能电腑A. Ni电极表面发生了还原反应B.阳极的电极反应为： 2O2-4e=O2C.电解质中发生的离子反应有：2SO2+4O2-=2SO42-D.该过程实现了电解质中碳酸盐和硫酸盐的自补充循环8、铁碳微电解技术是利用原电池原理处理酸性污水的一种工艺，装置如图。若上端开口关闭，可得到强还原性的 H （氢原子）；若上端开口打开，并鼓入空气，可得到强氧化性的 OH （煌基 自由基）。下列说法错误的是（）ttM. M-LrJinicnA.无论是否鼓入空气，负极的电极反应式均为 Fe-2e-=Fe2+B.不鼓入空气时，正极的电极反应式为 H

6、+ +e-=HC.鼓入空气时,每生成1mol OH有2 mol电子发生转移D.处理含有草酸(H 2c2O4)的污水时，上端开口应打开并鼓入空气9、用电解法处理含 Cr2O72的废水，探究不同因素对含Cr2O；废水处理的影响，结果如表所示(Cr2O；的起始浓度、体积、电压、电解时间均相同 )。下列说法错误的是()实验iiiiiiiv是否加入Fe2(SO4) 3否否加入30g否©是否加入H2SO否加入1mL加入1mL加入1mL雇 极乱阴极村料石墨石墨石墨石墨阳极材料石墨石墨石墨铁Cr2O；的去除率0.092%12.7%20.8%57.3%实验iii中533+去除Cr2O2的机理A.实验i

7、i与实验i对比，其他条件不变，增加c(H+)有利于Cr2O；的去除B.实验iii与实验ii对比，其他条件不变，增加 c(Fe 3+)有利于CrzO；的去除C.实验iv中5小循环利用提高了 Cr2O；的去除率D.若实验iv中去除0.01mol Cr2O2 ,生成的阳离子全部转化成沉淀， 则沉淀的质量是 2.06g10、如图为一定条件下采用多孔惰性电极的储氢电池充电装置(忽略其他有机物)。已型"壮军钻出送气.生成目标产物消耗的电子数汁,丁诏M曰知储氢装置的电流效率Y=一TTT 100% ,下列说法不正确的是转移的电子总数()1 .ft mol气怫总分电解施襄 (只允许通过)A.若刀=75

8、%则参加反应的苯为0.8molB.过程中通过 C-H键断裂实现氢的储存C.采用多孔电极增大了接触面积，可降低电池能量损失D.生成目标产物的电极反应式为：C6H6+6e +6HC6Hl211、图甲是一种利用微生物将废水中的尿素CO(NHa) 2转化为环境友好物质的原电池装置示意图，利用该电池在图乙装置中的铁上镀铜。下列说法正确的是()A.图乙中Fe电极应与图甲中 Y相连接B.图甲中H+透过质子交护膜由右向左移动C.图甲中 M 电极反应式： CO(NH)2+5H2O-14e=CO+2NO+14h+D.当图甲中M电极消耗0.5mol尿素时，图乙中铁电极增重96g12、某模拟“人工树叶”电化学实验装置

9、如图所示，该装置能将HO和CO转化为O和燃料(C3HO)。下列说法正确的是()电化学催乩剂京催化剂A.该装置将化学能转化为光能和电能B.该装置工作时， J从b极区向a极区迁移C.每生成1mol O2,有44g CO2被还原D. a 电极的反应为：3CO + 16H -18e = C3H8O+4HO 13、某课外活动小组同学用如图装置进行实验，试回答下列问题:的利行盐水(1)若开始时开关 K与a连接，则B极的电极反应式为 。(2)若开始时开关 K与b连接，则B极的电极反应式为 。总反应的离子方程式为 。有关上述实验，下列说法正确的是(填序号)。溶液中Na*向A极移动从A极处逸出的气体能使湿润 K

