2022届高考化学 专题二十一 电解电解质溶液的规律精准培优专练

2022届高考化学 专题二十一 电解电解质溶液的规律精准培优专练一电解电解质溶液的规律类型1惰性电极电解水型典例1用铂作电极电解某种溶液，通电一段时间，溶液的pH变小，并且在阳极得到0.56L气体，阴极得到1.12L气体（两种气体均在相同条件下测定）。由此可知溶液可能是（ ）A稀盐酸 BKNO3溶液 C.CuSO4溶液 D.稀硫酸【解析】阳极与阴极产生的气体体积比为=，相当于电解水，pH变小，说明电解了含氧酸。【答案】D2惰性电极电解电解质型典例2某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为31。用石墨作电极电解该混合溶液时，根据电极产物可明显分为三个阶段，下列叙述不正确的是（ ）A阴极自始至终只析出H2 B阳极先析出Cl2，后析出O2C电解最后阶段为电解水 D溶液的pH不断增大，最后为7【解析】电解质溶液中，n(Na+)n(Cl)n(H+)n(SO)3321，开始电解产生H2和Cl2，随着产生H2和Cl2的同时，生成的OH要中和H2SO4，且OH过量，最后是电解水，因而最后溶液的pH大于7，阴极只放出H2。三个阶段分别相当于电解HClNaClH2O。【答案】D3.惰性电极电解水和电解质型典例3下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b电极附近溶液呈红色。下列说法正确的是（ ）AX是负极，Y是正极 BPt是阴极，Cu是阳极CCuSO4溶液的pH逐渐减小 D.CuSO4溶液的pH不变【解析】b电极附近溶液呈现红色，说明b电极处生成了氢氧根离子。电解饱和食盐水阳极发生氧化反应产生氯气，阴极发生还原反应产生氢气同时生成氢氧化钠，整个电解过程中电解了NaCl和H2O，因此b电极是阴极，与电源的负极相连，则Y为负极，X为正极；铂电极与电源的正极相连，作阳极，铜电极作阴极；电解硫酸铜溶液时，阳极发生氧化反应：氢氧根离子放电，阴极发生还原反应：铜离子放电，这样溶液中水的电离平衡得到促进，c(H+)c(OH)，溶液显酸性，pH变小。【答案】C二对点增分集训1(2018年江西和平联考)利用化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气，通过电化学法制取氢气的工艺如下图所示。下列说法不正确的是（ ）A电解池中惰性电极C1为阳极B该工艺优点之一是FeCl3溶液可循环利用C反应池中的离子方程式：2Fe3+S2=2Fe2+SD电解池总反应的化学方程式：2FeCl2+2HCl2FeCl3+H2【解析】C1极生成Fe3，应发生氧化反应，为阳极，C2极生成氢气，为阴极，发生还原反应，故A正确；电解池中生成的FeCl3可作为反应池的反应物，则FeCl3溶液可循环利用，故B正确；由装置可知反应池中的反应物为H2S和FeCl3，反应的化学方程式为H2S+2FeCl3=2FeCl2+S+2HCl，离子方程式为2Fe3+H2S=2Fe2+S+2H，故C错误；电解池中亚铁离子失去电子，氢离子得到电子，电解池总反应的离子方程式为2Fe2+2H2Fe3+H2，故D正确。【答案】C2下列装置或操作能达到实验目的的是（ ）A防止铁钉生锈 B构成铜锌原电池C构成铜银原电池 D验证NaCl溶液(含酚酞)电解产物【解析】防止铁钉锈蚀时铁钉应接电源负极，A错误； Zn电极放于CuSO4溶液中，二者直接发生置换反应而不能构成原电池，B错误；CuCuSO4溶液Ag不能构成原电池，C错误；直流电源右端为阳极，发生反应：2Cl2e=Cl2，可用KI淀粉溶液检验Cl2产生，阴极发生反应：2H+2e=H2，同时溶液中c(OH)增大，酚酞溶液变红，D正确。【答案】D3按如右图所示装置进行下列不同的操作，其中不正确的是（ ）A铁腐蚀的速度由大到小的顺序：只闭合K3只闭合K1都断开只闭合K2B只闭合K3，正极的电极反应式：2H2O+O2+4e=4OHC先只闭合K1，一段时间后，漏斗内液面上升，然后再只闭合K2，漏斗内液面上升D只闭合K2，U形管左、右两端液面均下降【解析】金属腐蚀速率：电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极，闭合K3，是原电池，铁作负极，闭合K2，是电解池，铁作阴极，闭合K1，铁作阳极，因此腐蚀速率是只闭合K1只闭合K3都断开只闭合K2，故A错误；只闭合K3，发生吸氧腐蚀，正极：O2+2H2O+4e=4OH，故B正确；只闭合K1，铁作阳极，阳极反应式为Fe2e=Fe2+，阴极反应式为2H+2e=H2，U形管中气体压强增大，因此漏斗中液面上升，然后只闭合K2，铁作阴极，阴极反应式为2H+2e=H2，阳极反应式为2Cl2e=Cl2，U形管中气体压强增大，漏斗中液面上升，故C、D正确。