高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)題組訓(xùn)練6.3電解池的工作原理及應(yīng)用2含解析-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

電解池的工作原理及應(yīng)用電解原理的常規(guī)應(yīng)用1.(2020年山東等級考模擬)工業(yè)上電解NaHSO4溶液制備Na2S2O8。電解時,陰極材料為Pb;陽極(鉑電極)電極反應(yīng)式為2HS-2e-S2+2H+。下列說法正確的是????????????? (　　)A.陰極電極反應(yīng)式為Pb+HS-2e-PbSO4+H+B.陽極反應(yīng)中S的化合價升高C.S2中既存在非極性鍵又存在極性鍵D.可以用銅電極作陽極【解析】選C。Na2S2O8的結(jié)構(gòu)為,由此結(jié)構(gòu)可以判斷出以下信息:S2中含硫氧極性鍵和氧氧非極性鍵;S的化合價仍為+6價,中間的兩個O均為-1價,其他的O均為-2價;電解時陽極的HS中O失去電子,S未變價;陰極電極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑;若用銅作陽極,則陽極反應(yīng)為Cu-2e-Cu2+,綜上所述,答案為C。2.(2020·沈陽模擬)氯堿工業(yè)的原理改進(jìn)方法如圖分兩個階段進(jìn)行,下列說法中錯誤的是????????????? (　　)A.在階段Ⅰ中,電源a為正極、b為負(fù)極B.階段Ⅱ陰極反應(yīng):Na0.44-xMnO2+xe-+xNa+Na0.44MnO2C.比傳統(tǒng)氯堿工業(yè)減少了陽離子交換膜,避免氫氣和氯氣混合,便于NaOH提純D.階段Ⅰ,Ⅱ的反應(yīng)不能都在飽和食鹽水的條件下進(jìn)行【解析】選A。電解池陽極發(fā)生氧化反應(yīng)(或陰極發(fā)生還原反應(yīng)),階段Ⅰ中陰極H2O→H2:得到電子、發(fā)生還原反應(yīng),電源a為負(fù)極、b為正極,故A錯誤;階段Ⅱ中陰極發(fā)生還原反應(yīng),并且Na0.44-xMnO2→Na0.44MnO2,電極反應(yīng)式為Na0.44-xMnO2+xe-+xNa+Na0.44MnO2,故B正確;階段Ⅰ中陰極生成H2,階段Ⅱ中陽極生成Cl2,避免氫氣和氯氣直接混合發(fā)生爆炸,更有利于NaCl和NaOH的分離,故C正確;Cl-的放電性強,階段Ⅰ電解NaOH溶液避免了Cl-的放電,也減少了陽離子交換膜,階段Ⅱ電解飽和食鹽水,使Cl-放電,陰極得到Na0.44MnO2可循環(huán)使用,故D正確。歸納提升1.電解精煉銅時,陽極減少的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量不相等,電解質(zhì)溶液的濃度減小。2.粗銅中不活潑的雜質(zhì)(金屬活動性順序中位于銅之后的銀、金等),在陽極難以失去電子,當(dāng)陽極上的銅失去電子變成離子之后,它們以金屬單質(zhì)的形式沉積于電解槽的底部,成為陽極泥。應(yīng)用電解原理制備新物質(zhì)3.(2020·平頂山模擬)某實驗小組模擬光合作用,采用電解CO2和H2O的方法制備CH3CH2OH和O2裝置如圖所示。下列說法不正確的是????????????? (　　)A.鉑極為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng)B.電解過程中,H+由交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移C.陰極的電極反應(yīng)式為2CO2+12H++12e-CH3CH2OH+3H2OD.電路上轉(zhuǎn)移2 mol電子時鉑極產(chǎn)生11.2 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)【解析】選B。CH3CH2OH中C為-2價,CO2發(fā)生還原反應(yīng),在銅極區(qū)充入CO2。由電池符號知,鉑極為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng), A項正確;鉑極的電極反應(yīng)式為2H2O-4e-4H++O2↑,氫離子由交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移,故B項錯誤;陰極上發(fā)生還原反應(yīng)生成乙醇和水,故C項正確;轉(zhuǎn)移2 mol電子生成0.5 mol O2,故D項正確。4.(2020·北京朝陽區(qū)模擬)在不同電壓下用惰性電極電解飽和NaCl溶液制備少量NaClO,實驗結(jié)果如下: 實驗①②③電壓U1U2U3現(xiàn)象a極產(chǎn)生少量氣泡,b極無明顯氣泡a極產(chǎn)生較多氣泡,b極產(chǎn)生少量氣泡a極產(chǎn)生大量氣泡,b極逸出大量黃綠色氣體下列分析不正確的是 (　　)A.①、②、③中,a極均發(fā)生了還原反應(yīng)B.①、②、③中均能發(fā)生Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2OC.電解時OH-由b極向a極移動D.不宜采用實驗③的電壓制備NaClO【解析】選C。