高三化学每天练习20分钟-电解池原理及电镀、精炼、冶金、物质制备的应用（有答案和详细解析）

1、高三化学每天练习20分钟电解池原理及电镀、精炼、冶金、物质制备的应用（有答案和详细解析）一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。1以铅蓄电池为电源，石墨为电极电解CuSO4溶液，装置如下图。若一段时间后Y电极上有6.4 g 红色物质析出，停止电解。下列说法正确的是()A.a为铅蓄电池的负极B.电解过程中SOeq oal(2,4)向右侧移动C.电解结束时，左侧溶液质量增重8 gD.铅蓄电池工作时，正极电极反应式为：PbSO42e=PbSOeq oal(2,4)2高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色水处理剂。工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，两端隔室中离子不能

2、进入中间隔室。下列说法错误的是()A.阳极反应式：Fe6e8OH=FeOeq oal(2,4)4H2OB.甲溶液可循环利用C.离子交换膜a是阴离子交换膜D.当电路中通过2 mol电子的电量时，会有1 mol H2生成3SO2和NOx是主要大气污染物，利用下图装置可同时吸收SO2和NO。下列有关说法错误的是()A.a极为直流电源的负极，与其相连的电极发生还原反应B.阴极得到2 mol电子时，通过阳离子交换膜的H为2 molC.吸收池中发生反应的离子方程式为：2NO2S2Oeq oal(2,4)2H2O=N24HSOeq oal(,3)D.阳极发生的反应式为SO22e2H2O=SOeq oal(2

3、,4)4H4(2019山东临沂一模)Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理论设计的制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应为2CuH2Oeq o(=,sup7(电解)Cu2OH2。下列说法正确的是()A石墨电极上产生氢气B铜电极发生还原反应C铜电极接直流电源的负极D当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。5如图A为碱性硼化钒(VB2)空气电池示意图，两极用离子交换膜隔开，VB2放电时生成两种氧化物。若用该电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液，实验装置如图B所示。则下列说法错误的是()A碱性硼化钒(VB2)空气电池中使用阴离子交

4、换膜B外电路中电流由VB2电极流向c电极C电解过程中，b电极表面产生的气体可以收集后充入A池中的电极循环利用DVB2电极发生的电极反应为2VB222e11H2O=V2O52B2O322H6(2019泸州质检)装置()为铁镍(FeNi)可充电的碱性电池：FeNiO22H2Oeq o(,sup7(放电),sdo5(充电)Fe(OH)2Ni(OH)2；装置()为电解示意图。当闭合开关K时，电极Y附近溶液先变红。X、Y电极为惰性电极。下列说法正确的是()A闭合K时，电极X上有无色无味的气体产生B闭合K时，电极X的反应式为2Cl2e=Cl2C闭合K时，电子从电极A流向电极XD闭合K时，电极A的反应式为N

5、iO22e2H=Ni(OH)2三、非选择题7(1)电镀时，镀件与电源的_(填“正”或“负”)极连接。化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成镀层。若用铜盐进行化学镀铜，应选用_(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。(2)粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极_(填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为_；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为_。(3)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法中正确的是_(填字母)。a电能全部转化为化学能b粗铜接电源正极，发生氧化反应c溶

6、液中Cu2向阳极移动d利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属(4)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cleq oal(,7)和AlCleq oal(,4)组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的_(填“正”或“负”)极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为_。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为_。8.某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。(1)如图1所示为某实验小组设计的原电池装置，反应前电极质量相等，一段时间后两电极质量相差12 g，导线中通过_ mol电子。(2)如图1，其他条件不变，若将

7、乙烧杯中的CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，则石墨电极的电极反应方程式为_。(3)如图2，其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n形，乙装置中与铜丝相连的石墨电极上发生的反应方程式为_。.氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：(4)与汽油等燃料相比，氢气作为燃料的两个明显的优点是_(写两点)。(5)化工生产的副产品也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气。总反应方程式为Fe2H2O2OHeq o(=,sup7(电解)FeOeq oal(2,4)3H2，工作原理如图3所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeOeq oa

