新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案第7章熱點(diǎn)強(qiáng)化17　電解原理創(chuàng)新應(yīng)用（含解析）-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

熱點(diǎn)強(qiáng)化17　電解原理創(chuàng)新應(yīng)用1．電解原理常見的考查點(diǎn)電解原理及應(yīng)用是高考高頻考點(diǎn)，該類試題往往與生產(chǎn)、生活及新科技等相聯(lián)系，以裝置圖或流程圖為載體呈現(xiàn)，題材廣、信息新，題目具有一定難度。主要考查陰、陽極的判斷、電極反應(yīng)式、電解反應(yīng)方程式的書寫、溶液離子濃度變化及有關(guān)計(jì)算等。2．“5點(diǎn)”突破電解綜合應(yīng)用題(1)分清陰、陽極，與電源正極相連的為陽極，與電源負(fù)極相連的為陰極，兩極反應(yīng)為“陽氧陰還”。(2)剖析離子移向，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極。(3)注意放電順序，正確判斷放電的微?；蛭镔|(zhì)。(4)注意介質(zhì)，正確判斷反應(yīng)產(chǎn)物，酸性介質(zhì)不出現(xiàn)OH－，堿性介質(zhì)不出現(xiàn)H＋；不能想當(dāng)然地認(rèn)為金屬作陽極，電極產(chǎn)物為金屬陽離子。(5)注意得失電子守恒和電荷守恒，正確書寫電極反應(yīng)式。題組一　電解原理在物質(zhì)提純中的應(yīng)用1．科學(xué)家采用電滲析法提純?nèi)榍?/span>(富含NaCl的蛋白質(zhì))，有價(jià)值的蛋白質(zhì)回收率達(dá)到98%，工作原理如圖所示：下列說法錯(cuò)誤的是(　　)A．膜1為陽離子交換膜，膜2為陰離子交換膜B．膜1、膜2孔徑不大于半透膜孔徑C．a極的電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑D．每轉(zhuǎn)移2 mol電子，理論上乳清質(zhì)量減少58.5 g答案　D解析　a極區(qū)的稀氫氧化鈉溶液變?yōu)闈鈿溲趸c溶液，說明a極區(qū)生成了氫氧化鈉，即鈉離子通過膜1向a極區(qū)遷移，膜1為陽離子交換膜；同理，氯離子通過膜2向b極區(qū)遷移，膜2為陰離子交換膜，A項(xiàng)正確；提純蛋白質(zhì)，不能讓蛋白質(zhì)(膠體粒子)通過膜1、膜2，所以膜1、膜2孔徑應(yīng)不大于半透膜孔徑，B項(xiàng)正確；a極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，C項(xiàng)正確；每轉(zhuǎn)移2 mol電子，結(jié)合電極反應(yīng)和電荷守恒可知，理論上乳清減少的質(zhì)量為2 mol NaCl的質(zhì)量，即質(zhì)量減少117 g，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．(2022·廣東梅州模擬)電解法常用于分離提純物質(zhì)，某混合物漿液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4?？紤]到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小組利用設(shè)計(jì)的電解分離裝置(如圖)，使?jié){液分離成固體混合物和含鉻元素溶液進(jìn)行回收利用(已知：2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O)，下列說法不正確的是(　　)A．陰極室生成的物質(zhì)為NaOH和H2B．陽極的電極反應(yīng)式是2H2O－4e－===4H＋＋O2↑C．a離子交換膜為陽離子交換膜D．當(dāng)外電路中轉(zhuǎn)移2 mol電子時(shí)，陽極室可生成1 mol Cr2O答案　D解析　電解時(shí)，陽極上水中的OH－放電：2H2O－4e－===O2＋4H＋，漿液中的CrO通過陰離子交換膜向陽極移動(dòng)，從而從漿液中分離出來，因存在2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O，則分離后含鉻元素的粒子是CrO、Cr2O；陰極上水中的H＋放電：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，混合物漿液中的鈉離子通過陽離子交換膜進(jìn)入陰極，故陰極反應(yīng)生成氫氣和NaOH；電解時(shí)，每轉(zhuǎn)移2 mol電子，陽極區(qū)生成2 mol H＋，由于2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O為可逆反應(yīng)，陽極室生成的Cr2O小于1 mol，D錯(cuò)誤。