高考化學(xué)-電解池原理及應(yīng)用真題解析

高考化學(xué)—電解池原理及應(yīng)用真題解析1．[2023·廣東卷]以熔融鹽為電解液，以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽(yáng)極進(jìn)展電解，實(shí)現(xiàn)Al的再生。該過程中( )陰極發(fā)生的反響為Mg－2e===Mg2＋Al被氧化在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽(yáng)極泥陽(yáng)極和陰極的質(zhì)量變化相等2．[2023·全國(guó)乙卷]沿海電廠承受海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會(huì)阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率。為解決這一問題，通常在管道口設(shè)置一對(duì)惰性電極()，通入肯定的電流。以下表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是( )A．陽(yáng)極發(fā)生將海水中的Cl－氧化生成Cl2的反響B(tài)．管道中可以生成氧化滅殺附著生物的 NaClOC．陰極生成的H2應(yīng)準(zhǔn)時(shí)通風(fēng)稀釋安全地排入大氣D．陽(yáng)極外表形成的Mg(OH)2等積垢需要定期清理3[2023·廣東卷]鈷(Co)的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意圖。以下說法正確的選項(xiàng)是 ( )工作時(shí)，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大1molCo，Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上削減16g移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反響不變電解總反響：2Co2＋＋2H2O2Co＋O2↑＋4H＋4．[2023·1月]鎳鎘電池是二次電池，其工作原理示意圖如下(L為小燈K1、K2a、b為直流電源的兩極)。以下說法不正確的選項(xiàng)是( )K2K1，鎳鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能→電能K1K2A為陰極，發(fā)生復(fù)原反響B(tài)發(fā)生氧化反響過程中，溶液中KOH濃度不變鎳鎘二次電池的總反響式：Cd＋2NiOOH＋2H2O放電充電Cd(OH)2＋2Ni(OH)25．[2023·遼寧卷]利用與電解轉(zhuǎn)化法從煙氣中分別CO2的原理如圖。氣體可選擇性通過膜電極，溶液不能通過。以下說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是 ( )A．a(chǎn)為電源負(fù)極B．溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變C．CO2M極被復(fù)原D．分別出的CO22排出6．[2023·天津卷]如下所示電解裝置中，通電后石墨電極Ⅱ上有 O2生成，F(xiàn)e2O3漸漸溶解，以下推斷錯(cuò)誤的選項(xiàng)是 ( )A．a(chǎn)是電源的負(fù)極通電一段時(shí)間后，向石墨電極Ⅱ四周滴加石蕊溶液，消滅紅色隨著電解的進(jìn)展，CuCl2溶液濃度變大0.01molFe2O3完全溶解時(shí)，至少產(chǎn)生氣體336mL(折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)7．[素材創(chuàng)]O3是一種常見的綠色氧化劑，可由臭氧發(fā)生器電解稀硫酸制得，原理如圖。以下說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是( )Aa為陰極B．a(chǎn)極的電極反響式為O2＋4H＋＋4e===2H2OC．電解一段時(shí)間后b極四周溶液的pH下降D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，當(dāng)有5.6LO2反響時(shí)，收集到O2O3混合氣體4.48L,O3的體積分?jǐn)?shù)為80%圖中X為電源，Y為浸透過飽和食鹽水和酚酞溶液的濾紙，濾紙中心滴中心的紫紅色斑向d端集中。