新編高考化學(xué)備考 專題27 電解池的基本原理 含解析

新編高考化學(xué)備考資料（滿分42分 時間20分鐘）姓名： 班級： 得分： 1用右圖所示裝置除去含CN、Cl廢水中的CN時，控制溶液pH為910，陽極產(chǎn)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(yīng)式：Cl2OH2e=ClOH2OC陰極的電極反應(yīng)式：2H2O2e=H22OHD除去CN的反應(yīng)：2CN5ClO2H=N22CO25ClH2O【答案】D【考點(diǎn)定位】考查原電池和電解池的工作原理【名師點(diǎn)晴】本題涉及電解原理，明確各個電極上發(fā)生的反應(yīng)及電解原理是解本題關(guān)鍵，易錯選項(xiàng)是BD，注意B中反應(yīng)生成物，注意D中堿性條件下不能有氫離子參加反應(yīng)或生成。2、如圖所示的裝置，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極，將電源接通后，向（乙）中滴入酚酞溶液，在F極附近顯紅色，則以下說法正確的是（ ）A電源B極是正極B（甲）、（乙）裝置的C、D、E、F電極均有單質(zhì)生成，其物質(zhì)的量比為1：2：2：2C欲用（丙）裝置給銅鍍銀，H應(yīng)該是Ag，電鍍液是AgNO3溶液D裝置(丁)中X極附近紅褐色不變【答案】B考點(diǎn)：考查了電解原理的相關(guān)知識。3電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時獲得氫氣。工作原理如圖1所示，c( Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2。已知：FeO42-為紫紅色；Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原；溶液中OH-濃度過高，鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。下列說法錯誤的是（ ）A制備Na2FeO4的電極反應(yīng)為Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2OB電解過程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出CMN兩點(diǎn)中c(Na2FeO4)低于最高值的原因不同，在M點(diǎn)會有Fe(OH)3生成D圖1中的離子交換膜為陰離子交換膜，電解過程中，陰極區(qū)附近pH會增大【答案】C考點(diǎn)：考查電解原理及其應(yīng)用 4如圖，其中甲池的總反應(yīng)式為：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O，下列說法正確的是A甲池是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，乙、丙池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化電能的裝置B甲池通入CH3OH的電極反應(yīng)為CH3OH6e+2H2O=CO32+8H+C反應(yīng)一段時間后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固體，能使CuSO4溶液恢復(fù)到原濃度D甲池中消耗280mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)O2，此時丙池中理論上最多產(chǎn)生1.45g固體【答案】D【解析】試題分析：A、甲池是燃料電池，是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，乙、丙池是電解池，是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，故A錯誤；B、在燃料電池中，負(fù)極是甲醇發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，在堿性電解質(zhì)下的電極反應(yīng)為CH3OH-6e-+2H2O+8OH-=CO32-+8H2O，故B錯誤；C、電解池乙池中，電解后生成硫酸、銅和氧氣，要想復(fù)原，要加入氧化銅，故C錯誤；D、甲池中根據(jù)電極反應(yīng)：O2+2H2O+4e-=4OH-，所以消耗280mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.0125mol)O2，則轉(zhuǎn)移電子0.05mol，根據(jù)丙裝置中，在陰極上是氫離子放電，轉(zhuǎn)移電子0.05mol，減小的氫離子是0.05mol，氫氧根離子是0.05mol，鎂離子和氫氧根離子之間反應(yīng)生成氫氧化鎂，理論上最多產(chǎn)生氫氧化鎂質(zhì)量應(yīng)該是0.05mol××58g/mol=1.45g固體，故D正確；故選D?？键c(diǎn)：考查了原電池和電解池的工作原理的相關(guān)知識。