2025年高二化学寒假衔接讲练 (人教版)寒假提升练-专题11 电解池（学生版）

专题11电解池内容早知道☛第一层巩固提升练（3大考点）考点一电解池的工作原理考点二电解原理的应用考点三电解计算类型及方法分析☛第二层能力提升练☛第三层拓展突破练电解池的工作原理⭐积累与运用⭐积累与运用1．电解池的工作原理(1)电流方向：电源正极―→金属导线→阳极→电解质溶液―→阴极―→金属导线―→电源负极。(2)电子、离子移动方向：在电解质溶液中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动；在外电路中，电子由阳极―→正极，负极―→阴极。2．电解产物的判断及有关反应式的书写(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。(2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分成阴、阳两组(勿忘水溶液中的H＋和OH－)。(3)排出阴、阳两极的放电顺序①阴极放电顺序Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。②阳极放电顺序活泼金属阳极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子>F－。[特别提醒]①活性电极一般指Pt、Au以外的金属电极。②电解的离子方程式中，若参与电极反应的H＋或OH－是由水电离出来的，用H2O作为反应物。1．近日，科学家开发了高活性磷化铁催化剂用于选择性电化学硝酸盐还原为氨气，工作原理如图所示。下列叙述正确的是A．a极与电源正极连接B．一段时间后，KOH溶液浓度保持不变C．a极的主要电极反应为D．b极电势小于a极电势2．二氧化氯（ClO2）是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂，电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一。如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的装置。下列说法不正确的是A．a接电源负极 B．b极发生氧化反应C．H从电解池左侧通过质子交换膜移向右侧 D．阴极的电极反应式为3．因镍与盐酸反应缓慢，工业上以镍和盐酸为原料，利用离子膜电解技术制取氯化镍()，其原理如图。电解过程需不断往b极区补充盐酸。下列说法正确的是A．a接外电源的负极B．离子交换膜为阳离子交换膜C．总反应为：D．电解过程可用溶液代替盐酸4．FFC电解法可由金属氧化物直接电解制备金属单质，西北稀有金属材料研究院利用此法成功电解制备钽粉(Ta)，其原理如图所示。下列说法正确的是

A．该装置将化学能转化为电能B．a极为电源的正极C．Ta2O5极发生的电极反应为Ta2O5+10e—=2Ta+5O2—D．石墨电极上生成22.4LO2，则电路中转移的电子数为4×6.02×1023电解原理的应用⭐积累与运用⭐积累与运用1．电解饱和食盐水（氯碱工业——制备氢气、氯气和烧碱）方程式装置图阳极反应2Cl--2e-=Cl2↑阴极反应2H++2e-=H2↑总反应方程式2NaCl+2H2Oeq\o(=====,\s\up7(通电))2NaOH+H2↑+Cl2↑离子反应方程式2Cl-+2H2Oeq\o(=====,\s\up7(通电))2OH-+H2↑+Cl2↑阳离子交换膜作用①防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸；②避免Cl2与NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量。⭐积累与运用⭐积累与运用2．电镀与电解精炼铜对比电镀精炼铜装置阳极材料镀层金属Cu粗铜(含锌、银、金等杂质)阴极材料镀件金属Fe纯铜阳极反应Cu－2e－Cu2＋Zn－2e－Zn2＋、Cu－2e－Cu2＋等阴极反应Cu2＋＋2e－CuCu2＋＋2e－Cu溶液变化硫酸铜溶液浓度保持不变Cu2＋浓度减小，金、银等金属沉积形成阳极泥3．电冶金(1)金属冶炼的本质：使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程。如Mn＋＋ne－M。(2)电解法用于冶炼较活泼的金属(如钾、钠、镁、铝等)，但不能电解其盐溶液，应电解其熔融态。如：电解熔融的氯化钠可制取金属钠的反应式：阳极：2Cl－－2e－Cl2↑；阴极：2Na＋＋2e－2Na；总反应：2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑。