高考化學(xué) 小題精練系列 專題27 電解池的基本原理(含解析)1
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專題27 電解池的基本原理 (滿分42分 時(shí)間20分鐘) 姓名: 班級(jí): 得分: 1.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 【答案】D 【考點(diǎn)定位】考查原電池和電解池的工作原理 【名師點(diǎn)晴】本題涉及電解原理,明確各個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)及電解原理是解本題關(guān)鍵,易錯(cuò)選項(xiàng)是BD,注意B中反應(yīng)生成物,注意D中堿性條件下不能有氫離子參加反應(yīng)或生成。 2、如圖所示的裝置,C、D、E、F、X、Y都是惰性電極,將電源接通后,向(乙)中滴入酚酞溶液,在F極附近顯紅色,則以下說法正確的是( ) A.電源B極是正極 B.(甲)、(乙)裝置的C、D、E、F電極均有單質(zhì)生成,其物質(zhì)的量比為1:2:2:2 C.欲用(丙)裝置給銅鍍銀,H應(yīng)該是Ag,電鍍液是AgNO3溶液 D.裝置(丁)中X極附近紅褐色不變 【答案】B 考點(diǎn):考查了電解原理的相關(guān)知識(shí)。 3.電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4,同時(shí)獲得氫氣。工作原理如圖1所示,c( Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2。 已知:FeO42-為紫紅色;Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定,易被H2還原;溶液中OH-濃度過高,鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。下列說法錯(cuò)誤的是( ) A.制備Na2FeO4的電極反應(yīng)為Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O B.電解過程中,須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出 C.MN兩點(diǎn)中c(Na2FeO4)低于最高值的原因不同,在M點(diǎn)會(huì)有Fe(OH)3生成 D.圖1中的離子交換膜為陰離子交換膜,電解過程中,陰極區(qū)附近pH會(huì)增大 【答案】C 考點(diǎn):考查電解原理及其應(yīng)用 4.如圖,其中甲池的總反應(yīng)式為:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O,下列說法正確的是 A.甲池是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置,乙、丙池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化電能的裝置 B.甲池通入CH3OH的電極反應(yīng)為CH3OH-6e-+2H2O=CO32-+8H+ C.反應(yīng)一段時(shí)間后,向乙池中加入一定量Cu(OH)2固體,能使CuSO4溶液恢復(fù)到原濃度 D.甲池中消耗280mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)O2,此時(shí)丙池中理論上最多產(chǎn)生1.45g固體 【答案】D 【解析】 試題分析:A、甲池是燃料電池,是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,乙、丙池是電解池,是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置,故A錯(cuò)誤;B、在燃料電池中,負(fù)極是甲醇發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),在堿性電解質(zhì)下的電極反應(yīng)為CH3OH-6e-+2H2O+8OH-=CO32-+8H2O,故B錯(cuò)誤;C、電解池乙池中,電解后生成硫酸、銅和氧氣,要想復(fù)原,要加入氧化銅,故C錯(cuò)誤;D、甲池中根據(jù)電極反應(yīng):O2+2H2O+4e-=4OH-,所以消耗280mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.0125mol)O2,則轉(zhuǎn)移電子0.05mol,根據(jù)丙裝置中,在陰極上是氫離子放電,轉(zhuǎn)移電子0.05mol,減小的氫離子是0.05mol,氫氧根離子是0.05mol,鎂離子和氫氧根離子之間反應(yīng)生成氫氧化鎂,理論上最多產(chǎn)生氫氧化鎂質(zhì)量應(yīng)該是0.05mol58g/mol=1.45g固體,故D正確;故選D。 考點(diǎn):考查了原電池和電解池的工作原理的相關(guān)知識(shí)。 5.