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2019-2020年高考化學(xué)復(fù)習(xí) 考點(diǎn)20 電解池練習(xí) 1．(xx四川理綜，4)用右圖所示裝置除去含CN－、 Cl－廢水中的CN－時(shí)，控制溶液pH為9～10，陽(yáng)極產(chǎn)生的ClO－將CN－氧化為兩種無(wú)污染的氣體。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．用石墨作陽(yáng)極，鐵作陰極 B．陽(yáng)極的電極反應(yīng)式：Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O C．陰極的電極反應(yīng)式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ D．除去CN－的反應(yīng)：2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O 2．(xx福建理綜，11)某模擬“人工樹葉”電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃料(C3H8O)。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和電能 B．該裝置工作時(shí)，H＋從b極區(qū)向a極區(qū)遷移 C．每生成1 mol O2，有44 g CO2被還原 D．a(chǎn) 電極的反應(yīng)為：3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O 3．(xx浙江理綜，11)在固態(tài)金屬氧化物電解池中，高溫共電解H2OCO2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(shuō)法不正確的是(　　) A．X是電源的負(fù)極 B．陰極的電極反應(yīng)式是：H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－ C．總反應(yīng)可表示為：H2O＋CO2H2＋CO＋O2 D．陰、陽(yáng)兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1∶1 4．(xx山東理綜，29)利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備，鈷氧化物可通過(guò)處理鈷渣獲得。 (1)利用如圖裝置電解制備LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為L(zhǎng)iOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為________溶液(填化學(xué)式)，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為______________________________________________， 電解過(guò)程中Li＋向________電極遷移(填“A”或“B”)。 (2)利用鈷渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制備鈷氧化物的工藝流程如下： Co(OH)3溶解還原反應(yīng)的離子方程式為________________________________，鐵渣中鐵元素的化合價(jià)為________，在空氣中煅燒CoC2O4生成鈷氧化物和CO2，測(cè)得充分煅燒后固體質(zhì)量為2.41 g，CO2體積為1.344 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則鈷氧化物的化學(xué)式為________。 1．(xx海南化學(xué)，3)以石墨為電極，電解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．陰極附近溶液呈紅色 B．陰極逸出氣體 C．陽(yáng)極附近溶液呈藍(lán)色 D．溶液的pH變小 2．(xx廣東理綜，11)某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置，電極Ⅰ為Al，其他電極均為Cu，則 (　　) A. 電流方向：電極Ⅳ→?→電極Ⅰ B. 電極Ⅰ發(fā)生還原反應(yīng) C. 電極Ⅱ逐漸溶解 D. 電極Ⅲ的電極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu 3．(xx海南化學(xué)，12)下圖所示的電解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均為Pt電極。電解過(guò)程中，電極b和d上沒(méi)有氣體逸出，但質(zhì)量均增大，且增重bAl3＋，故陰極上發(fā)生的反應(yīng)是2H＋＋2e－===H2↑，陰極產(chǎn)物為H2。 答案　負(fù)　4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl　H2 8．解析　根據(jù)電解NO制備NH4NO3的工作原理圖知：陰極反應(yīng)式為3NO＋15e－＋18H＋===3NH＋3H2O，陽(yáng)極反應(yīng)式為5NO－15e－＋10H2O===5NO＋20H＋，總反應(yīng)式為：8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3為了使電解產(chǎn)生的HNO3全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3應(yīng)補(bǔ)充NH3。 答案　NH3　根據(jù)反應(yīng)：8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3，電解產(chǎn)生的HNO3多 9．解析　(1)由于從發(fā)生了得電子的還原反應(yīng)，故D為陰極，E為陽(yáng)極，A為負(fù)極，B為正極，導(dǎo)線中電子移動(dòng)方向?yàn)锳→D。