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专题46电解原理-学易金卷:十年(2014-2023)高考化学真题分项汇编(全国通用)专题46电解原理-学易金卷:十年(2014-2023)高考化学真题分项汇编(全国通用)专题46电解原理-学易金卷:十年(2014-2023)高考化学真题分项汇编(全国通用)1.【2023年广东卷】利用活性石墨电极电解饱和食盐水,进行如图所示实验。闭合,一段时间后A.U型管两侧均有气泡冒出,分别是和 B.a处布条褪色,说明具有漂白性C.b处出现蓝色,说明还原性: D.断开,立刻闭合,电流表发生偏转2.【2023年广东卷】用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图),可实现大电流催化电解溶液制氨。工作时,在双极膜界面处被催化解离成和,有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是A.电解总反应:B.每生成,双极膜处有的解离C.电解过程中,阳极室中的物质的量不因反应而改变D.相比于平面结构双极膜,“卯榫”结构可提高氨生成速率3.【2023年1月浙江卷】在熔融盐体系中,通过电解和获得电池材料,电解装置如图,下列说法正确的是A.石墨电极为阴极,发生氧化反应B.电极A的电极反应:C.该体系中,石墨优先于参与反应D.电解时,阳离子向石墨电极移动4.【2023年辽宁卷】某无隔膜流动海水电解法制的装置如下图所示,其中高选择性催化剂可抑制产生。下列说法正确的是A.b端电势高于a端电势 B.理论上转移生成C.电解后海水下降 D.阳极发生:5.【2022年北京卷】利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。装置示意图序号电解质溶液实验现象①0.1mol/LCuSO4+少量H2SO4阴极表面有无色气体,一段时间后阴极表面有红色固体,气体减少。经检验电解液中有②0.1mol/LCuSO4+过量氨水阴极表面未观察到气体,一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无元素下列说法不正确的是A.①中气体减少,推测是由于溶液中减少,且覆盖铁电极,阻碍与铁接触B.①中检测到,推测可能发生反应:C.随阴极析出,推测②中溶液减少,平衡逆移D.②中生成,使得比①中溶液的小,缓慢析出,镀层更致密6.【2022年天津卷】实验装置如图所示。接通电源后,用碳棒(、)作笔,在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字,端的字迹呈白色。下列结论正确的是A.a为负极B.端的字迹呈蓝色C.电子流向为:D.如果将、换成铜棒,与碳棒作电极时的现象相同7.(2021·海南真题)液氨中存在平衡:。如图所示为电解池装置,以的液氨溶液为电解液,电解过程中a、b两个惰性电极上都有气泡产生。下列有关说法正确的是A.b电极连接的是电源的负极 B.a电极的反应为C.电解过程中,阴极附近K+浓度减小 D.理论上两极产生的气体物质的量之比为1:18.【2021年江苏卷】通过下列方法可分别获得H2和O2:①通过电解获得NiOOH和H2(如图);②在90℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是A.电解后KOH溶液的物质的量浓度减小B.电解时阳极电极反应式:Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2OC.电解的总反应方程式:2H2O2H2↑+O2↑D.电解过程中转移4mol电子,理论上可获得22.4LO29.【2022年海南卷】一种采用和为原料制备的装置示意图如下。下列有关说法正确的是A.在b电极上,被还原B.金属Ag可作为a电极的材料C.改变工作电源电压,反应速率不变D.电解过程中,固体氧化物电解质中不断减少10.【2022年6月浙江卷】通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和,电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒,但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是A.电极A为阴极,发生还原反应B.电极B的电极发应:C.电解一段时间后溶液中浓度保持不变D.电解结束,可通过调节除去,再加入溶液以获得11.(2020·山东高考真题)采用惰性电极,以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的影响,下列说法错误的是A.阳极反应为B.电解一段时间后,阳极室的pH未变C.电解过程中,H+由a极区向b极区迁移D.电解一段时间后,a极生成的O2与b极反应的O2等量12.(2020·全国高考真题)电致变色器件可智能调控太阳光透过率,从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时,Ag+注入到无色WO3薄膜中,生成AgxWO3,器件呈现蓝色,对于该变化过程,下列叙述错误的是A.Ag为阳极 B.Ag+由银电极向变色层迁移C.W元素的化合价升高 D.总反应为:WO3+xAg=AgxWO313.(2013·天津高考真题)为增强铝的耐腐蚀性,现以铅蓄电池为外电源,以Al作阳极、Pb作阴极,电解稀硫酸,使铝表面的氧化膜增厚。其反应原理如下:电池:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l);电解池:2Al+3O2Al2O3+3H2↑电解过程中,以下判断正确的是()电池电解池AH+移向Pb电极H+移向Pb电极B每消耗3molPb生成2molAl2O3C正极:PbO2+4H++2e—=Pb2++2H2O阳极:2Al+3H2O-6e—=Al2O3+6H+D14.