用惰性電極電解100ml4mol/L的Cu(NO3)2溶液,一段時(shí)間后在陽極收集到標(biāo)況下氣體1.12L,停止電解,向電解后的溶液中加入足量的鐵粉,充分作用后溶液中Fe2+濃度為(設(shè)溶液體積不變) A.0.75mol/L B.2.75mol/L C.4mol/L D.3.75mol/L 【答案】D 2Cu(NO3)2+2H2O2Cu↓+O2↑+4HNO3, 2 1 4 0.1mol 0.05mol 0.2mol 故電解后溶液中生成的HNO3的物質(zhì)的量為0.2mol,電解后溶液中硝酸銅的物質(zhì)的量為0.1L4mol?L-1 -0.1mol=0.3mol,硝酸與鐵反應(yīng)生成硝酸亞鐵,反應(yīng)方程式為8HNO3+3Fe=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,故0.2mol HNO3生成Fe(NO3)2的物質(zhì)的量為:0.2mol3/8=0.075mol,硝酸銅與鐵反應(yīng)生成硝酸亞鐵,反應(yīng)方程式為Fe+Cu2+ =Fe2+ +Cu,故0.3mol硝酸銅生成Fe(NO3)2的物質(zhì)的量為0.3mol,反應(yīng)后溶液中Fe2+的物質(zhì)的量為0.3mol+0.075mol=0.375mol,反應(yīng)后溶液中Fe2+濃度為0.375mol0.1L=3.75mol/L,故選項(xiàng)D正確。 考點(diǎn):考查電解原理、混合物的有關(guān)計(jì)算的知識(shí)。 6.電解CuSO4溶液時(shí),要求達(dá)到三點(diǎn)(1)陽極質(zhì)量減少;(2)陰極質(zhì)量增加;(3)電解質(zhì)溶液中c(Cu2+)不變,則可選用的電極是 A.純銅作陽極,含Zn和Ag的銅合金作陰極 B.含Zn和Ag的銅合金作陽極,純銅作陰極 C.用純鐵作陽極,純銅作陰極 D.用石墨作陽極,純銅作陰極 【答案】A 考點(diǎn):考查電解原理等知識(shí)。 7.電解裝置如圖所示,電解槽內(nèi)裝有KI及淀粉溶液,中間用陰離子交換膜隔開。在一定的電壓下通電,發(fā)現(xiàn)左側(cè)溶液變藍(lán)色,一段時(shí)間后,藍(lán)色逐漸變淺;已知:3I2+6OH—==IO3—+5I—+3H2O,下列說法不正確的是( ) A.右側(cè)發(fā)生的電極方程式:2H2O+2e—=H2↑+2OH— B.電解結(jié)束時(shí),右側(cè)溶液中含有IO3— C.電解槽內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式KI+3H2OKIO3+3H2↑ D.如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜,電解槽內(nèi)發(fā)生的總化學(xué)方程式不變 【答案】D 【解析】 試題分析:A.左側(cè)溶液變藍(lán)色,生成I2,左側(cè)電極為陽極,右側(cè)電極為陰極,電極反應(yīng)式為2H2O+2e—=H2↑+2OH—,A項(xiàng)正確;B.一段時(shí)間后,藍(lán)色變淺,發(fā)生反應(yīng)3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O,中間為陰離子交換膜,右側(cè)I-、OH-通過陰離子交換膜向左側(cè)移動(dòng),保證兩邊溶液呈電中性,左側(cè)的IO3-通過陰離子交換膜向右側(cè)移動(dòng),右側(cè)溶液中含有IO3-,B項(xiàng)正確;C.左側(cè)電極為陽極,電極反應(yīng)為:2I--2e-=I2,同時(shí)發(fā)生反應(yīng)3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O,右側(cè)電極為陰極,電極反應(yīng)式為:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,總的化學(xué)方程式為:KI+3H2OKIO3+3H2↑,C項(xiàng)正確;D.如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜,左側(cè)電極為陽極,電極反應(yīng)為:2I--2e-=I2,右側(cè)電極為陰極,電極反應(yīng)式為:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,保證兩邊溶液呈電中性,左側(cè)多余K+通過陽離子交換膜遷移至陰極,左側(cè)生成I2,右側(cè)溶液中有KOH生成,碘單質(zhì)與KOH不能反應(yīng),總反應(yīng)相當(dāng)于:2KI+2H2O2KOH+I2+H2↑,D項(xiàng)錯(cuò)誤;答案選D。 考點(diǎn):考查電解池的應(yīng)用等知識(shí)。 8.電解硫酸鈉溶液生產(chǎn)硫酸和燒堿溶液的裝置如圖所示,其中陰極和陽極均為惰性電極。測(cè)得同溫同壓下,氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2,以下說法正確的是( ) A.a(chǎn)極與電源的負(fù)極相連 B.a(chǎn)電極反應(yīng)式:2H2O+2e-= H2↑+2OH- C.離子交換膜d為陰離子交換膜 D.產(chǎn)物丙為硫酸溶液 【答案】D 考點(diǎn):本題考查電解原理的應(yīng)用。 9.如圖所示裝置可通過發(fā)生“3N2O4+8HNO3=6N2O5+2NO+4H2O”制備N2O5,有關(guān)說法中錯(cuò)誤的是( ) A.陰極的電極反應(yīng)為:NO3﹣+4H++3e﹣=NO↑+2H2O B.陽極的電極反應(yīng)為:N2O4+2 HNO3﹣2e﹣ =2N2O5+2H+ C.當(dāng)電路中通過6 mol e﹣時(shí)整個(gè)電解池中參與反應(yīng)的HNO3為8mol D.當(dāng)電路中通過6 mol e﹣時(shí),有8molH+從陽極向陰 極遷移 【答案】D 考點(diǎn):本題考查電解原理。 