專題39 電解應(yīng)用 十年（2015-2024）高考化學(xué)真題分類匯編(原卷版)

2013-2024年十年高考真題匯編PAGEPAGE1專題39電解應(yīng)用考點(diǎn)十年考情(2015-2024）命題趨勢考點(diǎn)1電解原理綜合應(yīng)用(選擇題)2024·湖北卷、2024·遼吉黑卷、2023?全國甲卷、2023?北京卷、2023?廣東卷、2022?重慶卷、2022?全國甲卷、2022?海南省選擇性卷、2022?湖北省選擇性卷、2022·浙江省6月卷、2021?全國甲卷、2021?全國乙卷、2021?廣東選擇性卷、2021?天津卷、2021?遼寧選擇性考試、2021?海南選擇性考試、2020?浙江7月卷、2020?山東卷近年?？嫉碾娊獬赜须x子交換膜電解池、活潑陽極電解池，這類試題主要以電解池的基本原理為基礎(chǔ)，考查考生的遷移運(yùn)用能力，題型為選擇題。重點(diǎn)考向?yàn)榻柚娊庠?氯堿工業(yè)、粗銅的精煉、電鍍等）進(jìn)行的工業(yè)實(shí)際問題如新材料的制取等。復(fù)習(xí)備考時應(yīng)注重電解原理的實(shí)質(zhì)，從氧化還原反應(yīng)的角度認(rèn)識電化學(xué)，注重與元素化合物、有機(jī)化學(xué)、電解質(zhì)溶液、化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、新能源等知識的聯(lián)系?？键c(diǎn)2電解原理綜合應(yīng)用(非選擇題)2019?新課標(biāo)Ⅱ卷、2019?新課標(biāo)Ⅲ卷、2019?江蘇卷、2019?北京卷、2019?浙江4月卷、2019?天津卷、2018?新課標(biāo)Ⅰ卷、2018?新課標(biāo)Ⅱ卷、2018?新課標(biāo)Ⅲ卷、2018?江蘇卷、2017?津卷、2017?江蘇卷考點(diǎn)1電解原理綜合應(yīng)用(選擇題)1．(2024·湖北卷，14，3分)我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種雙位點(diǎn)PbCu電催化劑，用H2C2O4和NH2OH電化學(xué)催化合成甘氨酸，原理如圖，雙極膜中H2O解離的H+和OH-在電場作用下向兩極遷移。已知在KOH溶液中，甲醛轉(zhuǎn)化為HOCH2O-，存在平衡HOCH2O-+OH-[OCH2O]2-+H2O。Cu電極上發(fā)生的電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)為[OCH2O]2--e-=HCOO-+H?。下列說法錯誤的是()A．電解一段時間后陽極區(qū)c(OH-)減小B．理論上生成1molH3N+CH2COOH雙極膜中有4molH2O解離C．陽極總反應(yīng)式2HCHO-2e-+4OH-=2HCOO-+H2↑+2H2OD．陰極區(qū)存在反應(yīng)H2C2O4+2e-+2H+=OHC—COOH+H2O2．(2024·遼吉黑卷，12，3分)“綠色零碳”氫能前景廣闊。為解決傳統(tǒng)電解水制“綠氫”陽極電勢高、反應(yīng)速率緩慢的問題，科技工作者設(shè)計(jì)耦合HCHO高效制H2的方法，裝置如圖所示。部分反應(yīng)機(jī)理為：。下列說法錯誤的是()A．相同電量下H2理論產(chǎn)量是傳統(tǒng)電解水的1.5倍B．陰極反應(yīng)：2H2O+2e-=H2↑+2OH-C．電解時OH-通過陰離子交換膜向b極方向移動D．陽極反應(yīng)：3．(2023?全國甲卷，12)用可再生能源電還原CO2時，采用高濃度的K+抑制酸性電解液中的析氫反應(yīng)來提高多碳產(chǎn)物(乙烯、乙醇等)的生成率，裝置如下圖所示。下列說法正確的是()

A．析氫反應(yīng)發(fā)生在IrOx-Ti電極上B．Cl-從電極遷移到IrOx-Ti電極C．陰極發(fā)生的反應(yīng)有：2CO2+12H++12e?=C2H4+4H2OD．每轉(zhuǎn)移1mol電子，陽極生成11.2L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)4．(2023?北京卷，5)回收利用工業(yè)廢氣中的CO2和SO2，實(shí)驗(yàn)原理示意圖如下。

下列說法不正確的是(）A．廢氣中SO2排放到大氣中會形成酸雨B．裝置a中溶液顯堿性的原因是HCO3-的水解程度大于HCO3-的電離程度C．裝置a中溶液的作用是吸收廢氣中的CO2和SO2D．裝置中的總反應(yīng)為SO32-+CO2+H2Oeq\o(\s\up7(電解),\s\do0(====))HCOOH+SO42-6．(2023?廣東卷，16)用一種具有“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜組裝電解池(下圖)，可實(shí)現(xiàn)大電流催化電解KNO3溶液制氨。工作時，H2O在雙極膜界面處被催化解離成H+和OH-，有利于電解反應(yīng)順利進(jìn)行。下列說法不正確的是(）A．電解總反應(yīng)：NH3·H2O+2O2↑+KOHB．每生成molNH3·H2O，雙極膜處有9mol的H2O解離C．電解過程中，陽極室中的物質(zhì)的量不因反應(yīng)而改變D．相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜，“卯榫”結(jié)構(gòu)可提高氨生成速率7．(2022?重慶卷，12)硝酮是重要的有機(jī)合成中間體，可采用“成對間接電氧化”法合成。電解槽中水溶液的主要成分及反應(yīng)過程如圖所示。下列說法錯誤的是()A．惰性電極2為陽極 B．反應(yīng)前后WO42-/WO52-數(shù)量不變C．消耗1mol氧氣，可得到1mol硝酮 D．外電路通過1mol電子，可得到1mol水8．(2022?全國甲卷，10)一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)42-存在)。電池放電時，下列敘述錯誤的是()A．Ⅱ區(qū)的K+通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移B．Ⅰ區(qū)的SO42-通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移C．