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1、2022年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題二十 電解池專題演練
1.(xx·四川理綜,4)用右圖所示裝置除去含CN-、
Cl-廢水中的CN-時(shí),控制溶液pH為9~10,陽極產(chǎn)生的ClO-將CN-氧化為兩種無污染的氣體。下列說法不正確的是( )
A.用石墨作陽極,鐵作陰極
B.陽極的電極反應(yīng)式:Cl-+2OH--2e-===ClO-+H2O
C.陰極的電極反應(yīng)式:2H2O+2e-===H2↑+2OH-
D.除去CN-的反應(yīng):2CN-+5ClO-+2H+===N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O
2.(xx·福建理綜,11)某模擬“人工樹葉”電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化
2、為O2和燃料(C3H8O)。下列說法正確的是( )
A.該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和電能
B.該裝置工作時(shí),H+從b極區(qū)向a極區(qū)遷移
C.每生成1 mol O2,有44 g CO2被還原
D.a(chǎn) 電極的反應(yīng)為:3CO2+18H+-18e-===C3H8O+5H2O
3.(xx·浙江理綜,11)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是一種新的能源利用方式,基本原理如圖所示。下列說法不正確的是( )
A.X是電源的負(fù)極
B.陰極的電極反應(yīng)式是:H2O+2e-===H2+O2-、CO2+2e-===CO+O2-
C.總反應(yīng)可表示為:H2O+
3、CO2H2+CO+O2
D.陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1∶1
4.(xx·海南化學(xué),3)以石墨為電極,電解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列說法錯誤的是( )
A.陰極附近溶液呈紅色 B.陰極逸出氣體
C.陽極附近溶液呈藍(lán)色 D.溶液的pH變小
5.(xx·廣東理綜,11)某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置,電極Ⅰ為Al,其他電極均為Cu,則 ( )
A. 電流方向:電極Ⅳ→?→電極Ⅰ
B. 電極Ⅰ發(fā)生還原反應(yīng)
C. 電極Ⅱ逐漸溶解
D. 電極Ⅲ的電極反應(yīng):Cu2++2e-===Cu
6.(xx·山東理綜,29
4、(1))利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備,鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得。
利用如圖裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為________溶液(填化學(xué)式),陽極電極反應(yīng)式為_________________________________________________,
電解過程中Li+向________電極遷移(填“A”或“B”)。
7.[xx·課標(biāo)全國Ⅰ,27(4)]H3PO2也可用電滲析法制備。 “四室電滲析法”工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過):
(1)寫出陽極的電極反
5、應(yīng)式____________________________________________。
(2)分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因_____________________________________。
(3)早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2將 “四室電滲析法”中陽極室的稀硫酸用 H3PO2稀溶液代替。并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的陽膜,從而合并了陽極室與產(chǎn)品室。 其缺點(diǎn)是產(chǎn)品中混有________雜質(zhì)。該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是:_____________________________
________________________________________________
6、________________________。
考點(diǎn)專練20 電解池
一年模擬試題精練
1.(xx·山東濰坊期末,1)下圖所示的日常生活裝置中,與iphone 5s手機(jī)充電的能量轉(zhuǎn)化形式相同的是( )
2.(xx·廣西桂林期末,3)要實(shí)現(xiàn)反應(yīng):Cu+2HCl===CuCl2+H2↑,設(shè)計(jì)了下列四個實(shí)驗(yàn),你認(rèn)為可行的是( )
3.(xx·云南一次檢測,11)鋁表面在空氣中天然形成的氧化膜耐磨性和抗蝕性不夠強(qiáng)。
控制一定的條件,用如圖所示的電化學(xué)氧化法,可在鋁表面生成堅(jiān)硬的氧化膜。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A.陰極上有金屬鋁生成
B.電極A為石墨、電極B
7、為金屬鋁
C.OH-在電極A上放電,有氧氣生成