以下推斷正確的選項(xiàng)是( )c點(diǎn)四周會(huì)變紅色CuPt電極質(zhì)量增大C．Z中溶液的pH先減小，后增大D．溶液中的SO2－4Cu電極定向移動(dòng)在固態(tài)金屬氧化物電解池中，高溫共電解 H2OCO2混合氣體制備H2和CO是一種的能源利用方式，根本原理如下圖。以下說法不正確的選項(xiàng)是( )A.X是電源負(fù)極陰極的電極反響式是H2O＋2e===H2＋O2，CO2＋2e===CO＋O2－總反響可表示為H2O＋CO2H2＋CO＋O2陰、陽(yáng)兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是 1∶1裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。以下說法正確的選項(xiàng)是( )氯堿工業(yè)中，X電極上的反響式是4OH－4e===2H2O＋O2↑電解精煉銅時(shí)，Z溶液中的Cu2濃度不變?cè)阼F片上鍍銅時(shí)，Y是純銅制取金屬鎂時(shí)，Z是熔融的氯化鎂11．[2023·北京師大附中期中]某工廠承受電解法處理含鉻廢水，耐酸電解槽用鐵板作陰、陽(yáng)極，原理示意圖如下。經(jīng)過一段時(shí)間后，有 Fe(OH)3沉淀隨廢水排出，從而使廢水中鉻含量低于排放標(biāo)準(zhǔn)。以下說法不正確的選項(xiàng)是( )陰極區(qū)發(fā)生的電極反響包括：2H＋＋2e－===H2↑Cr2O2－7的主要方式是Cr2O2－7＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O廢水的pH過高或過低均會(huì)降低鉻的去除率Cr2O2－7通過陰離子交換膜從陽(yáng)極室進(jìn)入陰極室電解池原理及應(yīng)用1．C 陰極得電子，發(fā)生復(fù)原反響，被復(fù)原，A項(xiàng)、B項(xiàng)錯(cuò)誤；由金屬活Mg、Al在陽(yáng)極失電子，離子進(jìn)入電解液，Cu金屬活動(dòng)性弱，則陽(yáng)極泥主要含Si、Cu，C項(xiàng)正確；陰極Al3得電子生成Al單質(zhì)，陽(yáng)MgAl均失電子變成離子進(jìn)入電解液中，故陽(yáng)極和陰極的質(zhì)量變化不D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．D海水中含有較大濃度的ClCl能在陽(yáng)極上發(fā)生失電子的氧化反響生成Cl2，A項(xiàng)正確；電解過程中陰極區(qū)有NaOH生成，陽(yáng)極上生成Cl2與陰極區(qū)生成的NaOH反響可得到NaClO，BH2具有可燃性，故應(yīng)準(zhǔn)時(shí)排入大氣，以免消滅意外， C項(xiàng)正確；陰極的電極反響式為2H2O＋2e===2OH＋H2↑OH與海水中的Mg2結(jié)合形成Mg(OH)2，Mg(OH)2主要在陰極上形成，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．D 石墨電極為陽(yáng)極，電極反響式為 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，H＋通過陽(yáng)離子交換膜由Ⅰ室進(jìn)入Ⅱ室，右側(cè) Co電極為陰極，電極反響式為 Co2＋＋2e===CClH結(jié)合生成鹽酸。由上述分析知，Ⅰ室中水放電使硫酸濃度增大，Ⅱ室中生成鹽酸，故Ⅰ室和Ⅱ室溶液的錯(cuò)誤；生成1molCo2mol電子，Ⅰ室0.5molO2(16g)2mol(2g)H通過陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入Ⅱ室，電極反響為2Cl－2e===Cl2↑，C錯(cuò)誤；依據(jù)上述分析可知，電解時(shí)生成了O2、Co、H，則電解總反響為2Co2＋2H2O2Co＋O2↑＋4H＋，D正確。4．