三年高考2019高考化學(xué)試題分項(xiàng)版解析專(zhuān)題17電化學(xué)原理綜合應(yīng)用(含解析)

專(zhuān)題17電化學(xué)原理綜合應(yīng)用1.12018天津卷】CO是一種廉價(jià)的碳資源，其綜合利用具有重要意義?；卮鹣铝袉?wèn)題：（3）O輔助的Al?CO電池工作原理如圖4所示。該電池電容量大，能有效利用CO,電池反應(yīng)產(chǎn)物Al2（C2O4）3是重要的化工原料。常電極是重要的化工原料。常電極言AlCb的充子液體電池的負(fù)極反應(yīng)式：。電池的正極反應(yīng)式：6Q+6e-^^=6C2-6CG+6Q-^=3GQ2-反應(yīng)過(guò)程中Q的作用是。該電池的總反應(yīng)式：?！敬鸢浮緼l-3e=Al3+（或2Al-6e=2Al3+） 催化劑2A1+6CO2=Al2（C2O4）3【解析】精準(zhǔn)分析:（3）根據(jù)圖4,鋁為負(fù)根，離子淹體為A1C不因此員極反應(yīng)式為A：-3e-=Al^^負(fù)極反應(yīng)式和正極反應(yīng)式合并，得出總電池反應(yīng)式為1X+6CO3二二（504;，因此氧氣為催化劑。2.12018江蘇卷】NO（主要指NOmNO）是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的 NO是環(huán)境保護(hù)的重要課題。（2）用稀硝酸吸收NO,得到HNO和HNO的混合溶液，電解該混合溶液可獲得較濃的硝酸。寫(xiě)出電解時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式：?！敬鸢浮浚?）HNQ2e-+HO^=3H++NO-【解析】精準(zhǔn)分析：（2）根據(jù)電解原理，陽(yáng)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陽(yáng)極反應(yīng)為 HNO失去電子生成HNO,1molHNO反應(yīng)失去2mol電子，結(jié)合原子守恒和溶液呈酸性，電解時(shí)陽(yáng)極電極反應(yīng)式為 HNQ2e-+HO=NC+3H+。3.12018新課標(biāo)1卷】焦亞硫酸鈉（Na&Q）在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉?wèn)題：（3）制備N(xiāo)aSzQ也可采用三室膜電解技術(shù)，裝置如圖所示，其中 SO堿吸收液中含有NaHSO^NaSO。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為。電解后，室白NNaHSOB度增加。將該室溶液進(jìn)行結(jié)晶脫水，可得到NaSQ。陽(yáng)崗r交換膜稀M盧% soM吸收液【答案】（3）2H2O—4e=44+QTa【解析】精準(zhǔn)分析：（3）陽(yáng)極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，陽(yáng)極區(qū)是稀疏酸,氫氧根放電，則電極反應(yīng)式為240-公-=4H，+Od口陽(yáng)極區(qū)氫離子增大，通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入a室與亞硫酸鈉結(jié)合生成亞硫酸鈉。陰極是氯離子放電，氫氧根濃度增大，與亞疏酸氫鈉反應(yīng)生成亞疏酸鈉，所以電解后a室中亞磴酸氫銅的濃度增大。4.12018新課標(biāo)1卷】我國(guó)是世界上最早制得和使用金屬鋅的國(guó)家，一種以閃鋅礦（ ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdSPbS雜質(zhì)）為原料制備金屬鋅的流程如圖所示:桶流酸。,?打1。鋅粉「XJLJL一浮選神任》［焙『卜一］j浸卜日氫;除雜一］運(yùn)平戰(zhàn)卜》濾波t電照卜鋅氣體 沌渣I 髓渣2 謔渣3（4）電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為;沉積鋅后的電解液可返回工序繼續(xù)使用?！敬鸢浮浚?）Zn2++2e=Zn溶浸【解析】精準(zhǔn)分析：焙燒時(shí)硫元素轉(zhuǎn)化為 SO,然后用稀硫酸溶浸，生成硫酸鋅、硫酸亞鐵和硫酸鎘，二氧化硅與稀硫酸不反應(yīng)轉(zhuǎn)化為濾渣， 由于硫酸鉛不溶于水，因此濾渣1中還含有硫酸鉛。由于沉淀亞鐵離子的pH較大,需要將其氧化為鐵離子，通過(guò)控制 pH得到氫氧化鐵沉淀；濾液中加入鋅粉置換出 Cd,最后將濾液電解得到金屬鋅。則

