高考化学二轮复习 专练十九 电解池 新人教版.doc

电解池考试说明主要考查电解池的工作原理、电解产物的判断及相关电极反应的书写、电解的规律及有关计算、电解原理的应用。考点透视1【2017课标卷】用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为h2so4h2c2o4混合溶液。下列叙述错误的是a待加工铝质工件为阳极b可选用不锈钢网作为阴极c阴极的电极反应式为：a3+3e-=ald硫酸根离子在电解过程中向阳极移动【答案】c【解析】a、根据原理可知，al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，故a说法正确；b、不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，故b说法正确；c、阴极应为阳离子得电子，根据离子放电顺序应是h放电，即2h2e=h2，故c说法错误；d、根据电解原理，电解时，阴离子移向阳极，故d说法正确。2【2017江苏卷】铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为al2o3，含sio2和fe2o3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下: 注:sio2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。（3）“电解”是电解熔融 al2o3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是_。 （4）“电解”是电解na2co3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为_，阴极产生的物质a的化学式为_。 【答案】（3）石墨电极被阳极上产生的氧气氧化 （4）4co32-+2h2o-4e-=4hco3-+o2 h2 【解析】结合流程及题中信息可知，铝土矿在碱溶时，其中的氧化铝和二氧化硅可溶于强碱溶液，过滤后，滤液中偏铝酸钠与碳酸氢钠反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，氢氧化铝经灼烧后分解为氧化铝，最后电解熔融的氧化铝得到铝。碳酸钠溶液经电解后可以再生成碳酸氢钠和氢氧化钠进行循环利用。（3）电解i过程中，石墨阳极上氧离子被氧化为氧气，在高温下，氧气与石墨发生反应生成气体，所以，石墨电极易消耗的原因是被阳极上产生的氧气氧化。 （4）由图中信息可知，生成氧气的为阳极室，溶液中水电离的oh-放电生成氧气，破坏了水的电离平衡，碳酸根结合h+转化为hco3-，所以电极反应式为4co32-+2h2o-4e-=4hco3-+o2，阴极室氢氧化钠溶液浓度变大，说明水电离的h+放电生成氢气而破坏水的电离平衡生成大，所以阴极产生的物质a为h2 。3【2017天津卷】某混合物浆液含有al(oh)3、mno2和少量na2cro4,。考虑到胶体的吸附作用使na2cro4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答和中的问题。含铬元素溶液的分离和利用（4）用惰性电极电解时，cro42-能从浆液中分离出来的原因是_，分离后含铬元素的粒子是_；阴极室生成的物质为_（写化学式）。【答案】（4）在直流电场作用下，cro42-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液cro42-和cr2o72- naoh和h24【2016新课标全国卷】三室式电渗析法处理含na2so4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的na和so可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是 a通电后中间隔室的so42-离子向正极迁移，正极区溶液ph增大b该法在处理含na2so4废水时可以得到naoh和h2so4产品c负极反应为2h2o4e=o24h，负极区溶液ph降低d当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的o2生成【答案】b【解析】在负极区发生的电极反应为4h2o4e=2h24oh，在正极区发生的电极反应为2h2o4e=o24h，故正极区ph减小，a选项错误；na移向负极区，生成naoh，so移向正极区，生成h2so4，b选项正确；根据负极区电极反应可知c选项错误；每通过1 mol电子，有0.25 mol o2生成，d选项错误。5【2016新课标1卷】naclo2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：回答下列问题：（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去mg2+和ca2+，要加入的试剂分别为_、_。“电解”中阴极反应的主要产物是_。【答案】（3）naoh溶液 ；na2co3溶液 ；clo2(或naclo2)；【解析】（3）食盐溶液中混有mg2+和ca2+，可利用过量naoh溶液除去mg2+，利用过量na2co3溶液除去ca2+；向nacl溶液中加入clo2，进行电解，阳极发生反应2cl-2e-=cl2，反应产生cl2， 阴极发生反应产生naclo2，可见“电解”中阴极反应的主要产物是naclo2；6【2015 四川卷】用如图所示装置除去含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=n22co25clh2o【答案】d【解析】a若铁作阳极，则铁失电子生成fe2，则cn无法除去，故铁只能作阴极，正确；b阳极cl放电生成clo，cl的化合价升高，故在阳极发生氧化反应，又已知该溶液呈碱性，正确；c阳离子在电解池的阴极得电子发生还原反应，在碱性条件下，h2o提供阳离子(h)，正确；d由于溶液是碱性条件，故除去cn发生的反应为2cn5cloh2o=n22co25cl2oh，错误。