MnO2電極反應(yīng)：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2OD．電池總反應(yīng)：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)42-+Mn2++2H2O9．(2022?海南省選擇性卷，9)一種采用H2O(g)和N2(g)為原料制備NH3(g)的裝置示意圖如下。下列有關(guān)說法正確的是()A．在b電極上，N2被還原B．金屬Ag可作為a電極的材料C．改變工作電源電壓，反應(yīng)速率不變D．電解過程中，固體氧化物電解質(zhì)中O2-不斷減少10．(2022?湖北省選擇性卷，14)含磷有機(jī)物應(yīng)用廣泛。電解法可實(shí)現(xiàn)由白磷直接制備Li[P(CN)2]，過程如圖所示(為甲基)。下列說法正確的是()A．生成1molLi[P(CN)2]，理論上外電路需要轉(zhuǎn)移2mol電子B．陰極上的電極反應(yīng)為：P4+8CN--4e-=4[P(CN)2]-C．在電解過程中CN-向鉑電極移動D．電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來自于LiOH11．(2022·浙江省6月卷，21)通過電解廢舊鋰電池中的LiMn2O4可獲得難溶性的Li2CO3和MnO2，電解示意圖如下(其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過。電解過程中溶液的體積變化忽略不計(jì))。下列說法不正確的是()A．電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)B．電極B的電極發(fā)應(yīng)：2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+C．電解一段時間后溶液中Mn2+濃度保持不變D．電解結(jié)束，可通過調(diào)節(jié)除去Mn2+，再加入Na2CO3溶液以獲得Li2CO312．(2021?全國甲卷，13)乙醛酸是一種重要的化工中間體，可果用如下圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OH-，并在直流電場作用下分別問兩極遷移。下列說法正確的是()A．KBr在上述電化學(xué)合成過程中只起電解質(zhì)的作用B．陽極上的反應(yīng)式為：+2H++2e-=+H2OC．制得2mol乙醛酸，理論上外電路中遷移了1mol電子D．雙極膜中間層中的在外電場作用下向鉛電極方向遷移13．(2021?全國乙卷，12)沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會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)置一對惰性電極(如圖所示)，通入一定的電流。下列敘述錯誤的是()A．陽極發(fā)生將海水中的Cl-氧化生成Cl2的反應(yīng)B．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)及時通風(fēng)稀釋安全地排入大氣D．陽極表面形成的Mg(OH)2等積垢需要定期清理14．(2021?廣東選擇性卷，16)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。下列說法正確的是()A．工作時，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大B．生成1molCo，Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少16gC．移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)不變D．電解總反應(yīng)：為2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+15．(2021?天津卷，11)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逐漸溶解，下列判斷錯誤的是()A．a(chǎn)是電源的負(fù)極B．通電一段時間后，向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出現(xiàn)紅色C．隨著電解的進(jìn)行，CuCl2溶液濃度變大D．當(dāng)0.01molFe2O3完全溶解時，至少產(chǎn)生氣體336mL(折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)16．(2021?遼寧選擇性考試，13)利用(Q)與電解轉(zhuǎn)化法從煙氣中分離的原理如圖。已知?dú)怏w可選擇性通過膜電極，溶液不能通過。下列說法錯誤的是()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．在M極被還原 D．分離出的從出口2排出17．(2021?海南選擇性考試，9)液氨中存在平衡：2NH3NH4++NH2-。如圖所示為電解池裝置，以KNH2的液氨溶液為電解液，電解過程中a、b兩個惰性電極上都有氣泡產(chǎn)生。下列有關(guān)說法正確的是()A．b電極連接的是電源的負(fù)極 B．a(chǎn)電極的反應(yīng)為2NH3+2e-=H2+2NH2-C．電解過程中，陰極附近K+濃度減小 D．理論上兩極產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量之比為1：118．(2020?浙江7月卷，21)電解高濃度RCOONa(羧酸鈉)的NaOH溶液，在陽極RCOO?放電可得到R?R(烷烴)。下列說法不正確的是()A．電解總反應(yīng)方程式：2RCOONa＋2H2OR?R＋2CO2↑＋H2↑＋2NaOHB．RCOO?在陽極放電，發(fā)生氧化反應(yīng)C．陰極的電極反應(yīng)：2H2O＋2e?eq\o(=)2OH?＋H2↑D．電解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷19．(2020?