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專題23 電解池的基本原理 （滿分60分 時(shí)間25分鐘） 姓名：_______________ 班級(jí)：_______________ 得分：_______________ 1．工業(yè)上常采用吸收-電解聯(lián)合法除去天然氣中的H2S氣體，并轉(zhuǎn)化為可回收利用的單質(zhì)硫，其裝置如下圖所示。通電前，先通入一段時(shí)間含H2S的甲烷氣，使部分NaOH吸收H2S轉(zhuǎn)化為Na2S，再接通電源，繼續(xù)通入含雜質(zhì)的甲烷氣，并控制好通氣速率即可保證裝置中反應(yīng)的連續(xù)性。 下列說法正確的是 A． 與電源a端相連的碳棒為陽極，氣體A為O2 B． 與電源b端相連的碳棒上電極反應(yīng)為：2H2O + 2e－ 2OH－+ H2↑ C． 通電過程中，右池溶液中的OH-通過陰離子膜進(jìn)入左池 D． 在通電前后，右池中的c(NaOH)與c(Na2S) 之比基本不變 【答案】D 【解析】 【詳解】根據(jù)圖中信息可知，右側(cè)通入含有H2S雜質(zhì)的甲烷氣，得到除雜后的甲烷氣，結(jié)合題意，則右端 答案選D。 【點(diǎn)睛】本題考查電化學(xué)知識(shí)，必須通過溶液中離子放電情況判斷電極，通過電極反應(yīng)分析電極反應(yīng)式，從而得解。 2．為了實(shí)現(xiàn)空間站的零排放，循環(huán)利用人體呼出的CO2并提供O2，我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了如下圖裝置，反應(yīng)完畢，電解質(zhì)溶液的pH保持不變。下列說法正確的是 A． 圖中N型半導(dǎo)體為正極，P型半導(dǎo)體為負(fù)極 B． Y 電極的反應(yīng)：4OH--4e-=2H2O +O2↑ C． 圖中離子交換膜為陽離子交換膜 D． 該裝置實(shí)現(xiàn)了“太陽能→化學(xué)能→電能”的轉(zhuǎn)化 【答案】B 3．某小組設(shè)計(jì)電解飽和食鹽水的裝置如圖所示，通電后兩極均有氣泡產(chǎn)生，下列敘述正確的是 （ ） A． 銅電極附近觀察到黃綠色氣體 B． 石墨電極附近溶液呈紅色 C． 溶液中的Na＋向石墨電極移動(dòng) D． 銅電極上發(fā)生還原反應(yīng) 【答案】D 【解析】 【詳解】電解飽和食鹽水的電極反應(yīng)：陽極：2Cl--2e-=Cl2↑，陰極：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；總反應(yīng)： 【點(diǎn)睛】該裝置中若銅為陽極，陽極為銅失電子，總反應(yīng)為：Cu+2H2OCu(OH)2+H2↑；若該裝置中銅做陰極，銅就不失電子，總反應(yīng)為：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑；所以電解池中陽極材料的不同，決定了該反應(yīng)原理也不一樣。 4．用電解法可提純含有某些含氧酸根雜質(zhì)的粗KOH溶液，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是（ ） A． 陽極反應(yīng)式為4OH－-4e－＝2H2O+O2↑ B． 通電后陰極區(qū)附近溶液pH會(huì)增大 C． K+通過交換膜從陰極區(qū)移向陽極區(qū) D． 純凈的KOH溶液從b出口導(dǎo)出 【答案】C 【解析】根據(jù)圖示，通入粗氫氧化鉀的電極是陽極，陽極反應(yīng)式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；通入水的電極是陰極，電極反應(yīng)為，K＋通過交換膜從陽極區(qū)移向陰極區(qū)，生成氫氧化鉀，純凈的KOH溶液從b口導(dǎo)出，陰極區(qū)附近溶液的pH會(huì)增大，故C錯(cuò)誤； 5．一定條件下，利用如圖所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的儲(chǔ)氫，下列有關(guān)說法不正確的是 A． 電源A為負(fù)極，電極C為陽極 B． 單一氣體為O2 C． 該儲(chǔ)氫裝置的電流效率約為32.1%(電流效率計(jì)算公式為=100%） D． 