(2007·全国高考真题)以惰性电极电解足量的CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100mol,则阴极上析出铜的质量为()A.0.64g B.1.28g C.2.56g D.5.12g15.(2014·上海高考真题)如图所示,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中,下列分析正确的是A.K1闭合,铁棒上发生的反应为2H++2e-=H2↑B.K1闭合,石墨棒周围溶液pH逐渐升高C.K2闭合,铁棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法D.K2闭合,电路中通过0.002NA个电子时,两极共产生0.001mol气体16.(2012·安徽高考真题)某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时,现断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开K1,闭合K2,发现电流表指针偏转,下列有关描述正确的是A.断开K2,闭合K1时,总反应的离子方程式为:2H++2Cl—Cl2↑+H2↑B.断开K2,闭合K1时,石墨电极附近溶液变红C.断开K1,闭合K2时,铜电极上的电极反应为:Cl2+2e—=2Cl—D.断开K1,闭合K2时,石墨电极作正极17.(2007·上海高考真题)某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿,然后平铺在一块铂片上,接通电源后,用铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹。据此,下列叙述正确的是A.铅笔端作阳极,发生还原反应B.铂片端作阴极,发生氧化反应C.铅笔端有少量的氯气产生D.a点是负极,b点是正极18.(2012·上海高考真题)右图装置中发生反应的离子方程式为:Zn+2H+=Zn2++H2↑,下列说法错误的是A.a、b不可能是同种材料的电极B.该装置可能是电解池,电解质溶液为稀盐酸C.该装置可能是原电池,电解质溶液为稀盐酸D.该装置可看作是铜-锌原电池,电解质溶液是稀硫酸19.(2012·海南高考真题)下列各组中,每种电解质溶液电解时(惰性电极)只生成氢气和氧气的是A.HCl、CuCl2、Ba(OH)2 B.NaOH、CuSO4、H2SO4C.NaOH、H2SO4、Ba(OH)2 D.NaBr、H2SO4、Ba(OH)220.(2012·福建高考真题)将下图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是A.Cu电极上发生还原反应B.电子沿Zn→a→b→Cu路径流动C.片刻后甲池中c(SO42-)增大D.片刻后可观察到滤纸b点变红色21.(2014·江苏高考真题)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。(1)将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如题图—1所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应:S2-—2e-=S(n—1)S+S2-=Sn2-。①写出电解时阴极的电极反应式:__________________。②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成_____________。22.(2019·江苏高考真题)CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,充分利用碳资源。(2)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。①写出阴极CO2还原为HCOO−的电极反应式:________。②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是________。23.(2015·北京高考真题)研究CO2在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。(4)利用下图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。①结合方程式简述提取CO2的原理:_________。②用该装置产生的物质处理b室排出的海水,合格后排回大海。处理至合格的方法是_______。24.(2012·全国高考真题)由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下:(3)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______。25.(2014·重庆高考真题)氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术,是当前关注的热点之一。(4)一定条件下,题11图示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其它有机物)。①导线中电子移动方向为____________。②生成目标产物的电极反应式为_________。③该储氢装置的电流效率=_____(=×100%,计算结果保留小数点后1位)26.(2017·江苏高考真题)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。(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_____________________。(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH_________(填“增大”、“不变”或“减小”)。