专题二电解池-2020-2021学年高二《新题速递化学》（人教版2019选择性必修一）12月刊（课堂必刷题）（原卷版）

20202021学年高二《新题速递·化学》12月刊专题二电解池1．（2020·泉州第十六中学高二期中）在电解水制取H2和O2时，为了增强导电性，常常要加入一些电解质，下列电解质中不适宜加入的是()A．KI B．NaNO3 C．H2SO4 D．Ba(OH)22．（2020·山东济南一中高二期中）化学创造了丰富的物质世界，指导着我们的生产、生活。下列说法正确的是()A．超级电容器材料石墨烯属于烯烃B．硅太阳能电池和锂离子电池的工作原理相同C．电解精炼铜时，阳极溶解的铜与阴极析出的铜质量相等D．电解饱和食盐水，两极共生成22.4L(标准状况下)气体时，转移的电子数为NA3．（2020·武功县普集高级中学高二月考）利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是()A．铁片上镀铜时，Y是纯铜B．制取金属钠时，Y电极反应为Na++e=NaC．电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2+浓度不变D．电解饱和食盐水时，X极的电极反应式为4OH4e=2H2O+O2↑4．（2020·武功县普集高级中学高二月考）用如图所示装置用石墨电极电解氯化铜溶液，Y电极上产生能使湿润的淀粉KI试纸变蓝的黄绿色气体。下列判断正确的是()A．a为电源正极B．X电极质量增加C．Y电极若换成Cu，电极反应质量不变D．X电极表面发生氧化反应5．（2020·浙江高二期中）若在铁片上镀锌，以下叙述错误的是()A．把铁片与电源的正极相连B．电解质必须用含有锌离子的可溶性盐C．锌极发生氧化反应D．铁极的电极反应式为Zn2++2e=Zn6．（2020·前郭尔罗斯蒙古族自治县蒙古族中学高二期中）以惰性电极电解AgNO3溶液，若阴极上析出Ag的质量为8.64g，则阳极上产生的气体在标准状况下的体积为()A．224mL B．448mL C．336mL D．112mL7．（2020·前郭尔罗斯蒙古族自治县蒙古族中学高二期中）用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种物质(方括号内物质)，能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是()A．CuSO4[Cu(OH)2] B．NaOH[Na2O]C．KCl[KCl] D．KNO3(H2O)8．（2020·浙江高二月考）电催化NRR合成氨的示意图如图所示。中间隔膜允许H+通过。下列说法正确的是()A．X极为阳极B．Y极电极反应：4OH8e=4H++2O2C．膜为阴离子交换膜，并可以阻止氨被氧化D．催化剂表面生成*N2Hy中间体的反应：*N2+y(H++e)=*N2Hy(*N2表示活化氮气)9．（2020·河南高二期中）通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理如图所示，电池工作前，两极电解质溶液质量相等。下列说法错误的是A．该装置实现了太阳能到化学能的转化B．H＋由电极a移向电极bC．b的电极反应式为CO2＋2H＋＋2e=HCOOHD．当电极a生成标准状况下1.12LO2时，两极电解质溶液质量相差4.6g10．（2020·福建宁德·高二期中）如图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色，下列说法正确的是（）A．Pt为阴极，Cu为阳极B．b极的电极反应式是2H+＋2e=H2↑C．电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大D．当a极产生2.24L(标准状况)气体时，Pt极上有6.4gCu析出11．如图用石墨作电极的电解池中，放入某足量蓝色溶液500mL进行电解，观察到A电极表面有红色固体生成，B电极有无色气体生成；通电一段时间后，取出A电极，洗涤、干燥、称量，A电极增重1.6g。下列说法错误的是（）A．图中B极同电源正极相连B．该蓝色溶液可能是Cu(NO3)2或CuCl2溶液C．电解后溶液的pH约为1（溶液体积变化忽略不计）D．要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则可加入2gCuO12．（2020·福建高二期中）模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。下列说法错误的是()A．该电解槽的阳极反应式为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑B．制得的氢氧化钾溶液从出口D导出C．通电开始后，阴极附近溶液pH增大D．若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为：O2＋2H2O－4e－=4OH－13．（2020·巫溪县中学校高二月考）一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极)。该装置工作时，下列说法不正确的是()A．甲为正极，丙为阴极B．丁极的电极反应式为MnO―e－=MnOC．KOH溶液的质量分数：c%＞a%＞b%D．标准状况下，甲电极上每消耗22.4L气体时，理论上有4molK+移入阴极区14．（2020·湖南师大附中高二期中）将NaCl和CuSO4两种溶液等体积混合后用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液pH随时间t变化的曲线如图所示，则下列说法正确的是（）A．AB段pH增大是因为电解NaCl溶液生成NaOH的缘故B．整个过程中阳极先产生Cl2，后产生O2C．原混合溶液中NaCl和CuSO4浓度之比小于2：1D．电解至D点时，往溶液中加入适量Cu(OH)2一定可使其复原为B点溶液15．（2020·麻城市第二中学高二期中）如图，p、q为直流电源两极，A由＋2价金属单质X制成，B、C、D为铂电极，接通电源，金属X沉积于B极，同时C、D产生气泡。试回答：(1)p为_____极，A极发生了________反应。(2)C为____极，试管里收集到的气体是____；D为____极，试管里收集到的气体是_____。(3)C极的电极反应方程式为_____________________________。(4)当反应进行一段时间后，A、B电极附近溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。(5)当电路中通过0.004mol电子时，B电极上沉积金属X为0.128g，则此金属的摩尔质量为______。16．（2020·麻城市第二中学高二期中）下列四种装置中，①盛200mL硫酸铜溶液②盛200mL0.01mol·L1硫酸溶液③盛200mL氯化锌溶液④盛200mL氯化钾溶液(1)上述装置中①为___________池，反应一段时间溶液浓度基本不变的是___________。装置①中两电极的电极反应式分别是___________、___________(注明电极名称)。