C 斷開K2、合上K1，發(fā)生的是原電池反響，所以能量轉(zhuǎn)化形式為化學(xué)能→A說法正確；斷開K1K2，發(fā)生的是電解池反響，電極A與電源負(fù)極相連，為陰極，陰極發(fā)生復(fù)原反響，B說法正確；當(dāng)發(fā)生電解反B是陽(yáng)極，發(fā)生氧化反響，電極反響式為2Ni(OH)2＋2OH－－2e===2NiOOH＋2H2O，依據(jù)電極反響式可知溶液中KOHC說法錯(cuò)誤；依據(jù)題給裝置圖中物質(zhì)的變化過程可得總反響式為Cd＋2NiOOH＋2H2O放電充電Cd(OH)2＋2Ni(OH)2，D說法正確。5．CMQQH2，發(fā)生的是復(fù)原反響，則M極為陰極，電極反響為Q＋2H2O＋2e===QH2＋2OH－，aN極為陽(yáng)極，電極反響為QH2－2e===Q＋2H，bA項(xiàng)，a為電源負(fù)極，正確；B項(xiàng)，依據(jù)得失電子守恒可知，溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變，C項(xiàng)，整個(gè)過程CO2CO2通過膜電極在M極發(fā)生反響為CO2＋OH===HCO－3D項(xiàng)，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，N極上發(fā)生反響HCO－3＋H===H2O＋CO2↑，故分別出的CO2從出口2排出，正確。6．C 該裝置為電解池，通電后石墨電極Ⅱ上有 O2生成，發(fā)生氧化反響，為陽(yáng)極，則b為電源正極，a為電源負(fù)極，A項(xiàng)正確；石墨電極Ⅱ上發(fā)生的電極反響為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，通電一段時(shí)間后，電極Ⅱ四周溶液呈Cu2＋2e===CCl通過陰離子交換膜向陽(yáng)極移動(dòng)，CuCl2CFe2O3溶解的離子方程式為Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2OFe2O3～6H＋～6e～1.5O2(陽(yáng)極)，假設(shè)陰極Cu2消耗完，還可能有H2放出，故當(dāng)0.01molFe2O3完全溶解時(shí)，至少產(chǎn)生氣體0.015mol336mL(折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，D項(xiàng)正確。7．D 電極b上生成O2O3，則電極b上發(fā)生失電子的氧化反響，則電極b為陽(yáng)極，電極aA項(xiàng)正確；電極a的電極反響式為O2＋4e－＋4H＋===2H2O，BbH2O失去電子，發(fā)生氧化反響生成O2、O3H，故電解一段時(shí)間后b極四周溶液的pHC項(xiàng)正確；標(biāo)準(zhǔn)狀況下，當(dāng)有5.6L氧氣參與反響時(shí)，轉(zhuǎn)移電子1mol，設(shè)收集到氧氣xmol，ymol，則有x＋y＝0.2，4x＋6y＝1，解得x＝y(tǒng)＝0.1O3的體積分50%，D項(xiàng)錯(cuò)誤。8．A 紫紅色斑即MnO－4向d端集中，依據(jù)陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)的原理，db為正極，a為負(fù)極，c為陰極，NaClH＋放電，，cA項(xiàng)正確；電解硫酸銅溶液時(shí)，Pt作陽(yáng)極，溶液中的OH4OH－4e===O2↑＋2H2O，Cu作陰極，溶液中的Cu2＋得電子生成銅，總反響式為2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，Pt電極附近生成H＋，則SO2－4向Pt電極移動(dòng)，B、D兩項(xiàng)均不正確；隨著電解的進(jìn)展，Z中溶液變?yōu)榱蛩崛芤?，連續(xù)電解則為電解水，硫酸濃度增大， 減小，C項(xiàng)不正確。9．DX極產(chǎn)物H2CO分別為H2OCO2的復(fù)原產(chǎn)物，可推斷X極上發(fā)生復(fù)原反響，由此推斷X極為電源的負(fù)極，A項(xiàng)正確；依據(jù)題意可知，電解質(zhì)為固體金屬氧化物，可傳導(dǎo)O2，故在陰極上發(fā)生的反響2為H2O＋2e===H2

＋O2－、CO

2＋2e===CO＋O2，B項(xiàng)正確；依據(jù)電極產(chǎn)物及B項(xiàng)發(fā)生的電極反響可知，該電解池的總反響化學(xué)方程式為H2O＋CO2H2＋CO＋O2C