2019-2020年高考化学复习 考点20 电解池练习.doc

2019-2020年高考化学复习 考点20 电解池练习1(xx四川理综，4)用右图所示装置除去含CN、Cl废水中的CN时，控制溶液pH为910，阳极产生的ClO将CN氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是()A用石墨作阳极，铁作阴极B阳极的电极反应式：Cl2OH2e=ClOH2OC阴极的电极反应式：2H2O2e=H22OHD除去CN的反应：2CN5ClO2H=N22CO25ClH2O2(xx福建理综，11)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是()A该装置将化学能转化为光能和电能B该装置工作时，H从b极区向a极区迁移C每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原Da 电极的反应为：3CO218H18e=C3H8O5H2O3(xx浙江理综，11)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2OCO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是()AX是电源的负极B阴极的电极反应式是：H2O2e=H2O2、CO22e=COO2C总反应可表示为：H2OCO2H2COO2D阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是114(xx山东理综，29)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。(1)利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为_溶液(填化学式)，阳极电极反应式为_，电解过程中Li向_电极迁移(填“A”或“B”)。(2)利用钴渣含Co(OH)3、Fe(OH)3等制备钴氧化物的工艺流程如下：Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为_，铁渣中铁元素的化合价为_，在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2，测得充分煅烧后固体质量为2.41 g，CO2体积为1.344 L(标准状况)，则钴氧化物的化学式为_。1(xx海南化学，3)以石墨为电极，电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是()A阴极附近溶液呈红色 B阴极逸出气体C阳极附近溶液呈蓝色 D溶液的pH变小2(xx广东理综，11)某同学组装了如图所示的电化学装置，电极为Al，其他电极均为Cu，则 ()A. 电流方向：电极电极 B. 电极发生还原反应 C. 电极逐渐溶解 D. 电极的电极反应：Cu22e=Cu3(xx海南化学，12)下图所示的电解池和中，a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重bd。符合上述实验结果的盐溶液是()4(xx北京理综，9)用石墨电极电解CuCl2溶液(见右图)。下列分析正确的是()Aa端是直流电源的负极B通电使CuCl2发生电离C阳极上发生的反应：Cu22e=CuD通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体5(xx天津理综，6)为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下：电池：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)电解池：2Al3H2OAl2O33H2电解过程中，以下判断正确的是()电池电解池AH移向Pb电极H移向Pb电极B每消耗3 mol Pb生成2 mol Al2O3C正极：PbO24H2e=Pb22H2O阳极：2Al3H2O6e=Al2O36HD6.(xx浙江理综，11)电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知：3I26OH=IO5I3H2O下列说法不正确的是()A右侧发生的电极反应式：2H2O2e=H22OHB电解结束时，右侧溶液中含IOC电解槽内发生反应的总化学方程式：KI3H2OKIO33H2D如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变7xx山东理综，30(1)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的_极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为_。