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2019-2020年高考化學復習 考點20 電解池練習 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，控制溶液pH為9～10，陽極產生的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．陽極的電極反應式：Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O C．陰極的電極反應式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ D．除去CN－的反應：2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O 2．(xx福建理綜，11)某模擬“人工樹葉”電化學實驗裝置如圖所示，該裝置能將H2O和CO2轉化為O2和燃料(C3H8O)。下列說法正確的是(　　) A．該裝置將化學能轉化為光能和電能 B．該裝置工作時，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 電極的反應為：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H2OCO2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是電源的負極 B．陰極的電極反應式是：H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－ C．總反應可表示為：H2O＋CO2H2＋CO＋O2 D．陰、陽兩極生成的氣體的物質的量之比是1∶1 4．(xx山東理綜，29)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。 (1)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(填化學式)，陽極電極反應式為______________________________________________， 電解過程中Li＋向________電極遷移(填“A”或“B”)。 (2)利用鈷渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制備鈷氧化物的工藝流程如下： Co(OH)3溶解還原反應的離子方程式為________________________________，鐵渣中鐵元素的化合價為________，在空氣中煅燒CoC2O4生成鈷氧化物和CO2，測得充分煅燒后固體質量為2.41 g，CO2體積為1.344 L(標準狀況)，則鈷氧化物的化學式為________。 1．(xx海南化學，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．陽極附近溶液呈藍色 D．溶液的pH變小 2．(xx廣東理綜，11)某同學組裝了如圖所示的電化學裝置，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 C. 電極Ⅱ逐漸溶解 D. 電極Ⅲ的電極反應：Cu2＋＋2e－===Cu 3．(xx海南化學，12)下圖所示的電解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均為Pt電極。電解過程中，電極b和d上沒有氣體逸出，但質量均增大，且增重bAl3＋，故陰極上發(fā)生的反應是2H＋＋2e－===H2↑，陰極產物為H2。 答案　負　4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl　H2 8．解析　根據電解NO制備NH4NO3的工作原理圖知：陰極反應式為3NO＋15e－＋18H＋===3NH＋3H2O，陽極反應式為5NO－15e－＋10H2O===5NO＋20H＋，總反應式為：8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3為了使電解產生的HNO3全部轉化為NH4NO3應補充NH3。 答案　NH3　根據反應：8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3，電解產生的HNO3多 9．解析　(1)由于從發(fā)生了得電子的還原反應，故D為陰極，E為陽極，A為負極，B為正極，導線中電子移動方向為A→D。(2)由①知D電極生成目標產物的電極反應式為。(3)由(1)知，E電極反應為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，則生成2.8 mol O2轉移的電子為2.8 mol4＝11.2 mol，電解過程中通過陰、陽極的電子數目相等，即陰極得到電子也為11.2 mol，陰極上發(fā)生的電極反應式為C6H6＋6H＋＋6e－===C6H12，2H＋＋2e－===H2↑，設參加反應的苯的物質的量為x，其轉移電子的物質的量為6x，生成的H2為 mol，依題意得100%＝10%，x＝1.2。生成目標產物消耗的電子為1.2 mol6＝7.2 mol，電流效率η＝100%≈64.3%。 答案　(1)A→D (2) (3)64.3% 10．解析　(1)陽極發(fā)生氧化反應，由于OH－的放電性大于SO，則在反應中OH－失去電子，電極反應式為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑。 (2)陽極室H2O放電產生H＋，H＋進入產品室，原料室中的H2PO穿過陰膜擴散至產品室，兩者發(fā)生反應：H＋＋H2POH3PO2。 (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＋穿過陽膜擴散至產品室，原料室的H2PO穿過陰膜擴散至產品室，二者反應生成H3PO2 (3)PO　H2PO或H3PO2被氧化 11．解析　(1)根據Mn的化合價，從＋2價→＋4價，失電子發(fā)生氧化反應，則陽極電極反應式為Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋。 (2)①電解時，陰極溶液中的陽離子放電，即水溶液中的H＋放電生成H2和OH－。②由題給反應可知，陽極區(qū)生成了S，S可以理解為(n－1)S＋S2－，加入稀硫酸生成S單質同時還有H2S氣體。 