7【2015福建高考】某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，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=c3h8o5h2o【答案】b解析 ：结合装置图为电解装置，模拟“人工树叶”，故为电能转化为化学能，a项错误；b极连接电源的正极，为阳极，在电解池中h为阳离子，向a极(阴极)区移动，b项正确；右侧h2o o2发生的是氧化反应，每生成1 mol o2，转移4 mol电子，c3h8o中碳元素的化合价是2,3co2c3h8o，转移18 mol电子，故生成1 mol o2消耗2/3 mol co2，c项错误；a电极发生的是还原反应：3co218h18e=c3h8o5h2o，d项错误。考点突破1【2016潍坊市统考】一定条件下，利用如图所示装置可实现有机物苯(c6h6)到环己烷(c6h12)的转化。下列叙述错误的是 a导线中电子移动方向为d ab生成目标产物的电极反应式为c6h66h6e=c6h12c装置图右侧导出的气体是氧气d上述过程中电能转化为化学能【答案】a【解析】根据题图可知，左侧发生苯转化为环己烷的反应，电极反应式为c6h66h6e=c6h12，b项正确；左侧电极d上发生还原反应，电极d为阴极，则a为电源负极，导线中电子移动方向为电源负极a电解池阴极d，a项错误；右侧电极e上发生氧化反应：2h2o4e=o24h，导出的气体为氧气，c项正确；题中装置为电解池，电能转化为化学能，d项正确。2【2017保定模拟】用na2so3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，下列有关说法中不正确的是ax为直流电源的负极，y为直流电源的正极b阳极反应为4oh4e=2h2oo2c图中的bad该过程中的产品主要为h2so4和h2【答案】b【解析】根据na和so的移向可知pt()为阴极，反应为2h2e=h2，pt()为阳极，反应为so2eh2o=so2h。3【2017届宁夏银川市高三下学期第三次模拟考试】某化学兴趣小组设计了如图所示的电化学装置：下列说法不正确的是a乙池工作时，co32-不断移向负极b乙池负极反应为ch30h-6e-+3co32-=4co22h2oc甲池中fe电极发生的反应为2cl- -2e-=cl2d为了使电池持续供电，工作时必须有co2参与循环【答案】c【解析】a、乙池工作时作为原电池，甲醇是负极，co32-不断移向负极，故a正确；b、乙池甲醇作还原剂，失电子，负极反应为ch30h-6e-+3co32-=4co22h2o，故b正确；c、甲池中fe电极是阳极，发生的反应为fe -2e-=fe2 ，故c错误；d、o2在正极反应为：o22co24e=2co32，消耗co2，为了使电池持续供电，工作时必须有co2参与循环，故d正确；故选c。4【2017届云南省昆明市第一中学高三第八次月考】工业上可以用na2so3溶液吸收so2，并用电解法处理吸收后所得nahso3溶液以实现吸收液的回收再利用，装置如图所示，则工作一段时间后，下列说法正确的是a电源a端是正极 b阴极区的ph减小c阳极的电极反应式为hso3-2e-+h2o=so42-+3h+ d电路中每通过0.2mol电子，能产生2.24lh2【答案】c【解析】a根据阴阳离子的移动方向知，左边电极为阴极，所以a为直流电源的负极， a错误；b阴极区消耗h+生成氢气，氢离子浓度减小，溶液的ph增大，b错误；c阳极上hso3-反应生成so42-，电极反应式为hso3-2e-+h2o=so42-+3h+，c正确；d电路中每通过0.2mol电子，能产生标准状况下2.24lh2，d错误。故选c。5【2017届甘肃省西北师范大学附属中学高三下学期第四次校内诊断】构成原电池的条件有很多，其中一种就是利用电解质的浓度差构成“浓差电池”。当电解质中某离子的浓度越大时其氧化性或还原性越强。如图，甲池为3moll-1的agno3溶液，乙池为1moll-1的agno3溶液，a、b均为ag电极。实验开始先闭合k2，断开k1，发现电流计指针发生偏转。下列说法不正确的是a一段时间后电流计指针将归零，此时可视为反应不再进行b当电流计指针归零后，闭合k1，断开k2后，乙池溶液浓度上升c当电流计指针归零后，闭合k1，断开k2后，乙中ag电极质量增加d实验开始先闭合k2，断开k1，此时no3-向b电极移动【答案】c【解析】a 闭合k2，构成浓差电池，由于甲池中银离子浓度大，氧化性强，发生还原反应，甲池为正极，乙池为负极，甲池中硝酸银的浓度逐渐减小，乙池中硝酸银的浓度逐渐增大，一段时间后，浓度相等，不再构成浓差电池，电流计指针将归零，反应不再进行，故a正确；b 当电流计指针归零后，闭合k1，断开k2后，构成电解池，乙池中银为阳极，硝酸银浓度逐渐增大，故b正确；c 当电流计指针归零后，闭合k1，断开k2后，构成电解池，乙池中银为阳极，银电极逐渐溶解，质量减小，故c错误；d 实验开始先闭合k2，断开k1，构成浓差电池，由于甲池中银离子浓度大，氧化性强，发生还原反应，甲池为正极，乙池为负极，甲池中硝酸银的浓度逐渐减小，乙池中硝酸银的浓度逐渐增大，此时no3-向b电极移动，故d正确；故选c。