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为_。8xx北京理综，26(4)电解NO制备NH4NO3，其工作原理如下图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是_，说明理由：_。9xx重庆理综，11(4)一定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。(1)导线中电子移动方向为_。 (用A、D表示)(2)生成目标产物的电极反应式为_。(3)该储氢装置的电流效率_(100%，计算结果保留小数点后1位)10xx课标全国，27(4)H3PO2也可用电渗析法制备。 “四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：(1)写出阳极的电极反应式_。(2)分析产品室可得到H3PO2的原因_。(3)早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2将 “四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用 H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。 其缺点是产品中混有_杂质。该杂质产生的原因是：_。11(1)xx四川理综，11(4)MnO2可作超级电容器材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是_。(2)(xx江苏化学，20(1)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。 将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S22e=S(n1)SS2=S写出电解时阴极的电极反应式：_。电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成_。1(xx山东潍坊期末，1)下图所示的日常生活装置中，与iphone 5s手机充电的能量转化形式相同的是()2(xx广西桂林期末，3)要实现反应：Cu2HCl=CuCl2H2，设计了下列四个实验，你认为可行的是()3(xx云南一次检测，11)铝表面在空气中天然形成的氧化膜耐磨性和抗蚀性不够强。控制一定的条件，用如图所示的电化学氧化法，可在铝表面生成坚硬的氧化膜。下列有关叙述正确的是()A阴极上有金属铝生成B电极A为石墨、电极B为金属铝COH在电极A上放电，有氧气生成D阳极的电极反应式为2Al6e3H2O=Al2O36H4(xx山东日照三校联考，14)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。采用离子交换膜控制电解液中OH的浓度制备纳米级Cu2O的装置如图所示，发生的反应为：2CuH2OCu2OH2。下列说法正确的是()A钛电极发生氧化反应B阳极附近溶液的pH逐渐增大C离子交换膜应采用阳离子交换膜D阳极反应式是：2Cu2OH2e=Cu2OH2O5(xx山东烟台质检，5)等物质的量的BaCl2、K2SO4和AgNO3溶于水形成混合溶液，用石墨电极电解此溶液，经过一段时间后，阴、阳两极收集到的气体体积之比为32。下列说法正确的是()A阴极反应为：Age=AgB阳极始终发生反应：2Cl2e=Cl2C两极共生成三种气体D向电解后溶液中通入适量的HCl可使溶液恢复到电解前的状态6(xx太原测评，21)结合如图中判断，下列叙述正确的是()AK与N连接时，X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大BK与N连接时，X为氯化钠，石墨电极反应：2H2e=H2CK与M连接时，X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大DK与M连接时，X为氯化钠，石墨电极反应为4OH4e=2H2OO27(xx哈尔滨六中期末，7)用如图所示装置制取纯净的Fe(OH)2，下列说法不正确的是()Aa电极一定是铁，电解液c可以是CuCl2溶液B电解一段时间，b电极附近pH升高C溶液中的阴离子向a电极移动D在加入苯之前应将电解液c加热煮沸8(xx兰州调研，19)在特殊电解质熔融氧化铝中将化学反应Mg(l)FeCl2(l)=MgCl2(l)Fe(l)设计成原电池。