2023年屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)電解池原理及應(yīng)用高效專練

33電解池原理及應(yīng)用4 2 2 用電解氧化法可以在鋁制品外表形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質(zhì)溶液一般為H2SO－HCO混合溶液。以下表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是4 2 2 待加工鋁質(zhì)工件為陽(yáng)極可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極C．陰極的電極反響式為Al3＋＋3e－===AlD．硫酸根離子在電解過程中向陽(yáng)極移動(dòng)2．[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( )A．電極a為陰極B．a(chǎn)極的電極反響式為O＋4H＋＋4e－===2HO2 2C．電解一段時(shí)間后b極四周溶液的pH下降D5.6LO2O2和O34.48L,O3的體積分?jǐn)?shù)80%3XY為浸透過飽和食鹽水和酚酞溶液的濾紙KMn4溶液，通電后Y中心的紫紅色斑向d端集中。以下推斷正確的選項(xiàng)是()A．濾紙上c點(diǎn)四周會(huì)變紅色B．Cu電極質(zhì)量減小，Pt電極質(zhì)量增大4C．Z中溶液的pH先減小，后增大D．溶液中的SO2－Cu電極定向移動(dòng)44[2023·相關(guān)電解槽裝置如以下圖，用Cu-Si950℃利用三層液熔鹽進(jìn)展電解精煉，有關(guān)說法正確的選項(xiàng)是()電子由液態(tài)Cu-Si合金極流出，流入液態(tài)鋁電極B．液態(tài)鋁電極與正極相連，作電解池的陽(yáng)極C．在該液相熔體中Cu優(yōu)先于Si被氧化，Si4＋優(yōu)先于Cu2＋被復(fù)原D．三層液熔鹽的作用是使電子能夠在三層間自由流淌5．在固態(tài)金屬氧化物電解池中高溫共電解H2O—CO2混合氣體制備H2和CO是一種的能源利用方式，根本原理如以下圖。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－===H＋O2－，CO＋2e－===CO＋O2－2 22 2 2 總反響可表示為HO＋CO=====H＋CO＋OD．陰、陽(yáng)兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1：2 2 2 6．[2023·全國(guó)百?gòu)?qiáng)校鄭州一中高三摸底測(cè)試]某鎳冶煉車間排放的漂洗廢水中含有確定濃度的Ni2和C－N2＋中陰極液pH與鎳回收率之間的關(guān)系，以下說法不正確的選項(xiàng)是()交換膜b為陰離子交換膜22H2O－4e－===O↑＋4H＋2陰極液pH＝1時(shí)，鎳的回收率低主要是有較多H2生成1L0.5mol/L11.8g鎳7．[2023·安徽省江南片高三摸底考試]四甲基氫氧化銨[(CH3)4NOH]常用作電子工業(yè)清洗劑，以四甲基氯化銨[(CH3)4NCl]為原料，承受電滲析法合成(CH3)4NOH，其工作原理如以以下圖所示(a、b為石墨電板，c、d、e為離子交換膜)，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．M為正極B．c、e均為陽(yáng)離子交換膜2C．b極電極反響式：2Cl－－2e－===Cl↑2D1mol(CH3)4NOH，a、b0.5mol氣體8．[情境創(chuàng)]雙極膜(BPM)是陰、陽(yáng)復(fù)合膜，在直流電的作用下，陰、陽(yáng)膜復(fù)合層間的H2O解離成H＋OH－H＋OH－離子源。利用雙極膜電滲析法電解食鹽水可獲得淡NaOH和HCl，其工作原理如以下圖，MN()A．一樣條件下，不考慮氣體溶解，陰極得到氣體體積是陽(yáng)極兩倍B．電解過程中Na＋向左遷移，N為陰離子交換膜C．假設(shè)去掉雙極膜(BPM)，陽(yáng)極室會(huì)有Cl2生成D．電解完畢后，陰極四周溶液酸性明顯增加39．[2023·全國(guó)卷Ⅱ]電致變色器件可智能調(diào)控太陽(yáng)光透過率，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。以以下圖是某Ag＋注入到無(wú)色W3薄膜中，生成AWO藍(lán)色，對(duì)于該變化過程，以下表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()3Ag為陽(yáng)極Ag＋由銀電極向變色層遷移C．W元素的化合價(jià)上升D．總反響為：WO＋xAg===AgWO3 x 3金屬鎳有廣泛的用途，粗鎳中含有Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制得高純度的鎳。以下表達(dá)中正確的選項(xiàng)是(：氧化性Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋)( )A．陽(yáng)極發(fā)生復(fù)原反響，其電極反響式為Ni2＋＋2e－===NiB．電解過程中，陽(yáng)極質(zhì)量的削減量與陰極質(zhì)量的增加量相等C．電解后，溶液中存在的陽(yáng)離子只有Fe2＋Zn2＋D．電解后，電解槽底部的陽(yáng)極泥中有Cu和Pt利用如以下圖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( A．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4三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如以下圖，承受惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場(chǎng)的作用下，兩膜中間的Na＋和SO2－可通過離子交換膜，而兩端隔4室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是( )4通電后中間隔室的SO2－向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大4該法在處理含Na2SO4廢水時(shí)可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品22H2O－4e－===O↑＋4H＋，負(fù)極區(qū)溶液pH降低21mol0.5molO2生成13．[2023·山西平遙高三測(cè)試]電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制氫氣的裝置如以下圖。以下說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是( )222A．為增加導(dǎo)電性，可用金屬銅作陽(yáng)極B．電解過程中陰、陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量之比為3：1C2H2O＋2e－===H↑＋2OH－2223D．陽(yáng)極的電極反響式為CO(NH2)2－6e－＋8OH－===CO2－＋N3

