2025年高二化學(xué)寒假銜接講練 (人教版)寒假提升練-專題11 電解池（學(xué)生版）

專題11電解池內(nèi)容早知道?第一層鞏固提升練（3大考點(diǎn)）考點(diǎn)一電解池的工作原理考點(diǎn)二電解原理的應(yīng)用考點(diǎn)三電解計(jì)算類型及方法分析?第二層能力提升練?第三層拓展突破練電解池的工作原理?積累與運(yùn)用?積累與運(yùn)用1．電解池的工作原理(1)電流方向：電源正極―→金屬導(dǎo)線→陽(yáng)極→電解質(zhì)溶液―→陰極―→金屬導(dǎo)線―→電源負(fù)極。(2)電子、離子移動(dòng)方向：在電解質(zhì)溶液中，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)；在外電路中，電子由陽(yáng)極―→正極，負(fù)極―→陰極。2．電解產(chǎn)物的判斷及有關(guān)反應(yīng)式的書寫(1)首先判斷陰、陽(yáng)極，分析陽(yáng)極材料是惰性電極還是活潑電極。(2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分成陰、陽(yáng)兩組(勿忘水溶液中的H＋和OH－)。(3)排出陰、陽(yáng)兩極的放電順序①陰極放電順序Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。②陽(yáng)極放電順序活潑金屬陽(yáng)極>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根離子>F－。[特別提醒]①活性電極一般指Pt、Au以外的金屬電極。②電解的離子方程式中，若參與電極反應(yīng)的H＋或OH－是由水電離出來(lái)的，用H2O作為反應(yīng)物。1．近日，科學(xué)家開發(fā)了高活性磷化鐵催化劑用于選擇性電化學(xué)硝酸鹽還原為氨氣，工作原理如圖所示。下列敘述正確的是A．a(chǎn)極與電源正極連接B．一段時(shí)間后，KOH溶液濃度保持不變C．a(chǎn)極的主要電極反應(yīng)為D．b極電勢(shì)小于a極電勢(shì)2．二氧化氯（ClO2）是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的高效、廣譜、快速、安全無(wú)毒的殺菌消毒劑，電解法是目前研究最為熱門的生產(chǎn)ClO2的方法之一。如圖所示為直接電解氯酸鈉、自動(dòng)催化循環(huán)制備高純ClO2的裝置。下列說(shuō)法不正確的是A．a(chǎn)接電源負(fù)極 B．b極發(fā)生氧化反應(yīng)C．H從電解池左側(cè)通過(guò)質(zhì)子交換膜移向右側(cè) D．陰極的電極反應(yīng)式為3．因鎳與鹽酸反應(yīng)緩慢，工業(yè)上以鎳和鹽酸為原料，利用離子膜電解技術(shù)制取氯化鎳()，其原理如圖。電解過(guò)程需不斷往b極區(qū)補(bǔ)充鹽酸。下列說(shuō)法正確的是A．a(chǎn)接外電源的負(fù)極B．離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜C．總反應(yīng)為：D．電解過(guò)程可用溶液代替鹽酸4．FFC電解法可由金屬氧化物直接電解制備金屬單質(zhì)，西北稀有金屬材料研究院利用此法成功電解制備鉭粉(Ta)，其原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A．該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．a(chǎn)極為電源的正極C．Ta2O5極發(fā)生的電極反應(yīng)為Ta2O5+10e—=2Ta+5O2—D．石墨電極上生成22.4LO2，則電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4×6.02×1023電解原理的應(yīng)用?積累與運(yùn)用?積累與運(yùn)用1．電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)——制備氫氣、氯氣和燒堿）方程式裝置圖陽(yáng)極反應(yīng)2Cl--2e-=Cl2↑陰極反應(yīng)2H++2e-=H2↑總反應(yīng)方程式2NaCl+2H2Oeq\o(=====,\s\up7(通電))2NaOH+H2↑+Cl2↑離子反應(yīng)方程式2Cl-+2H2Oeq\o(=====,\s\up7(通電))2OH-+H2↑+Cl2↑陽(yáng)離子交換膜作用①防止陰極產(chǎn)生的H2和陽(yáng)極產(chǎn)生的Cl2相混合而引起爆炸；②避免Cl2與NaOH作用生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量。?積累與運(yùn)用?積累與運(yùn)用2．電鍍與電解精煉銅對(duì)比電鍍精煉銅裝置陽(yáng)極材料鍍層金屬Cu粗銅(含鋅、銀、金等雜質(zhì))陰極材料鍍件金屬Fe純銅陽(yáng)極反應(yīng)Cu－2e－Cu2＋Zn－2e－Zn2＋、Cu－2e－Cu2＋等陰極反應(yīng)Cu2＋＋2e－CuCu2＋＋2e－Cu溶液變化硫酸銅溶液濃度保持不變Cu2＋濃度減小，金、銀等金屬沉積形成陽(yáng)極泥3．