用该原电池给下列装置供电进行电解实验，请回答下列问题。(1)该原电池的负极为_，能否用熔融氯化铝代替熔融氧化铝作电解质，并说明理由_。(2)若用此装置精炼镍，则_极(填“X”或“Y”)是粗镍，电解质溶液是_。(3)若用此装置在铁件上镀一层铜，Y极是_(填“铁件”或“铜板”)，电解质溶液是_。9(xx贵阳期末，17)某课外活动小组的同学在学习了电化学相关知识后，用如图装置进行实验，请回答下列问题：(1)实验一：将开关K与a连接，则乙为_极，电极反应式为_。(2)实验一结束后，该研究小组的同学决定在乙电极表面上镶嵌下列金属中的一种以防止铁被腐蚀，正确的选择是_(填字母)。ACu BZn CSn DAg(3)实验二：开关K与b连接，则乙_极，总反应的离子方程式为_。(4)对于实验二，下列说法正确的是_(填字母)。A溶液中Na向甲极移动B从甲极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝C反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度D反应在结束后，甲电极和乙电极上收集到的气体体积一定相等(5)该研究小组的同学在进行实验二结束的溶液中滴加酚酞溶液，发现_(填“甲”或“乙”)极附近变红。若标准状况下乙电极产生22.4 mL，转移电子的物质的量为_ mol；若剩余溶液体积为200 mL，则该溶液的pH为_。10(xx南昌调研，21)ClO2为一种黄绿色气体，是目前国际上公认的高效、广谱、快速安全的杀菌剂，制备ClO2的新工艺是电解法。(1)如图表示用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2，写出阳极产生ClO2的电极方程式：_；图中b电极为_(填“阳极”或“阴极”)。(2)电解一段时间，当阴极产生标准状况下气体112 mL时，停止电解，则通过阳离子交换膜的阳离子物质的量为_mol，阴极区pH_(填“变大”“变小”或“不变”)。(3)ClO2对污水中Fe2、Mn2、S2、CN等有明显去除效果，某工厂中污水含CN(a molL1)，现将ClO2把CN氧化成两种无毒气体，写出该反应的离子方程式：_。11(xx湖南长郡中学模拟，18)下图是一个电化学过程的示意图。.在甲池中，若A端通入甲醇，B端通入氧气，丙池中装有溶质质量分数为10.00%的Na2SO4溶液100 g，过一段时间后，丙池中溶质的质量分数变为10.99%。(1)此时A端为电源的_极(填“正”或“负”)，A极的电极反应式为_。(2)若乙池溶液的体积为1 L，则此时乙池溶液中c(H)_(不考虑Ag的水解)。(3)丙池中产生的气体体积为_L(标准状况下)。.制取KMnO4的最好方法是电解K2MnO4，若此时把丙池中阳极材料换为镍板，阴极材料换为铁板，硫酸钠溶液换成K2MnO4溶液，则可制取KMnO4。(4)阳极的电极反应式为_。此时溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。考点专练20电解池【三年高考真题演练】xx年高考真题1DCl在阳极发生氧化反应生成ClO，水电离出的H在阴极发生还原反应生成H2，又由于电解质溶液呈碱性，故A、B、C项正确；D项，溶液呈碱性，离子方程式中不能出现H，正确的离子方程式为2CN5ClOH2O=N22CO25Cl2OH，错误。2BA项，该装置是电解池，在电解和光的作用下H2O在光催化剂的表面转化为O2和H，故该装置是将电能和光能转化为化学能，错误；B项，根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引的原则，该装置工作时，H从阳极b极区向阴极a极区迁移，正确；C项，该电解池的总反应式为：6CO28H2O2C3H8O9O2。根据总反应方程式可知，每生成1 mol O2，有 mol CO2被还原，其质量为 g，错误；D项，a电极为阴极，发生还原反应，电极反应式为：3CO218H18e=C3H8O5H2O，错误。3D由水和二氧化碳生成氢气和一氧化碳发生还原反应，此极上得到电子，应为阴极，故X极为电源的负极，A、B项正确；C项，根据电极上的反应物和生成物，可知总反应方程式正确；D项，因阳极电极反应式为2O24e=O2，结合电子得失相等，可知阴、阳两极生成气体的物质的量之比为21，错误。4解析(1)B极区生成H2 ，同时会生成LiOH ，则B极区电解液为LiOH 溶液；电极A为阳极，在阳极区LiCl 溶液中Cl 放电，电极反应式为2Cl2e=Cl2；在电解过程中Li(阳离子)向B电极(阴极区)迁移。