电解原理在工农业生产中的应用

第第18页电解原理在工农业生产中的应用形成回路时，就会引起金属管道的腐蚀。原理如下图，但假设电压等条件适宜，钢铁管道也可能减缓腐蚀，此现象被称为“阳极保护”。以下有关说法不正确的选项是()该装置能够将电能转化为化学能B．管道右端腐蚀比左端快，右端电极反响式为Fe－2e－===Fe2＋C．假设没有外加电源，潮湿的土壤中的钢铁管道比较简洁发生吸氧腐蚀D．钢铁“阳极保护”的实质是在阳极金属外表形成一层耐腐蚀的钝化膜答案B解析该装置相当于电解池，能将电能转化为化学能，A正确；左端是阳极，腐蚀得更快，B错误；假设没有外加电源，潮湿的土壤(接近中性)中的钢铁管道发生原电池反响，所以发生的是吸氧腐蚀，C正确；依据题意，此种腐蚀较慢，所以“阳极保护”实际上是在金属外表形成了一层致密的保护膜，D正确。2我国估量在2023年前后建成自己的载人空间站为循环利用人体呼出的CO2并供给氧气，我国科学家设计了一种装置(如下图)，实现“太阳能→电能→化学能”转化，总反响为2CO2===2CO＋O，以下有关说法不正确的选项是( )2该装置属于电解池B．X极发生氧化反响，Y极发生复原反响C．人体呼出的水蒸气参与Y极反响：CO2＋H2O＋2e－===CO＋2OH－D．X22.4L2molOH－从Y极移向X极答案D解析A项，该装置实现“太阳能—电能—化学能”转化，将电能转化为化学能的装置为电2 B“X→Y”可知，XY为阴极，得电子，发生复原反响，正确；C项，Y为阴极，依据总反响可知，阴极为CO2得电子，生成CO，电极反响为CO＋HO＋2e－===CO＋2OH－，正确；D项，X2 22OH－4OH－－4e－===2H2O＋O↑，生成1molO，阳极有4molOH－22放电，依据溶液电中性原理，X4molOH－从Y极透过阴离子交换膜移向X极，使得溶液保持电中性，错误。3(2023·下逐步进展起来的兴产业。从废旧铅蓄电池中回收铅的工艺为：2 废铅→PbOl/al NaPbCl →Pb2 2电解原理如下图。以下说法正确的选项是( A．阴极区电极反响式为2H＋＋2e－===H↑2电解过程中阳极四周pH明显增大Na2PbCl4浓度下降后，在阴极区参加PbO，可实现电解质溶液的再生使用4mol207g铅答案C244解析2H2O－4e－===O↑＋4H＋H＋移向阴极，阳极区硫酸浓度增大，pH降低，B项错误；阴极发生的反响为PbCl2－＋2e－===Pb＋4Cl－H＋通过质子HCl/NaCl溶液，电解后向阴极区参加PbOPbCl2－，A项错244误、C4mol414g铅，D项错误。4．(2023·太原质检)承受电化学法复原CO2是一种使CO2资源化的方法。以下图是利用此法制备ZnC2O4的示意图(电解液不参与反响)。以下说法中正确的选项是( )Zn与电源的负极相连ZnC2O4在交换膜右侧生成电解的总反响为2CZnZn2O411.2LCO20.5mol电子答案C解析电解过程中Zn被氧化，作阳极，所以Zn与电源的正极相连，A错误；Zn2＋透过阳离子交换膜到达左侧与生成的C

O2－ZnCO

，B错误；没有给出气体所处的温度和压强，D错误。

2 4 2 4用惰性电极电解法制备硼酸[H3BO3或B(OH)3]的工作原理如下图(阳膜和阴膜分别只允许阳离子和阴离子通过)。以下有关说法正确的选项是( )A．阴极与阳极产生的气体体积比为1∶22B．b极的电极反响式为2H2O－2e－===O↑＋4H＋C．产品室中发生的反响是B(OH)＋OH－===B(OH)－23 4D1molH3BO3产品，NaOH22g答案D解析由图可知，b电极为阳极，电解时阳极上水失电子生成O2和H＋，a电极为阴极，电解时阴极上水得电子生成H2和Oa(NaOH)B(OH－bB(OH－4 4H＋发生反响生成H3BO3；a、b电极反响式分别为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－、2H2O－4e－===O↑＋4H＋，理论上每生成1mol产品，b1molH＋、a0.5molH，质量减2 21g1molNa＋进入NaOH23g，故NaOH22g。SO2和NOx是主要大气污染物，利用以下图装置可同时吸取SO2和NO。以下有关说法错误的选项是( )A．a极为直流电源的负极，与其相连的电极发生复原反响2mol电子时，通过阳离子交换膜的H＋2mol吸取池中发生反响的离子方程式为：2NO＋2S