10.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溶液制備高鐵酸鹽Na2FeO4的裝置如圖所示。下列推斷合理的是( ) A.鐵是陽極,電極反應(yīng)為Fe-6e-+4H2O=FeO42 -+ 8H+ B.電解時(shí)電子的流動(dòng)方向?yàn)椋贺?fù)極→Ni電極→溶液→Fe 電極→正極 C.若隔膜為陰離子交換膜,則OH-自右向左移動(dòng) D.電解時(shí)陽極區(qū)pH降低、陰極區(qū)pH升高,撤去隔膜混合后,與原溶液比較pH降低(假設(shè)電解前后體積變化忽略不計(jì)) 【答案】D 考點(diǎn):本題考查電解原理。 11.利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。下列說法正確的是 ( ) A.氯堿工業(yè)中,X電極上反應(yīng)式是4OH--4e-===2H2O+O2↑ B.電解精煉銅時(shí),Z溶液中的Cu2+濃度不變 C.在鐵片上鍍銅時(shí),Y是純銅 D.制取金屬鎂時(shí),Z是熔融的氯化鎂 【答案】D 【解析】 試題分析:A、X電極跟電源的正極相連,X為陽極,根據(jù)電解原理,因此電解反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑,故錯(cuò)誤;B、精煉銅時(shí),電解液為含Cu2+溶液,粗銅除含有Cu,還含有鋅、鐵等雜質(zhì),因此Cu2+濃度幾乎保持不變,故錯(cuò)誤;C、Y跟電源負(fù)極相連,Y為陰極,根據(jù)電鍍?cè)?,Y是鐵,故錯(cuò)誤;D、工業(yè)上電解熔融氯化鎂得到金屬鎂,故正確; 考點(diǎn):考查電解原理等知識(shí)。 12.如圖所示,將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U型管中。下列正確的是( ) A.K1閉合,鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為2H++2e-=H2↑ B.K1閉合,石墨棒周圍溶液PH 逐漸升高 C.K2閉合,鐵棒不會(huì)被腐蝕,屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法 D.K2閉合,電路中通過0.002NA個(gè)電子時(shí),兩極共產(chǎn)生0.001mol氣體 【答案】B 【考點(diǎn)定位】考查原電池和電解池的工作原理 【名師點(diǎn)晴】本題考查了原電池原理和電解池原理,能正確判斷電池的類型及兩極的反應(yīng)是解本題的關(guān)鍵。若閉合K1,該裝置沒有外接電源,所以構(gòu)成了原電池;組成原電池時(shí),較活潑的金屬鐵作負(fù)極,負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng);石墨棒作正極,正極上氧氣得電子生成氫氧根離子發(fā)生還原反應(yīng);若閉合K2,該裝置有外接電源,所以構(gòu)成了電解池,F(xiàn)e與負(fù)極相連為陰極,碳棒與正極相連為陽極。 13.某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器,用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液,通電時(shí),為使Cl2被完全吸收,制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液,設(shè)計(jì)了如圖的裝置,則對(duì)電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是( ) A.a(chǎn)為正極,b為負(fù)極;NaClO和NaCl B.a(chǎn)為負(fù)極,b為正極;NaClO和NaCl C.a(chǎn)為陽極,b為陰極;HClO和NaCl D.a(chǎn)為陰極,b為陽極;HClO和NaCl 【答案】B 考點(diǎn):考查電解原理的應(yīng)用。 14. 用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解,下列說法正確的是 ( ) A.電解稀硫酸溶液,實(shí)質(zhì)上是電解水,故溶液pH不變 B.電解稀氫氧化鈉溶液,要消耗OH-,故溶液pH減小 C.電解硫酸鈉溶液,在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2 D.電解氯化銅溶液,在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶1 【答案】D 【解析】 試題分析:電解稀硫酸溶液,實(shí)質(zhì)上是電解水,溶液濃度變大,故溶液pH變小,故A錯(cuò)誤;電解稀氫氧化鈉溶液,實(shí)質(zhì)上是電解水,溶液濃度變大,故溶液pH增大,故B錯(cuò)誤;電解硫酸鈉溶液,實(shí)質(zhì)上是電解水,在陰極上生成氫氣、陽極上析出氧氣,物質(zhì)的量之比為2∶1,故C錯(cuò)誤;電解氯化銅溶液,在陰極上生成銅、陽極上析出氯氣,物質(zhì)的量之比為1∶1,故D正確。 考點(diǎn):本題考查電解原理。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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