(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____________。27.(2011·天津高考真题)工业废水中常含有一定量的,它们会对人类及生态系统产生很大的伤害,必须进行处理。常用的处理方法有两种。方法1:还原沉淀法该法的工艺流程为其中第①步存在平衡:方法2:电解法该法用Fe做电极电解含CrO的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)沉淀。(5)用Fe做电极的原因为。(6)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释)。溶液中同时生成的沉淀还有。28.(2010·全国高考真题)右图是一个用铂丝作电极,电解稀的MgSO4溶液的装置,电解液中加有中性红指示剂,此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围:6.8~8.0,酸色—红色,碱色—黄色)回答下列问题:(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________(填编号);①A管溶液由红变黄;②B管溶液由红变黄;③A管溶液不变色;④B管溶液不变色;(2)写出A管中发生反应的反应式:_________________________________;(3)写出B管中发生反应的反应式:_________________________________;(4)检验a管中气体的方法是_______________________________________;(5)检验b管中气体的方法是____________________________________________;(6)电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯内观察到的现象是_____________________。29.(2014·北京高考真题)(15分)用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液,通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极,在不同电压(x)下电解pH=1的0.1mol/LFeCl2溶液,研究废液再生机理。记录如下(a、b、c代表电压值:)序号电压/V阳极现象检验阳极产物Ix≥a电极附近出现黄色,有气泡产生有Fe3+、有Cl2IIa>x≥b电极附近出现黄色,无气泡产生有Fe3+、无Cl2IIIb>x>0无明显变化无Fe3+、无Cl2(1)用KSCN溶液检验出Fe3+的现象是_______。(2)I中,Fe2+产生的原因可能是Cl-在阳极放电,生成的Cl2将Fe2+氧化。写出有关反应的方程式_____。(3)由II推测,Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电,原因是Fe2+具有_____性。(4)II中虽未检测出Cl2,但Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH=1的NaCl溶液做对照实验,记录如下:序号电压/V阳极现象检验阳极产物IVa>x≥c无明显变化有Cl2Vc>x≥b无明显变化无Cl2①NaCl溶液的浓度是________mol/L。②IV中检测Cl2的实验方法:____________________。③与II对比,得出的结论(写出两点):___________________。
专题46电解原理-学易金卷:十年(2014-2023)高考化学真题分项汇编(全国通用)1.【2023年广东卷】利用活性石墨电极电解饱和食盐水,进行如图所示实验。闭合,一段时间后A.U型管两侧均有气泡冒出,分别是和 B.a处布条褪色,说明具有漂白性C.b处出现蓝色,说明还原性: D.断开,立刻闭合,电流表发生偏转【答案】D【解析】闭合,形成电解池,电解饱和食盐水,左侧为阳极,阳极氯离子失去电子生成氯气,电极反应为2Cl-—2e-=Cl2↑,右侧为阴极,阴极电极反应为2H++2e-=H2↑,总反应为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,据此解答。A.根据分析,U型管两侧均有气泡冒出,分别是和,A错误;B.左侧生成氯气,氯气遇到水生成HClO,具有漂白性,则a处布条褪色,说明HClO具有漂白性,B错误;C.b处出现蓝色,发生Cl2+2KI=I2+2KCl,说明还原性:,C错误;D.断开,立刻闭合,此时构成氢氯燃料电池,形成电流,电流表发生偏转,D正确;故选D。2.【2023年广东卷】用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图),可实现大电流催化电解溶液制氨。工作时,在双极膜界面处被催化解离成和,有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是A.电解总反应:B.每生成,双极膜处有的解离C.电解过程中,阳极室中的物质的量不因反应而改变D.相比于平面结构双极膜,“卯榫”结构可提高氨生成速率【答案】B【解析】由信息大电流催化电解溶液制氨可知,在电极a处放电生成,发生还原反应,故电极a为阴极,电极方程式为,电极b为阳极,电极方程式为,“卯榫”结构的双极膜中的H+移向电极a,OH-移向电极b。A.由分析中阴阳极电极方程式可知,电解总反应为,故A正确;B.每生成,阴极得8mole-,同时双极膜处有8mol进入阴极室,即有8mol的解离,故B错误;C.电解过程中,阳极室每消耗4mol,同时有4mol通过双极膜进入阳极室,KOH的物质的量不因反应而改变,故C正确;D.相比于平面结构双极膜,“卯榫”结构具有更大的膜面积,有利于被催化解离成和,可提高氨生成速率,故D正确;故选B。3.【2023年1月浙江卷】在熔融盐体系中,通过电解和获得电池材料,电解装置如图,下列说法正确的是A.石墨电极为阴极,发生氧化反应B.电极A的电极反应:C.