2023届高考化学二轮复习专练十九电解池新人教版

电解池考试说明考试说明主要考查电解池的工作原理、电解产物的判断及相关电极反响的书写、电解的规律及有关计算、电解原理的应用。考点透视考点透视1．【2023课标Ⅱ卷】用电解氧化法可以在铝制品外表形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4—H2C2O4A．待加工铝质工件为阳极B．可选用不锈钢网作为阴极C．阴极的电极反响式为：A3++3e-=AlD．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动【答案】C【解析】A、根据原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，故A说法正确；B、不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，故B说法正确；C、阴极应为阳离子得电子，根据离子放电顺序应是H＋放电，即2H＋＋2e－=H2↑，故C说法错误；D、根据电解原理，电解时，阴离子移向阳极，故D说法正确。2．【2023江苏卷】铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:注:SiO2在“碱溶〞时转化为铝硅酸钠沉淀。〔3〕“电解Ⅰ〞是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___________。〔4〕“电解Ⅱ〞是电解Na2CO3溶液，原理如下图。阳极的电极反响式为_____________________，阴极产生的物质A的化学式为____________。【答案】〔3〕石墨电极被阳极上产生的氧气氧化〔4〕4CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2↑H2【解析】结合流程及题中信息可知，铝土矿在碱溶时，其中的氧化铝和二氧化硅可溶于强碱溶液，过滤后，滤液中偏铝酸钠与碳酸氢钠反响生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，氢氧化铝经灼烧后分解为氧化铝，最后电解熔融的氧化铝得到铝。碳酸钠溶液经电解后可以再生成碳酸氢钠和氢氧化钠进行循环利用。〔3〕电解I过程中，石墨阳极上氧离子被氧化为氧气，在高温下，氧气与石墨发生反响生成气体，所以，石墨电极易消耗的原因是被阳极上产生的氧气氧化。〔4〕由图中信息可知，生成氧气的为阳极室，溶液中水电离的OH-放电生成氧气，破坏了水的电离平衡，碳酸根结合H+转化为HCO3-，所以电极反响式为4CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2↑，阴极室氢氧化钠溶液浓度变大，说明水电离的H+放电生成氢气而破坏水的电离平衡生成大，所以阴极产生的物质A为H2。3．【2023天津卷】某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4,。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解别离装置〔见图2〕，使浆液别离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。答复Ⅰ和Ⅱ中的问题。Ⅱ．含铬元素溶液的别离和利用〔4〕用惰性电极电解时，CrO42-能从浆液中别离出来的原因是__________，别离后含铬元素的粒子是_________；阴极室生成的物质为___________〔写化学式〕。【答案】〔4〕在直流电场作用下，CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液CrO42-和Cr2O72-NaOH和H24．【2023新课标全国Ⅰ卷】三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如下图，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SOeq\o\al(2－,4)可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。以下表达正确的选项是A．通电后中间隔室的SO42-离子向正极迁移，正极区溶液pH增大B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C．