【答案】A4将两个铂电极插入500mL CuSO4(aq)中进行电解，通电一段时间后，某一电极上增重0.064g（设电解时无H2放出，且不考虑水解和溶液体积的变化），此时溶液中氢离子的物质的量浓度约为（ ）A110-3molL1 B410-3molL1 C210-3molL1 D110-7molL1【解析】由于最后溶液的H+主要由电解CuSO4溶液产生，所以要计算c(H+)，可依据电解的离子方程式2Cu2+2H2O2Cu+O2+4H+进行解题。题中电极增重0.064g必为阴极反应生成Cu所致，即n(Cu)=0.064g64gmol-1=0.0010mol，然后依据离子方程式中各物质之间的化学计量数之比，求出生成的c(H+)。2Cu2+2H2O2Cu+O2+4H+2mol 4mol0.0010mol c(H+)0.50Lc(H+)=4.010-3molL1【答案】B5大功率的镍氢电池使用在油电混合动力车辆中。镍氢电池NiMH电池正极板材料为NiOOH，负极板材料为吸氢合金。下列关于该电池的说法中正确的是（ ）A放电时电池内部H向负极移动B充电时，将电池的负极与外接电源的正极相连C充电时阳极反应为Ni(OH)2+OHe=NiOOH+H2OD放电时负极的电极反应式为MHnne=M+nH【解析】放电时电池内部H+向正极移动，故A错误；充电时，将电池的负极与外接电源的负极相连，故B错误；原电池正极反应为NiOOH+H2O+e=Ni(OH)2+OH，则充电时阳极反应为Ni(OH)2e+OH=NiOOH+H2O，故C正确；放电时负极的电极反应式为H22e+2OH=2H2O，故D错误。【答案】C6工业上，在强碱性条件下用电解法除去废水中的CN，装置如下图所示，依次发生的反应有：CN2e+2OH=CNO+H2O；2Cl2e=Cl2；3Cl2+2CNO+8OH=N2+6Cl+2CO+4H2O；下列说法正确的是（ ）A铁电极上发生的反应为Fe2e=Fe2+B通电过程中溶液pH不断增大C为了使电解池连续工作，需要不断补充NaClD除去1mol CN，外电路至少需转移5mol电子【解析】A项，金属铁是阴极，铁电极上发生的是还原反应，故A错误；B项，根据反应可知，OH被不断地消耗，所以通电过程中溶液pH不断减小，故B错误；C项，根据电极反应式，为了使电解池连续工作，需要补充氢氧化钠，故C错误；D项，根据反应，除去1mol CNO，消耗1.5mol氯气，转移电子3mol，再根据反应，除去1mol CN，转移电子2mol，所以外电路至少需转移5mol电子，故D正确。【答案】D7下列图示中关于铜电极的连接错误的是（ ） A B C D【解析】A项，锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，连接正确；B项，电解精炼铜，粗铜作阳极，纯铜作阴极，连接正确；C项，电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，连接错误；D项，电解氯化铜，铜作阴极，石墨作阳极，连接正确。【答案】C8在如图中，A为直流电源，B为渗透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽。接通电路，断开K后，发现B上的c点显红色。请填空：（1）电源A的a为 极。（2）滤纸B上发生的总反应方程式为 。（3）欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K点，使c、d两点短路，则 电极e上发生的反应为 ，电极f上发生的反应为 ，槽中盛放的电镀液可以是 或 （只要求填两种电解质溶液）。【解析】c点显红色，说明在c点产生了碱。根据电解饱和食盐水的原理可知c点为阴极，则和电源相连的一极为负极，所以a极为正极。B上发生的即是电解饱和食盐水的反应。根据电镀原理，镀层金属放在阳极，被镀物件放在阴极，再确定所发生的反应。在电解池中，阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连。在阳极，溶液中的阴离子（惰性电极）或阳极本身失电子（非惰性电极），发生氧化反应；在阴极，溶液中的阳离子得电子，发生还原反应。【答案】（1）正 （2）2NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOH（3）Zn-2e=Zn2+ Zn2+2e=Zn ZnSO4溶液 ZnCl2溶液9.氮肥的使用在提高粮食产量的同时，也导致了土壤、水体污染等环境问题。