2015-2024年十年高考化学真题分类汇编专题38 电解原理(原卷版)

2013-2024年十年高考真题汇编PAGEPAGE1专题38电解原理考点十年考情(2015-2024)命题趋势考点1电解原理2023•广东卷、2022•北京卷、2022•广东选择性卷、2016·北京理综、2015·福建卷、2015·四川卷、2015·浙江卷高考电解池应用试题，是常见的高考类型之一，题目以科学研究中或者工业上的电解操作为背景，重点考查电解池的工作原理，如阴阳极的判断、电极反应式的书写及溶液pH的变化等。电解原理的复习应该针对以下几点：一是理解电解池基本原理；二是重点复习：阴、阳极的判断；电极反应类型；电极反应式的书写。考点2电解原理简单应用2024·山东卷、2023•浙江省1月选考、2023•浙江省6月选考、2023•湖北省选择性考试、2023•辽宁省选择性考试、2021•湖北选择性考试、2020•浙江1月卷、2017•海南卷考点1电解原理1．(2023•广东卷，13)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K1，一段时间后()A．U型管两侧均有气泡冒出，分别是Cl2和O2 B．a处布条褪色，说明Cl2具有漂白性C．b处出现蓝色，说明还原性：Cl-I-D．断开K1，立刻闭合K2，电流表发生偏转2．(2022•北京卷，13)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·L-1CuSO4+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Fe2+②0.1mol·L-1CuSO4+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Fe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c(H＋)减少，且Cu覆盖铁电极，阻碍与铁接触B．①中检测到Fe2+，推测可能发生反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe+Cu2+=Fe2++CuC．随阴极析出，推测②中溶液c(Cu2＋)减少，Cu2＋+4NH3[Cu(NH3)4]2＋平衡逆移D．②中Cu2＋生成[Cu(NH3)4]2＋，使得c(Cu2＋)比①中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密3．(2022•广东选择性卷，10)以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中()A．阴极发生的反应为M-2e-=Mg2+ B．阴极上Al被氧化C．在电解槽底部产生含Cu的阳极泥 D．阳极和阴极的质量变化相等4．(2016·北京理综，12)用石墨电极完成下列电解实验。实验一实验二装置现象a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生；……下列对实验现象的解释或推测不合理的是()A．a、d处：2H2O+2e-=H2↑+2OH-B．b处：2Cl--2e-=Cl2↑C．c处发生了反应：Fe-2e-=Fe2+D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜5．(2015·福建卷，11)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)，下列说法正确的是()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被还原D．a电极的反应为：3CO2+18H+-18e-=C3H8O+5H2O6．(2015·四川卷，4)用下图所示装置除去含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。下列说法不正确的是()A．用石墨作阳极，铁作阴极B．阳极的电极反应式：Cl-+2OH--2e-=ClO-+H2OC．阴极的电极反应式：2H2O+2e-=H2↑+2OH-D．除去CN-的反应：2CN-+5ClO-+2H+=N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O7．(2015·浙江卷，11)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是()A．X是电源的负极B．阴极的电极反应式是H2O+2e-=H2+O2-CO2+2e-=CO+O2-C．总反应可表示为H2O+CO2H2+CO+O2D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1考点2电解原理简单应用1．(2024·山东卷，13，4分)以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是()A．电极a连接电源负极B．加入Y的目的是补充NaBrC．电解总反应式为Br-+3H2OBrO3-+3H2↑D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br-)=3∶22．(2023•浙江省1月选考，11)在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi)，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：8H++TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4H2OC．该体系中，石墨优先于Cl-参与反应D．电解时，阳离子向石墨电极移动3．(2023•浙江省6月选考，13)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是()A．电极A接电源正极，发生氧化反应B．电极B的电极反应式为：2H2O＋2e-=H2↑＋2OH-C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗4．(2023•湖北省选择性考试，10)我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为mol·-1。下列说法错误的是()A．b电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-B．离子交换膜为阴离子交换膜C．电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜D．海水为电解池补水的速率为2mol·-15．(2023•辽宁省选择性考试，7)某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2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2mol生成4C．电解后海水pH下降 D．阳极发生：H6．(2021•湖北选择性考试，15)Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是()A．电解时只允许H通过离子交换膜B．