題組二　電解原理在無機(jī)物制備中的應(yīng)用3．(2022·湖北，14)含磷有機(jī)物應(yīng)用廣泛。電解法可實(shí)現(xiàn)由白磷直接制備Li[P(CN)2]，過程如圖所示(Me為甲基)。下列說法正確的是(　　)A．生成1 mol Li[P(CN)2]，理論上外電路需要轉(zhuǎn)移2 mol電子B．陰極上的電極反應(yīng)為：P4＋8CN－－4e－===4[P(CN)2]－C．在電解過程中CN－向鉑電極移動(dòng)D．電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來自于LiOH答案　D解析　石墨電極為陽極，對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式為P4＋8CN－－4e－===4[P(CN)2]－，則生成1 mol Li[P(CN)2]，理論上外電路需要轉(zhuǎn)移1 mol電子，A錯(cuò)誤；陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)該得電子，電極反應(yīng)式為2HCN＋2e－===H2↑＋2CN－，B錯(cuò)誤；石墨電極為陽極，鉑電極為陰極，CN－應(yīng)該向陽極移動(dòng)，即移向石墨電極，C錯(cuò)誤；由所給圖示可知HCN在陰極放電，產(chǎn)生CN－和H2，而HCN中的H來自于LiOH，則電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來自于LiOH，D正確。4．(2022·四川模擬)科研工作者利用雙功能催化劑實(shí)現(xiàn)了室溫條件下電催化聯(lián)合制備氨氣和硝酸。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)A．X端為化學(xué)電源的負(fù)極B．b極的電極反應(yīng)式為N2＋6H2O－10e－===2NO＋12H＋C．理論上a、b電極消耗N2速率相等D．離子交換膜可以是質(zhì)子交換膜答案　C解析　因?yàn)?/span>a電極氮元素化合價(jià)降低，氮?dú)獾秒娮?，所?/span>a極為陰極，X端為化學(xué)電源的負(fù)極，A正確；理論上a、b電極得失電子數(shù)相等，但a極上1 mol N2得到6 mol電子，b極上1 mol N2失去10 mol電子，所以消耗N2速率不相等，C錯(cuò)誤；離子交換膜可以是質(zhì)子交換膜，b極產(chǎn)生的質(zhì)子通過交換膜進(jìn)入a極區(qū)，D正確。5．(2022·浙江6月選考，21)通過電解廢舊鋰電池中的LiMn2O4可獲得難溶性的Li2CO3和MnO2，電解示意圖如下(其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過。電解過程中溶液的體積變化忽略不計(jì))。下列說法不正確的是(　　)A．電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)B．電極B的電極反應(yīng)：2H2O＋Mn2＋－2e－===MnO2＋4H＋C．電解一段時(shí)間后溶液中Mn2＋濃度保持不變D．電解結(jié)束，可通過調(diào)節(jié)pH除去Mn2＋，再加入Na2CO3溶液以獲得Li2CO3答案　C解析　由電解示意圖可知，電極B上Mn2＋轉(zhuǎn)化為MnO2，錳元素化合價(jià)升高，失電子，則電極B為陽極，電極A為陰極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；由電解示意圖可知，電極B上Mn2＋失電子轉(zhuǎn)化為MnO2，電極反應(yīng)式為2H2O＋Mn2＋－2e－===MnO2＋4H＋，B正確；電極A為陰極，LiMn2O4得電子，電極反應(yīng)式為LiMn2O4＋3e－＋8H＋===Li＋＋2Mn2＋＋4H2O，依據(jù)得失電子守恒，電解池總反應(yīng)為2LiMn2O4＋4H＋===2Li＋＋Mn2＋＋3MnO2＋2H2O，反應(yīng)生成了Mn2＋，Mn2＋濃度增大，C錯(cuò)誤；電解池總反應(yīng)為2LiMn2O4＋4H＋===2Li＋＋Mn2＋＋3MnO2＋2H2O，電解結(jié)束后，可通過調(diào)節(jié)溶液pH將錳離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去，然后再加入碳酸鈉溶液，從而獲得碳酸鋰，D正確。