6【2017届宁夏石嘴山市第三中学高三下学期第四次模拟】h3bo3可以通过电解nab(oh)4溶液的方法制备，其工作原理如图，下列叙述错误的是am室发生的电极反应式为：2h2o4e = o4hbn室中：a% b%cb膜为阴离子交换膜 d理论上每生成1mol产品，阴极室可生成5.6l气体【答案】d【解析】am室为阳极室，发生氧化反应，其电极反应式为2h2o4e = o4h，故a正确；bn室为阴极室，发生的电极反应式为2h2o+2e-=h2+2oh-，原料室的na+透过阳离子交换膜进入阴极室，则naoh的质量百分数为a% b%，故b正确；c电解池工作时，原料室的b(oh)4-透过阴离子交换膜，进入产品室和h+结合生成h3bo3，故c正确；d理论上每生成1mol产品，转移电子数为1mol电子，阴极室可生成氢气11.2l(标准状况)，故d错误；答案为d。7【2017课标卷】支撑海港码头基础的钢管柱，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是a通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零b通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩c高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流d通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整【答案】c【解析】本题使用的是外加电流的阴极保护法，钢管柱与电源的负极相连，被保护。a外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流，从而保护钢管柱，a正确；b通电后，被保护的钢管柱作阴极，高硅铸铁作阳极，因此电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩，b正确；c高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高硅铸铁不损耗，c错误；d通过外加电流抑制金属电化学腐蚀产生的电流，因此通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整，d正确。答案选c。8【2017届四川省成都市第七中学高三周测】在微电子工业中 nf3 常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含 nh4f 等的无水熔融物生产nf3，其电解原理如图。下列说法不正确的是 aa 电极为电解池的阳极b阳极的电极反应式：nh4+3f-6e=nf3+4h+ch+由b极移向a极，并参与电极反应d电解过程中可能还会生成少量氧化性极强的气体单质，该气体的分子式为 f2【答案】c【解析】a、根据图中信息可知，氢离子在b极得电子产生氢气，故b极为阴极，a极为阳极，选项a正确；b、阳极铵根离子得电子产生nf3，其电极反应式为nh4+3f-6e=nf3+4h+，选项b正确；c、电解池中阳离子定向移动到阴极，故h+由a极移向b极，并参与电极反应h+2e=h2，选项c不正确；d、当氟离子浓度较大时，氟离子失电子产生氟气，选项d正确。答案选d。9【2017届山东省聊城市高三第三次模拟考试】用石墨作电极电解kcl和cuso4（等体积混合）混合溶液，电解过程中溶液ph随时间t的变化如图所示，下列说法正确的是aab段h+被还原，溶液的ph 增大bcd 段相当于电解水cc点时加人适量cucl2固体，电解液可恢复原来浓度d原溶液中kcl和cuso4的物质的量浓度之比为2：1【答案】b【解析】用惰性电极电解等体积的kcl和cuso4混合溶液，阴极离子放电顺序是cu2+h+，阳极上离子放电顺序是cl-oh-，电解过程中分三段：第一阶段：阳极上电极反应式为2cl-2e-cl2、阴极电极反应式为cu2+2e-cu，铜离子浓度减小，水解得到氢离子浓度减小，溶液ph上升；第二阶段：阳极上电极反应式为4oh-4e-2h2o+o2，阴极反应先发生cu2+2e-cu，反应中生成硫酸，溶液ph降低；第三阶段：阳极电极反应式为4oh-4e-2h2o+o2、阴极电极反应式为2h+2e-h2，实质是电解水，溶液中硫酸浓度增大，ph继续降低。aab段由于铜离子浓度减小，水解得到氢离子浓度减小，溶液ph上升，铜离子为被还原，a错误；b由上述分析可知，cd 段相当于电解水，b正确；c电解至c点时，溶液中溶质为硫酸、硫酸钾，往电解液中加入适量cucl2固体，不能使电解液恢复至原来的浓度，c错误；d图象中具体数量关系未知，不能计算原混合溶液中kcl和cuso4的浓度之比，d错误，答案选b。10【辽宁省葫芦岛市2017届高三第二次模拟考试】据报导，我国已研制出“可充室温钠-二氧化碳电池”，电极材料为钠金属片和碳钠蜜管，电解液为高氯酸钠-四甘醇二甲醚，电池总反应为：4na+3co22na2co3+c，生成固体na2co3沉积在碳钠米管上。下列叙述不正确的是a放电时钠金属片发生氧化反应 b充电时碳钠米管接直流电源的正极c充电时的阳极反应为c+2na2co3-4e-=3co2+4na+ d放电时每消耗3molco2，转移12mol电子【答案】d发生氧化反应，则阳极反应为c+2na2co3-4e-=3co2+4na+，故c正确；d放电时每消耗3molco2，4molna失去电子，转移4mol电子，故d错误；故选d。11【2017届全国名校联盟高三联考试卷六】载人空间站的生态系统中要求分离人呼出的二氧化碳，同时需要提供氧气。某电化学装置利用太阳能转化的电能可以实现上述要求，同时还有燃料一氧化碳生成，该电化学装置的总反应为2co22co+o2。下列判断错误的是a该装置的阴极反应