10、I淀粉试纸变蓝反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度若标准状况下 B极产生22.4L气体，则溶液中转移 2mol电子(3)该小组同学模拟工业上用离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫 酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。该电解槽的阳极反应式为 。此时通过阴离子交换膜的离子数 （填“大于”、“小于”或“等于"）通过阳离子交换膜的离子数通电开始后，阴极附近溶液 pH会增大，请简述原因： 若将制得的氢气、 氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为14、电化学知识在物质制备领域的应用前景看好。图P+甲（1）从环境保护的角度看，制备一种新

11、型多功能水处理剂高铁酸钠（Na2FeO）较好的方法为电解法，其装置如图所示: 电解过程中阳极的电极反应式为 “镁一次氯酸盐” 燃料电池可为图装置提供电能， 该电池电极为镁合金和钳合金， 其工 作原理如图所示。b为该燃料电池的 （填“正"或"负"）极。当有16.6g Na 2FeQ 生成时消耗ClO-的物质的量为 mol;（2）电解NaSO溶液生产HSO和烧碱的装置如图所示（已知：阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过），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1:2。则丁为;电解一段时间，当产生 0.1mol气体甲

12、时，通过离子交换膜 f的离子的质量为 g。（3）用0.1032mol/L的NaOH§液滴定未知浓度的稀盐酸，实验数据如下表：实验序号消耗NaOFH§MW体积/mL待测稀盐酸的体积/mL128.8425.0025.0027.83327.8525.00根据表格计算c (HCl) =。在上述滴定过程中，若滴定前碱式滴定管下端尖嘴中无气泡，滴定后有气泡，则测定结果将 (填“偏大”、“偏小”或“不影响”)。15、阳离子交换膜法电解饱和食盐水具有综合能耗低、环境污染小等优点。 生产流程如下图所示：(1)电解饱和食盐水的化学方程式为 。(2)电解结束后，能够脱去阳极液中游离氯的试剂或方法

13、是(填字母序号)。a. Na2s。4 b. Na2S03c.热空气吹出d降低阳极区液面上方的气压-_ -食盐水中的I若进入电解槽，可被电解产生的Cl2氧化为IC1,并进一步转化为IO3, IO3可继续被氧化为高碘酸根(IO4),与Na +结合生成溶解度较小的 NaI04沉积于阳离子交换 膜上，影响膜的寿命。从原子结构的角度解释IC1中碘元素的化合价为+ 1价的原因：。NaIO3,被氧化为NaI04,的化学方程式为 。(4)在酸性条件下加入 NaCIO溶液，可将食盐水中的I转化为I2,再进一步除去。通过测定体系的吸光度，可以检测不同pH下I2的生成量随时间的变化，如图所示。已知：吸光度越高表明该

14、体系中c(I2)越大。因：。pH = 4.0时，体系的吸光度很快达到最大值，之后快速下降。吸光度快速下降的可能原研究表明食盐水中I含量0.2 mg ? L -1时对离子交换膜影响可忽略。现将 1 m3含I浓度 为1.47 mg. L-1的食盐水进行处理，为达到使用标准，理论上至少需要0.05 mol ? L -1 NaCIO溶液 L。（已知NaCIO的反应产物为 NaCl,溶液体积变化忽略不计）答案以及解析1答案及解析:答案：C解析：2答案及解析:答案：B解析：该装置有外加电源，因此该装置为电解池，左端石墨为阳极，根据电解原理，阳极反应式为 2H2O-4e=O2 +4H + ,产品室得到产品，

15、因此a膜为 阳离子交换膜，右端石墨为阴极，根据电解原理，阴极反应式为2H2O+2e-=H2 +2OH- ,c膜为阳离子交换膜；A. M室中石墨电极为阳极，电解时阳极上水失电子生成 02和H+,电极反应式为2H2O-4e-=O2 +4H+,故A说法正确；B.原料室中的 B(0H)4通过b膜进入产品室，M室中氢离子通入a膜进入产品室，原料室中的Na+通过c膜进入 N室，则a、c为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜，故B说法错误；C. N室中石墨为阴极，电解时阴极上水得电子生成原料室中的钠离子通过 c膜进入N室，溶液中 c(NaOH)增大，所以 N室：a%<b%： C说法正确；D.理论上每生成1