(2)Co(OH)3首先被H2SO4 溶解生成Co3，Co3具有氧化性，可将SO氧化为SO，同时自身被还原为Co2，写出离子方程式并配平即可。铁渣中Fe 元素的化合价为3价。CO2的物质的量为：n(CO2)0.06 mol，根据CoC2O4的组成可知Co物质的量为0.03 mol，其质量Co为：m0.03 mol59 gmol11.77 g，设钴氧化物的化学式为CoxOy，根据元素的质量比可得：59x16y1.77 g(2.41 g1.77 g)，解得xy34，所以钴氧化物的化学式为：Co3O4。答案(1)LiOH2Cl2e=Cl2B(2)2Co(OH)3SO4H=2Co2SO5H2O或Co(OH)3 3H=Co3 3H2O，2Co3 SOH2O=2Co2SO2H3Co3O4两年经典高考真题1D以石墨为电极，电解KI溶液，发生的反应为2KI2H2O2KOHH2I2(类似于电解饱和食盐水)，阴极产物是H2和KOH，阳极产物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以阳极附近的溶液会变蓝(淀粉遇碘变蓝)，阴极附近的溶液会变红(溶液呈碱性)，A、B、C正确；由于电解产物有KOH生成，所以溶液的pH逐渐增大，D错误。2A电极为Al，其他电极均为Cu，可判断，是原电池的负极，是原电池的正极，是电解池的阳极，是电解池的阴极，A项，外电路电流方向是从正极流向负极，即电极电极，正确；B项，负极发生氧化反应，错误；C项，正极上的电极反应为Cu22e=Cu，电极有Cu析出逐渐加重，错误；D项，阳极的电极反应为Cu2e=Cu2，错误。3D电极b和d上没有气体逸出，且质量均增大，说明在电解池、中阴极放电的金属离子均位于金属活动性顺序表中氢之后，故排除A、B、C项。D项，假定通过2 mol电子，则b电极生成1 mol Cu，增重64 g，d电极生成2 mol Ag，增重216 g，故增重bAl3，故阴极上发生的反应是2H2e=H2，阴极产物为H2。答案负4Al2Cl3e=Al7AlClH28解析根据电解NO制备NH4NO3的工作原理图知：阴极反应式为3NO15e18H=3NH3H2O，阳极反应式为5NO15e10H2O=5NO20H，总反应式为：8NO7H2O3NH4NO32HNO3为了使电解产生的HNO3全部转化为NH4NO3应补充NH3。答案NH3根据反应：8NO7H2O3NH4NO32HNO3，电解产生的HNO3多9解析(1)由于从发生了得电子的还原反应，故D为阴极，E为阳极，A为负极，B为正极，导线中电子移动方向为AD。(2)由知D电极生成目标产物的电极反应式为。(3)由(1)知，E电极反应为2H2O4e=4HO2，则生成2.8 mol O2转移的电子为2.8 mol411.2 mol，电解过程中通过阴、阳极的电子数目相等，即阴极得到电子也为11.2 mol，阴极上发生的电极反应式为C6H66H6e=C6H12，2H2e=H2，设参加反应的苯的物质的量为x，其转移电子的物质的量为6x，生成的H2为 mol，依题意得100%10%，x1.2。生成目标产物消耗的电子为1.2 mol67.2 mol，电流效率100%64.3%。答案(1)AD(2) (3)64.3%10解析(1)阳极发生氧化反应，由于OH的放电性大于SO，则在反应中OH失去电子，电极反应式为2H2O4e=4HO2。(2)阳极室H2O放电产生H，H进入产品室，原料室中的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，两者发生反应：HH2POH3PO2。(3)如果撤去阳膜，H2PO或H3PO2可能被氧化为PO。答案(1)2H2O4e=O24H(2)阳极室的H穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2(3)POH2PO或H3PO2被氧化11解析(1)根据Mn的化合价，从2价4价，失电子发生氧化反应，则阳极电极反应式为Mn22H2O2e=MnO24H。(2)电解时，阴极溶液中的阳离子放电，即水溶液中的H放电生成H2和OH。由题给反应可知，阳极区生成了S，S可以理解为(n1)SS2，加入稀硫酸生成S单质同时还有H2S气体。答案(1)Mn22H2O2e=MnO24H(2)2H2O2e=H22OHS2H=(n1)SH2S【两年模拟试题精练】1AA项是将电能转化成化学能；B项是将水的势能转化成电能；C项是将太阳能转化成热能；D项是将化学能转化成电能。2C铜与盐酸不能直接发生反应，由于不是能自发进行的氧化还原反应，故不能设计成原电池，即A、B选项不符合；由于铜失去电子，故铜作阳极，与电源的正极相连，选项C符合。