D.陽極的電極反應(yīng)式為2Al-6e-+3H2O===Al2O3+6H+
4.(xx·山東日照三校聯(lián)考,14)納米級Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注。采用離子交換膜控制電解液中OH-的濃度制備納米級Cu2O的裝置如圖所示,發(fā)生的反應(yīng)為:2Cu+H2OCu2O+H2↑。下列說法正確的是( )
A.鈦電極發(fā)生氧化反應(yīng)
B.陽極附近溶液的pH逐漸增大
C.離子交換膜應(yīng)采用陽離子交換膜
D.陽極反應(yīng)式是:2Cu+2OH--2e-===Cu2O+H2O
5.(xx·山東煙臺質(zhì)檢,5)等物質(zhì)的量的BaCl2、K2SO4和AgNO3
8、溶于水形成混合溶液,用石墨電極電解此溶液,經(jīng)過一段時(shí)間后,陰、陽兩極收集到的氣體體積之比為3∶2。下列說法正確的是( )
A.陰極反應(yīng)為:Ag++e-===Ag
B.陽極始終發(fā)生反應(yīng):2Cl--2e-===Cl2↑
C.兩極共生成三種氣體
D.向電解后溶液中通入適量的HCl可使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)
6.(xx·哈爾濱六中期末,7)
用如圖所示裝置制取純凈的Fe(OH)2,下列說法不正確的是( )
A.a(chǎn)電極一定是鐵,電解液c可以是CuCl2溶液
B.電解一段時(shí)間,b電極附近pH升高
C.溶液中的陰離子向a電極移動
D.在加入苯之前應(yīng)將電解液c加熱煮沸
7.(xx
9、·湖南長郡中學(xué)模擬,18)下圖是一個電化學(xué)過程的示意圖。
在甲池中,若A端通入甲醇,B端通入氧氣,丙池中裝有溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.00%的Na2SO4溶液100 g,過一段時(shí)間后,丙池中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變?yōu)?0.99%。
(1)此時(shí)A端為電源的________極(填“正”或“負(fù)”),A極的電極反應(yīng)式為_______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若乙池溶液的體積為1 L,則此時(shí)乙池溶液中c(H+)=_
10、_______(不考慮Ag+的水解)。
(3)丙池中產(chǎn)生的氣體體積為________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。
制取KMnO4的最好方法是電解K2MnO4,若此時(shí)把丙池中陽極材料換為鎳板,陰極材料換為鐵板,硫酸鈉溶液換成K2MnO4溶液,則可制取KMnO4。
(4)陽極的電極反應(yīng)式為______________________________。
此時(shí)溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。
參考答案
考點(diǎn)專練20 電解池
【兩年高考真題演練】
1.D [Cl-在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成ClO-,水電離出的H+在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成H2,又由于電解質(zhì)溶液呈堿性
11、,故A、B、C項(xiàng)正確;D項(xiàng),溶液呈堿性,離子方程式中不能出現(xiàn)H+,正確的離子方程式為2CN-+5ClO-+H2O===N2↑+2CO2↑+5Cl-+2OH-,錯誤。]
2.B [A項(xiàng),該裝置是電解池,在電解和光的作用下H2O在光催化劑的表面轉(zhuǎn)化為O2和H+,故該裝置是將電能和光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,錯誤;B項(xiàng),根據(jù)同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引的原則,該裝置工作時(shí),H+從陽極b極區(qū)向陰極a極區(qū)遷移,正確;C項(xiàng),該電解池的總反應(yīng)式為:6CO2+8H2O2C3H8O+9O2。根據(jù)總反應(yīng)方程式可知,每生成1 mol O2,有 mol CO2被還原,其質(zhì)量為 g,錯誤;D項(xiàng),a電極為陰極,發(fā)生還原反應(yīng)
12、,電極反應(yīng)式為:3CO2+18H++18e-===C3H8O+5H2O,錯誤。]
3.D [由水和二氧化碳生成氫氣和一氧化碳發(fā)生還原反應(yīng),此極上得到電子,應(yīng)為陰極,故X極為電源的負(fù)極,A、B項(xiàng)正確;C項(xiàng),根據(jù)電極上的反應(yīng)物和生成物,可知總反應(yīng)方程式正確;D項(xiàng),因陽極電極反應(yīng)式為2O2--4e-===O2↑,結(jié)合電子得失相等,可知陰、陽兩極生成氣體的物質(zhì)的量之比為2∶1,錯誤。]
4.D [以石墨為電極,電解KI溶液,發(fā)生的反應(yīng)為2KI+2H2O2KOH+H2↑+I(xiàn)2(類似于電解飽和食鹽水),陰極產(chǎn)物是H2和KOH,陽極產(chǎn)物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉,所以陽極附近的溶液會變藍(lán)(淀
13、粉遇碘變藍(lán)),陰極附近的溶液會變紅(溶液呈堿性),A、B、C正確;由于電解產(chǎn)物有KOH生成,所以溶液的pH逐漸增大,D錯誤。]
