高考化學一輪復習 第六章 化學反應與能量變化 微考點51 電解池原理及電鍍、精煉、冶金、物質(zhì)制備的應用練習（含解析）試題

微考點51電解池原理及電鍍、精煉、冶金、物質(zhì)制備的應用1．如圖均為電化學裝置，下列有關敘述正確的是()A．裝置①中，b電極發(fā)生氧化反應B．裝置②中，鐵棒上析出紅色固體C．裝置③中，若電鍍前兩電極質(zhì)量相等，電鍍完成后二者質(zhì)量差為5.12g，則電鍍時待鍍鐵制品應與電源負極相連，外電路轉(zhuǎn)移0.08mol電子D．裝置④中，離子交換膜應為陰離子交換膜2．(2019·沈陽一中檢測)金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是(已知：氧化性Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋)()A．陽極發(fā)生還原反應，其電極反應式：Ni2＋＋2e－=NiB．電解過程中，陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等C．電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2＋和Zn2＋D．電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt3．鋰硫電池是一種新型儲能電池，放電時的總反應為2Li＋xS=Li2Sx。以該電池為電源制備甲烷的原理如圖所示。下列說法正確的是()A．b為鋰硫電池的負極B．鋰硫電池的正極反應式為Li－e－=Li＋C．陽極反應式為CO＋3COeq\o\al(2－,3)＋2H2O－2e－=4HCOeq\o\al(－,3)D．該裝置工作時溶液中的c(COeq\o\al(2－,3))增大4．(2019·山東臨沂一模)Cu2O是一種半導體材料，基于綠色化學理論設計的制取Cu2O的電解池示意圖如下，電解總反應為2Cu＋H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cu2O＋H2↑。下列說法正確的是()A．石墨電極上產(chǎn)生氫氣B．銅電極發(fā)生還原反應C．銅電極接直流電源的負極D．當有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.1molCu2O生成5．如圖A為堿性硼化釩(VB2)—空氣電池示意圖，兩極用離子交換膜隔開，VB2放電時生成兩種氧化物。若用該電池為電源，用惰性電極電解硫酸銅溶液，實驗裝置如圖B所示。則下列說法錯誤的是()A．堿性硼化釩(VB2)—空氣電池中使用陰離子交換膜B．外電路中電子由VB2電極流向c電極C．電解過程中，b電極表面產(chǎn)生的氣體可以收集后充入A池中的電極循環(huán)利用D．VB2電極發(fā)生的電極反應為2VB2－22e－＋11H2O=V2O5＋2B2O3＋22H＋6．(2019·瀘州質(zhì)檢)裝置(Ⅰ)為鐵鎳(Fe－Ni)可充電的堿性電池：Fe＋NiO2＋2H2Oeq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Fe(OH)2＋Ni(OH)2；裝置(Ⅱ)為電解示意圖。當閉合開關K時，電極Y附近溶液先變紅。X、Y電極為惰性電極。下列說法正確的是()A．閉合K時，電極X上有無色無味的氣體產(chǎn)生B．閉合K時，電極X的反應式為2Cl－－2e－=Cl2↑C．閉合K時，電子從電極A流向電極XD．閉合K時，電極A的反應式為NiO2＋2e－＋2H＋=Ni(OH)27．(1)①電鍍時，鍍件與電源的________________(填“正”或“負”)極連接。②化學鍍的原理是利用化學反應生成金屬單質(zhì)沉積在鍍件表面形成鍍層。若用銅鹽進行化學鍍銅，應選用________________(填“氧化劑”或“還原劑”)與之反應。(2)粗銅的電解精煉如圖所示。在粗銅的電解過程中，粗銅板應是圖中電極________(填圖中的字母)；在電極d上發(fā)生的電極反應式為_______________________________________________________________________________________________________________________；若粗銅中還含有Au、Ag、Fe，它們在電解槽中的存在形式和位置為_______________________________________________________________________________________________。(3)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列說法中正確的是________(填字母)。a．電能全部轉(zhuǎn)化為化學能b．粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應c．溶液中Cu2＋向陽極移動d．利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬(4)離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系。由有機陽離子、Al2Cleq\o\al(－,7)和AlCleq\o\al(－,4)組成的離子液體作電解液時，可在鋼制品上電鍍鋁。鋼制品應接電源的______________(填“正”或“負”)極，已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機陽離子不參與電極反應，陰極電極反應式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。若改用AlCl3水溶液作電解液，則陰極產(chǎn)物為________。8．Ⅰ.某實驗小組同學對電化學原理進行了一系列探究活動。(1)如圖1所示為某實驗小組設計的原電池裝置，反應前電極質(zhì)量相等，一段時間后兩電極質(zhì)量相差12g，導線中通過________________mol電子。(2)如圖1，其他條件不變，若將乙燒杯中的CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，則石墨電極的電極反應方程式為______________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)如圖2，其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成n形，乙裝置中與銅絲相連的石墨電極上發(fā)生的反應方程式為_____________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.氫能是發(fā)展中的新能源，它的利用包括氫的制備、儲存和應用三個環(huán)節(jié)?；卮鹣铝袉栴}：(4)與汽油等燃料相比，氫氣作為燃料的兩個明顯的優(yōu)點是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(寫兩點)。