電子流動(dòng)方向?yàn)椋篈→D；C→B 【答案】C 【解析】 【分析】根據(jù)圖知，苯中的碳得電子生成環(huán)己烷，則D作陰極，E作陽極，所以A是負(fù)極、B是正極，電子從負(fù)極流向陰極；該實(shí)驗(yàn)的目的是儲(chǔ)氫，所以陰極上發(fā)生的反應(yīng)為生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)物，陰極上苯得電子和氫離子生成環(huán)己烷，據(jù)此分析可得結(jié)論。 【詳解】 D. A為負(fù)極、B為正極，D為電解池的陰極，C為電解池的陽極，則電子流動(dòng)方向?yàn)椋篈→D；C→B，故D說法正確； 答案選C。 6．把物質(zhì)的量均為0.1 mol的CuCl2和H2SO4溶于水制成100 mL的混合溶液，用石墨作電極電解，并收集兩電極所產(chǎn)生的氣體，一段時(shí)間后在兩極收集到的氣體在相同條件下體積相同。則下列描述正確的是 A． 電路中共轉(zhuǎn)移0.6NA個(gè)電子 B． 陽極得到的氣體中O2的物質(zhì)的量為0.2 mol C． 陰極質(zhì)量增加3.2 g D． 電解后剩余溶液中硫酸的濃度為1molL－1 【答案】A 【解析】 【點(diǎn)睛】本題解答的關(guān)鍵在于厘清兩極的反應(yīng)原理，在陰極兩種離子的放電順序?yàn)镃u2+>H+，而在陽極為Cl->OH->SO42-，所以最終的結(jié)果是陰極產(chǎn)生的氫氣體積與陽極產(chǎn)生的氯氣和氧氣的總體積相等。 7．人工腎臟可用電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素[CO(NH2)2]，原理如圖，下列有關(guān)說法正確的是 A． B為電源的正極 B． 電解結(jié)束后，陰極室溶液的pH升高 C． 電子移動(dòng)的方向是B→右側(cè)惰性電極→質(zhì)子交換膜→左側(cè)惰性電極→A D． 陽極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為2Cl??2e?=Cl2↑，CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl 【答案】D 【解析】 【詳解】 8．如圖是以鉛蓄電池為電源，模擬氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水的裝置圖（C、D均為石墨電極）。電解一段時(shí)間后，若在電解池中C極一側(cè)出來的氣體無色無味，D極一側(cè)出來的氣體呈黃綠色有刺激性氣味。請(qǐng)回答以下問題： （1）已知鉛蓄電池在放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)：Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O，則A極為電源的_________極（填“正”或“負(fù)”），電極反應(yīng)為___________________________； （2）電解飽和食鹽水的離子反應(yīng)方程式是__________________； （3）電極C的電極反應(yīng)是_____________________________________________； （4）電解時(shí)為防止兩種氣體產(chǎn)物混合，用陽離子交換膜做隔膜。則電解時(shí)Na+從______極區(qū)移向_____極區(qū)（填“C”或“D”）； （5）若電路上有0.2mol電子的電量通過，則鉛蓄電池中消耗硫酸_________mol。 【答案】負(fù)Pb+2e-+SO42-=PbSO42Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑DC0.2 【解析】 離子向陰極移動(dòng)，因此電解時(shí)Na+從D極區(qū)移向C極區(qū)； （5）根據(jù)方程式Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O可知當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，消耗硫酸的物質(zhì)的量是2mol，則轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí)消耗硫酸的物質(zhì)的量是0.2mol。 【點(diǎn)睛】本題考查了原電池和電解池原理，根據(jù)電解池電極上發(fā)生的反應(yīng)來確定電解池陰陽極和原電池正負(fù)極，再根據(jù)物質(zhì)和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算，電極反應(yīng)式的書寫是高考熱點(diǎn)和難點(diǎn)。