该体系中,石墨优先于参与反应D.电解时,阳离子向石墨电极移动【答案】C【解析】由图可知,在外加电源下石墨电极上C转化为CO,失电子发生氧化反应,为阳极,与电源正极相连,则电极A作阴极,和获得电子产生电池材料,电极反应为。A.在外加电源下石墨电极上C转化为CO,失电子发生氧化反应,为阳极,选项A错误;B.电极A的电极反应为,选项B错误;C.根据图中信息可知,该体系中,石墨优先于参与反应,选项C正确;D.电解池中石墨电极为阳极,阳离子向阴极电极A移动,选项D错误;答案选C。4.【2023年辽宁卷】某无隔膜流动海水电解法制的装置如下图所示,其中高选择性催化剂可抑制产生。下列说法正确的是A.b端电势高于a端电势 B.理论上转移生成C.电解后海水下降 D.阳极发生:【答案】D【解析】由图可知,左侧电极产生氧气,则左侧电极为阳极,电极a为正极,右侧电极为阴极,b电极为负极,该装置的总反应产生氧气和氢气,相当于电解水,以此解题。A.由分析可知,a为正极,b电极为负极,则a端电势高于b端电势,A错误;B.右侧电极上产生氢气的电极方程式为:2H++2e-=H2↑,则理论上转移生成,B错误;C.由图可知,该装置的总反应为电解海水的装置,随着电解的进行,海水的浓度增大,但是其pH基本不变,C错误;D.由图可知,阳极上的电极反应为:,D正确;故选D。5.【2022年北京卷】利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。装置示意图序号电解质溶液实验现象①0.1mol/LCuSO4+少量H2SO4阴极表面有无色气体,一段时间后阴极表面有红色固体,气体减少。经检验电解液中有②0.1mol/LCuSO4+过量氨水阴极表面未观察到气体,一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无元素下列说法不正确的是A.①中气体减少,推测是由于溶液中减少,且覆盖铁电极,阻碍与铁接触B.①中检测到,推测可能发生反应:C.随阴极析出,推测②中溶液减少,平衡逆移D.②中生成,使得比①中溶液的小,缓慢析出,镀层更致密【答案】C【解析】由实验现象可知,实验①时,铁做电镀池的阴极,铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜,一段时间后,铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜;实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子,使得溶液中铜离子浓度比①中要小,电解速率减慢,铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜,在铁表面得到比实验①更致密的镀层。A.由分析可知,实验①时,铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应,当溶液中氢离子浓度减小,反应和放电生成的铜覆盖铁电极,阻碍氢离子与铁接触,导致产生的气体减少,故A正确;B.由分析可知,实验①时,铁做电镀池的阴极,铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜,可能发生的反应为,故B正确;C.由分析可知,铜离子在阴极得到电子发生还原反应,在阴极析出铜,但阳极发生Cu-2e-=Cu2+的反应,铜离子浓度不变,平衡不移动,故C错误;D.由分析可知,实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子,使得溶液中铜离子浓度比①中要小,电解速率减慢,铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜,在铁表面得到比实验①更致密的镀层,故D正确;故选C。6.【2022年天津卷】实验装置如图所示。接通电源后,用碳棒(、)作笔,在浸有饱和NaCl溶液和石蕊溶液的湿润试纸上同时写字,端的字迹呈白色。下列结论正确的是A.a为负极B.端的字迹呈蓝色C.电子流向为:D.如果将、换成铜棒,与碳棒作电极时的现象相同【答案】B【解析】A.根据实验现象,a'端呈白色,即生成了氯气,即氯离子失去电子,为阳极,即a为正极,A错误;B.b'端为阴极,水得到电子放电的同时,生成氢氧根离子,遇石蕊变蓝,B正确;C.电子从电源的负极出来,即从a极出来,而不是b极,C错误;D.如果换成铜棒,铜做阳极放电,现象与碳作电极时不相同,D错误;故选B。7.(2021·海南真题)液氨中存在平衡:。如图所示为电解池装置,以的液氨溶液为电解液,电解过程中a、b两个惰性电极上都有气泡产生。下列有关说法正确的是A.b电极连接的是电源的负极 B.a电极的反应为C.电解过程中,阴极附近K+浓度减小 D.理论上两极产生的气体物质的量之比为1:1【答案】B【解析】A.根据图示可知:在b电极上产生N2,N元素化合价升高,失去电子,发生氧化反应,所以b电极为阳极,连接电源的正极,A错误;B.电极a上产生H2,H元素化合价降低得到电子,发生还原反应,所以a电极为阴极,电极反应式为:,B正确;C.电解过程中,阴极附近产生,使附近溶液中阴离子浓度增大,为维持溶液电中性,阳离子K+会向阴极区定向移动,最终导致阴极附近K+浓度增大,C错误;D.每反应产生1molH2,转移2mol电子,每反应产生1molN2,转移6mol电子,故阴极产生H2与阳极产生的N2的物质的量的比是3:1,D错误;选B。8.【2021年江苏卷】通过下列方法可分别获得H2和O2:①通过电解获得NiOOH和H2(如图);②在90℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是A.电解后KOH溶液的物质的量浓度减小B.电解时阳极电极反应式:Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2OC.电解的总反应方程式:2H2O2H2↑+O2↑D.电解过程中转移4mol电子,理论上可获得22.4LO2【答案】B【解析】A.