5用惰性電極電解100ml4mol/L的Cu(NO3)2溶液，一段時間后在陽極收集到標(biāo)況下氣體1.12L，停止電解，向電解后的溶液中加入足量的鐵粉，充分作用后溶液中Fe2+濃度為（設(shè)溶液體積不變）A0.75mol/L B2.75mol/L C4mol/L D3.75mol/L【答案】D2Cu(NO3)2+2H2O2Cu+O2+4HNO3，2 1 40.1mol 0.05mol 0.2mol故電解后溶液中生成的HNO3的物質(zhì)的量為0.2mol，電解后溶液中硝酸銅的物質(zhì)的量為0.1L×4molL-1 -0.1mol=0.3mol，硝酸與鐵反應(yīng)生成硝酸亞鐵，反應(yīng)方程式為8HNO3+3Fe=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O，故0.2mol HNO3生成Fe(NO3)2的物質(zhì)的量為：0.2mol×3/8=0.075mol，硝酸銅與鐵反應(yīng)生成硝酸亞鐵，反應(yīng)方程式為Fe+Cu2+ =Fe2+ +Cu，故0.3mol硝酸銅生成Fe(NO3)2的物質(zhì)的量為0.3mol，反應(yīng)后溶液中Fe2+的物質(zhì)的量為0.3mol+0.075mol=0.375mol，反應(yīng)后溶液中Fe2+濃度為0.375mol÷0.1L=3.75mol/L，故選項(xiàng)D正確。考點(diǎn)：考查電解原理、混合物的有關(guān)計算的知識。6電解CuSO4溶液時，要求達(dá)到三點(diǎn)（1）陽極質(zhì)量減少；（2）陰極質(zhì)量增加；（3）電解質(zhì)溶液中c(Cu2+)不變，則可選用的電極是A純銅作陽極，含Zn和Ag的銅合金作陰極B含Zn和Ag的銅合金作陽極，純銅作陰極C用純鐵作陽極，純銅作陰極D用石墨作陽極，純銅作陰極【答案】A考點(diǎn)：考查電解原理等知識。7電解裝置如圖所示，電解槽內(nèi)裝有KI及淀粉溶液，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(lán)色，一段時間后，藍(lán)色逐漸變淺；已知:3I2+6OH=IO3+5I+3H2O，下列說法不正確的是( )A右側(cè)發(fā)生的電極方程式：2H2O+2e=H2+2OHB電解結(jié)束時，右側(cè)溶液中含有IO3C電解槽內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式KI+3H2OKIO3+3H2D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(xué)方程式不變【答案】D【解析】試題分析：A左側(cè)溶液變藍(lán)色，生成I2，左側(cè)電極為陽極，右側(cè)電極為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O+2e=H2+2OH，A項(xiàng)正確；B一段時間后，藍(lán)色變淺，發(fā)生反應(yīng)3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O，中間為陰離子交換膜，右側(cè)I-、OH-通過陰離子交換膜向左側(cè)移動，保證兩邊溶液呈電中性，左側(cè)的IO3-通過陰離子交換膜向右側(cè)移動，右側(cè)溶液中含有IO3-，B項(xiàng)正確；C左側(cè)電極為陽極，電極反應(yīng)為：2I-2e-=I2，同時發(fā)生反應(yīng)3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O，右側(cè)電極為陰極，電極反應(yīng)式為：2H2O+2e-=H2+2OH-，總的化學(xué)方程式為：KI+3H2OKIO3+3H2，C項(xiàng)正確；D如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜，左側(cè)電極為陽極，電極反應(yīng)為：2I-2e-=I2，右側(cè)電極為陰極，電極反應(yīng)式為：2H2O+2e-=H2+2OH-，保證兩邊溶液呈電中性，左側(cè)多余K+通過陽離子交換膜遷移至陰極，左側(cè)生成I2，右側(cè)溶液中有KOH生成，碘單質(zhì)與KOH不能反應(yīng)，總反應(yīng)相當(dāng)于：2KI+2H2O2KOH+I2+H2，D項(xiàng)錯誤；答案選D。考點(diǎn)：考查電解池的應(yīng)用等知識。8電解硫酸鈉溶液生產(chǎn)硫酸和燒堿溶液的裝置如圖所示，其中陰極和陽極均為惰性電極。測得同溫同壓下，氣體甲與氣體乙的體積比約為12，以下說法正確的是（ ）Aa極與電源的負(fù)極相連Ba電極反應(yīng)式：2H2O+2e= H2+2OHC離子交換膜d為陰離子交換膜D產(chǎn)物丙為硫酸溶液【答案】D考點(diǎn)：本題考查電解原理的應(yīng)用。9如圖所示裝置可通過發(fā)生“3N2O4+8HNO3=6N2O5+2NO+4H2O”制備N2O5，有關(guān)說法中錯誤的是（ ）A陰極的電極反應(yīng)為：NO3+4H+3e=NO+2H2OB陽極的電極反應(yīng)為：N2O4+2 HNO32e =2N2O5+2H+C當(dāng)電路中通過6 mol e時整個電解池中參與反應(yīng)的HNO3為8molD當(dāng)電路中通過6 mol e時，有8molH+從陽極向陰 極遷移【答案】D考點(diǎn)：本題考查電解原理。