高考化學 微測試系列 專題1-48(含解析)(打包48套)1.zip
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專題23 電解池的基本原理
(滿分60分 時間25分鐘)
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1.電-Fenton法是用于水體里有機污染物降解的高級氧化技術。其反應原理如圖所示,其中電解產(chǎn)生的H2O2與Fe2+發(fā)生Fenton反應:Fe2++H2O2Fe3++OH- +·OH,生成的羥基自由基(·OH)能氧化降解有機污染物。下列說法不正確的是
A.電源的A極是負極
B.電解池中只有O2、Fe3+發(fā)生還原反應
C.陽極上發(fā)生電極反應:H2O-e-·OH + H+
D.消耗1molO2,可以產(chǎn)生4mol ·OH
【答案】B
考點:考查電解原理的應用
2.中關村“創(chuàng)客19”實驗室模擬光合作用的電化學實驗裝置如右圖所示,該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和葡萄糖(C6H12O6)。下列說法正確的是
A.該裝置是新型化學電源裝置
B.該裝置工作時,H+從a極區(qū)向b極區(qū)遷移
C.每生成1 mol O2,有44 g CO2被還原
D.a(chǎn) 電極的反應為: 6CO2 + 24H+-24e-= C6H12O6 +6 H2 O
【答案】C
【考點定位】考查電解池反應原理的應用的知識。
【名師點睛】電化學知識包括原電池和電解池,首先要確定裝置是原電池還是電解池。確定方法是觀察圖示是否有電源,若有就是電解池,否則就是原電池。電解池工作時,陽極發(fā)生氧化反應,陰極發(fā)生還原反應。結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性書寫電極反應式、總反應方程式,并根據(jù)電性作用原理:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引確定電解質(zhì)溶液中離子移動的方向。原電池工作時,活動性強的電極為負極,發(fā)生氧化反應,活動性弱的電極為正極,正極上發(fā)生還原反應。要掌握電化學反應原理,利用好圖示及題干提供的信息,是本題解決的關鍵。.
3.某工廠采用電解法處理含鉻廢水,耐酸電解槽用鐵板作陰、陽極,槽中盛放含鉻廢水,原理示意圖如右圖所示,下列說法正確的是
A.A為電源負極
B.陽極區(qū)溶液中發(fā)生的氧化還原反應為Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
C.陰極區(qū)附近溶液pH降低
D.若不考慮氣體的溶解,當收集到13.44L H2 (標準狀況)時,有0.2molCr2O被還原
【答案】B
【考點定位】考查電解原理的應用
【名師點晴】掌握電解池的工作原理,準確判斷出陰陽極以及靈活應用電子得失守恒是解答的關鍵。氧化還原反應中守恒法解題的思維流程為:(1)找出氧化劑、還原劑及相應的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。(2)找準一個原子或離子得失電子數(shù)。(注意化學式中粒子的個數(shù))。(3)根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出等式。即n(氧化劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值(高價-低價)=n(還原劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值(高價-低價)。
4.已知反應:2CrO42-(黃)+2H+ =Cr2O72-(橙)+H2O設計圖示裝置(均為惰性電極)電解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7,下列有關敘述正確的是( )
A.CrO42-生成Cr2O72-的反應為非氧化還原反應,不能通過電解方法獲得
B.電源左側(cè)是正極
C.右側(cè)電極的電極反應為:2H2O+2e-=H2+2OH-
D.Na+從右側(cè)通過膜進入左側(cè)
【答案】D
【考點定位】考查電化學反應原理的應用的知識。
【名師點睛】電解池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。電解時,與電源正極連接的電極為陽極,陽極發(fā)生氧化反應,若陽極是活性電極,則電極本身失去電子,若為惰性電極,則是電解質(zhì)溶液的陰離子失去電子,放電順序是:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子;陰極則是溶液的陽離子獲得電子,發(fā)生還原反應,離子放電順序與金屬活動性順序表相反,只有Ag+>Fe3+>Cu2+??措娫吹恼龢O、負極或電解質(zhì)溶液中物質(zhì)濃度的變化是正確判斷、分析解答的關鍵。
5.高鐵酸鹽在能源環(huán)保領域有廣泛用途,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。下列說法合理的是( )
A.鎳電極上的電極反應為2H2O+2e- H2↑+2OH-
B.鐵是陽極, 電極反應為Fe-2e-+OH- Fe(OH)2
C.若隔膜為陰離子交換膜, 則OH-自右向左移動
D.電解時陽極區(qū)pH降低、陰極區(qū)pH升高, 最終溶液pH不變
【答案】A.