電冶金(1)金屬冶煉的本質(zhì)：使礦石中的金屬離子獲得電子變成金屬單質(zhì)的過(guò)程。如Mn＋＋ne－M。(2)電解法用于冶煉較活潑的金屬(如鉀、鈉、鎂、鋁等)，但不能電解其鹽溶液，應(yīng)電解其熔融態(tài)。如：電解熔融的氯化鈉可制取金屬鈉的反應(yīng)式：陽(yáng)極：2Cl－－2e－Cl2↑；陰極：2Na＋＋2e－2Na；總反應(yīng)：2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑。(3)常見(jiàn)金屬的冶煉方法：電解法（熔融態(tài)）熱還原法（常見(jiàn)還原劑：C、CO、H2、Al）熱分解法物理方法K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb、CuHg、AgPt、Au5．某研究性學(xué)習(xí)小組利用以下裝置探究氯堿工業(yè)和銅的精煉的工作原理(X是離子交換膜)，下列說(shuō)法正確的是A．甲裝置電極和C電極位置可以互換B．X可以是陽(yáng)離子交換膜，也可以是陰離子交換膜C．電解前后乙裝置中硫酸銅溶液濃度保持不變D．電解一段時(shí)間后去掉X并將C電極換成電極繼續(xù)通電，則電極的電極反應(yīng)式為6．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，下列敘述中正確的是(已知氧化性：Fe2+<Ni2+<Cu2+)A．陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：Ni2++2e-=NiB．電解后，Cu和Pt沉降在電解槽底部的陽(yáng)極泥中C．電解后，溶液中存在的離子只有Fe2+和Zn2+D．電解過(guò)程中，陽(yáng)極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等7．將電化學(xué)法和生物還原法有機(jī)結(jié)合，利用微生物電化學(xué)方法可生產(chǎn)甲烷，裝置如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A．通電時(shí)，電子由b→電解池陰極→電解液→電解池陽(yáng)極→aB．X為陰離子交換膜C．生成0.1mol甲烷時(shí)陽(yáng)極室理論上生成4.48L二氧化碳D．陽(yáng)極反應(yīng)式為：8．已知某高能鋰電池的電池反應(yīng)為2Li+FeS=Fe+Li2S[LiPF6·SO(CH3)2為電解質(zhì)]。以該電池為電源進(jìn)行如圖電解實(shí)驗(yàn)，電解一段時(shí)間后測(cè)得甲池產(chǎn)生4.48L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)H2。下列有關(guān)敘述正確的是A．a(chǎn)電極為陽(yáng)極B．從交換膜中通過(guò)0.2molK+C．若忽略溶液體積變化，則電解后甲池中溶液濃度為4mol/LD．放電時(shí)，正極反應(yīng)式為FeS+2Li+-2e-=Fe+Li2S電解的計(jì)算積累與運(yùn)用積累與運(yùn)用1．電解計(jì)算的類型：電解的相關(guān)計(jì)算包括兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算(如質(zhì)量、氣體的體積、某元素的化合價(jià)、溶液的pH及物質(zhì)的量濃度等)2．電解計(jì)算的依據(jù)(1)陽(yáng)極失去的電子數(shù)＝陰極得到的電子數(shù)(2)串聯(lián)電路中通過(guò)各電解池的電子總數(shù)相等(3)電源輸出的電子總數(shù)和電解池中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)相等3．電解計(jì)算的方法(1)根據(jù)電子守恒法計(jì)算：用于串聯(lián)電路、陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。(2)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算：先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計(jì)算。(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算：根據(jù)得失電子守恒的關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計(jì)算所需的關(guān)系式。9．一種基于氯堿工藝的新型電解池(下圖)，可用于濕法冶鐵的研究。電解過(guò)程中，下列說(shuō)法不正確的是A．右側(cè)電極作陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．理論上每消耗0.1molFe2O3，陽(yáng)極室溶液減少21.3gC．陰極區(qū)電極反應(yīng)：Fe2O3+6e?+3H2O=2Fe+6OH?，溶液中OH?逐漸升高D．