↑＋6HO14．[2023·四川威遠(yuǎn)中學(xué)月考]高鐵酸鹽在能源環(huán)保領(lǐng)域有廣泛用途。用鎳(Ni)、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鈉(Na2FeO4)的裝置如以下圖。以下說法正確的選項(xiàng)是( )2鐵是陽(yáng)極，電極反響為Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)↓24電解一段時(shí)間后，鎳電極四周溶液的pH減小C．1molNa2FeO67.2L氣體44D．假設(shè)離子交換膜為陰離子交換膜，則電解完畢后左側(cè)溶液中含有FeO2－415．Ⅰ.氯堿工業(yè)以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的含氧酸鹽子通過。A為 極，X、Y分別是 、 。離子交換膜的作用是 、 。a、b、c、d參與或取出的物質(zhì)分別是 、 、 、 。Ⅱ.試驗(yàn)室用NH4Cl、鹽酸、NaClO2(亞氯酸鈉)為原料，通過以下過程制備ClO2。電解時(shí)的陰極反響式為 陽(yáng)極反響式為 電解時(shí)發(fā)生反響的化學(xué)方程式為 。16．(1)某混合物漿液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4?？紤]到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某爭(zhēng)論小組利用設(shè)計(jì)的電解分別裝置(如以下圖)，使?jié){液分別成固體混合物和含鉻元素溶液，并回收利用。4用惰性電極電解時(shí)，CrO2－能從漿液中分別出來(lái)的緣由是 ，分別后含鉻元素的粒子是 ；陰極室生成的物質(zhì)為 (寫化學(xué)式)。4鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O

，含SiO

FeO

等雜質(zhì))為原料制備鋁。

3 2 2 3①“電解Ⅰ”是電解熔融Al2O3，電解過程中作陽(yáng)極的石墨易消耗，緣由是 。②“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液，原理如以下圖。陽(yáng)極的電極反響式為 ，陰極產(chǎn)生的物質(zhì) A 的化學(xué)式為。4Na2FeO442HO42