阴极水电离的氢离子得电子生成氢气,阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH,电解过程总反应为,电解后KOH溶液的物质的量浓度不变,故A错误;B.电解时阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH,电极反应式为Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O,故B正确;C.阴极水电离的氢离子得电子生成氢气,阳极Ni(OH)2失电子生成NiOOH,电解过程总反应为,故C错误;D.电解过程中转移4mol电子,生成4molNiOOH,根据,生成1mol氧气,非标准状况下的体积不一定是22.4L,故D错误;选B。9.【2022年海南卷】一种采用和为原料制备的装置示意图如下。下列有关说法正确的是A.在b电极上,被还原B.金属Ag可作为a电极的材料C.改变工作电源电压,反应速率不变D.电解过程中,固体氧化物电解质中不断减少【答案】A【解析】由装置可知,b电极的N2转化为NH3,N元素的化合价降低,得到电子发生还原反应,因此b为阴极,电极反应式为N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-,a为阳极,电极反应式为2O2-+4e-=O2,据此分析解答;A.由分析可得,b电极上N2转化为NH3,N元素的化合价降低,得到电子发生还原反应,即N2被还原,A正确;B.a为阳极,若金属Ag作a的电极材料,则金属Ag优先失去电子,B错误;C.改变工作电源的电压,电流强度发生改变,反应速率也会改变,C错误;D.电解过程中,阴极电极反应式为N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-,阳极电极反应式为2O2-+4e-=O2,因此固体氧化物电解质中O2-不会改变,D错误;答案选A。10.【2022年6月浙江卷】通过电解废旧锂电池中的可获得难溶性的和,电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒,但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是A.电极A为阴极,发生还原反应B.电极B的电极发应:C.电解一段时间后溶液中浓度保持不变D.电解结束,可通过调节除去,再加入溶液以获得【答案】C【解析】A.由电解示意图可知,电极B上Mn2+转化为了MnO2,锰元素化合价升高,失电子,则电极B为阳极,电极A为阴极,得电子,发生还原反应,A正确;B.由电解示意图可知,电极B上Mn2+失电子转化为了MnO2,电极反应式为:2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+,B正确;C.电极A为阴极,LiMn2O4得电子,电极反应式为:2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O,依据得失电子守恒,电解池总反应为:2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O,反应生成了Mn2+,Mn2+浓度增大,C错误;D.电解池总反应为:2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O,电解结束后,可通过调节溶液pH将锰离子转化为沉淀除去,然后再加入碳酸钠溶液,从而获得碳酸锂,D正确;答案选C。11.(2020·山东高考真题)采用惰性电极,以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的影响,下列说法错误的是A.阳极反应为B.电解一段时间后,阳极室的pH未变C.电解过程中,H+由a极区向b极区迁移D.电解一段时间后,a极生成的O2与b极反应的O2等量【答案】D【解析】a极析出氧气,氧元素的化合价升高,做电解池的阳极,b极通入氧气,生成过氧化氢,氧元素的化合价降低,被还原,做电解池的阴极。A.依据分析a极是阳极,属于放氧生酸性型的电解,所以阳极的反应式是2H2O-4e-=4H++O2↑,正确;B.电解时阳极产生氢离子,氢离子是阳离子,通过质子交换膜移向阴极,所以电解一段时间后,阳极室的pH值不变,正确;C.有B的分析可知,C正确;D.电解时,阳极的反应为:2H2O-4e-=4H++O2↑,阴极的反应为:O2+2e-+2H+=H2O2,总反应为:O2+2H2O=2H2O2,要消耗氧气,即是a极生成的氧气小于b极消耗的氧气,错误;故选:D。12.(2020·全国高考真题)电致变色器件可智能调控太阳光透过率,从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时,Ag+注入到无色WO3薄膜中,生成AgxWO3,器件呈现蓝色,对于该变化过程,下列叙述错误的是A.Ag为阳极 B.Ag+由银电极向变色层迁移C.W元素的化合价升高 D.总反应为:WO3+xAg=AgxWO3【答案】C【解析】从题干可知,当通电时,Ag+注入到无色WO3薄膜中,生成AgxWO3器件呈现蓝色,说明通电时,Ag电极有Ag+生成然后经固体电解质进入电致变色层,说明Ag电极为阳极,透明导电层时阴极,g电极上发生氧化反应,电致变色层发生还原反应。A.通电时,Ag电极有Ag+生成,g电极为阳极,正确;B.通电时电致变色层变蓝色,说明有Ag+从Ag电极经固体电解质进入电致变色层,正确;C.过程中,W由WO3的+6价降低到AgxWO3中的+(6-x)价,错误;D.该电解池中阳极即Ag电极上发生的电极反应为:xAg-xe-=xAg+,而另一极阴极上发生的电极反应为:WO3+xAg++xe-=AgxWO3,故发生的总反应式为:xAg+WO3=AgxWO3,正确;答案选C。13.(2013·天津高考真题)为增强铝的耐腐蚀性,现以铅蓄电池为外电源,以Al作阳极、Pb作阴极,电解稀硫酸,使铝表面的氧化膜增厚。