三年高考(2023年)高考化学试题分项版解析专题17电化学原理综合应用(含解析)

17电化学原理综合应用【2023天津卷】CO是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。答复以下问题：2〔3〕O关心的Al～CO4COAl(CO2 2 2 2 243是重要的化工原料。电池的负极反响式： 。电池的正极反响式：6O+6e− 6O−2 26CO+6O−2 2

3CO2−24反响过程中O的作用是 。2该电池的总反响式： 。【答案】Al–3e–=Al3+〔2Al–6e–=2Al3+〕催化剂2Al+6CO=Al(CO【解析】

2 2 243【2023NO〔主要指NONO〕是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NO是环境保护的重x 2 x要课题。NOHNOHNO

的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳x 3 2极的电极反响式： 。〕HNO2e+HO2 2【解析】

3H++NO−3精准分析2〕HNO失去电子生成HNO1molHNO2 3 282molHNO-2e-+HO=NO-+3H+。2 2 3【20231〔NaSO〕在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。答复以下问题：225制备NaSOSO碱吸取液中含有NaHSONaSO225 2 3 2 3极的电极反响式为 。电解后， 室的NaHSO3

浓度增加。将该室溶液进展结晶脱水，可得到NaSO225【答案】〔3〕2HO－4e－＝4H＋+O↑ a2 2【解析】【20231〔ZnSSiO和少2FeS、CdS、PbS〕为原料制备金属锌的流程如下图：电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反响式为 ；沉积锌后的电解液可返回 工序连续使用。【答案】〔4〕Zn2++2e－＝Zn 溶浸【解析】精准分析：焙烧时硫元素转化为SO，然后用稀硫酸溶浸，生成硫酸锌、硫酸亚铁和硫酸镉，二氧化硅与稀21pH需要将其氧化为铁离子，通过掌握pH得到氢氧化铁沉淀；滤液中参加锌粉置换出Cd，最终将滤液电解得到金属锌。则〔4〕电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极发生得到电子的复原反响，因此阴极是锌离子放电，则阴极的电极反响式为Zn2++2＝Zn因此沉积锌后的电解液可返回溶浸工序连续使用。【20233KIO是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。答复以下问题：3〔3〕KIO也可承受“电解法”制备，装置如下图。3①写出电解时阴极的电极反响式 。②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 。③与“电解法”相比，“KClO3

氧化法”的主要缺乏之处有 〔写出一点。〔3〕①2HO+2e－＝2OH－+HK+；ab③产生Cl易污染环境等2 2 2【解析】【2023AlO，含SiO

O

等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：

23 2 23注：SiO2

在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。“电解Ⅰ”是电解熔融AlO，电解过程中作阳极的石墨易消耗，缘由是 。23“电解Ⅱ”是电解NaCO2 3

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〔〕石墨电极被阳极上产生的O氧化〔〕4CO－+2H4=4HCO+O↑ H2 3 2 3 2 2【2023Al(OH)MnONaCrONaCrO3 2 2 4 2 4易完全被水浸出，某争论小组利用设计的电解分别装置〔见图液，并回收利用。答复Ⅰ和Ⅱ中的问题。Ⅱ．含铬元素溶液的分别和利用〔4〕用惰性电极电解时，CrO2-能从浆液中分别出来的缘由是 ，分别后含铬元素的粒子是4 ；阴极室生成的物质为 〔写化学式。〔4〕在直流电场作用下，CrO2-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液4CrO2-和CrO2-4 27

NaOHH2〔4〕CrO2-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液，从而使4CrO2-从浆液中分别出来；因2CrO2-+2H+4 4

CrO2-+HO，所以分别后含铬元素的粒子是CrO2-和CrO2-；阴27 2 4 27H+HOH−Na+NaOH，所以阴极室生成的物质为2NaOHH2【20231NaClO2

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C2，要参加的试剂分别 、 “电解”中阴极反响的主要产物是 。〔3〕NaOH；NaCOClO−NaClO2 3 2 2〔3〕Mg2+和Ca2+，可利用过量NaOH溶液除去Mg2+，利用过量NaCO溶液除去Ca2+；2 3向NaCl溶液中参加ClO2C--2e=ClCl，阴极发生反响产生NaClO，2 2 2 2可见“电解”中阴极反响的主要产物是NaClO；2【2023北京卷】用零价铁〔Fe〕去除水体中的硝酸盐〔NO-〕已成为环境修复争论的热点之一。3Fe复原水体中NO-的反响原理如下图。3①作负极的物质是 。②正极的电极反响式是 。将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO3—的去除率和pH，结果如下：pH=2.5pH=4.5NONO—的去除率3＜50%24小时pH接近中性接近中性铁的最终物质形态pH=4.5时，NO—的去除率低。其缘由是 。3〔4〕其他条件与〔2〕1小时测定NO—的去除率和pH，结果如下：3pH=2.5pH=4.5NO—的去除率310%1小时pH接近中性接近中性〔2〕中数据比照解〔2〕中初始pH不同时，NO—去除率和铁的最终物质形态不同的缘由。3【答案〔1〕①铁 ②NO－+8e－+10H+=NH++3HO3 4 2〔2〕由于铁外表生成不导电的FeO(OH)，阻挡反响进一步发生〔4〕Fe＋2H＋=Fe2＋＋HpHFe2+FeO〔OH〕转化为可导2FeOpH高时，产生的Fe2+浓度小，从而造成NO—去除率和铁的最终物质34 3形态不同。〔2从pHpH=4.5同时生成的Fe3O4产率降低，且生成的FeO(OH)不导电，所以NO3-的去除率低；〔4〕Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，初始pHFe2+浓度大，促使FeO〔OH〕转化为可导电的Fe3O4pH高时，由于Fe3+的水解，Fe3+越简洁生成FeO(OH)，产生的Fe2+浓度小，从而造成NO3—去除率和铁的最终物质形态不同。【2023江苏卷】铁炭混合物〔铁屑和活性炭的混合物、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。〔1〕铁炭混合物在水溶液中可形成很多微电池。将含有Cr2O72–的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上Cr2O72–转化为Cr3＋，其电极反响式为 。〔1〕Cr2O72–+6e－+14H+＝2Cr3++7H2O【2023〔1〕但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反响式。〔5〕NaFeOFe+2HO+2OH−2 4 2FeO2−+3H↑，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极四周生成紫红色的FeO2−，镍电极有气泡产4 2 4生。假设氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。：NaFeO只在强碱性条件下稳定，易被2 4H2①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准时排出，其缘由是 。③c(NaFeOc(NaOH2M、N两点中的一点，分析c(NaFeO2 4 2 4 。〔1〕H+2OH--2e-=2HO〔5〕①阳极室②防止NaFeOH2 2 2 4 2③Mc(OH-)低，NaFeONc(OH-NaFeO2 4 2 4产率降低)。〔1〕碱性氢氧燃料电池的负极反响式为H+2OH--2e-=2HO；2 2〔5〕①依据题意镍电极有气泡产生是氢离子放电生成氢气，铁电极发生氧化反响，溶液中的氢氧根离子减少，因此电解一段时间后，c(OH−)降低的区域在阳极室，故答案为：阳极室；②氢气具有复原性，依据题意NaFeO只在强碱性条件下稳定，易被H复原。电解过程中，须将阴极产生的2 4 2气体准时排出，防止NaFeOH反响使产率降低，故答案为：防止NaFeO与H

反响使产率降低；2 4 2 2 4 2③依据题意Na2Fe4Mc(OH-Na2Fe4Nc(O