5.A [電極Ⅰ為Al,其他電極均為Cu,可判斷,Ⅰ是原電池的負(fù)極,Ⅱ是原電池的正極,Ⅲ是電解池的陽極,Ⅳ是電解池的陰極,A項(xiàng),外電路電流方向是從正極流向負(fù)極,即電極Ⅳ→?→電極Ⅰ,正確;B項(xiàng),負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),錯誤;C項(xiàng),正極上的電極反應(yīng)為Cu2++2e-===Cu,電極Ⅱ有Cu析出逐漸加重,錯誤;D項(xiàng),陽極的電極反應(yīng)為Cu-2e-===Cu2+,錯誤。]
6.解析 B極區(qū)生成H2 ,同時(shí)會生成LiOH ,則B極區(qū)電解液為LiOH 溶液;電極A為陽極,在陽極區(qū)L
14、iCl 溶液中Cl- 放電,電極反應(yīng)式為2Cl--2e-===Cl2↑;在電解過程中Li+(陽離子)向B電極(陰極區(qū))遷移。
答案 LiOH 2Cl--2e-===Cl2↑ B
7.解析 (1)陽極發(fā)生氧化反應(yīng),由于OH-的放電性大于SO,則在反應(yīng)中OH-失去電子,電極反應(yīng)式為2H2O-4e-===4H++O2↑。
(2)陽極室H2O放電產(chǎn)生H+,H+進(jìn)入產(chǎn)品室,原料室中的H2PO穿過陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室,兩者發(fā)生反應(yīng):H++H2POH3PO2。
(3)如果撤去陽膜,H2PO或H3PO2可能被氧化為PO。
答案 (1)2H2O-4e-===O2↑+4H+
(2)陽極室的H+穿過陽膜
15、擴(kuò)散至產(chǎn)品室,原料室的H2PO穿過陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室,二者反應(yīng)生成H3PO2
(3)PO H2PO或H3PO2被氧化
【一年模擬試題精練】
1.A [A項(xiàng)是將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能;B項(xiàng)是將水的勢能轉(zhuǎn)化成電能;C項(xiàng)是將太陽能轉(zhuǎn)化成熱能;D項(xiàng)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。]
2.C [銅與鹽酸不能直接發(fā)生反應(yīng),由于不是能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),故不能設(shè)計(jì)成原電池,即A、B選項(xiàng)不符合;由于銅失去電子,故銅作陽極,與電源的正極相連,選項(xiàng)C符合。]
3.D [A項(xiàng),Al3+氧化性小于H+,陰極上H+放電生成H2;B項(xiàng),金屬鋁被氧化,做電解池的陽極。]
4.D [鈦電極為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),A項(xiàng)錯誤;銅作陽
16、極,陽極上銅發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),陽極反應(yīng)式為2Cu+2OH--2e-===Cu2O+H2O,OH-由陰極區(qū)遷移到陽極區(qū)參與反應(yīng),離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜,C項(xiàng)錯誤,D項(xiàng)正確;由陰極區(qū)遷移過來的OH-在陽極全部參與反應(yīng);陽極附近溶液的pH不變,B項(xiàng)錯誤。]
5.C [三種物質(zhì)溶于水后,發(fā)生反應(yīng)Ba2++SO===BaSO4↓、Ag++Cl-===AgCl↓,則混合溶液的溶質(zhì)為KCl和KNO3。由題意,陰、陽兩極收集到的氣體體積之比為3∶2,所以陰極反應(yīng)為:2H++2e-===H2↑,陽極反應(yīng)為:2Cl--2e-===Cl2↑和4OH--4e-===O2↑+2H2O,陰、陽兩極共生成氫氣、氯
17、氣和氧氣三種氣體,要使電解質(zhì)溶液復(fù)原,需要通入適量的HCl,還需要加入適量的水。]
6.A [A項(xiàng),若電解液為CuCl2溶液,電解的總反應(yīng)為Fe+Cu2+===Fe2++Cu,無法得到Fe(OH)2,錯誤;B項(xiàng),要得到Fe(OH)2,陰極即b電極發(fā)生H2O電離的H+放電反應(yīng),H+濃度減小,促進(jìn)H2O的電離,使得溶液中OH-濃度增大,故pH升高,正確;C項(xiàng),電解質(zhì)溶液中陰離子應(yīng)向陽極移動,即向a電極移動,正確;D項(xiàng),加入苯之前應(yīng)將電解液c加熱煮沸,以趕出溶解在其中的O2,防止Fe(OH)2被氧化,正確。]
7.解析 甲池為原電池,A為負(fù)極,甲醇失電子生成CO,丙池是電解水,設(shè)消耗水x g,1
18、0.00%×100=10.99%×(100-x),x≈9,n(H2O)=0.5 mol,依據(jù)2H2O2H2↑+O2↑,生成n(O2)=0.25 mol、n(H2)=0.5 mol,共0.75 mol氣體;乙池C棒為陽極,生成O2,依據(jù)得失電子守恒可知乙池碳棒與丙池左邊碳棒生成的O2相同,n(O2)=0.25 mol,消耗n(H2O)=0.5 mol,生成n(H+)=1 mol,c(H+)=1 mol·L-1;(4)依據(jù)信息MnO中Mn元素的化合價(jià)升高1變?yōu)镸nO,所以陽極反應(yīng)式為MnO-e-===MnO,陰極發(fā)生2H++2e-===H2↑,最終電解質(zhì)溶液pH增大。
答案 (1)負(fù) CH3OH-6e-+8OH-===CO+6H2O
(2)1 mol·L-1 (3)16.8
(4)MnO-e-===MnO 增大