(2)由①知D電極生成目標(biāo)產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為。(3)由(1)知，E電極反應(yīng)為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，則生成2.8 mol O2轉(zhuǎn)移的電子為2.8 mol4＝11.2 mol，電解過(guò)程中通過(guò)陰、陽(yáng)極的電子數(shù)目相等，即陰極得到電子也為11.2 mol，陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為C6H6＋6H＋＋6e－===C6H12，2H＋＋2e－===H2↑，設(shè)參加反應(yīng)的苯的物質(zhì)的量為x，其轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為6x，生成的H2為 mol，依題意得100%＝10%，x＝1.2。生成目標(biāo)產(chǎn)物消耗的電子為1.2 mol6＝7.2 mol，電流效率η＝100%≈64.3%。 答案　(1)A→D (2) (3)64.3% 10．解析　(1)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，由于OH－的放電性大于SO，則在反應(yīng)中OH－失去電子，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑。 (2)陽(yáng)極室H2O放電產(chǎn)生H＋，H＋進(jìn)入產(chǎn)品室，原料室中的H2PO穿過(guò)陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，兩者發(fā)生反應(yīng)：H＋＋H2POH3PO2。 (3)如果撤去陽(yáng)膜，H2PO或H3PO2可能被氧化為PO。 答案　(1)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ (2)陽(yáng)極室的H＋穿過(guò)陽(yáng)膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，原料室的H2PO穿過(guò)陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成H3PO2 (3)PO　H2PO或H3PO2被氧化 11．解析　(1)根據(jù)Mn的化合價(jià)，從＋2價(jià)→＋4價(jià)，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則陽(yáng)極電極反應(yīng)式為Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋。 (2)①電解時(shí)，陰極溶液中的陽(yáng)離子放電，即水溶液中的H＋放電生成H2和OH－。②由題給反應(yīng)可知，陽(yáng)極區(qū)生成了S，S可以理解為(n－1)S＋S2－，加入稀硫酸生成S單質(zhì)同時(shí)還有H2S氣體。 答案　(1)Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋ (2)①2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ ②S＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑ 【兩年模擬試題精練】 1．A　[A項(xiàng)是將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能；B項(xiàng)是將水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化成電能；C項(xiàng)是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成熱能；D項(xiàng)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。] 2．C　[銅與鹽酸不能直接發(fā)生反應(yīng)，由于不是能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，故不能設(shè)計(jì)成原電池，即A、B選項(xiàng)不符合；由于銅失去電子，故銅作陽(yáng)極，與電源的正極相連，選項(xiàng)C符合。] 3．D　[A項(xiàng)，Al3＋氧化性小于H＋，陰極上H＋放電生成H2；B項(xiàng)，金屬鋁被氧化，做電解池的陽(yáng)極。] 4．D　[鈦電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；銅作陽(yáng)極，陽(yáng)極上銅發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陽(yáng)極反應(yīng)式為2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，OH－由陰極區(qū)遷移到陽(yáng)極區(qū)參與反應(yīng)，離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；由陰極區(qū)遷移過(guò)來(lái)的OH－在陽(yáng)極全部參與反應(yīng)；陽(yáng)極附近溶液的pH不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤。] 5．C　[三種物質(zhì)溶于水后，發(fā)生反應(yīng)Ba2＋＋SO===BaSO4↓、Ag＋＋Cl－===AgCl↓，則混合溶液的溶質(zhì)為KCl和KNO3。由題意，陰、陽(yáng)兩極收集到的氣體體積之比為3∶2，所以陰極反應(yīng)為：2H＋＋2e－===H2↑，陽(yáng)極反應(yīng)為：2Cl－－2e－===Cl2↑和4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，陰、陽(yáng)兩極共生成氫氣、氯氣和氧氣三種氣體，要使電解質(zhì)溶液復(fù)原，需要通入適量的HCl，還需要加入適量的水。] 