山東卷，)采用惰性電極，以去離子水和氧氣為原料通過電解法制備雙氧水的裝置如下圖所示。忽略溫度變化的影響，下列說法錯誤的是()A．陽極反應(yīng)為2H2O-4e-=4H++O2↑B．電解一段時間后，陽極室的pH未變C．電解過程中，H+由a極區(qū)向b極區(qū)遷移D．電解一段時間后，a極生成的O2與b極反應(yīng)的O2等量考點(diǎn)2電解原理綜合應(yīng)用(非選擇題)1．(2019?新課標(biāo)Ⅱ卷，27節(jié)選)環(huán)戊二烯()是重要的有機(jī)化工原料，廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)?；卮鹣铝袉栴}：(4)環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵(Fe(C5H5)2結(jié)構(gòu)簡式為)，后者廣泛應(yīng)用于航天、化工等領(lǐng)域中。二茂鐵的電化學(xué)制備原理如下圖所示，其中電解液為溶解有溴化鈉(電解質(zhì))和環(huán)戊二烯的DMF溶液(DMF為惰性有機(jī)溶劑)。該電解池的陽極為____________，總反應(yīng)為__________________。電解制備需要在無水條件下進(jìn)行，原因?yàn)開________________________。2．(2019?新課標(biāo)Ⅲ卷，28節(jié)選)近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長。因此，將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)?；卮鹣铝袉栴}：(4)在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計(jì)了一種新的工藝方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如下圖所示：負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有____________________(寫反應(yīng)方程式)。電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，需消耗氧氣__________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)3．(2019?江蘇卷，17節(jié)選)電解法轉(zhuǎn)化CO2可實(shí)現(xiàn)CO2資源化利用。電解CO2制HCOOH的原理示意圖如下。①寫出陰極CO2還原為HCOO?的電極反應(yīng)式：________。②電解一段時間后，陽極區(qū)的KHCO3溶液濃度降低，其原因是________。4．(2019?北京卷，11節(jié)選)氫能源是最具應(yīng)用前景的能源之一，高純氫的制備是目前的研究熱點(diǎn)。(2)可利用太陽能光伏電池電解水制高純氫，工作示意圖如下。通過控制開關(guān)連接K1或K2，可交替得到H2和O2。①制H2時，連接_______________。產(chǎn)生H2的電極反應(yīng)式是_______________。②改變開關(guān)連接方式，可得O2。③結(jié)合①和②中電極3的電極反應(yīng)式，說明電極3的作用：________________________。5．(2019?浙江4月卷，29節(jié)選)水是“生命之基質(zhì)”，是“永遠(yuǎn)值得探究的物質(zhì)”。(1)關(guān)于反應(yīng)H2(g)＋1/2O2(g)H2O(l)，下列說法不正確的是________。A．焓變ΔH＜0，熵變ΔS＜0B．可以把反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化C．一定條件下，若觀察不到水的生成，說明該條件下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行D．選用合適的催化劑，有可能使反應(yīng)在常溫常壓下以較快的速率進(jìn)行(4)以鉑陽極和石墨陰極設(shè)計(jì)電解池，通過電解NH4HSO4溶液產(chǎn)生(NH4)2S2O8，再與水反應(yīng)得到H2O2，其中生成的NH4HSO4可以循環(huán)使用。①陽極的電極反應(yīng)式是。②制備H2O2的總反應(yīng)方程式是。6．(2019?天津卷，10節(jié)選)多晶硅是制作光伏電池的關(guān)鍵材料。以下是由粗硅制備多晶硅的簡易過程(略)?；卮鹣铝袉栴}：(1)氫化過程中所需的高純度H2可用惰性電極電解KOH溶液制備，寫出產(chǎn)生H2的電極名稱______(填“陽極”或“陰極”)，該電極反應(yīng)方程式為________________________。7．(2018?新課標(biāo)Ⅰ卷，27節(jié)選)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉栴}：(3)制備Na2S2O5也可采用三室膜電解技術(shù)，裝置如圖所示，其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應(yīng)式為_____________。電解后，__________室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進(jìn)行結(jié)晶脫水，可得到Na2S2O5。8．(2018?新課標(biāo)Ⅱ卷，27節(jié)選)我國是世界上最早制得和使用金屬鋅的國家。(4)電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時，陰極的電極反應(yīng)式為______________。9．(2018?新課標(biāo)Ⅲ卷，27節(jié)選)KIO3是一種重要的無機(jī)化合物，可作為食鹽中的補(bǔ)碘劑?；卮鹣铝袉栴}：(3)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(yīng)式______。②電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為____