(3)常见金属的冶炼方法：电解法（熔融态）热还原法（常见还原剂：C、CO、H2、Al）热分解法物理方法K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb、CuHg、AgPt、Au5．某研究性学习小组利用以下装置探究氯碱工业和铜的精炼的工作原理(X是离子交换膜)，下列说法正确的是A．甲装置电极和C电极位置可以互换B．X可以是阳离子交换膜，也可以是阴离子交换膜C．电解前后乙装置中硫酸铜溶液浓度保持不变D．电解一段时间后去掉X并将C电极换成电极继续通电，则电极的电极反应式为6．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述中正确的是(已知氧化性：Fe2+<Ni2+<Cu2+)A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2++2e-=NiB．电解后，Cu和Pt沉降在电解槽底部的阳极泥中C．电解后，溶液中存在的离子只有Fe2+和Zn2+D．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等7．将电化学法和生物还原法有机结合，利用微生物电化学方法可生产甲烷，装置如图所示。下列说法正确的是A．通电时，电子由b→电解池阴极→电解液→电解池阳极→aB．X为阴离子交换膜C．生成0.1mol甲烷时阳极室理论上生成4.48L二氧化碳D．阳极反应式为：8．已知某高能锂电池的电池反应为2Li+FeS=Fe+Li2S[LiPF6·SO(CH3)2为电解质]。以该电池为电源进行如图电解实验，电解一段时间后测得甲池产生4.48L(标准状况下)H2。下列有关叙述正确的是A．a电极为阳极B．从交换膜中通过0.2molK+C．若忽略溶液体积变化，则电解后甲池中溶液浓度为4mol/LD．放电时，正极反应式为FeS+2Li+-2e-=Fe+Li2S电解的计算积累与运用积累与运用1．电解计算的类型：电解的相关计算包括两极产物的定量计算(如质量、气体的体积、某元素的化合价、溶液的pH及物质的量浓度等)2．电解计算的依据(1)阳极失去的电子数＝阴极得到的电子数(2)串联电路中通过各电解池的电子总数相等(3)电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等3．电解计算的方法(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。(3)根据关系式计算：根据得失电子守恒的关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。9．一种基于氯碱工艺的新型电解池(下图)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是A．右侧电极作阳极，发生氧化反应B．理论上每消耗0.1molFe2O3，阳极室溶液减少21.3gC．阴极区电极反应：Fe2O3+6e−+3H2O=2Fe+6OH−，溶液中OH−逐渐升高D．理论上每消耗0.1molFe2O3，产生气体6.72L(标准状况下)10．近年研究发现，电催化和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液通至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示。以下有关判断错误的是A．b端电势高于a端电势B．电解过程中含氮废水基本不变C．a极主要反应为D．理论上每生成同时产生(标准状况)11．NO-空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保一体化，某兴趣小组用该电池模拟工业处理废气和废水的过程，装置如图所示。下列说法错误的是A．交换膜b为阴离子交换膜B．乙池中总反应的离子方程式为5SO2+2NO+8H2O+8NH310+5C．当浓缩室得到4L0.6mol/L盐酸时，M室溶液的质量变化为36g(溶液体积变化忽略不计)D．若甲池有0.25molO2参加反应，则乙池中处理废气(SO2和NO)的总体积为15.68L(标准状况)12．一种基于氯碱工艺的新型电解池(如图所示，M、N电极均为惰性电极)，可用于湿法冶铁的研究。电解过程中，下列说法错误的是A．若电源为铅酸蓄电池，则Q应与电极相连B．M电极上发生还原反应，其电极反应式为C．工作时，右侧工作室的穿过阳离子交换膜往左侧工作室迁移D．装置工作时，电路中每转移0.6mol电子，同时右侧工作室溶液减轻的质量与左侧工作室溶液增加的质量相差15.6g1．用惰性电极通过阳离子交换膜电解饱和食盐水时，下列说法错误的是A．电解过程中，向阴极方向移动B．电解一段时间后，阴极附近溶液的pH增大C．