（4）電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時(shí)，陰極發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，因此陰極是鋅離子放電，則陰極的電極反應(yīng)式為Zn2++2e—=Zn;陽(yáng)極是氫氧根放電，破壞水的電離平衡，產(chǎn)生氫離子，所以電解后還有硫酸產(chǎn)生,因此沉積鋅后的電解液可返回溶浸工序繼續(xù)使用。5.12018新課標(biāo)3卷】KIQ是一種重要的無(wú)機(jī)化合物，可作為食鹽中的補(bǔ)碘劑?；卮鹣铝袉?wèn)題：（3）KIO3也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。①寫(xiě)出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式。②電解過(guò)程中通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子主要為,其遷移方向是。③與“電解法”相比，“KC1O3氧化法”的主要不足之處有（寫(xiě)出一點(diǎn)）?！敬鸢浮浚?）①2H2O+2e=2OH+HT②K+;a至Ub③產(chǎn)生Cl2易污染環(huán)境等【解析】精準(zhǔn)分析:C3）①由圖示，陰極為氫氧化鉀溶淹，所以反應(yīng)為水電離的氫離子得電子，反應(yīng)為？氏0+亞120H-②電解時(shí)，溶,液中的陽(yáng)離子應(yīng)該向明極遷移，明顯是溶液中大量存在的鉀離子遷移，方向?yàn)橛勺笙蛴?，即由a到卜③KC1O二氧化法的最大不足之處在于,生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的氯氣。6.12017江蘇卷】鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦 （主要成分為Al2c3,含Si6和FezQ等雜質(zhì)）為原料制備N(xiāo)aOH鋁的一種工藝流程如下：

NaOHNaHCQ注：SiO2在“堿溶”時(shí)轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。A]A]“電解I”是電解熔融Al2。，電解過(guò)程中作陽(yáng)極的石墨易消耗，原因是“電解n”是電解N&CO溶液，原理如圖所示。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為?！敬鸢浮?3)石墨電極被陽(yáng)極上產(chǎn)生的 Q氧化(4)4CO2—+2HO4e=4HCS+QT1解析】《3)電解I過(guò)程中，石墨陽(yáng)極上氧離子被氧化為氧氣，在高溫F,氧氣與石墨發(fā)生反應(yīng)生成氣體,所以，石墨電極易消耗的序因是被陽(yáng)極上產(chǎn)生的氧氣氧化，(4)由圖中信息可知，生成氧氣的為陽(yáng)極室,溶液中水電離的0H-放電生成氧氣，破壞了水的電離平衡,碳酸根結(jié)含型專(zhuān)化為HCO<,所以電極反應(yīng)式為4g二+比0+二匕陰極室氫氧化鈉溶液濃度變大,說(shuō)明水電離的H放電生成氯氣而破壞水的電離平衡，所以陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A為無(wú)。7.12017天津卷】某混合物漿液含有 Al(OH)3、MnO和少量N&Crd,?？紤]到膠體的吸附作用使 NaCrQ不2),使?jié){液分離成固體混合物和含銘元素溶2),使?jié){液分離成固體混合物和含銘元素溶液，并回收利用。回答I和n中的問(wèn)題。N%SO面液陽(yáng)f膜陰離彳膜溶液圖N%SO面液陽(yáng)f膜陰離彳膜溶液圖2固體混合物分離利用的流程圖n.含銘元素溶液的分離和利用(4)用惰性電極電解時(shí)， CrQ2-能從漿液中分離出來(lái)的原因是,分離后含銘元素的粒子是;陰極室生成的物質(zhì)為(寫(xiě)化學(xué)式)?！敬鸢浮?4)在直流電場(chǎng)作用下， CrQ2-通過(guò)陰離子交換膜向陽(yáng)極室移動(dòng)，脫離漿液CrO2-和Cr2。2-NaOH和H【解析】惰性電極電解混合物漿液時(shí)jNa移向陰極，CrO：移向B瞅口A19Hk、Mn6剩余在固體混合物中.