O2－＋2HO===N＋4HSO－2 4 2 2 3阳极发生的反响式为SO＋2e－＋2HO===SO2－＋4H＋2 2 4答案D解析A项，阴极发生复原反响，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，阴极发生复原反响，电极反响式为：2HSO－＋2e－＋2H＋===SO2－＋3 2 442H2O，阴极得到2mol电子时，通过阳离子交换膜的H＋为2mol，正确；C项，硫代硫酸根离子与一氧化氮发生氧化复原反响，生成氮气，离子反响方程式为： 2NO＋2S2O2－＋4232H2O===N＋4HSO－，正确；D项，阳极发生失去电子的氧化反响，错误。233 2 2 4 2 某混合物浆液中含有Al(OH)、MnO和少量NaCrO。考虑到胶体的吸附作用使NaCrO不易完全被水浸出，某争论小组设计了利用石墨电极电解的分别装置(如下图)，使浆液分别成固体混合物和含铬元素的溶液，并回收利用。以下说法中错误的选项是( )3 2 2 4 2 2A．a2H2O＋2e－===2OH－＋H↑2上述装置中a电极室的电极可换成金属铁电解后，b极室得到Na2SO4和Na2CrO4的混合液假设电解后b极室溶液含Cr0.52g0.02mole－答案C422解析通过装置图可知CrO－要透过阴离子交换膜向b极移动，可知a为阴极，b为阳极，则a2H2O＋2e－===2OH－＋H↑，A说法正确；a电极换成铁电极，Fe不会被消耗，Bb极发生反响：2H2O－4e－===O↑422＋4H＋，b极产生H＋，发生反响2CrO2－＋2H＋ CrO2－＋HO，因此b极室还有CrO2－存4 2 7 2 2 74在，C说法错误；0.52g0.01mol0.01molCrO2－透过阴离子交40.02mol电子，D说法正确。8．(2023·山东菏泽一模)用石墨烯锂硫电池电解制备Fe(OH)216Li＋xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)Fe和石墨，工作一段时间后，右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀。以下说法不正确的选项是()A．X是铁电极，发生氧化反响电子流淌的方向：B→Y，X→A正极可发生反响：2LiS＋2Li＋＋2e－===3LiS26 240.14g0.18g答案D解析电解法制备Fe(OH)2，则铁作阳极，依据题给总反响可知，金属锂发生氧化反响，作YXA项正确；电子从原电池的负极流至电解池的阴极，然后从电解池的阳极流回到电池的正极，即电子从BYX电AB项正确；由图示可知，电极A发生了复原反响，即正极可发生反响：2LiS＋2Li＋＋2e－===3LiS

C0.14g0.02mol电子，26 242 2 电解池中发生的总反响为Fe＋2HO=====Fe(OH)＋H↑0.02mol电子时，电解池中溶液削减0.02molH2O，即减轻0.36g，故D项错误。9．现代工业生产中常用电解氯化亚铁的方法制得氯化铁溶液以吸取有毒的H2S2 2 原理如下图。以下说法中不正确的选项是( )22A．H＋从电解池左槽迁移到右槽B．左槽中发生的反响为2Cl－－2e－===Cl↑C2H＋＋2e－===H↑22D．FeCl3溶液可以循环利用答案B22解析H，则右侧惰性电极为阴极，阳离子向阴极移动，则H＋从电解池左槽迁移到右槽，A正确；左槽惰性电极为阳极，由于复原性：Fe2＋>Cl－，则电极反响式2Fe2＋－2e－===2Fe3＋，BH2H22＋＋2e－===H↑或2HO＋2e－===H↑＋2OH－，C正确；由图可知，左槽电解产生的FeCl2 2 2 3H2SFeClFeClFeCl

溶液可2 3 3以循环利用，D正确。10．某工厂承受电解法处理含铬废水，利用耐酸电解槽阴阳极，槽中盛放含铬废水，原理示意如图，以下说法不正确的选项是( )A．a为电源正极阳极区溶液中发生的氧化复原反响为Cr

O2－＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7HO2 7 2假设不考虑气体的溶解，当收集到H213.44L(标准状况)0.2molCrO2－被复原2 7阴极区四周溶液pH增大答案C解析由图可知，右侧生成氢气，发生复原反响，右侧铁板为阴极，故左侧铁板为阳极，故aACr2－2 77氧化，反响生成Cr3＋、Fe3＋，反响的离子方程式为：Cr27

O2－＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋氢气的物质的量为

13.44L

＝0.6moln(Fe2＋)22.4L·mol－10.6mol×2＝ 2 ＝0.6mol，依据CrO2－＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7HO可知，被复原的2 7 2127CrO2－0.6mol×6＝0.1mol，C项错误；阴极氢离子放电生成氢气，氢离子浓27度降低，溶液的pH增大，D项正确。11．电渗析法处理厨房垃圾发酵液，同时得到乳酸的原理如下图(图中“HA”表示乳酸分子，A－表示乳酸根离子)。(1)阳极的电极反响式为 。(2)简述浓缩室中得到浓乳酸的原理： 。(3)pH6～8OH－可无视不计。400mL10g·L－1乳酸溶液通电一段时间后，浓度增至145g·L－1(溶液体积变化无视不计)，则阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为 L(乳酸的摩尔质量为90g·mol－1)。2答案(1)4OH－－4e－===2H2O＋O↑2(2)阳极上OH－放电，c(H＋)增大，H＋A－通过阴离子交换膜从阴极室进入浓缩室，发生反响H＋＋A－ HA，乳酸浓度增大(3)6.7212．按要求答复以下问题有人争论了用电化学方法把CO2转化为CH3OH1所示：则图中A电极接电源 极。B电极为惰性电极则在水溶液中该极的电极反响为 。以连二亚硫酸盐(SO2－)为复原剂脱除烟气中的NO，并通过电解再生，装置如图2。阴极2 4的电极反响式为 电解槽中的隔膜为 填“阳”或“阴”)离子交换膜。甲醛超标会危害人体安康，需对甲醛进展含量检测及污染处理。某甲醛气体传感器的工作原理如图3所示，b极的电极反响式为 ，当电路中转移4×10－4mol电子时，传感器内参与反响的甲醛(HCHO)为 2答案(1)负2H2O－4e－===4H＋＋O↑2(2)2SO2－＋4H＋＋2e－===SO2－＋2