(5)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)品也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時獲得氫氣?？偡磻匠淌綖镕e＋2H2O＋2OH－eq\o(=,\s\up7(電解))FeOeq\o\al(2－,4)＋3H2↑，工作原理如圖3所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色的FeOeq\o\al(2－,4)，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知：Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。①電解一段時間后，c(OH－)降低的區(qū)域在____________(填“陰極室”或“陽極室”)。②電解過程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖4所示，任選M、N兩點中的一點，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。9．(1)[2018·全國卷Ⅲ，27(3)①②]KIO3也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。①寫出電解時陰極的電極反應式__________________________________________________。②電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為________，其遷移方向是__________________。(2)[2017·江蘇，16(4)]電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。陽極的電極反應式為________，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學式為________。

答案精析1．C2．D[在電解池中，陽極失去電子，發(fā)生氧化反應，而陰極得到電子，發(fā)生還原反應。氧化性：Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋，金屬在陽極的放電順序為：Zn>Fe>Ni>Cu>Pt，陰極的放電順序為：Zn2＋<Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋，所以A中陽極電極反應式有：Zn－2e－=Zn2＋，F(xiàn)e－2e－=Fe2＋，Ni－2e－=Ni2＋；B項，由于陽極中Cu和Pt沉于電解槽底部的陽極泥中，而Zn和Fe在陽極放電，在陰極不能放電，因此陽極質(zhì)量的減少不一定等于陰極質(zhì)量的增加；C項，溶液中除了有Fe2＋和Zn2＋，還有Ni2＋、H＋等。]3．C4．A[由電解總反應可知，Cu參加了反應，所以Cu作電解池的陽極，發(fā)生氧化反應，B選項錯誤；石墨作陰極，電極反應為2H＋＋2e－=H2↑，A選項正確；陽極與電源的正極相連，C選項錯誤；陽極反應為2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O，當有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.05molCu2O生成，D選項錯誤。]5．D[硼化釩—空氣燃料電池中，VB2在負極失電子，氧氣在正極得電子，電池總反應為4VB2＋11O2=4B2O3＋2V2O5，VB2放電時生成兩種氧化物，O2在正極生成OH－，所以電池中使用陰離子交換膜，故A正確；VB2極是負極，外電路中電子由VB2電極流向陰極c電極，故B正確；電解過程中，b電極是陽極，該電極表面產(chǎn)生的氣體是氧氣，可以收集后充入A池中的電極循環(huán)利用，故C正確；負極上是VB2失電子發(fā)生氧化反應，因在堿性環(huán)境中，VB2極發(fā)生的電極反應為2VB2＋22OH－－22e－=V2O5＋2B2O3＋11H2O，故D錯誤。]6．B7．(1)①負②還原劑(2)cCu2＋＋2e－=CuAu、Ag以單質(zhì)的形式沉積在c(陽極)下方，F(xiàn)e以Fe2＋的形式進入電解質(zhì)溶液中(3)bd(4)負4Al2Cleq\o\al(－,7)＋3e－=Al＋7AlCleq\o\al(－,4)H28．(1)0.2(2)2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－＋2H2O=2NH3·H2O＋H2↑(3)2Cl－－2e－=Cl2↑(4)燃燒熱值高、燃燒無污染、是可再生能源(任寫兩點)(5)①陽極室②防止生成的H2與高鐵酸鈉反應，使高鐵酸鈉的產(chǎn)率降低③M點：氫氧根濃度偏低，高鐵酸鈉的穩(wěn)定性差，且反應較慢(或N點：氫氧根濃度較高，鐵電極上容易生成氫氧化鐵，使高鐵酸鈉的產(chǎn)率降低)解析(1)圖1為原電池反應，F(xiàn)e為負極，發(fā)生反應Fe－2e－=Fe2＋，石墨為正極，發(fā)生反應Cu2＋＋2e－=Cu，總反應式為Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu。一段時間后，兩電極質(zhì)量相差12g，則Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu質(zhì)量差Δm轉(zhuǎn)移電子56g64g(56＋64)g＝120g2mol12gn則n＝0.2mol。(2)若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，電極反應式為2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－＋2H2O=2NH3·H2O＋H2↑。(3)若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成n形，甲裝置發(fā)生鐵的吸氧腐蝕，鐵為負極，銅為正極，則乙裝置石墨為陽極，石墨(Ⅰ)為陰極，乙為電解池裝置，陽極反應式為2Cl－－2e－=Cl2↑。(5)①根據(jù)題意鎳電極有氣泡產(chǎn)生是H＋放電生成氫氣，鐵電極發(fā)生氧化反應，溶液中的OH－減少，因此電解一段時間后，c(OH－)降低的區(qū)域在陽極室。②氫氣具有還原性，根據(jù)題意Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原，故電解過程中須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出，防止Na2FeO4與H2反應使產(chǎn)率降低。③根據(jù)題意Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，在M點：c(OH－)低，Na2FeO4穩(wěn)定性差，且反應慢；在N點：c(OH－)過高，鐵電極上有Fe(OH)3生成，使Na2FeO4產(chǎn)率降低。9．(1)①2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑②K＋由a到b(2)4COeq\o\al(2