10高鐵酸鹽在能源環(huán)保領(lǐng)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。下列推斷合理的是( )A鐵是陽極，電極反應(yīng)為Fe6e4H2O=FeO42 8HB電解時電子的流動方向?yàn)椋贺?fù)極Ni電極溶液Fe 電極正極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，撤去隔膜混合后，與原溶液比較pH降低(假設(shè)電解前后體積變化忽略不計)【答案】D考點(diǎn)：本題考查電解原理。11利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。下列說法正確的是 （ ） A氯堿工業(yè)中，X電極上反應(yīng)式是4OH4e=2H2OO2B電解精煉銅時，Z溶液中的Cu2濃度不變C在鐵片上鍍銅時，Y是純銅D制取金屬鎂時，Z是熔融的氯化鎂【答案】D【解析】試題分析：A、X電極跟電源的正極相連，X為陽極，根據(jù)電解原理，因此電解反應(yīng)式為2Cl2e=Cl2，故錯誤；B、精煉銅時，電解液為含Cu2溶液，粗銅除含有Cu，還含有鋅、鐵等雜質(zhì)，因此Cu2濃度幾乎保持不變，故錯誤；C、Y跟電源負(fù)極相連，Y為陰極，根據(jù)電鍍原理，Y是鐵，故錯誤；D、工業(yè)上電解熔融氯化鎂得到金屬鎂，故正確；考點(diǎn)：考查電解原理等知識。12如圖所示，將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U型管中。下列正確的是( )AK1閉合，鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為2H+2e-H2BK1閉合，石墨棒周圍溶液PH 逐漸升高CK2閉合，鐵棒不會被腐蝕，屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法DK2閉合，電路中通過0.002NA個電子時，兩極共產(chǎn)生0.001mol氣體【答案】B【考點(diǎn)定位】考查原電池和電解池的工作原理【名師點(diǎn)晴】本題考查了原電池原理和電解池原理，能正確判斷電池的類型及兩極的反應(yīng)是解本題的關(guān)鍵。若閉合K1，該裝置沒有外接電源，所以構(gòu)成了原電池；組成原電池時，較活潑的金屬鐵作負(fù)極，負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；石墨棒作正極，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子發(fā)生還原反應(yīng)；若閉合K2，該裝置有外接電源，所以構(gòu)成了電解池，F(xiàn)e與負(fù)極相連為陰極，碳棒與正極相連為陽極。13某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時，為使Cl2被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計了如圖的裝置，則對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是（ ）Aa為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaClBa為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaClCa為陽極，b為陰極；HClO和NaClDa為陰極，b為陽極；HClO和NaCl【答案】B考點(diǎn)：考查電解原理的應(yīng)用。14. 用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解，下列說法正確的是 （ ）A電解稀硫酸溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變B電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH-，故溶液pH減小C電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為12D電解氯化銅溶液，在陰極上和陽極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為11【答案】D【解析】試題分析：電解稀硫酸溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，溶液濃度變大，故溶液pH變小，故A錯誤；電解稀氫氧化鈉溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，溶液濃度變大，故溶液pH增大，故B錯誤；電解硫酸鈉溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，在陰極上生成氫氣、陽極上析出氧氣，物質(zhì)的量之比為21，故C錯誤；電解氯化銅溶液，在陰極上生成銅、陽極上析出氯氣，物質(zhì)的量之比為11，故D正確。考點(diǎn)：本題考查電解原理。