固體混合物中加入NaOH溶淵寸，A1（OH上轉(zhuǎn)化為A：。,通人CO二轉(zhuǎn)化為A1（OH”沉淀，再加熱分解為AkO打最后熔融電解得Alo（4）用惰性電極電解時(shí)，在直流電場(chǎng)作用下， CrO2-通過(guò)陰離子交換膜向陽(yáng)極室移動(dòng)，脫離漿液，從而使CrO2-從漿液中分離出來(lái)；因2CrQ2+2H+' CrzO^+HO,所以分離后含銘元素的粒子是 CrO2-和Cr2。2-;陰極室H+放電生成H2,剩余的OH與透過(guò)陽(yáng)離子交換膜移過(guò)來(lái)的 Na+結(jié)合生成NaOH所以陰極室生成的物質(zhì)為NaO書(shū)口H208.12016新課標(biāo)1卷】NaClQ是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來(lái)漂白織物等，其一種生產(chǎn)工藝如下:回答下列問(wèn)題：（3）“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時(shí)，為除去M『和Ca2+,要加入的試劑分別為、?！半娊狻敝嘘帢O反應(yīng)的主要產(chǎn)物是?！敬鸢浮浚?）^。^§液；NaCO溶液；CQ—（或NaClQ）;【解析】（3）食鹽溶液中混有 Mg+和Csi+,可利用過(guò)量 NaOhH§M除去Mc2+,利用過(guò)量N&CO溶液除去Ca2+;向NaCl溶液中加入CIO2,進(jìn)行電解，陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)2Cl--2e=Cl2f,反應(yīng)產(chǎn)生Cl2,陰極發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生NaClQ,可見(jiàn)“電解”中陰極反應(yīng)的主要產(chǎn)物是NaClQ;9.12016北京卷】用零價(jià)鐵（Fe）去除水體中的硝酸鹽（NO-）已成為環(huán)境修復(fù)研究的熱點(diǎn)之一。（1）Fe還原水體中NO-的反應(yīng)原理如圖所示。NOJNH；FC3O4C疏松、能導(dǎo)電）①作負(fù)極的物質(zhì)是。②正極的電極反應(yīng)式是。（2）將足量鐵粉投入水體中，經(jīng)24小時(shí)測(cè)定NO一的去除率和pH,結(jié)果如下:初始pHpH=2.5pH=4.5NO-的去除率接近100%<50%24小時(shí)pH接近中性接近中性鐵的最終物質(zhì)形態(tài)；；；： ’4KOI1h*31（不去闿Ra1■B廠;黑瑞pH=4.5時(shí)，NQ一的去除率低。其原因是。(4)其他條件與(2)相同，經(jīng)1小時(shí)測(cè)定NOT的去除率和pH,結(jié)果如下:初始pHpH=2.5pH=4.5NO一的去除率約10%約3%1小時(shí)pH接近中性接近中性與(2)中數(shù)據(jù)對(duì)比，解釋(2)中初始pH不同時(shí)，NOT去除率和鐵的最終物質(zhì)形態(tài)不同的原因：?！敬鸢浮?1)①鐵②NO+8e+10H+=NH++3Ho(2)因?yàn)殍F表面生成不導(dǎo)電的 FeO(OH),阻止反應(yīng)進(jìn)一步發(fā)生(4)Fe+2H+=Fe2++H4,初始pH較小，氫離子濃度高，產(chǎn)生的Fe2+濃度大，促使FeO(OH轉(zhuǎn)化為可導(dǎo)電的Fe3Q,使反應(yīng)進(jìn)行的更完全，初始pH高時(shí)，產(chǎn)生的Fe2+濃度小，從而造成NO「去除率和鐵的最終物質(zhì)形態(tài)不同?！窘馕觥?1)①展是活潑的金屬，根據(jù)還原水體中的'。「的反應(yīng)原理圖可知，F(xiàn)e被氧化作負(fù)極％②正極發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)』因此正極是硝酸根離子襁還厚為XHfj該溶液為酸性電解質(zhì),溶液，姑合1元素和電荷守恒可知電極反應(yīng)式為：(2)從pH對(duì)硝酸根去除率的影響來(lái)看， 初始pH=4.5時(shí)去除率低，主要是因?yàn)殍F離子容易水解生成 FeO(OH),同時(shí)生成的Fe3Q產(chǎn)率降低，且生成的FeO(OH而導(dǎo)電，所以NO-的去除率低；(4)Fe+2H+=Fe2++H4,初始pH較小，氫離子濃度高，產(chǎn)生的 Fe2+濃度大，促使FeO(OH轉(zhuǎn)化為可導(dǎo)電的Fe3Q,使反應(yīng)進(jìn)行的更完全；初始pH高時(shí)，由于Fe3+的水解，F(xiàn)e3+越容易生成FeO(OH),產(chǎn)生的Fe2+濃度小，從而造成NO—去除率和鐵的最終物質(zhì)形態(tài)不同。