理論上每消耗0.1molFe2O3，產(chǎn)生氣體6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)10．近年研究發(fā)現(xiàn)，電催化和含氮物質(zhì)(等)在常溫常壓下合成尿素，有助于實(shí)現(xiàn)碳中和及解決含氮廢水污染問(wèn)題。向一定濃度的溶液通至飽和，在電極上反應(yīng)生成，電解原理如圖所示。以下有關(guān)判斷錯(cuò)誤的是A．b端電勢(shì)高于a端電勢(shì)B．電解過(guò)程中含氮廢水基本不變C．a(chǎn)極主要反應(yīng)為D．理論上每生成同時(shí)產(chǎn)生(標(biāo)準(zhǔn)狀況)11．NO-空氣質(zhì)子交換膜燃料電池實(shí)現(xiàn)了制硝酸、發(fā)電、環(huán)保一體化，某興趣小組用該電池模擬工業(yè)處理廢氣和廢水的過(guò)程，裝置如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．交換膜b為陰離子交換膜B．乙池中總反應(yīng)的離子方程式為5SO2+2NO+8H2O+8NH310+5C．當(dāng)濃縮室得到4L0.6mol/L鹽酸時(shí)，M室溶液的質(zhì)量變化為36g(溶液體積變化忽略不計(jì))D．若甲池有0.25molO2參加反應(yīng)，則乙池中處理廢氣(SO2和NO)的總體積為15.68L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)12．一種基于氯堿工藝的新型電解池(如圖所示，M、N電極均為惰性電極)，可用于濕法冶鐵的研究。電解過(guò)程中，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．若電源為鉛酸蓄電池，則Q應(yīng)與電極相連B．M電極上發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為C．工作時(shí)，右側(cè)工作室的穿過(guò)陽(yáng)離子交換膜往左側(cè)工作室遷移D．裝置工作時(shí)，電路中每轉(zhuǎn)移0.6mol電子，同時(shí)右側(cè)工作室溶液減輕的質(zhì)量與左側(cè)工作室溶液增加的質(zhì)量相差15.6g1．用惰性電極通過(guò)陽(yáng)離子交換膜電解飽和食鹽水時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．電解過(guò)程中，向陰極方向移動(dòng)B．電解一段時(shí)間后，陰極附近溶液的pH增大C．電解池中的陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為D．電解過(guò)程中，陰極和陽(yáng)極產(chǎn)生的氫氧化鈉和氯氣會(huì)反應(yīng)生成次氯酸鈉2．工業(yè)上用電解法精煉粗鉛(主要雜質(zhì)為Cu、Ag、Zn)的裝置如下圖。已知：為強(qiáng)酸，的電離方程式為。下列說(shuō)法正確的是A．Y極材料為粗鉛 B．通電過(guò)程中，溶液中不變C．通電時(shí)，向X極移動(dòng) D．陽(yáng)極泥的成分包括Cu、Ag和Zn3．如圖是電解稀鹽酸的裝置，其中、為石墨電極。以下說(shuō)法正確的是A．a(chǎn)電極為負(fù)極B．電極為陽(yáng)極C．電解過(guò)程中，氫離子向c電極D．電解總方程式為：4．某無(wú)隔膜流動(dòng)海水電解法制H2的裝置如下圖所示，其中高選擇性催化劑PRT可抑制O2產(chǎn)生。下列說(shuō)法不正確的是A．b端電勢(shì)低于a端電勢(shì)B．理論上轉(zhuǎn)移2mol生成2gH2C．電解后海水PH下降D．陽(yáng)極發(fā)生：5．近日，科學(xué)家發(fā)表了高溫二氧化碳電解發(fā)展報(bào)告，利用固體氧化物電解池將CO2和H2O轉(zhuǎn)化為合成氣并聯(lián)產(chǎn)高純度O2.原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A．當(dāng)產(chǎn)生11.2LO2時(shí)，有2mol電子流向a極B．x極為電源正極C．b極CO2的反應(yīng)式：CO2+2H++2e-=CO+H2OD．電解質(zhì)中陰離子由a向b移動(dòng)6．科學(xué)家利用質(zhì)子導(dǎo)體反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了電化學(xué)合成，證明了作為氫源的可行性。以替換作為氫源，可以免除的生產(chǎn)和提純成本，進(jìn)一步降低氨氣的生產(chǎn)成本，且可以以最低成本生產(chǎn)純，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A．該電池工作時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．若以鉛酸蓄電池為電源，氨電極應(yīng)與鉛酸蓄電池的電極相連C．氫電極上的電極反應(yīng)式為D．該電池工作時(shí)，每生成，同時(shí)消耗水的物質(zhì)的量為7．