(2)用离子方程式回答：通电时装置④中的总反应是___________溶液中可能发生的副反应是___________。(3)若将装置④中的外加电源拆去，用导线将两个电极连接，则Fe极上发生的反应是___________。17．（2020·福建高二期中）电解原理在化学工业中有广泛应用。图中表示一个电解池，装有电解液C；A、B是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：(1)若A、B都是惰性电极，c是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在U形管两边各滴入几滴酚酞试液，则：①B是_____极(填“阴”或“阳”)，B极逸出_____(填“黄绿色”或“无色”)气体，同时B极附近溶液呈________色。②电解池中A极上的电极反应式为________，B极上的电极反应式为______。(2)如要进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，电解液c选用CuSO4溶液，则：①A电极的材料是_________，电极反应式是____________。②B电极的材料是_________，电极反应式是_________。(说明：杂质发生的电极反应不必写出)③下列说法正确的是________。a．电能全部转化为化学能b．在电解精炼过程中，电解液中伴随有Al3+、Zn2+产生c．溶液中Cu2+向阳极移动d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属(3)用惰性电极电解足量的CuSO4溶液。若阴极析出Cu的质量为12.8g，则阳极上产生的气体在标准状况下的体积为________L。18．（2020·河北省曲阳县第一高级中学高二月考）按照要求回答下列问题。(1)用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。①图中b极要连接电源的________(填“正”或“负”)极。②SO放电的电极反应式为________________________________。(2)用零价铁(Fe)去除酸性水体中的硝酸盐(NO)已成为环境修复研究的热点之一。Fe还原水体中的NO的反应原理如图1所示。①作负极的物质是________。②正极的电极反应式是________________________________。(3)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如图2所示。①Pt电极上发生的是________反应(填“氧化”或“还原”)。②写出NiO电极的电极反应式：___________________________________。19．（2020·福建省长泰县第一中学高二期中）如图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH＝2K2CO3+6H2O。据此完成下列问题：(1)图中甲池是__装置；A(石墨)电极的名称是__。(2)写出通入CH3OH的电极的电极反应式：__。(3)乙池中反应的化学方程式为__。当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2__mL(标准状况下)。20．（2020·山东宁阳县一中高二月考）膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置如图。(1)A装置是______，B装置是_____(填“原电池”或“电解池”)。(2)N2O5在_____(填“c极”或“d极”)区生成。(3)A装置中通入O2的电极反应式为______。21．（2020·福建莆田一中高二期中）知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一。某学习小组将有关“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理，形成如下问题(显示的电极均为石墨)（1）图1中，电解一段时间后，气球b中的气体是___(填化学式)。（2）利用图2制作一种环保型消毒液发生器，电解可制备“84”消毒液的有效成分NaClO，则c为电源的___极；该发生器中反应的总离子方程式为____。（3）二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。如图是目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。①阳极产生ClO2的电极反应式：____。②当阴极产生标准状况下112mL气体时，通过阳离子交换膜离子的物质的量为__。（4）SO2和NOx是主要大气污染物，利用如图装置可同时吸收SO2和NO。①已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，阴极的电极反应为____。②用离子方程式表示吸收NO的原理____。22．（2020·福建师大附中高二期中）如图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答：(1)B极是电源的___________，一段时间后，甲中溶液颜色___________，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明___________，在电场作用下向Y极移动。(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为___________。(3)现用丙装置给铜件镀银，则H应该是___________(填“镀层金属”或“镀件”)，电镀液是___________溶液。当乙中溶液的c(OH)=0.1mol·L1时(此时乙溶液体积为500mL)，丙中镀件上析出银的质量为___________，甲中溶液的pH___________(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是___________。(5)若用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，需加入49gCu(OH)2固体，才能使电解质溶液复原，则这段时间，整个电路中转移的电子数为___________23．（2020·江苏省如皋中学高二月考）某同学设计利用一氧化氮——空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。(1)甲装置中Pt1上的电极反应式为___________，每转移1mol电子，通过质子交换膜的H+的物质的量为___________。(2)乙装置中C2上的电极反应式为___________，乙装置中物质X是___________(填化学式)。(3)装置丙用于粗铜的精炼。装置中电极A是___________(填“粗铜”或“纯铜”)，工作一段时间后，CuSO4溶液的浓度将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。