（1）长期过量使用铵态化肥NH4Cl，易导致土壤酸化，请用化学用语解释原因：_。（2）工业上处理氨氮废水的方法是采用电解法将NO转化为N2，部分装置如下图所示。B极的电极反应方程式是_。（3）常温下，除去60L废水中的62mg NO后，废水的pH_。.如下图所示C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。（1）若用甲醇、空气燃料电池作电源，电解质为KOH溶液，则A极的电极反应式为_。（2）欲用丙装置给铜镀银，银应该是_电极(填“G”或“H”)。（3）丁装置中Y极附近红褐色变_(填“深”或“浅”)。（4）通电一段时间后，C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量之比为_。【解析】.（2）B极发生还原反应，NO转化为N2，电极反应式为2NO+10e+6H2O=N2+12OH。（3）62mg硝酸根的物质的量是0.001mol，根据电极反应式可知生成0.006 mol氢氧根，浓度是0.0001molL1，因此pH10。.（1）向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色，说明F极附近有大量氢氧根离子，由此得出F极上氢离子放电生成氢气，所以F极是阴极，则电源B极是负极，A极是正极，电极反应式为O2+4e+2H2O=4OH。（2）若用丙装置给铜镀银，G应该是Ag，H是铜，电镀液是AgNO3溶液。（3）丁装置中Y电极是阴极，氢氧化铁胶体的胶粒带正电荷，Y极附近红褐色变深。（4）甲装置中C电极上氢氧根离子放电生成氧气，D电极上铜离子放电生成铜单质，E电极上氯离子放电生成氯气，F电极上氢离子放电生成氢气，所以C、D、E、F电极均有单质生成。生成1mol氧气转移4mol电子，生成1mol铜转移2mol电子，生成1mol氯气转移2mol电子，生成1mol氢气转移2mol电子，所以转移相同物质的量的电子时生成单质的物质的量之比为1222。【答案】.（1）NH+H2ONH3H2O+H+（2）2NO+10e+6H2O=N2+12OH（3）10.（1）O2+4e+2H2O=4OH（2）G（3）深（4）122210下图所示甲、乙是电化学实验装置。（1）若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液。甲中石墨棒上的电极反应式为_。乙中总反应的离子方程式为_。将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2。若反应中Cl2和I2的物质的量之比为51，且生成两种酸，该反应的化学方程式为_。（2）若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO4溶液。甲中铁棒上的电极反应式为_。如果起始时乙中盛有200mL pH5的CuSO4溶液(25)，一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入_(填写物质的化学式)_g。【解析】（1）若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液。甲为铁的吸氧腐蚀，石墨是正极，石墨棒上的电极反应式为2H2O+O2+4e=4OH。根据电子流向，石墨是阳极，乙为用惰性电极电解氯化钠溶液，乙中总反应的离子方程式为2Cl+2H2OH2+Cl2+2OH。根据电子守恒，5mol氯气失电子10mol，2mol I2得电子10mol，碘的化合价升高为+5价，该反应的化学方程式为5Cl2+I2+6H2O=10HCl+2HIO3。（2）若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO4溶液。甲为原电池，铁为负极，铁棒上的电极反应式为Fe2e=Fe2+。由2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4，要使溶液恢复原状态，可加入CuO(或CuCO3)，一段时间后溶液的pH变为1，则c(H+)0.1molL1，n(H+)0.2L0.1molL10.02mol，则由电解反应可知析出的Cu的物质的量为0.01mol，由Cu原子守恒可知，m(CuO)0.01mol80gmol10.8g，或m(CuCO3)0.01mol124gmol11.24g。【答案】（1）2H2O+O2+4e=4OH2Cl+2H2OH2+Cl2+2OH5Cl2+I2+6H2O=10HCl+2HIO3（2）Fe2e=Fe2+CuO(或CuCO3)0.8(或1.24)