生成O2和H2的质量比为8：1C．电解一段时间后阴极区溶液OH的浓度增大D．CrO3的生成反应为：Cr2O2＋2H＝2CrO3＋H2O7．(2020•浙江1月卷，18)在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如下，下列说法不正确的是()离子交换膜A．电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气B．离子交换膜为阳离子交换膜C．饱和NaCl从a处进，NaOH溶液从d处出D．OH-迁移的数量等于导线上通过电子的数量8．(2017•海南卷，10)一种电化学制备NH3的装置如下图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H＋。下列叙述错误的是()A．Pd电极b为阴极B．阴极的反应式：N2＋6H＋＋6e－=2NH3C．H＋由阳极向阴极迁移D．陶瓷可以隔离N2和H2专题38电解原理考点十年考情(2015-2024)命题趋势考点1电解原理2023•广东卷、2022•北京卷、2022•广东选择性卷、2016·北京理综、2015·福建卷、2015·四川卷、2015·浙江卷高考电解池应用试题，是常见的高考类型之一，题目以科学研究中或者工业上的电解操作为背景，重点考查电解池的工作原理，如阴阳极的判断、电极反应式的书写及溶液pH的变化等。电解原理的复习应该针对以下几点：一是理解电解池基本原理；二是重点复习：阴、阳极的判断；电极反应类型；电极反应式的书写。考点2电解原理简单应用2024·山东卷、2023•浙江省1月选考、2023•浙江省6月选考、2023•湖北省选择性考试、2023•辽宁省选择性考试、2021•湖北选择性考试、2020•浙江1月卷、2017•海南卷考点1电解原理1．(2023•广东卷，13)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K1，一段时间后()A．U型管两侧均有气泡冒出，分别是Cl2和O2 B．a处布条褪色，说明Cl2具有漂白性C．b处出现蓝色，说明还原性：Cl-I-D．断开K1，立刻闭合K2，电流表发生偏转2．(2022•北京卷，13)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·L-1CuSO4+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Fe2+②0.1mol·L-1CuSO4+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Fe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c(H＋)减少，且Cu覆盖铁电极，阻碍与铁接触B．①中检测到Fe2+，推测可能发生反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe+Cu2+=Fe2++CuC．随阴极析出，推测②中溶液c(Cu2＋)减少，Cu2＋+4NH3[Cu(NH3)4]2＋平衡逆移D．②中Cu2＋生成[Cu(NH3)4]2＋，使得c(Cu2＋)比①中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密3．(2022•广东选择性卷，10)以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中()A．阴极发生的反应为M-2e-=Mg2+ B．阴极上Al被氧化C．在电解槽底部产生含Cu的阳极泥 D．阳极和阴极的质量变化相等4．(2016·北京理综，12)用石墨电极完成下列电解实验。实验一实验二装置现象a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生；……下列对实验现象的解释或推测不合理的是()A．a、d处：2H2O+2e-=H2↑+2OH-B．b处：2Cl--2e-=Cl2↑C．c处发生了反应：Fe-2e-=Fe2+D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜5．(2015·福建卷，11)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)，下列说法正确的是()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被还原D．a电极的反应为：3CO2+18H+-18e-=C3H8O+5H2O6．(2015·四川卷，4)用下图所示装置除去含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。下列说法不正确的是()A．用石墨作阳极，铁作阴极B．阳极的电极反应式：Cl-+2OH--2e-=ClO-+H2OC．阴极的电极反应式：2H2O+2e-=H2↑+2OH-D．除去CN-的反应：2CN-+5ClO-+2H+=N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O7．(2015·浙江卷，11)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是()A．X是电源的负极B．阴极的电极反应式是H2O+2e-=H2+O2-CO2+2e-=CO+O2-C．总反应可表示为H2O+CO2H2+CO+O2D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1考点2电解原理简单应用1．(2024·山东卷，13，4分)以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是()A．电极a连接电源负极B．加入Y的目的是补充NaBrC．电解总反应式为Br-+3H2OBrO3-+3H2↑D．催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br-)=3∶22．(2023•浙江省1月选考，11)在熔融盐体系中，通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi)，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：8H++TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4H2OC．该体系中，石墨优先于Cl-参与反应D．电解时，阳离子向石墨电极移动3．(2023•浙江省6月选考，13)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是()A．电极A接电源正极，发生氧化反应B．电极B的电极反应式为：2H2O＋2e-=H2↑＋2OH-C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗4．(2023•湖北省选择性考试，10)我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为mol·-1。下列说法错误的是()A．b电极反应式为2H2O+2e-=H