1所示。裝置通電后，鐵電極附4近生成紫紅色FeO2－，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。假設(shè)氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。：Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H2復(fù)原。4①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電解過程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體準(zhǔn)時(shí)排出，其緣由為 。③c(Na2FeO4)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(Na2FeO4)低 于 最 高 值 的 原 因 ：。1．CAl要形成氧化膜，化合價(jià)上升失電子，因此鋁為陽(yáng)極，A項(xiàng)正確；不銹鋼網(wǎng)接觸面積大，能提高電解效率，B項(xiàng)正確；陰極應(yīng)為氫離子得電子生成氫氣，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電解時(shí)，陰離子移向陽(yáng)極，D項(xiàng)正確。32．D 電極b上生成O2O，則電極b上發(fā)生失電子的氧化反響，則電極b為陽(yáng)極，3a為陰極，AaO＋4e－＋4H＋===2HO，B項(xiàng)正確；電2 22 bH2O失去電子，發(fā)生氧化反響生成O、OH＋，故電解一段時(shí)間后b極四周溶液pH下降，C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1mol2 xmol，臭氧ymol，則有x＋y＝0.2,4x＋6y＝1，解得x＝y(tǒng)＝0.1，故O3的體積分?jǐn)?shù)為50%，D項(xiàng)錯(cuò)誤。423．AMnO－d端集中，依據(jù)陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)的原理，可知d端為陽(yáng)b為正極，a為負(fù)極，c為陰極，NaClH＋OH－，c點(diǎn)四周會(huì)變紅色，A項(xiàng)正確；電解硫酸銅溶液時(shí)，Pt作陽(yáng)極，溶液中的OH－放電，4OH－－4e－===O↑＋42422H2O，Cu作陰極，溶液中的Cu2＋2CuSO＋2HO=====2Cu＋42O↑＋2HSO，PtH＋SO2－Pt電極移動(dòng)，B、D兩項(xiàng)均不正確；隨著2 2 4 4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，pH減小，C項(xiàng)不正確。4．A 由裝置圖中Si4＋流向可知液態(tài)鋁為陰極，連接電源負(fù)極，液態(tài)Cu-Si合金為陽(yáng)極，電子由液態(tài)Cu-Si合金極流出，流入液態(tài)鋁電極，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖示可知，SiSi4＋Si4＋Si，C項(xiàng)錯(cuò)誤；使用三層液熔鹽可子不通過電解質(zhì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5．D26．D從電解示意圖知，陰極室內(nèi)：Ni2＋＋2e－===Ni，溶液中氯離子通過交換膜b進(jìn)入濃縮室內(nèi)，因此交換膜b為陰離子交換膜，A2H2O－4e－===O↑＋4H＋，H＋a進(jìn)入濃縮室，B正確；陰極液pH＝l時(shí)，溶液中H＋2H22＋＋2e－===H↑，導(dǎo)致鎳的回收率低，C1L0.5mol/L鹽酸時(shí)，生成的溶質(zhì)HCl0.5mol－0.1mol＝0.4mol0.4mol氯離子進(jìn)入濃縮室，陰極共得電0.4molNi2＋＋2e－===Ni0.4mol11.8g11.8g，D錯(cuò)誤。27．B8．D陰極得到的氣體為氫氣，陽(yáng)極得到的氣體為氧氣，依據(jù)電解水的原理知，陰極得到氣體體積是陽(yáng)極兩倍，A項(xiàng)正確；電解過程中Na＋向陰極移動(dòng)，即向左遷移，Cl－向右遷移，故N為陰離子交換膜，B項(xiàng)正確；假設(shè)去掉雙極膜(BPM)，陽(yáng)極上會(huì)發(fā)生2Cl－－2e－===ClCl生成，C項(xiàng)正確；陰極上氫離子放電，故四周溶液酸性不會(huì)明顯2 2增加，D項(xiàng)錯(cuò)誤。9．C 此題重點(diǎn)考察電解原理及其應(yīng)用。依據(jù)題給裝置圖可知，該裝置有外接電源，3為電解池，且Ag電極作陽(yáng)極，故A項(xiàng)正確；通電時(shí)，陽(yáng)極反響式為Ag－e－===Ag＋，生成Ag＋通過固體電解質(zhì)進(jìn)入電致變色層，與WO3AgxWO，W的化合價(jià)降低，陰3WO＋xe－===WOx－xAg＋WO===AgWOB、D項(xiàng)正確，C項(xiàng)3 3錯(cuò)誤。

3 x 310．D電解時(shí)，陽(yáng)極Zn、Fe、Ni失去電子，發(fā)生氧化反響，A項(xiàng)錯(cuò)誤；因氧化性Ni2＋>F2＋>Z2＋Ni2＋＋2－===NZFNi溶解，而陰極質(zhì)量增加是由于Ni析出，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電解后溶液中的陽(yáng)離子除Fe2＋Zn2＋外，還有Ni2＋和H＋，C項(xiàng)錯(cuò)誤。11．D 12.B 13.A 14.D15．Ⅰ.(1)陽(yáng)Cl2 H2阻擋OH－進(jìn)入陽(yáng)極室與Cl2發(fā)生副反響2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O 阻擋陽(yáng)極產(chǎn)生的Cl2和陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生爆炸NaOH溶液稀食鹽水NaOH溶液Ⅱ.6H＋＋6e－===3H↑NH＋＋3Cl－－6e－=