8、l(2,4)，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。电解一段时间后，c(OH)降低的区域在_(填“阴极室”或“阳极室”)。电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是_。c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图4所示，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：_。9(1)2018全国卷，27(3)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。写出电解时阴极的电极反应式_。电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_，其迁移方向是_。(2)2017江苏，16(4)电解Na2CO

9、3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为_，阴极产生的物质A的化学式为_。答案精析1C解析Y极有Cu析出，发生还原反应，Y极为阴极，故b为负极，a为正极，A错误；电解=O22H2O，当有6.4 g Cu析出时，转移0.2 mol e，左侧生成1.6 g O2，同时有0.1 mol (9.6 g) SOeq oal(2,4)进入左侧，则左侧质量净增加9.6 g1.6 g8 g，C正确；铅蓄电池的负极是Pb，正极是PbO2，正极反应式为PbO22e4HSOeq oal(2,4)=PbSO42H2O，D错误。2.C解析A项，阳极发生氧化反应，电极反应式：Fe6e8OH=FeOeq oal(2,4)4

10、H2O，正确；B项，阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，甲溶液为浓的氢氧化钠溶液，可循环利用，正确；C项，电解池中阳离子向阴极移动，通过离子交换膜a的是Na，故a为阳离子交换膜，错误；D项，阴极发生还原反应，水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根，电极反应式为2H2O2e=H22OH，当电路中通过2 mol电子的电量时，会有1 mol H2生成，正确。3D解析A项，阴极发生还原反应，亚硫酸氢根离子得电子生成硫代硫酸根离子，a是直流电源的负极，正确；B项，阴极发生还原反应，电极反应式为：2HSOeq oal(,3)2e2H=S2Oeq oal(2,4)2H2O，阴极得到2 mo

11、l电子时，通过阳离子交换膜的H为2 mol，正确；C项，硫代硫酸根离子与一氧化氮发生氧化还原反应，生成氮气，离子反应方程式为：2NO2S2Oeq oal(2,4)2H2O=N24HSOeq oal(,3)，正确；D项，阳极发生失去电子的氧化反应，错误。4A由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；石墨作阴极，电极反应为2H2e=H2，A选项正确；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu2OH2e=Cu2OH2O，当有0.1 mol电子转移时，有0.05 mol Cu2O生成，D选项错误。5BD6B闭合K时，电极Y附近溶液先变红，说明Y极H放电

12、产生氢气，是阴极，则X极是阳极，Cl放电产生氯气，电极反应式为2Cl2e=Cl2，A项错误，B项正确；电极A是正极，电极B是负极，电子从B极流出，C项错误；装置()为碱性电池，故A极放电时的电极反应式为NiO22e2H2O=Ni(OH)22OH，D项错误。7(1)负还原剂(2)cCu22e=CuAu、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe以Fe2的形式进入电解质溶液中(3)bd(4)负4Al2Cleq oal(,7)3e=Al7AlCleq oal(,4)H28(1)0.2(2)2NHeq oal(,4)2e2H2O=2NH3H2OH2(3)2Cl2e=Cl2(4)燃烧热值高、燃烧无污染、

13、是可再生能源(任写两点)(5)阳极室防止生成的H2与高铁酸钠反应，使高铁酸钠的产率降低M点：氢氧根浓度偏低，高铁酸钠的稳定性差，且反应较慢(或N点：氢氧根浓度较高，铁电极上容易生成氢氧化铁，使高铁酸钠的产率降低)解析(1)图1为原电池反应，Fe为负极，发生反应Fe2e=Fe2，石墨为正极，发生反应Cu22e=Cu，总反应式为FeCu2=Fe2Cu。一段时间后，两电极质量相差12 g，则FeCu2=Fe2Cu 质量差m转移电子56 g 64 g (5664)g120 g 2 mol 12 g n则n0.2 mol。(2)若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，电极反应式为2NHeq oal(,4)2e2H2O=2NH3H2OH2。(3)若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n形，甲装置发生铁的吸氧腐蚀，铁为负极，铜为正极，则乙装置石墨为阳极，石墨()为阴极，乙为电解池装置，阳极反应式为2Cl2e=Cl2。(5)根据题意镍电极有气泡产生是H放电生成氢气，铁电极发生氧化反应，溶液中的OH减少，因此电解一段时间后，c(OH)降低的区域在阳极室。氢气具有还原性，根据题意Na2