題組三　電解原理在有機(jī)合成方面的應(yīng)用6．(2020·浙江7月選考，21)電解高濃度RCOONa(羧酸鈉)的NaOH溶液，在陽極RCOO－放電可得到R—R(烷烴)。下列說法不正確的是(　　)A．電解總反應(yīng)方程式：2RCOONa＋2H2OR—R＋2CO2↑＋H2↑＋2NaOHB．RCOO－在陽極放電，發(fā)生氧化反應(yīng)C．陰極的電極反應(yīng)：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑D．電解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷答案　A解析　由于電解液呈強(qiáng)堿性，電解反應(yīng)不能釋放出CO2氣體，A錯(cuò)誤；電解高濃度RCOONa的NaOH溶液，陽極上RCOO－發(fā)生氧化反應(yīng)，得到R—R(烷烴)，B正確；陰極上H2O得電子放出H2，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，C正確；根據(jù)題中電解原理，電解RCOONa和NaOH混合液可得到R—R(烷烴)，類比推理，電解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH混合溶液，可得到CH3CH3(乙烷)、CH3CH2CH3(丙烷)和CH3CH2CH2CH3(丁烷)，D正確。7．(2022·長(zhǎng)春模擬)乙醛酸(HOOCCHO)是有機(jī)合成的重要中間體。工業(yè)上以乙二醛(OHCCHO)和乙二酸(HOOCCOOH)為原料，用“雙極室成對(duì)電解法”生產(chǎn)乙醛酸，原理如圖所示。該裝置中陰、陽兩極均為惰性電極，兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸，其中乙二醛與M電極生成的物質(zhì)反應(yīng)生成乙醛酸。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)A．M極與直流電源的正極相連B．N極上的電極反應(yīng)式為HOOCCOOH＋2e－＋2H＋===HOOCCHO＋H2OC．電解一段時(shí)間后，N極附近溶液的pH變小D．若有2 mol H＋通過質(zhì)子交換膜，則該裝置中生成2 mol乙醛酸答案　C解析　由圖中質(zhì)子的移動(dòng)方向可知，M極為電解池的陽極，與電源正極相連，A正確；N極為陰極，乙二酸在陰極的電極反應(yīng)式為HOOCCOOH＋2e－＋2H＋===HOOCCHO＋H2O，放電時(shí)消耗氫離子，溶液pH增大，B正確、C錯(cuò)誤；若有2 mol氫離子通過質(zhì)子交換膜，陰極和陽極各生成1 mol乙醛酸，則裝置中生成2 mol乙醛酸，D正確。題組四　應(yīng)用電解原理回收空氣中的CO28．(2022·廣西柳州模擬)實(shí)現(xiàn)“碳中和”的重要方式之一是將CO2重新轉(zhuǎn)化成能源，在金屬氧化物電解池，高溫下電解H2O-CO2的混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式，基本原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)A．Y是電源的正極B．陽極的電極反應(yīng)式是2O2－－4e－===O2↑C．總反應(yīng)可表示為H2O＋CO2H2＋CO＋O2D．陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1∶2答案　D解析　由圖可知與X相連的電極產(chǎn)生氫氣和CO，H、C元素化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，為電解池的陰極，則X是電源的負(fù)極，Y為正極，A正確；金屬氧化物為電解質(zhì)，則陽極的電極反應(yīng)式為2O2－－4e－===O2↑，B正確；由圖可知反應(yīng)物為水和二氧化碳，生成物為氫氣、一氧化碳和氧氣，則該電解池的總反應(yīng)可表示為H2O＋CO2H2＋CO＋O2，C正確；結(jié)合總反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，陰極產(chǎn)生1 mol H2和1 mol CO時(shí)，陽極產(chǎn)生1 mol O2，則陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是2∶1，D錯(cuò)誤。