3DA项，Al3氧化性小于H，阴极上H放电生成H2；B项，金属铝被氧化，做电解池的阳极。4D钛电极为阴极，发生还原反应，A项错误；铜作阳极，阳极上铜发生失电子的氧化反应，阳极反应式为2Cu2OH2e=Cu2OH2O，OH由阴极区迁移到阳极区参与反应，离子交换膜应为阴离子交换膜，C项错误，D项正确；由阴极区迁移过来的OH在阳极全部参与反应；阳极附近溶液的pH不变，B项错误。5C三种物质溶于水后，发生反应Ba2SO=BaSO4、AgCl=AgCl，则混合溶液的溶质为KCl和KNO3。由题意，阴、阳两极收集到的气体体积之比为32，所以阴极反应为：2H2e=H2，阳极反应为：2Cl2e=Cl2和4OH4e=O22H2O，阴、阳两极共生成氢气、氯气和氧气三种气体，要使电解质溶液复原，需要通入适量的HCl，还需要加入适量的水。6AA项，K与N连接时形成原电池，X为硫酸时，电池总反应为FeH2SO4=FeSO4H2，所得溶液pH增大，正确；B项，X为NaCl溶液时，发生Fe的吸氧腐蚀反应，石墨是正极，正极反应式：O24e2H2O=4OH，错误；C项，K与M相连时形成电解池，X为硫酸，实质发生电解水反应，H2O被消耗掉，则硫酸浓度增大，pH减小，错误；D项，是电解NaCl溶液，石墨是阳极，阳极反应式：2Cl2e=Cl2，错误。7AA项，若电解液为CuCl2溶液，电解的总反应为FeCu2=Fe2Cu，无法得到Fe(OH)2，错误；B项，要得到Fe(OH)2，阴极即b电极发生H2O电离的H放电反应，H浓度减小，促进H2O的电离，使得溶液中OH浓度增大，故pH升高，正确；C项，电解质溶液中阴离子应向阳极移动，即向a电极移动，正确；D项，加入苯之前应将电解液c加热煮沸，以赶出溶解在其中的O2，防止Fe(OH)2被氧化，正确。8解析(1)由电池总反应可知，镁作负极；不能用熔融氯化铝代替熔融氧化铝作电解质，因为氯化铝为共价化合物，熔融时不电离，不能导电。(2)电解精炼时，不纯的金属作阳极，纯的金属作阴极，纯金属的可溶性盐作电解质溶液。(3)电镀时镀件作阴极，镀层金属作阳极，含有镀层金属离子的可溶性盐作电解质溶液。答案(1)Mg不能，氯化铝是共价化合物，熔融时不电离，不能导电(2)Y硫酸镍溶液(或可溶性的镍盐)(3)铜板硫酸铜溶液(或可溶性的铜盐)9解析(1)K与a相连构成原电池，铁作为原电池的负极，失去电子发生氧化反应：Fe2e=Fe2。(2)在Fe上镀的金属必须比铁活泼，所以选择Zn。(3)K与b相连构成电解池，乙与电源负极相连，所以作为电解池的阴极。(4)A项，电解池中阳离子向阴极移动，错误；B项，甲极Cl放电生成Cl2，Cl2可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，正确；C项，两电极生成的是等量的H2和Cl2，应通入HCl，若加入盐酸会引进H2O，使溶液浓度变稀，错误；D项，阴极Cl放电结束后OH放电得到O2，错误。(5)乙电极是H放电，所以该电极处产生了大量的OH，加入酚酞溶液变红；乙电极反应式为2H2e=H2，n(e)2n(H2)222.4 mL22.4 molL10.002 molc(H)0.01 molL1，所以pH12。答案(1)负Fe2e=Fe2(2)B(3)阴2Cl2H2O2OHH2Cl2(4)B(5)乙0.0021210解析(1)电解液中阳离子由左至右，故左边是阳极，右边是阴极(b是阴极)。(2)阴极产生的是H2，n(H2)0.005 mol，需要转移的电子为0.01 mol，通过阳离子交换膜的为H，故n(H)0.01 mol；阴极区H放电，pH变大。(3)根据电子得失守恒、电荷守恒和原子守恒得2ClO22CN=N22CO22Cl。答案(1)Cl5e2H2O=ClO24H阴极(2)0.01变大(3)2ClO22CN=N22CO22Cl11解析.甲池为原电池，A为负极，甲醇失电子生成CO，丙池是电解水，设消耗水x g，10.00%10010.99%(100x)，x9，n(H2O)0.5 mol，依据2H2O2H2O2，生成n(O2)0.25 mol、n(H2)0.5 mol，共0.75 mol气体；乙池C棒为阳极，生成O2，依据得失电子守恒可知乙池碳棒与丙池左边碳棒生成的O2相同，n(O2)0.25 mol，消耗n(H2O)0.5 mol，生成n(H)1 mol，c(H)1 molL1；(4)依据信息MnO中Mn元素的化合价升高1变为MnO，所以阳极反应式为MnOe=MnO，阴极发生2H2e=H2，最终电解质溶液pH增大。答案(1)负CH3OH6e8OH=CO6H2O(2)1 molL1(3)16.8(4)MnOe=MnO增大