其反应原理如下:电池:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l);电解池:2Al+3O2Al2O3+3H2↑电解过程中,以下判断正确的是()电池电解池AH+移向Pb电极H+移向Pb电极B每消耗3molPb生成2molAl2O3C正极:PbO2+4H++2e—=Pb2++2H2O阳极:2Al+3H2O-6e—=Al2O3+6H+D【答案】D【解析】A.原电池中,溶液中氢离子向正极二氧化铅电极移动,错误;B.根据电子守恒分析,每消耗3molPb,转移6mol电子,根据电子守恒生成lmolAl2O3,错误;C.原电池正极上二氧化铅得电子生成硫酸铅,错误;D.原电池中铅作负极,负极上铅失电子和硫酸根离子反应生成难溶性的硫酸铅,所以质量增加,在电解池中,Pb阴极,阴极上氢离子得电子生成氢气,所以铅电极质量不变,正确;故选D。14.(2007·全国高考真题)以惰性电极电解足量的CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100mol,则阴极上析出铜的质量为()A.0.64g B.1.28g C.2.56g D.5.12g【答案】B【解析】惰性电极电解CuSO4溶液时,阳极产生的是氧气,则转移电子是0.04mol,因此根据电子得失守恒可知,析出铜是=0.02mol,质量是0.02mol×64g/mol=1.28g;答案选B。15.(2014·上海高考真题)如图所示,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中,下列分析正确的是A.K1闭合,铁棒上发生的反应为2H++2e-=H2↑B.K1闭合,石墨棒周围溶液pH逐渐升高C.K2闭合,铁棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法D.K2闭合,电路中通过0.002NA个电子时,两极共产生0.001mol气体【答案】B【解析】A、K1闭合构成原电池,铁是活泼的金属,铁棒是负极,铁失去电子,铁棒上发生的反应为Fe-2e-=Fe2+,A不正确;B、K1闭合构成原电池,铁棒是负极,铁失去电子,石墨棒是正极,溶液中的氧气得到电子转化为OH-,电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,石墨棒周围溶液pH逐渐升高,B正确;C、K2闭合构成电解池,铁棒与电源的负极相连,作阴极,溶液中的氢离子放电产生氢气,铁不会被腐蚀,属于外加电流的阴极保护法,C不正确;D、K2闭合构成电解池,铁棒与电源的负极相连,作阴极,溶液中的氢离子放电生成氢气。石墨棒是阳极,溶液中的氯离子放电生成氯气,电极反应式分别为2H++2e-=H2↑、2Cl--2e-=Cl2↑,电路中通过0.002NA个电子时,两极均产生0.001mol气体,共计是0.002mol气体,D不正确;答案选B。16.(2012·安徽高考真题)某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时,现断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开K1,闭合K2,发现电流表指针偏转,下列有关描述正确的是A.断开K2,闭合K1时,总反应的离子方程式为:2H++2Cl—Cl2↑+H2↑B.断开K2,闭合K1时,石墨电极附近溶液变红C.断开K1,闭合K2时,铜电极上的电极反应为:Cl2+2e—=2Cl—D.断开K1,闭合K2时,石墨电极作正极【答案】D【解析】A、断开K2、闭合K1时,装置为电解池,两极均有气泡产生,则总反应为2Cl-+2H2OH2↑+2OH-+Cl2↑,石墨为阳极,铜为阴极,因此石墨电极处产生Cl2,在铜电极处产生H2,铜电极附近产生OH-,溶液变红,A错误;B、根据A中分析可知B错误;C、断开K1、闭合K2时,装置为原电池,铜电极上的电极反应为H2-2e-+2OH-=2H2O,其为负极,而石墨上的电极反应为Cl2+2e-=2Cl-,其为正极,C错误;D、根据C中分析可知D正确,答案选D。17.(2007·上海高考真题)某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿,然后平铺在一块铂片上,接通电源后,用铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹。据此,下列叙述正确的是A.铅笔端作阳极,发生还原反应B.铂片端作阴极,发生氧化反应C.铅笔端有少量的氯气产生D.a点是负极,b点是正极【答案】D【解析】出现红色字迹,说明溶液中有OH-生成,所以铅笔端作阴极,氢离子放电,发生还原反应,因此a是电源的负极,b是正极。A.铅笔端作阴极,发生还原反应,错误;B.铂片端作阳极,发生氧化反应,错误;C.铅笔端作阴极,溶液中的阳离子在铅笔端放电,所以不会生成氯气,错误;D.铅笔端作阴极,则a是电源的负极,b是正极,正确;答案选D。18.(2012·上海高考真题)右图装置中发生反应的离子方程式为:Zn+2H+=Zn2++H2↑,下列说法错误的是A.a、b不可能是同种材料的电极B.该装置可能是电解池,电解质溶液为稀盐酸C.该装置可能是原电池,电解质溶液为稀盐酸D.该装置可看作是铜-锌原电池,电解质溶液是稀硫酸【答案】A【解析】A、如果此装置是电解池装置,阴阳两极可以都为锌,电解质溶液是硫酸溶液,错误;B、如果是电解池,阳极是锌,电极反应式:Zn-2e-=Zn2+,阴极:2H++2e-=H2↑,正确;B、如果是原电池,负极为Zn,反应式为Zn-2e-=Zn2+,正极反应式:2H++2e-=H2↑,正确;D、锌比铜活泼,锌作负极,负极为Zn,反应式为Zn-2e-=Zn2+,铜作正极,正极反应式:2H++2e-=H2↑,正确。19.