6．A　[A項(xiàng)，K與N連接時(shí)形成原電池，X為硫酸時(shí)，電池總反應(yīng)為Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，所得溶液pH增大，正確；B項(xiàng)，X為NaCl溶液時(shí)，發(fā)生Fe的吸氧腐蝕反應(yīng)，石墨是正極，正極反應(yīng)式：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，K與M相連時(shí)形成電解池，X為硫酸，實(shí)質(zhì)發(fā)生電解水反應(yīng)，H2O被消耗掉，則硫酸濃度增大，pH減小，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，是電解NaCl溶液，石墨是陽(yáng)極，陽(yáng)極反應(yīng)式：2Cl－－2e－===Cl2↑，錯(cuò)誤。] 7．A　[A項(xiàng)，若電解液為CuCl2溶液，電解的總反應(yīng)為Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，無(wú)法得到Fe(OH)2，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，要得到Fe(OH)2，陰極即b電極發(fā)生H2O電離的H＋放電反應(yīng)，H＋濃度減小，促進(jìn)H2O的電離，使得溶液中OH－濃度增大，故pH升高，正確；C項(xiàng)，電解質(zhì)溶液中陰離子應(yīng)向陽(yáng)極移動(dòng)，即向a電極移動(dòng)，正確；D項(xiàng)，加入苯之前應(yīng)將電解液c加熱煮沸，以趕出溶解在其中的O2，防止Fe(OH)2被氧化，正確。] 8．解析　(1)由電池總反應(yīng)可知，鎂作負(fù)極；不能用熔融氯化鋁代替熔融氧化鋁作電解質(zhì)，因?yàn)槁然X為共價(jià)化合物，熔融時(shí)不電離，不能導(dǎo)電。(2)電解精煉時(shí)，不純的金屬作陽(yáng)極，純的金屬作陰極，純金屬的可溶性鹽作電解質(zhì)溶液。(3)電鍍時(shí)鍍件作陰極，鍍層金屬作陽(yáng)極，含有鍍層金屬離子的可溶性鹽作電解質(zhì)溶液。 答案　(1)Mg　不能，氯化鋁是共價(jià)化合物，熔融時(shí)不電離，不能導(dǎo)電 (2)Y　硫酸鎳溶液(或可溶性的鎳鹽) (3)銅板　硫酸銅溶液(或可溶性的銅鹽) 9．解析　(1)K與a相連構(gòu)成原電池，鐵作為原電池的負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)：Fe－2e－===Fe2＋。(2)在Fe上鍍的金屬必須比鐵活潑，所以選擇Zn。(3)K與b相連構(gòu)成電解池，乙與電源負(fù)極相連，所以作為電解池的陰極。(4)A項(xiàng)，電解池中陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，甲極Cl－放電生成Cl2，Cl2可使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)，正確；C項(xiàng)，兩電極生成的是等量的H2和Cl2，應(yīng)通入HCl，若加入鹽酸會(huì)引進(jìn)H2O，使溶液濃度變稀，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，陰極Cl－放電結(jié)束后OH－放電得到O2，錯(cuò)誤。(5)乙電極是H＋放電，所以該電極處產(chǎn)生了大量的OH－，加入酚酞溶液變紅；乙電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，n(e－)＝2n(H2)＝222.4 mL22.4 molL－1＝0.002 mol c(H＋)＝＝＝＝0.01 molL－1，所以pH＝12。 答案　(1)負(fù)　Fe－2e－===Fe2＋ (2)B (3)陰　2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ (4)B (5)乙　0.002　12 10．解析　(1)電解液中陽(yáng)離子由左至右，故左邊是陽(yáng)極，右邊是陰極(b是陰極)。(2)陰極產(chǎn)生的是H2，n(H2)＝0.005 mol，需要轉(zhuǎn)移的電子為0.01 mol，通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的為H＋，故n(H＋)＝0.01 mol；陰極區(qū)H＋放電，pH變大。(3)根據(jù)電子得失守恒、電荷守恒和原子守恒得2ClO2＋2CN－===N2＋2CO2＋2Cl－。 答案　(1)Cl－－5e－＋2H2O===ClO2↑＋4H＋　陰極 (2)0.01　變大 (3)2ClO2＋2CN－===N2＋2CO2＋2Cl－ 11．解析　Ⅰ.甲池為原電池，A為負(fù)極，甲醇失電子生成CO，丙池是電解水，設(shè)消耗水x g，10.00%100＝10.99%(100－x)，x≈9，n(H2O)＝0.5 mol，依據(jù)2H2O2H2↑＋O2↑，生成n(O2)＝0.25 mol、n(H2)＝0.5 mol，共0.75 mol氣體；乙池C棒為陽(yáng)極，生成O2，依據(jù)得失電子守恒可知乙池碳棒與丙池左邊碳棒生成的O2相同，n(O2)＝0.25 mol，消耗n(H2O)＝0.5 mol，生成n(H＋)＝1 mol，c(H＋)＝1 molL－1；(4)依據(jù)信息MnO中Mn元素的化合價(jià)升高1變?yōu)镸nO，所以陽(yáng)極反應(yīng)式為MnO－e－===MnO，陰極發(fā)生2H＋＋2e－===H2↑，最終電解質(zhì)溶液pH增大。 答案　(1)負(fù)　CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O (2)1 molL－1　(3)16.8 (4)MnO－e－===MnO　增大