9.(2022·河北模擬)為實(shí)現(xiàn)碳回收，我國科學(xué)家設(shè)計(jì)的用電化學(xué)法還原CO2制備草酸的裝置如圖所示。下列有關(guān)該裝置的說法錯(cuò)誤的是(　　)A．a、b分別為電源的負(fù)極、正極B．電解裝置左池發(fā)生的電極反應(yīng)為2CO2＋2e－===C2OC．為增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性，左池中可加入少量Na2C2O4溶液D．右池電解質(zhì)溶液為稀硫酸，發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋答案　B解析　由圖可知，左池發(fā)生的反應(yīng)為CO2得電子被還原為H2C2O4，電極反應(yīng)式為2CO2＋2e－＋2H＋===H2C2O4，M極作陰極，電解池陰極與電源負(fù)極相連，則a為電源的負(fù)極，b為電源的正極，A正確、B錯(cuò)誤；為增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性，同時(shí)減少雜質(zhì)，左池可加入少量Na2C2O4溶液，C正確；右池為電解池的陽極區(qū)，H2O失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成O2和H＋，D正確。題組五　電解原理在污水處理方面的應(yīng)用10．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，原理如圖所示，下列說法不正確的是(　　)A．a接電源正極B．陽極區(qū)溶液中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2OC．若不考慮氣體的溶解，當(dāng)收集到13.44 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2時(shí)，有0.2 mol Cr2O被還原D．陰極區(qū)附近溶液pH增大答案　C解析　由圖可知，右側(cè)生成氫氣，發(fā)生還原反應(yīng)，右側(cè)鐵板為陰極，則左側(cè)鐵板為陽極，故a接電源正極，A項(xiàng)正確；左側(cè)鐵板為陽極，鐵放電生成亞鐵離子，亞鐵離子被溶液中的Cr2O氧化，反應(yīng)的離子方程式為Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，B項(xiàng)正確；標(biāo)準(zhǔn)狀況下，13.44 L氫氣的物質(zhì)的量為＝0.6 mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得n(Fe2＋)＝＝0.6 mol，根據(jù)Cr2O～6Fe2＋可知，被還原的Cr2O的物質(zhì)的量為0.6 mol×＝0.1 mol，C項(xiàng)錯(cuò)誤；陰極氫離子放電生成氫氣，氫離子濃度降低，溶液的pH增大，D項(xiàng)正確。11．工業(yè)上用電解法治理亞硝酸鹽對(duì)水體的污染，模擬工藝如圖所示，寫出電解時(shí)鐵電極發(fā)生的電極反應(yīng)：________________________。隨后，鐵電極附近有無色氣體產(chǎn)生，寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：____________________________。答案　 Fe－2e－===Fe2＋　 2NO＋8H＋＋6Fe2＋===N2↑＋6Fe3＋＋4H2O解析　根據(jù)電解原理，陽離子向陰極移動(dòng)，由裝置圖可知，A為電源的正極，B為電源的負(fù)極，鐵作陽極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋；NO在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，能將Fe2＋氧化，本身被還原成N2，其反應(yīng)的離子方程式為2NO＋8H＋＋6Fe2＋===N2↑＋6Fe3＋＋4H2O。

相關(guān)學(xué)案

相關(guān)學(xué)案更多

相關(guān)學(xué)案

相關(guān)學(xué)案 更多

相關(guān)學(xué)案更多