廈門大學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，受根瘤菌中固氮酶反應(yīng)機(jī)理的啟發(fā)，制備出生態(tài)友好經(jīng)濟(jì)高效的仿生納米片電催化劑，可用于電化學(xué)法還原硝酸鹽制，原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A．納米片作陽(yáng)極 B．向a電極移動(dòng)C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，生成，轉(zhuǎn)移電子 D．b電極表面發(fā)生的電極反應(yīng)：8．為實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，現(xiàn)利用雙極膜電解含有的溶液，使轉(zhuǎn)化成碳燃料，實(shí)現(xiàn)了的還原流動(dòng)。電解池如圖所示，雙極膜中水電離的和在電場(chǎng)作用下可以向兩極遷移。下列說(shuō)法不正確的是A．銀網(wǎng)電極與電源負(fù)極相連B．工作一段時(shí)間后，陽(yáng)極區(qū)溶液pH不變C．陰極電極反應(yīng)為：D．雙極膜中有0.1mol電離，則陽(yáng)極附近理論上產(chǎn)生0.025mol9．利用電解法將污染性氣體轉(zhuǎn)化為溶液的原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．電解時(shí)，當(dāng)有2mol透過(guò)質(zhì)子交換膜，則電極Y增重96gB．在電極b上的反應(yīng)式為C．電解過(guò)程中，由a極區(qū)向b極區(qū)遷移D．電解時(shí)溶液的濃度保持不變10．化學(xué)家們通過(guò)開發(fā)新型催化劑，利用太陽(yáng)能電池將工業(yè)排放的轉(zhuǎn)化為HCOOH，如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是A．N極的電極反應(yīng)為：B．離子交換膜為質(zhì)子交換膜C．消耗（標(biāo)況），P極電解液質(zhì)量增加22gD．工作時(shí)緩沖溶液的pH保持不變11．電致變色材料在飛機(jī)的舷窗和智能太陽(yáng)鏡等方面具有廣泛應(yīng)用。一種新一代集電致變色功能和儲(chǔ)能功能于一體的電子器件的工作原理如圖所示，放電時(shí)該器件的透光率逐漸增強(qiáng)。下列說(shuō)法正確的是A．放電時(shí)，移向b極B．充電時(shí)，b極接外電源的正極C．充電時(shí)，b極的電極反應(yīng)：D．放電時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移電子時(shí)，a極質(zhì)量減少7g12．利用電滲析法，制取循環(huán)脫硫的吸收液，同時(shí)還可獲取高濃度的，工作原理如圖所示。已知：①雙極膜在電流作用下可將水解離，膜兩側(cè)分別得到和，②溶液為兩溶質(zhì)的混合溶液。下列說(shuō)法正確的是A．通電后，雙極膜左側(cè)得到的是B．吸收液從M室流出液中獲得C．若左側(cè)雙極膜損壞，陽(yáng)極可能發(fā)生的電極反應(yīng)為：D．陰極生成22.4L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，一定有通過(guò)陰離子交換膜13．2021年5月，我國(guó)某動(dòng)力電池巨頭宣布開發(fā)鈉離子電池，同年7月29日，發(fā)布了其第1代鈉離子電池，并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。一種鈉離子電池構(gòu)造如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．硬碳在放電時(shí)作負(fù)極，充電時(shí)作陰極B．若用該電池電解水制氫氣11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，負(fù)極將減少46gC．充放電過(guò)程中，理論上電解質(zhì)中的濃度保持不變D．放電時(shí)，正極電極反應(yīng)式為14．采用惰性電極，以水和氧氣為原料電解制備H2O2的裝置如下圖所示。下列說(shuō)法不正確的是(不考慮H2O2的弱酸性)：A．電極b連接電源正極B．質(zhì)子交換膜中氫離子移動(dòng)方向?yàn)閺挠蚁蜃驝．電解一段時(shí)間后，右室pH不變D．電解一段時(shí)間后，右室生成的O2與左室消耗的O2量相等15．銀鋅蓄電池應(yīng)用廣泛，放電時(shí)總反應(yīng)為，某小組以銀鋅蓄電池為電源，用惰性電極電解飽和溶液制備和設(shè)計(jì)如圖所示裝置。連通電路后，下列說(shuō)法正確的是A．電池的a極反應(yīng)式為B．氣體為C．pq膜適宜選擇陽(yáng)離子交換膜D．電池中消耗，理論上生成氣體16．甲醇是一種綠色能源。如圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)甲醇燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中為陽(yáng)離子交換膜.根據(jù)要求回答相關(guān)問(wèn)題