负极反响为2H2O－4e－=O2＋4H＋，负极区溶液pH降低D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成【答案】B【解析】在负极区发生的电极反响为4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－，在正极区发生的电极反响为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，故正极区pH减小，A选项错误；Na＋移向负极区，生成NaOH，SOeq\o\al(2－,4)移向正极区，生成H2SO4，B选项正确；根据负极区电极反响可知C选项错误；每通过1mol电子，有0.25molO2生成，D选项错误。5．【2023新课标1卷】NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：答复以下问题：〔3〕“电解〞所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要参加的试剂分别为________、________。“电解〞中阴极反响的主要产物是______。【答案】〔3〕NaOH溶液；Na2CO3溶液；ClO2−(或NaClO2)；【解析】〔3〕食盐溶液中混有Mg2+和Ca2+，可利用过量NaOH溶液除去Mg2+，利用过量Na2CO3溶液除去Ca2+；向NaCl溶液中参加ClO2，进行电解，阳极发生反响2Cl--2e-=Cl2↑，反响产生Cl2，阴极发生反响产生NaClO2，可见“电解〞中阴极反响的主要产物是NaClO2；6．【2023四川卷】用如下图装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，以下说法不正确的选项是A．用石墨作阳极，铁作阴极B．阳极的电极反响式：Cl－＋2OH－－2e－=ClO－＋H2OC．阴极的电极反响式：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－D．除去CN－的反响：2CN－＋5ClO－＋2H＋=N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O【答案】D【解析】A．假设铁作阳极，那么铁失电子生成Fe2＋，那么CN－无法除去，故铁只能作阴极，正确；B．阳极Cl－放电生成ClO－，Cl的化合价升高，故在阳极发生氧化反响，又该溶液呈碱性，正确；C．阳离子在电解池的阴极得电子发生复原反响，在碱性条件下，H2O提供阳离子(H＋)，正确；D．由于溶液是碱性条件，故除去CN－发生的反响为2CN－＋5ClO－＋H2O=N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，错误。7．【2023福建高考】某模拟“人工树叶〞电化学实验装置如以下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。以下说法正确的选项是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1molO2，有44gCO2被复原D．a电极的反响为：3CO2＋18H＋－18e－=C3H8O＋5H2O【答案】B解析：结合装置图为电解装置，模拟“人工树叶〞，故为电能转化为化学能，A项错误；b极连接电源的正极，为阳极，在电解池中H＋为阳离子，向a极(阴极)区移动，B项正确；右侧H2O→O2发生的是氧化反响，每生成1molO2，转移4mol电子，C3H8O中碳元素的化合价是－2,3CO2→C3H8O，转移18mol电子，故生成1molO2消耗2/3molCO2，C项错误；a电极发生的是复原反响：3CO2＋18H＋＋18e－=C3H8O＋5H2O，D项错误。考点突破考点突破1．【2023·潍坊市统考】一定条件下，利用如下图装置可实现有机物苯(C6H6)到环己烷(C6H12)的转化。以下表达错误的选项是A．导线中电子移动方向为D→AB．生成目标产物的电极反响式为C6H6＋6H＋＋6e－=C6H12C．装置图右侧导出的气体是氧气D．上述过程中电能转化为化学能【答案】A【解析】根据题图可知，左侧发生苯转化为环己烷的反响，电极反响式为C6H6＋6H＋＋6e－=C6H12，B项正确；左侧电极D上发生复原反响，电极D为阴极，那么A为电源负极，导线中电子移动方向为电源负极A→电解池阴极D，A项错误；右侧电极E上发生氧化反响：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，导出的气体为氧气，C项正确；题中装置为电解池，电能转化为化学能，D项正确。2．【2023·保定模拟】用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如下图，以下有关说法中不正确的选项是A．X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极B．