(2012·海南高考真题)下列各组中,每种电解质溶液电解时(惰性电极)只生成氢气和氧气的是A.HCl、CuCl2、Ba(OH)2 B.NaOH、CuSO4、H2SO4C.NaOH、H2SO4、Ba(OH)2 D.NaBr、H2SO4、Ba(OH)2【答案】C【解析】A、根据我们所学的电解原理,惰性电极电解CuCl2时阳极析出氯气,阴极析出铜,A错误;B、惰性电极电解CuSO4时阴极析出铜,阳极产生氧气,B错误;C、惰性电极电解NaOH、H2SO4、Ba(OH)2实质上均是电解水,只生成氢气和氧气,C正确;D、惰性电极电解NaBr时,阳极析出溴单质,阴极产生氢气,D错误。答案选C20.(2012·福建高考真题)将下图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是A.Cu电极上发生还原反应B.电子沿Zn→a→b→Cu路径流动C.片刻后甲池中c(SO42-)增大D.片刻后可观察到滤纸b点变红色【答案】A【解析】关闭K后,甲、乙装置能自发的进行氧化还原反应,所以是原电池,锌易失电子作负极,铜作正极,则含有硫酸钠溶液的滤纸是电解池,a是阴极,b是阳极。A、铜电极上铜离子得电子发生还原反应生成铜,正确;B、电子从Zn→a,b→Cu路径流动,电子不能进入电解质溶液,错误;C、锌作负极,负极上锌失电子发生氧化反应生成锌离子进入溶液,硫酸根离子不参加反应,所以硫酸根离子浓度不变,错误;D、电解池中,a电极上氢离子放电生成氢气,同时a电极附近生成氢氧根离子,导致溶液碱性增强,所以a点变红色,错误;答案选A。21.(2014·江苏高考真题)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。(1)将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如题图—1所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应:S2-—2e-=S(n—1)S+S2-=Sn2-。①写出电解时阴极的电极反应式:__________________。②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成_____________。【答案】(1)2H2O+2e-=H2↑+2OH-Sn2-+2H+=(n-1)S↓+H2S↑【解析】(1)①阳极上硫离子放电,电极反应式为S2--2e-=S,阴极上氢离子放电生成氢气,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,故答案为2H2O+2e-=H2↑+2OH-;②电解后阳极区离子为Sn2-,酸性条件下,Sn2-和氢离子反应生成S单质,S元素失电子发生氧化反应生成S单质,同时S元素得电子生成H2S,反应方程式为Sn2-+2H+=(n-1)S↓+H2S↑,故答案为Sn2-+2H+=(n-1)S↓+H2S↑;22.(2019·江苏高考真题)CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,充分利用碳资源。(2)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。①写出阴极CO2还原为HCOO−的电极反应式:________。②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是________。【答案】(2)①CO2+H++2e−HCOO−或CO2++2e−HCOO−+②阳极产生O2,pH减小,浓度降低;K+部分迁移至阴极区【解析】(2)①根据电解原理,阴极上得到电子,化合价降低,CO2+HCO3-+2e-=HCOO-+CO32-,或CO2+H++2e-=HCOO-;②阳极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,阳极附近pH减小,H+与HCO3-反应,同时部分K+迁移至阴极区,所以电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低;23.(2015·北京高考真题)研究CO2在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。(4)利用下图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。①结合方程式简述提取CO2的原理:_________。②用该装置产生的物质处理b室排出的海水,合格后排回大海。处理至合格的方法是_______。【答案】(4)①a室:2H2O-4e-=O2↑+4H+,H+通过阳离子膜进入b室,发生反应:HCO3-+H+=CO2↑+H2O②c室的反应:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至接近装置入口海水的pH【解析】(4)①海水pH>8,显碱性,需要H+中和降低海水的碱性,a室发生阳极反应:2H2O-4e-=O2↑+4H+,c(OH-)下降,H2OOH-+H+平衡右移,c(H+)增大,H+从a室进入b室,发生反应:HCO3-+H+=CO2+H2O。②c室的反应:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至接近装置入口海水的pH。24.(2012·全国高考真题)由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下:(3)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______。【答案】(3)cCu2++2e-=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【解析】(3)①在粗铜的电解过程中,粗铜板作阳极,应是图中电极c;②在电极d为阴极,发生的电极反应式为Cu2++2e-=Cu;③若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,Au、Ag的活泼性弱于铜,所以Au、Ag以单质形式沉积在阳极下方,铁比铜活泼,会失电子生成Fe2+,Fe2+氧化性弱于Cu2+,所以Fe以Fe2+形式进入电解液中。