答案　(1)Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋ (2)①2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ ②S＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑ 【兩年模擬試題精練】 1．A　[A項是將電能轉化成化學能；B項是將水的勢能轉化成電能；C項是將太陽能轉化成熱能；D項是將化學能轉化成電能。] 2．C　[銅與鹽酸不能直接發(fā)生反應，由于不是能自發(fā)進行的氧化還原反應，故不能設計成原電池，即A、B選項不符合；由于銅失去電子，故銅作陽極，與電源的正極相連，選項C符合。] 3．D　[A項，Al3＋氧化性小于H＋，陰極上H＋放電生成H2；B項，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，A項錯誤；銅作陽極，陽極上銅發(fā)生失電子的氧化反應，陽極反應式為2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，OH－由陰極區(qū)遷移到陽極區(qū)參與反應，離子交換膜應為陰離子交換膜，C項錯誤，D項正確；由陰極區(qū)遷移過來的OH－在陽極全部參與反應；陽極附近溶液的pH不變，B項錯誤。] 5．C　[三種物質溶于水后，發(fā)生反應Ba2＋＋SO===BaSO4↓、Ag＋＋Cl－===AgCl↓，則混合溶液的溶質為KCl和KNO3。由題意，陰、陽兩極收集到的氣體體積之比為3∶2，所以陰極反應為：2H＋＋2e－===H2↑，陽極反應為：2Cl－－2e－===Cl2↑和4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，陰、陽兩極共生成氫氣、氯氣和氧氣三種氣體，要使電解質溶液復原，需要通入適量的HCl，還需要加入適量的水。] 6．A　[A項，K與N連接時形成原電池，X為硫酸時，電池總反應為Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，所得溶液pH增大，正確；B項，X為NaCl溶液時，發(fā)生Fe的吸氧腐蝕反應，石墨是正極，正極反應式：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，錯誤；C項，K與M相連時形成電解池，X為硫酸，實質發(fā)生電解水反應，H2O被消耗掉，則硫酸濃度增大，pH減小，錯誤；D項，是電解NaCl溶液，石墨是陽極，陽極反應式：2Cl－－2e－===Cl2↑，錯誤。] 7．A　[A項，若電解液為CuCl2溶液，電解的總反應為Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，無法得到Fe(OH)2，錯誤；B項，要得到Fe(OH)2，陰極即b電極發(fā)生H2O電離的H＋放電反應，H＋濃度減小，促進H2O的電離，使得溶液中OH－濃度增大，故pH升高，正確；C項，電解質溶液中陰離子應向陽極移動，即向a電極移動，正確；D項，加入苯之前應將電解液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。] 8．解析　(1)由電池總反應可知，鎂作負極；不能用熔融氯化鋁代替熔融氧化鋁作電解質，因為氯化鋁為共價化合物，熔融時不電離，不能導電。(2)電解精煉時，不純的金屬作陽極，純的金屬作陰極，純金屬的可溶性鹽作電解質溶液。(3)電鍍時鍍件作陰極，鍍層金屬作陽極，含有鍍層金屬離子的可溶性鹽作電解質溶液。 答案　(1)Mg　不能，氯化鋁是共價化合物，熔融時不電離，不能導電 (2)Y　硫酸鎳溶液(或可溶性的鎳鹽) (3)銅板　硫酸銅溶液(或可溶性的銅鹽) 9．解析　(1)K與a相連構成原電池，鐵作為原電池的負極，失去電子發(fā)生氧化反應：Fe－2e－===Fe2＋。(2)在Fe上鍍的金屬必須比鐵活潑，所以選擇Zn。(3)K與b相連構成電解池，乙與電源負極相連，所以作為電解池的陰極。(4)A項，電解池中陽離子向陰極移動，錯誤；B項，甲極Cl－放電生成Cl2，Cl2可使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{，正確；C項，兩電極生成的是等量的H2和Cl2，應通入HCl，若加入鹽酸會引進H2O，使溶液濃度變稀，錯誤；D項，陰極Cl－放電結束后OH－放電得到O2，錯誤。(5)乙電極是H＋放電，所以該電極處產生了大量的OH－，加入酚酞溶液變紅；乙電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑，n(e－)＝2n(H2)＝222.4 mL22.4 molL－1＝0.002 mol c(H＋)＝＝＝＝0.01 molL－1，所以pH＝12。 答案　(1)負　Fe－2e－===Fe2＋ (2)B (3)陰　2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ (4)B (5)乙　0.002　12 10．解析　(1)電解液中陽離子由左至右，故左邊是陽極，右邊是陰極(b是陰極)。(2)陰極產生的是H2，n(H2)＝0.005 mol，需要轉移的電子為0.01 mol，通過陽離子交換膜的為H＋，故n(H＋)＝0.01 mol；陰極區(qū)H＋放電，pH變大。(3)根據電子得失守恒、電荷守恒和原子守恒得2ClO2＋2CN－===N2＋2CO2＋2Cl－。 答案　(1)Cl－－5e－＋2H2O===ClO2↑＋4H＋　陰極 (2)0.01　變大 (3)2ClO2＋2CN－===N2＋2CO2＋2Cl－ 11．解析?、?甲池為原電池，A為負極，甲醇失電子生成CO，丙池是電解水，設消耗水x g，10.00%100＝10.99%(100－x)，x≈9，n(H2O)＝0.5 mol，依據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 molL－1；(4)依據信息MnO中Mn元素的化合價升高1變?yōu)镸nO，所以陽極反應式為MnO－e－===MnO，陰極發(fā)生2H＋＋2e－===H2↑，最終電解質溶液pH增大。 答案　(1)負　CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O (2)1 molL－1　(3)16.8 (4)MnO－e－===MnO　增大