阳极反响为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑C．图中的b>aD．该过程中的产品主要为H2SO4和H2【答案】B【解析】根据Na＋和SOeq\o\al(2－,3)的移向可知Pt(Ⅰ)为阴极，反响为2H＋＋2e－=H2，Pt(Ⅱ)为阳极，反响为SOeq\o\al(2－,3)－2e－＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋。3．【2023届宁夏银川市高三下学期第三次模拟考试】某化学兴趣小组设计了如下图的电化学装置：以下说法不正确的选项是A．乙池工作时，CO32-不断移向负极B．乙池负极反响为CH30H-6e-+3CO32-=4CO2＋2H2OC．甲池中Fe电极发生的反响为2Cl--2e-=Cl2D．为了使电池持续供电，工作时必须有CO2参与循环【答案】C【解析】A、乙池工作时作为原电池，甲醇是负极，CO32-不断移向负极，故A正确；B、乙池甲醇作复原剂，失电子，负极反响为CH30H-6e-+3CO32-=4CO2＋2H2O，故B正确；C、甲池中Fe电极是阳极，发生的反响为Fe-2e-=Fe2＋，故C错误；D、O2在正极反响为：O2＋2CO2＋4e―=2CO32―，消耗CO2，为了使电池持续供电，工作时必须有CO2参与循环，故D正确；应选C。4．【2023届云南省昆明市第一中学高三第八次月考】工业上可以用Na2SO3溶液吸收SO2，并用电解法处理吸收后所得NaHSO3溶液以实现吸收液的回收再利用，装置如下图，那么工作一段时间后，以下说法正确的选项是A．电源a端是正极B．阴极区的pH减小C．阳极的电极反响式为HSO3-－2e-+H2O=SO42-+3H+D．电路中每通过0.2mol电子，能产生2.24LH2【答案】C【解析】A．根据阴阳离子的移动方向知，左边电极为阴极，所以a为直流电源的负极，A错误；B．阴极区消耗H+生成氢气，氢离子浓度减小，溶液的pH增大，B错误；C．阳极上HSO3-反响生成SO42-，电极反响式为HSO3-－2e-+H2O=SO42-+3H+，C正确；D．电路中每通过0.2mol电子，能产生标准状况下2.24LH2，D错误。应选C。5．【2023届甘肃省西北师范大学附属中学高三下学期第四次校内诊断】构成原电池的条件有很多，其中一种就是利用电解质的浓度差构成“浓差电池〞。当电解质中某离子的浓度越大时其氧化性或复原性越强。如图，甲池为3mol·L-1的AgNO3溶液，乙池为1mol·L-1的AgNO3溶液，A、B均为Ag电极。实验开始先闭合K2，断开K1，发现电流计指针发生偏转。以下说法不正确的选项是A．一段时间后电流计指针将归零，此时可视为反响不再进行B．当电流计指针归零后，闭合K1，断开K2后，乙池溶液浓度上升C．当电流计指针归零后，闭合K1，断开K2后，乙中Ag电极质量增加D．实验开始先闭合K2，断开K1，此时NO3-向B电极移动【答案】C【解析】A．闭合K2，构成浓差电池，由于甲池中银离子浓度大，氧化性强，发生复原反响，甲池为正极，乙池为负极，甲池中硝酸银的浓度逐渐减小，乙池中硝酸银的浓度逐渐增大，一段时间后，浓度相等，不再构成浓差电池，电流计指针将归零，反响不再进行，故A正确；B．当电流计指针归零后，闭合K1，断开K2后，构成电解池，乙池中银为阳极，硝酸银浓度逐渐增大，故B正确；C．当电流计指针归零后，闭合K1，断开K2后，构成电解池，乙池中银为阳极，银电极逐渐溶解，质量减小，故C错误；D．实验开始先闭合K2，断开K1，构成浓差电池，由于甲池中银离子浓度大，氧化性强，发生复原反响，甲池为正极，乙池为负极，甲池中硝酸银的浓度逐渐减小，乙池中硝酸银的浓度逐渐增大，此时NO3-向B电极移动，故D正确；应选C。6．【2023届宁夏石嘴山市第三中学高三下学期第四次模拟】H3BO3可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备，其工作原理如图，以下表达错误的选项是A．M室发生的电极反响式为：2H2O－4e－=O２↑＋4H＋B．N室中：a%<b%C．b膜为阴离子交换膜D．理论上每生成1mol产品，阴极室可生成5.6L气体【答案】D【解析】A．M室为阳极室，发生氧化反响，其电极反响式为2H2O－4e－=O２↑＋4H＋，故A正确；B．N室为阴极室，发生的电极反响式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，原料室的Na+透过阳离子交换膜进入阴极室，那么NaOH的质量百分数为a%<b%，故B正确；C．电解池工作时，原料室的B(OH)4-透过阴离子交换膜，进入产品室和H+结合生成H3BO3，故C正确；D．理论上每生成1mol产品，转移电子数为1mol电子，阴极室可生成氢气11.2L(标准状况)，故D错误；答案为D。