25.(2014·重庆高考真题)氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术,是当前关注的热点之一。(4)一定条件下,题11图示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其它有机物)。①导线中电子移动方向为____________。②生成目标产物的电极反应式为_________。③该储氢装置的电流效率=_____(=×100%,计算结果保留小数点后1位)【答案】(4)①A→D②C6H6+6H++6e-=C6H12③64.3%【解析】(4)①苯生成环戊烷属于得氢反应,因此是还原反应,即电极D是阴极,电极E是阳极,因此导线中电子的流动方向是A→D。②苯得到电子生成环戊烷是目标产物,由于存在质子交换膜,所以氢离子向阴极移动,则电极反应式为C6H6+6H++6e-=C6H12。③阳极生成2.8mol气体,该气体应该是阳极OH-放电生成的氧气,则转移电子的物质的量=2.8mol×4=11.2mol。设阴极消耗苯的物质的量是xmol,则同时生成xmol环戊烷,根据电极反应式C6H6+6H++6e-=C6H12可知得到电子是6xmol,根据电子守恒可知,阴极生成氢气是=5.6mol-3xmol,所以=0.1,解得x=1.2,因此储氢装置的电流效率=×100%=64.3%。26.(2017·江苏高考真题)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。(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_____________________。(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH_________(填“增大”、“不变”或“减小”)。(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】(1)Al2O3+2OH−=2+H2O(2)减小(3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化(4)4+2H2O−4e−=4+O2↑H2【解析】以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝,由流程可知,加NaOH溶解时Fe2O3不反应,由信息可知SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀,过滤得到的滤渣为Fe2O3、铝硅酸钠,碳酸氢钠与偏铝酸钠反应生成Al(OH)3,过滤II得到Al(OH)3,灼烧生成氧化铝,电解I为电解氧化铝生成Al和氧气,电解II为电解Na2CO3溶液,结合图可知,阳极上碳酸根离子失去电子生成碳酸氢根离子和氧气,阴极上氢离子得到电子生成氢气。(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为:Al2O3+2OH-==2AlO2-+H2O;(2)向“过滤I”所得滤液中加入NaHCO3溶液,与NaAlO2反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠,碱性为OH->AlO2->CO32-,可知溶液的pH减小,NaHCO3中存在化学键有:离子键和共价键;(3)“电解I”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是石墨电极被阳极上产生的O2氧化。(4)由图可知,阳极反应为4CO32-+2H2O-4e-═4HCO3-+O2↑,阴极上氢离子得到电子生成氢气,则阴极产生的物质A的化学式为H2。27.(2011·天津高考真题)工业废水中常含有一定量的,它们会对人类及生态系统产生很大的伤害,必须进行处理。常用的处理方法有两种。方法1:还原沉淀法该法的工艺流程为其中第①步存在平衡:方法2:电解法该法用Fe做电极电解含CrO的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)沉淀。(5)用Fe做电极的原因为。(6)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释)。溶液中同时生成的沉淀还有。【答案】(5)阳极极反应:Fe-2e-=Fe2+,提供还原剂Fe2+(6)2H++2e-=H2↑,氢氧化铁或Fe(OH)3【解析】(5)金属铁做阳极,失电子生成亚铁离子,能够把Cr2O32-还原为Cr3+;综上所述,本题正确答案:阳极极反应:Fe-2e-=Fe2+,提供还原剂Fe2+。(6)在阴极,溶液中的氢离子得电子发生还原反应:2H++2e-=H2↑,氢离子浓度减小,阴极附近溶液pH升高;氢离子浓度减小,氢氧根离子浓度增大,被亚铁离子氧化成的铁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铁沉淀,综上所述,本题正确答案:2H++2e-=H2↑,氢氧化铁或Fe(OH)3。28.(2010·全国高考真题)右图是一个用铂丝作电极,电解稀的MgSO4溶液的装置,电解液中加有中性红指示剂,此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围:6.8~8.0,酸色—红色,碱色—黄色)回答下列问题:(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________(填编号);①A管溶液由红变黄;②B管溶液由红变黄;③A管溶液不变色;④B管溶液不变色;(2)写出A管中发生反应的反应式:_________________________________;(3)写出B管中发生反应的反应式:_________________
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