由圖示可知a電極為陰極,溶液中的陽離子H+在陰極上獲得電子,發(fā)生還原反應(yīng),A正確;在a電極溶液中的H+獲得電子,變?yōu)?/span>H2逸出,附近溶液中OH-增多陰極產(chǎn)生NaOH,在陽極b電極上溶液中陰離子Cl-失去電子變?yōu)?/span>Cl2,Cl2與溶液中的NaOH發(fā)生反應(yīng):Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,B正確;電解時陰離子OH-向陽極移動,即由a極向b極移動,C錯誤;實驗③電壓高,電流大,反應(yīng)速率快,反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣未能與NaOH溶液反應(yīng),就會從溶液中逸出,所以不能采用該電壓制備NaClO,D正確。應(yīng)用電解原理治理污染5.(2020·牡丹江模擬)再生鉛行業(yè)是我國在重視環(huán)境保護(hù)和充分利用有色金屬再生資源的情況下逐步發(fā)展起來的新興產(chǎn)業(yè)。從廢舊鉛蓄電池中回收鉛的工藝為電解原理如圖所示。下列說法正確的是 (　　) A.陰極區(qū)電極反應(yīng)式為2H++2e-H2↑B.電解過程中陽極附近pH明顯增大C.Na2PbCl4濃度下降后,在陰極區(qū)加入PbO,可實現(xiàn)電解質(zhì)溶液的再生使用D.電路中流經(jīng)4 mol電子,陰極可得207 g鉛【解析】選C。該裝置為電解池,與電源正極相連的電極為陽極,與電源負(fù)極相連的電極為陰極,陰極發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為PbC+2e-Pb+4Cl-,陽極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為2H2O-4e-O2↑+4H+,據(jù)此分析解答。A.由上述分析可知,陰極區(qū)發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為PbC+2e-Pb+4Cl-,故A錯誤;陽極的電極反應(yīng)式為2H2O-4e-O2↑+4H+,陽極區(qū)氫離子濃度增大,所以陽極附近pH減小,B錯誤;陰極電解一段時間后溶液為HCl和NaCl的混合溶液,根據(jù)流程圖,將PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中,得到含Na2PbCl4的電解液,且根據(jù)電極反應(yīng)式可知電解后減少的元素有Pb、O,因此向陰極區(qū)加PbO可恢復(fù)其濃度且實現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)利用,C正確;電解Na2PbCl4溶液,陰極生成Pb,電極反應(yīng)式為PbC+2e-Pb+4Cl-,所以n(Pb)=n(e-)=2 mol,m(Pb)=2 mol×207 g·mol-1=414 g,故D錯誤。6.(2019·梅州模擬)某裝置由甲、乙兩部分組成(如圖所示),甲是將廢水中乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化為環(huán)境友好物質(zhì)形成的化學(xué)電源;乙是利用裝置甲模擬工業(yè)電解法來處理含Cr2的酸性廢水的裝置,電解過程中溶液中發(fā)生反應(yīng):Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O。當(dāng)電池工作時,下列說法錯誤的是 (　　)A.乙池中的鐵棒應(yīng)與甲池中N極相連B.M極電極反應(yīng)式:H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-2CO2↑+N2↑+16H+C.最終乙池中Cr2轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3沉淀D.若溶液中減少了1 mol Cr2,則電路中轉(zhuǎn)移了6 mol電子【解析】選D。根據(jù)方程式知,乙中Fe失電子生成亞鐵離子,則Fe作陽極、C作陰極,陰極連接原電池負(fù)極、陽極連接原電池正極,則Fe與N極相連,故A正確;根據(jù)圖知,M電極上生成氫離子,甲是將廢水中乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化為環(huán)境友好物質(zhì)形成的化學(xué)電源,生成含有N元素的物質(zhì)是氮氣、生成含有C元素的物質(zhì)是二氧化碳,電極反應(yīng)式為H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-2CO2↑+N2↑+16H+,故B正確;在完全還原為Cr3+的乙池工業(yè)廢水中滴加堿溶液,可將鉻以Cr(OH)3沉淀的形式除去,所以最終乙池中Cr2轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3沉淀,故C正確;Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O中減少1 mol Cr2,消耗6 mol Fe2+,6Fe-12e-6Fe2+,轉(zhuǎn)移12 mol電子,所以電路中轉(zhuǎn)移了12 mol電子,故D錯誤。