16、molH3BO3 ,则M室 中就有1 mol氢离子通入a膜进入 产品室即转移1 mol e原料室中的 1 Na+ Na+通过c膜进入N室.故D 说法正确。3答案及解析：答案：B解析：根据右侧电解絮凝池图不信息口寸知，A1转 化为Al3+ ,溶液中 OH-转化为O2 ,则发生两个氧化反应，北极为电解池的阳极，连接铅蓄电池的正极，故Y为正极.X极为负极。A.Y与右侧电解池的阳极铝相连作正极，原电池中， 电子从电源的负极( X极)经导线流向电源的正极(Y极)，而不经过电解质溶 液，故A项错误；B.阳极铝电极A1转化为Al3+,溶液中OH-转化为。2,其电极反应式为：A1 -3e-=Al3+ , 4O

17、H-4e=O2 +2H2O ,故B项正确；C:.Y极为电源的正极，发生的电极反应式为：PbO2+2e-+4H+SO：=PbSO4+2H2O ,故C项错误；D.根据转移电子数与氢气的关系式2e? H2,可知电路每通过2 mol电子，理论上电解池阴极上有1 mol H2生成，但提示信息中未指明标准状况，则无法计算阴极上氢气的休积，故D项错误。答案：D解析：A.若电解池中 W2SO4溶液是饱和溶液，电 解 W2SO4溶液相当于电解水，电解一段时间后，Na?SO4溶液仍是饱和溶液，浓度不变，A项错误；B.由II中现象可知反应 H2+Cu2+=Cu +2H+发 生，这个发生前提是电极从电解池才取出，外界

18、条件强加电子给铜，强行拿掉氢中的电子，因而才发生，氢气通入CuSO4溶液中不会发生反应，B项错误；c. m中，由于迅速从n中取出，也可能发生反应2Ag +H 2=2H + +2Ag , C项错误;D. a极上发生的电极反应是氢离子得到电子转化为氢气，是化学变化，产生的氢气又被吸附在多孔石墨电极上是物理变化，D项正确。5答案及解析：答案：D解析：6答案及解析：答案：C解析：A、通入氧气的电极为电池的正极，与电源正极相连的一极为电解池阳极，所以丙是阴极，故A正确；R 丁是电解?阳极， MnO2失电子被氧化为MnO4 ,电极反应式是2- 一，_. > 一，一 一、一-> ，一一 一MnO

19、4 e MnO4,故B正确；C、丙电极上的反应是 2H 2O+2e =2OH +H2,电极甲的电极反应式是 O2 2H2O 4e- 4OH-,乙电极的电极反应式为 H2-2e-+2OH-=2H 2。，根据溶液流动方向，c%>b%> a%故C错误，D.标准状况下，甲电极上每消耗 22.4L氧气时， 转移4mol电子，所以理论上有 4mol K+移入阴极区，故 D正确。7答案及解析：答案：C解析：8答案及解析：答案：C解析：A.铁碳微电解装置示意图可知，Fe为原电池负极发生氧化反应Fe-2e=Fe2+,故A正确;B.由题意可知上端开口关闭，可得到强还原性的 H,则不鼓入空气时，正极的电

20、极反应式为H+e=H，故B正确;C.鼓入空气时，正极的电极反应为 O2+2H+2e-=2 OH ,每生成1mol OH有1mol电子发生转移，故C错误;D.处理含有草酸(H 2c2O4)的污水时，草酸根具 有很强的还原性，与氧化剂作用易被氧化为二氧化碳和水，则上端开口应打开并鼓入空气生成强氧化性的羟基，以氧化酸处理污水，故D正确；答案为G9答案及解析：答案：D解析：实验ii与实验i对比，差别在于是否加入 1mL的硫酸，加了硫酸，去除率明显提升，所以增加c(H+)有利于Cr2O2的去除，故A项正确；实验iii与实验ii对比.差别在于是否加入 30g Fe 2(SO3,增加c(Fe 3+) , C