【解析】
試題分析:A.用鎳(Ni)、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鈉(Na2FeO4),鐵失電子生成高鐵酸鈉,則鐵作陽極,鎳作陰極,溶液中的氫離子在陰極放電生成氫氣,則電極反應式為2H2O+2e-H2↑+2OH-,A項正確;B.根據(jù)上述分析,鐵是陽極,電極反應為Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O,B項錯誤;C.若隔膜為陰離子交換膜, 則OH-自左向右移動,C項錯誤;D. 電解時陽極區(qū)的電極反應為Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O,pH降低、陰極區(qū)電極反應為2H2O+2e- H2↑+2OH-,pH升高, 電池的總反應為Fe+2H2O+2OH-=FeO42-+3H2↑,最終溶液pH降低,D項錯誤;答案選A。
【考點定位】考查電解原理的應用。
【名師點睛】本題考查電解原理的應用,正確判斷陰陽極及發(fā)生的反應是解本題關鍵。用鎳(Ni)、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鈉(Na2FeO4),鐵失電子生成高鐵酸鈉,則鐵作陽極,鎳作陰極,陽極上鐵失電子發(fā)生氧化反應,電極反應為Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O,溶液中的氫離子在陰極放電生成氫氣,則陰極電極反應式為2H2O+2e- H2↑+2OH-,電池的總反應為Fe+2H2O+2OH-=FeO42-+3H2↑。
6.用如圖所示裝置處理含NO3—的酸性工業(yè)廢水,某電極反應式為2NO3—+12H++10e-=N2+6H2O,則下列說法錯誤的是( )
A.電源正極為A,電解過程中有氣體放出
B.電解時H+從質(zhì)子交換膜左側(cè)向右側(cè)移動
C.電解過程中,右側(cè)電解液pH保持不變
D.電解池一側(cè)生成5.6gN2,另一側(cè)溶液質(zhì)量減少l8g
【答案】C
電子物質(zhì)的量為:5.6g÷28g/mol×10=2mol;每有2mol水電解轉(zhuǎn)移4mol電子,則陽極被電解的水的質(zhì)量為1mol×18g/mol=18g,D項正確;答案選C。
【考點定位】考查電解原理的應用。
【名師點睛】本題考查電解原理的應用,注意電子守恒和陽極發(fā)生氧化反應,陰極發(fā)生還原反應,題目難度中等。據(jù)電極反應式為2NO3—+12H++10e-=N2+6H2O可知,該反應為還原反應,為陰極反應式,廢水在B極反應,說明B為陰極;A為陽極,氫氧根離子在陽極放電生成氧氣和氫離子,據(jù)電子守恒和原子守恒解答。
7.某實驗小組的同學用右圖所示的實驗裝置進行電解反應,電解槽內(nèi)裝有KI-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)溶液變藍色,一段時間后,藍色逐漸變淺。
已知:3I2+6OH-= IO3-+5I-+3H2O
回答下列問題:
(1)左側(cè)為電源__________極。(填“正”或“負”)
(2)請用方程式及必要的文字解釋左側(cè)溶液變藍色的原因?___________________。
(3)寫出右側(cè)發(fā)生的有關電極反應的反應式:_____________________。
(4)電解反應結(jié)束時,左側(cè)溶液中還_________I-。(填“有”或“沒有”)
(5)寫出電解槽內(nèi)發(fā)生反應的總化學方程式:_____________________。
(6)如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜,電解槽內(nèi)發(fā)生的總化學反應_________。(填“變”或“不變”)
【答案】(1)正(2)左側(cè)溶液中發(fā)生了反應 2I--2e-=I2,I-被氧化生成I2,I2遇淀粉變藍。
(3)2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH- (4)有(5)KI+3H2O KIO3+3H2↑(6)變;
考點:考查了電解原理的相關知識。
8、(1)用惰性電極電解CuSO4溶液(如圖的裝置),
該過程中電解池電極反應式為是陽極: , 陰極: 。
(2)若電解池中裝入足量溶液,當陰極增重3.2g時,停止通電,此時陽極產(chǎn)生氣體的體積(標準狀況)為 (假設氣體全部逸出)。
(3)欲使電解液恢復到起始狀態(tài),應向溶液中加入適量的
A.CuSO4 B.H2O C.CuO D.CuSO4·5H2O
(4)用Na2CO3熔融鹽作電解質(zhì),CO、O2為原料組成的新型電池的研究取得了重大突破。該電池示意圖如右:負極電極反應式為_________________________,為了使該燃料電池長時間穩(wěn)定運行,電池的電解質(zhì)組成應保持穩(wěn)定,電池工作時必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)。A物質(zhì)的化學式為__________________。
【答案】(1)4OH-=O2+2H2O+4e- 2Cu2++4 e- =2Cu (2)0.56L
(3)C (4)CO32-+CO2CO2+2e- CO2
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