24．（2020·山东肥城市·高二期中）利用所学电化学反应原理，解决以下问题：Ⅰ.如图所示，A为电源，B为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D为电解槽，其电极材料及电解质溶液如图所示。(1)闭合K1，断开K2，通电后，d端显红色，则电源b端为____极，若c、d为惰性电极，检验c端产物的方法为__。滤纸中央KMnO4溶液处发生的现象为____。(2)已知C装置中溶液的溶质为Cu(NO3)2和X(NO3)3，且均为0.1mol，打开K1，关闭K2，通电一段时间后，阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(mol)关系如图所示，则Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的顺序是_____。(3)D装置中溶液是H2SO4溶液，则电极C端从开始至一段时间后的实验现象是____。Ⅱ.电化学技术是有效解决CO、SO2、NOx等大气污染的重要方法，某兴趣小组以SO2为原料，采用电化学方法制取硫酸，装置如下：(1)电解质溶液中离子向_____(填“A极”或“B极”)移动。(2)请写出负极电极反应式_____。(3)用该原电池做电源，石墨做电极电解2LAgNO3和KNO3混合溶液，通电一段时间，两极均产生2.24L(标准状况)气体，假设电解前后溶液体积不变，则电解后溶液中H+的浓度为____，析出银的质量___g。(4)用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如下图。请写出开始时阳极反应的电极反应式：_____。25．（2020·河南南阳中学高二月考）回答下列问题：(1)某同学根据漂白粉的制备原理和电解原理制作了一种家用环保型消毒液发生器(如图所示，没有使用离子交换膜)，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，则：①利用Cl2与石灰乳反应可以制取漂白粉，反应的化学方程式为_____。②L极区的电极反应式为_______。(2)电解法可以提纯粗镓，具体原理如图所示。镓在阳极溶解生成的Ga3+与NaOH溶液反应生成GaO，GaO在阴极放电的电极反应式_______。(3)我国学者发明的一种分解硫化氢制氢并回收硫的装置如图所示：若Y极液中的电对(A/B)选用I/I，装置工作时Y极上的电极反应式为______，Y极溶液中发生的离子反应为______。26．（2020·大连市普兰店区第三十八中学高二月考）如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题，其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题：(1)石墨电极(C)作____极，甲中甲烷燃料电池的负极反应式为________________。(2)若消耗2.24L(标况)氧气，则乙装置中铁电极上生成的气体体积(标况)为____L。乙池中总反应的离子方程式_______________(3)若丙中以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，下列说法正确的是_______________。A．a电极为纯铜B．粗铜接电源正极，发生还原反应C．CuSO4溶液的浓度保持不变D．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属(4)若丙中以稀H2SO4为电解质溶液，电极材料b为铝，则能使铝表面生成一层致密的氧化膜，该电极反应式为____________(5)若将乙装置中两电极用导线直接相连，则石墨(C)电极上发生的电极反应式为:_________27．（2020·福建省华安县第一中学高二期中）课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法，某研究性学习小组将下列装置如图所示连接，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色．试回答下列问题：(1)电源A极的名称是____，电极G的名称是_____。(2)甲装置中电解反应相关方程式：C：_____，D：______，总反应方程式：_____。如果起始时甲烧杯中盛有1000mL溶液，通电一段时间后溶液中的Cu2+恰好消耗掉(假设没有其它离子干扰)，此时收集到气体3.36L(标准状况下)，则原硫酸铜溶液的浓度是____mol/L，电路中通过的电子的物质的量是____mol；若要使溶液恢复到起始浓度(忽略溶液体积的变化)，可向溶液中加入____(填物质名称)。(3)如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是____。(4)欲用丙装置给铜镀银，G应该是____(填“铜”或“银”)，电镀液的主要成分是_____(填化学式)。(5)装置丁中的现象是_______。28．（2020·福建师大附中高二期中）根据要求回答下列问题：(1)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)，在25℃、101kPa下，已知每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6kJ，该反应的热化学方程式是___________。(2)有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示，电池正极的电极反应式是___________，A是___________。(3)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示：负极区发生的反应有___________、___________(写反应方程式)。电路中转移1mol电子，需消耗氧气___________L(标准状况)。29．（2020·山东济南一中高二期中）能源问题是人类社会面临的重大课题，甲醇是一种可再生能源，具有广阔的开发和应用前景，研究甲醇具有重要意义。(1)利用工业废气中的CO2可制取甲醇，其反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0.为探究用CO2生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：在恒温条件下，向一容积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化的曲线如图所示。从反应开始到达平衡状态，v(H2)=_______；该温度下的平衡常数数值K=_______(mol·L1)2.能使平衡体系中增大的措施有_______(任写一条)。(2)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种。①甲醇部分氧化法。在一定温度下以Ag/CeO2ZnO为催化剂时，原料气比例对反应的选择性(选择性越大，表示生成的该物质越多)影响关系如图所示。则当=