电解池中的阳极发生反应的电极反应式为D．电解过程中，阴极和阳极产生的氢氧化钠和氯气会反应生成次氯酸钠2．工业上用电解法精炼粗铅(主要杂质为Cu、Ag、Zn)的装置如下图。已知：为强酸，的电离方程式为。下列说法正确的是A．Y极材料为粗铅 B．通电过程中，溶液中不变C．通电时，向X极移动 D．阳极泥的成分包括Cu、Ag和Zn3．如图是电解稀盐酸的装置，其中、为石墨电极。以下说法正确的是A．a电极为负极B．电极为阳极C．电解过程中，氢离子向c电极D．电解总方程式为：4．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。下列说法不正确的是A．b端电势低于a端电势B．理论上转移2mol生成2gH2C．电解后海水PH下降D．阳极发生：5．近日，科学家发表了高温二氧化碳电解发展报告，利用固体氧化物电解池将CO2和H2O转化为合成气并联产高纯度O2.原理如图所示。下列说法正确的是A．当产生11.2LO2时，有2mol电子流向a极B．x极为电源正极C．b极CO2的反应式：CO2+2H++2e-=CO+H2OD．电解质中阴离子由a向b移动6．科学家利用质子导体反应器实现了电化学合成，证明了作为氢源的可行性。以替换作为氢源，可以免除的生产和提纯成本，进一步降低氨气的生产成本，且可以以最低成本生产纯，其工作原理如图所示。下列说法正确的是A．该电池工作时，电能全部转化为化学能B．若以铅酸蓄电池为电源，氨电极应与铅酸蓄电池的电极相连C．氢电极上的电极反应式为D．该电池工作时，每生成，同时消耗水的物质的量为7．厦门大学国家重点实验室，受根瘤菌中固氮酶反应机理的启发，制备出生态友好经济高效的仿生纳米片电催化剂，可用于电化学法还原硝酸盐制，原理如图所示。下列说法正确的是A．纳米片作阳极 B．向a电极移动C．标准状况下，生成，转移电子 D．b电极表面发生的电极反应：8．为实现“碳中和”目标，实现循环利用，现利用双极膜电解含有的溶液，使转化成碳燃料，实现了的还原流动。电解池如图所示，双极膜中水电离的和在电场作用下可以向两极迁移。下列说法不正确的是A．银网电极与电源负极相连B．工作一段时间后，阳极区溶液pH不变C．阴极电极反应为：D．双极膜中有0.1mol电离，则阳极附近理论上产生0.025mol9．利用电解法将污染性气体转化为溶液的原理如图所示。下列说法错误的是A．电解时，当有2mol透过质子交换膜，则电极Y增重96gB．在电极b上的反应式为C．电解过程中，由a极区向b极区迁移D．电解时溶液的浓度保持不变10．化学家们通过开发新型催化剂，利用太阳能电池将工业排放的转化为HCOOH，如图所示，下列说法不正确的是A．N极的电极反应为：B．离子交换膜为质子交换膜C．消耗（标况），P极电解液质量增加22gD．工作时缓冲溶液的pH保持不变11．电致变色材料在飞机的舷窗和智能太阳镜等方面具有广泛应用。一种新一代集电致变色功能和储能功能于一体的电子器件的工作原理如图所示，放电时该器件的透光率逐渐增强。下列说法正确的是A．放电时，移向b极B．充电时，b极接外电源的正极C．充电时，b极的电极反应：D．放电时，电路中转移电子时，a极质量减少7g12．利用电渗析法，制取循环脱硫的吸收液，同时还可获取高浓度的，工作原理如图所示。已知：①双极膜在电流作用下可将水解离，膜两侧分别得到和，②溶液为两溶质的混合溶液。下列说法正确的是A．通电后，双极膜左侧得到的是B．吸收液从M室流出液中获得C．若左侧双极膜损坏，阳极可能发生的电极反应为：D．阴极生成22.4L气体(标准状况)时，一定有通过阴离子交换膜13．2021年5月，我国某动力电池巨头宣布开发钠离子电池，同年7月29日，发布了其第1代钠离子电池，并实现量产。一种钠离子电池构造如图所示，下列说法错误的是A．硬碳在放电时作负极，充电时作阴极B．若用该电池电解水制氢气11.2L(标准状况下)，负极将减少46gC．充放电过程中，理论上电解质中的浓度保持不变D．放电时，正极电极反应式为14．采用惰性电极，以水和氧气为原料电解制备H2O2的装置如下图所示。下列说法不正确的是(不考虑H2O2的弱酸性)：A．电极b连接电源正极B．质子交换膜中氢离子移动方向为从右向左C．电解一段时间后，右室pH不变D．电解一段时间后，右室生成的O2与左室消耗的O2量相等15．银锌蓄电池应用广泛，放电时总反应为，某小组以银锌蓄电池为电源，用惰性电极电解饱和溶液制备和设计如图所示装置。连通电路后，下列说法正确的是A．电池的a极反应式为B．气体为C．pq膜适宜选择阳离子交换膜D．电池中消耗，理论上生成气体16．甲醇是一种绿色能源。如图所示，某同学设计一个甲醇燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中为阳离子交换膜.根据要求回答相关问题