10.12016江蘇卷】鐵炭混合物(鐵屑和活性炭的混合物) 、納米鐵粉均可用于處理水中污染物。(1)鐵炭混合物在水溶液中可形成許多微電池。將含有 Cr2O2「的酸性廢水通過(guò)鐵炭混合物，在微電池正極上Cr2O2「轉(zhuǎn)化為Cr3+,其電極反應(yīng)式為?！敬鸢浮?1)Cr2。2+6e+14H+=2Cr3++7H2O【解析】混合物在水溶海中可形成許多微電池口將含有丘二。二一的酸性廢水通過(guò)鐵炭混合物，在微電池正極上09二一獲得電子，被還原產(chǎn)生Q一則正極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為Cr2O-+6e-+14K=2Cr^7ItO,

11.12016天津卷】氫能是發(fā)展中的新能源， 它的利用包括氫的制備、 儲(chǔ)存和應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)但是氫氣直接燃燒的能量轉(zhuǎn)換率遠(yuǎn)低于燃料電池，寫(xiě)出堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式： 。(5)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來(lái)源。電解法制取有廣泛用途的 NaFeQ,同時(shí)獲得氫氣：Fe+2HzO+2OH里ZFeQ2-+3H4,工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色的 Fe。2-,饃電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過(guò)高，鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知： N&FeQ只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被Hk還原。圖116c(NaOH)/mol圖116c(NaOH)/molL*1①電解一段時(shí)間后，c(OH-)降低的區(qū)域在(填“陰極室”或“陽(yáng)極室”)。②電解過(guò)程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出，其原因是。③c(Na2FeO)隨初始c(NaOH)的變化如圖2,任選MN兩點(diǎn)中的一點(diǎn)，分析c(NazFeO)低于最高值的原因:【答案】(1)Hb+2OH-2e-=2H2O(5)①陽(yáng)極室②防止NaFeQ與Hb反應(yīng)使產(chǎn)率降低③M點(diǎn)：c(OH')低，NaFeQ穩(wěn)定性差，且反應(yīng)慢(或N點(diǎn)：c(OH-)過(guò)高，鐵電極上有氫氧化鐵生成， 使NaFeO產(chǎn)率降低)?！窘馕觥?1)堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為 H2+2OH-2e-=2H2Q(5)①根據(jù)題意饃電極有氣泡產(chǎn)生是氫離子放電生成氫氣，鐵電極發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液中的氫氧根離子減少，因此電解一段時(shí)間后， c(OH)降低的區(qū)域在陽(yáng)極室，故答案為：陽(yáng)極室；②氫氣具有還原性，根據(jù)題意 NaFe。只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H還原。電解過(guò)程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出，防止NstFeO與降反應(yīng)使產(chǎn)率降低，故答案為：防止 NstFeQ與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低；③根據(jù)題意N^FeQ只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，在M點(diǎn)，c(OH-)低，N&FeQ穩(wěn)定性差，且反應(yīng)慢，在N點(diǎn)：c(OH-)過(guò)高，鐵電極上有氫