21、rzO；的去除率明显提升，故B项正确；实验iv中，在阴极.Fe3+得电子产生Fe2+, 532+被Cr2O7氧化后再产生Fe3+, Fe2+循环利用提高了 Cr2O7的去除率，故C项正确；实验iV中，铁做阳极先失电子变成 Fe2+然后发生反应：14H+6Fe2+Cr2O2 =2Cr3+6Fe3+7H2。, 去除 0. 01mol Cr2O2 ,生成的阳离子 0.06mol Fe3+、0.02mol Cr3+,若全部转化成 Fe(OH)3、 Cr(OH)3沉淀.则沉淀的质量是 0.06mol X107g/mol + 0. 02molx 103 = 8.48g,故 D 项错误。10答案及解析：答案

22、：B解析：装置右侧反应中QH6得电子被还原为 QH12,所以装置右侧为阴极，左侧为阳极，阳极的电极反应为2"O-4e-=Q T+4H+,生成的Q的物质的量n(O2)=1.6mol,反应转移电子的物质的量 n(e-)=1.6mol x4=6.4mol,若储氢装置的电流效率为75%,则生成目标产物环己烷消耗的电子数为6.4mol x 75%=4.8mol,生成C6H12的电极反应为 aH+6e-+6H=C6H12,则反应消耗的苯为 0.8mol,A、D正确；苯转变为环己烷的反应是加成反应，反应过程中断裂了苯分子中的大n键,B错误；采用多孔电极增大了接触面积，可提高电解效率，降低电池能量损

23、失，C正确。答案：D解析：12答案及解析:答案：B解析：13答案及解析：答案：(1) Fe-2e =Fe 2+(2) 2H + + 2e- = H 2f , 2Cl - + 2H2O 典 H2T + Cl 2T + 2OH-,40H - 4e - = O 2 T + 2H2O, 小于H+放电，促进水电离，OH浓度增大 O2+ 4e- + 2H 2O = 4OH-解析:14答案及解析：答案：(1) Fe+8OH -6e =FeO2 +4H2O正；0.3(2) NaOH;9.2 (3) 0.1149mol/L;偏小解析：15答案及解析：通电答案. 2NaCl+2H 2。CLH2NaOH(2)bcd

24、(3)碘元素和氯元素处于同一主族(口 A),二者最 外层电子数均为7, IC1中共用一对电子，由于碘原 子半径大于氯原子，碘原子得电子能力弱于氯原子，故共用电子对偏离碘原子，使得碘元素显+ 1价 NaIO3+Cl2+H2O=NaIO4 +2HCl(4)ClO+2H + +21 =|2+Cl +H2O10 min时pH越低，c H越大，反应速率加快(或CIO-氧化性增强)，c(l2)越高，吸光度越大。cH 较高，CIO-继续将12氧化为高价含碘微粒，c(I2)降低，吸光度下降0.1解析：(1)电解饱和食盐水时， 氯离子在阳极失电子发生氧化反应生成氯气，水电离的氢离子在阴极得电子发生还原反应生成氯

25、气，则电解的化学方程式电解通电为 2NaCl+2H 2OCl2H2NaOH。(2) a. Na2S04与游离氯不反应，不能除去阳极液中游离氯，故a不符合题意；b. Na2SO3有还原性，游离氯有强氧化性.两者发生氧化还原反应.则Na2S03有可以除去阳极液中游离 氯，故b符合题意；c.海水中提取澳用到“空气吹出法”将游离态的澳吹出，则除去阳极液 中游离氯也可采取此方法，故c符合题意；d.由于气体的溶解度随甩强的减小而减小，则降低阳极区液面上方的气压，游离氯的溶解度减小从液体中逸出，可除去阳极液中游离氯，故d符合题意。答案选 bed。(3)碘元素和氯元素处于同一主族(口 A),二者最外层电子数均为 7, IC1中共用一对电子，由于碘原子半径大于氯原子，碘原子得电子能力弱于氯原子，故共用电子对偏离碘原子，使得碘元索显+ 1价。本小题答案为：碘元素和氯