7．【2023课标Ⅰ卷】支撑海港码头根底的钢管柱，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如下图，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。以下有关表述不正确的选项是A．通入保护电流使钢管桩外表腐蚀电流接近于零B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整【答案】C【解析】此题使用的是外加电流的阴极保护法，钢管柱与电源的负极相连，被保护。A．外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流，从而保护钢管柱，A正确；B．通电后，被保护的钢管柱作阴极，高硅铸铁作阳极，因此电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩，B正确；C．高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高硅铸铁不损耗，C错误；D．通过外加电流抑制金属电化学腐蚀产生的电流，因此通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整，D正确。答案选C。8．【2023届四川省成都市第七中学高三周测】在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3A．a电极为电解池的阳极B．阳极的电极反响式：NH4++3F--6e—===NF3+4H+C．H+由b极移向a极，并参与电极反响D．电解过程中可能还会生成少量氧化性极强的气体单质，该气体的分子式为F2【答案】C【解析】A、根据图中信息可知，氢离子在b极得电子产生氢气，故b极为阴极，a极为阳极，选项A正确；B、阳极铵根离子得电子产生NF3，其电极反响式为NH4++3F--6e—=NF3+4H+，选项B正确；C、电解池中阳离子定向移动到阴极，故H+由a极移向b极，并参与电极反响H++2e—=H2↑，选项C不正确；D、当氟离子浓度较大时，氟离子失电子产生氟气，选项D正确。答案选D。9．【2023届山东省聊城市高三第三次模拟考试】用石墨作电极电解KCl和CuSO4〔等体积混合〕混合溶液，电解过程中溶液pH随时间t的变化如下图，以下说法正确的选项是A．ab段H+被复原，溶液的pH增大B．cd段相当于电解水C．c点时加人适量CuCl2固体，电解液可恢复原来浓度D．原溶液中KCl和CuSO4的物质的量浓度之比为2：1【答案】B【解析】用惰性电极电解等体积的KCl和CuSO4混合溶液，阴极离子放电顺序是Cu2+＞H+，阳极上离子放电顺序是Cl-＞OH-，电解过程中分三段：第一阶段：阳极上电极反响式为2Cl--2e-＝Cl2↑、阴极电极反响式为Cu2++2e-＝Cu，铜离子浓度减小，水解得到氢离子浓度减小，溶液pH上升；第二阶段：阳极上电极反响式为4OH--4e-＝2H2O+O2↑，阴极反响先发生Cu2++2e-＝Cu，反响中生成硫酸，溶液pH降低；第三阶段：阳极电极反响式为4OH--4e-＝2H2O+O2↑、阴极电极反响式为2H++2e-＝H2↑，实质是电解水，溶液中硫酸浓度增大，pH继续降低。A．ab段由于铜离子浓度减小，水解得到氢离子浓度减小，溶液pH上升，铜离子为被复原，A错误；B．由上述分析可知，cd段相当于电解水，B正确；C．电解至c点时，溶液中溶质为硫酸、硫酸钾，往电解液中参加适量CuCl2固体，不能使电解液恢复至原来的浓度，C错误；D．图象中具体数量关系未知，不能计算原混合溶液中KCl和CuSO4的浓度之比，D错误，答案选B。10．【辽宁省葫芦岛市2023届高三第二次模拟考试】据报导，我国已研制出“可充室温钠-二氧化碳电池〞，电极材料为钠金属片和碳钠蜜管，电解液为高氯酸钠-四甘醇二甲醚，电池总反响为：4Na+3CO22Na2CO3+C，生成固体Na2CO3沉积在碳钠米管上。以下表达不正确的选项是A．放电时钠金属片发生氧化反响B．充电时碳钠米管接直流电源的正极C．充电时的阳极反响为C+2Na2CO3-4e-=3CO2↑+4Na+D．放电时每消耗3molCO2，转移12mol电子【答案】D发生氧化反响，那么阳极反响为C+2Na2CO3-4e-=3CO2↑+4Na+，故C正确；D．放电时每消耗3molCO2，4molNa失去电子，转移4

mol电子，故D错误；应选D。11．【2023届全国名校联盟高三联考试卷六】载人空间站的生态系统中．要求别离人呼出的二氧化碳，同时需要提供氧气。某电化学装置利用太阳能转化的电能可以实现上述要求，同时还有燃料一氧化碳生成，该电化学装置的总反响为2CO22CO+O2。以下