2021高考化学一轮复习 6.3 电解池的工作原理及应用题组训练过关1（含解析）苏教版

电解池的工作原理及应用 电解规律及电极产物的判断1.如图所示,a、b、c、d均为石墨电极,通电进行电解,下列说法正确的是()a.电路中电子流向:负极dcba正极b.a、c两极产生气体的物质的量相等c.so42-向b电极移动,cl-向c电极移动d.通电后乙烧杯滴入酚酞溶液d极附近会变红【解析】选d。电子只能在外电路中移动,故a错误;a极产生o2,c极产生cl2,根据电子守恒o22cl24e-,o2和cl2的物质的量之比为12,故b错误;阴离子向阳极移动,a和c是阳极,所以so42-向a电极移动,cl-向c电极移动,故c错误;d极是阴极,电极反应式可表示为2h2o+2e-h2+2oh-,所以滴入酚酞溶液d极附近会变红,故d正确。2.(2019肇庆模拟)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2cu+h2ocu2o+h2,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.阳极反应为2cu+2oh-2e-cu2o+h2o【解析】选d。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,阳极反应为2cu+2oh-2e-cu2o+h2o,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。【归纳提升】构建思维模型突破电解池原理分析电解池问题的一般程序为找电源(或现象)判两极写电极反应式得总反应式。连电源正极的为阳极,阳极上发生氧化反应;连电源负极的为阴极,阴极上发生还原反应,两电极反应式之和即为电池总反应式。电极材料:惰性电极指pt、au、石墨;活性电极指除pt、au、石墨外的金属材料。 电极反应式的书写与判断3.按要求书写电极反应式和总反应式。(1)用惰性电极电解agno3溶液阳极反应式:_;阴极反应式:_;总反应离子方程式:_。(2)用惰性电极电解mgcl2溶液阳极反应式: _;阴极反应式: _;总反应离子方程式: _。(3)用fe作电极电解nacl溶液阳极反应式: _;阴极反应式: _;总反应离子方程式: _。(4)用al作电极电解naoh溶液阳极反应式: _;阴极反应式: _;总反应离子方程式: _。(5)用cu作电极电解hcl溶液阳极反应式: _;阴极反应式: _;总反应离子方程式: _。(6)以铝材为阳极,电解h2so4溶液,铝材表面形成氧化膜阳极反应式: _;阴极反应式: _;总反应离子方程式: _。答案:(1)2h2o-4e-o2+4h+4ag+4e-4ag4ag+2h2o4ag+o2+4h+(2)2cl-2e-cl22h2o+2e-+mg2+h2+mg(oh)2mg2+2cl-+2h2omg(oh)2+cl2+h2(3)fe-2e-fe2+2h2o+2e-h2+2oh-fe+2h2ofe(oh)2+h2(4)2al-6e-+8oh-2alo2-+4h2o6h2o+6e-3h2+6oh-2al+2h2o+2oh-2alo2-+3h2(5)cu-2e-cu2+2h+2e-h2cu+2h+cu2+h2(6)2al-6e-+3h2oal2o3+6h+6h+6e-3h22al+3h2oal2o3+3h24.电解尿素co(nh2)2的碱性溶液制氢气的装置示意图如图:电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴阳两极均为惰性电极。(1)a极为_,电极反应式为_。(2)b极为_,电极反应式为_。【解析】h2产生是因为h2o电离的h+在阴极上得电子,即6h2o+6e-3h2+6oh-,所以b极为阴极,a极为阳极,电极反应式为co(nh2)2-6e-+8oh-n2+co32-+6h2o,阳极反应式容易错写成4oh-4e-2h2o+o2。答案:(1)阳极co(nh2)2+8oh-6e-n2+co32-+6h2o(2)阴极6h2o+6e-3h2+6oh-5.(2019全国卷节选)环戊二烯可用于制备二茂铁(fe(c5h5)2,结构简式为),后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的dmf溶液(dmf为惰性有机溶剂)。该电解池的阳极为_,总反应为_。电解制备需要在无水条件下进行,原因为_。【解析】由原理图可知,fe电极的铁生成fe2+,发生氧化反应,fe电极为电解池的阳极;由图可知有h2生成,电解池的总反应为fe+2+h2。中间物na能与水反应,且水会电解生成oh-,与fe2+反应生成fe(oh)2,故电解制备需要在无水条件下进行。答案:fe电极fe+2+h2(fe+2c5h6fe(c5h5)2+h2)水会阻碍中间物na的生成;水会电解生成oh-,进一步与fe2+反应生成fe(oh)21.做到“三看”,正确书写电极反应式(1)一看电极材料,若是金属(au、pt除外)作阳极,金属一定被电解(注:fe生成fe2+)。(2)二看介质,介质是否参与电极反应。(3)三看电解质状态,若是熔融状态,就是金属的冶炼。2.规避“三个”失分点(1)书写电解池中电极反应式时,一般以实际放电的离子表示,但书写总电解反应方程式时,弱电解质要写成分子式。(2)要确保两极电子转移数目相同,且应注明条件“电解”。(3)电解水溶液时,应注意放电顺序中h+、oh-之后的离子一般不参与放电。【加固训练】1.(2019潍坊模拟)煤燃烧排放的烟气含有nox,容易形成酸雨污染环境,可通过惰性电极电解对烟气进行脱硝处理。电解原理如图所示:电极a的电极反应式为_,当电解44.8 l(标准状况)含5%no的烟气,理论上电路中通过电子的物质的量为_mol。【解析】由图中分析可知生成氢气的电极b为电解池阴极,a为电解池阳极,通入的含no的烟气失电子发生氧化反应生成硝酸,电极反应:no-3e-+2h2ono3-+4h+,当电解44.8 l(标准状况)含5%no的烟气,no物质的量=44.8 l5%22.4 lmol-1=0.1 mol,电极反应计算理论上电路中通过电子的物质的量为0.3 mol。答案:no-3e-+2h2ono3-+4h+0.32.(2019江苏高考节选)电解法转化co2可实现co2资源化利用。电解co2制hcooh的原理示意图如下。(1)写出阴极co2还原为hcoo-的电极反应式:_。(2)电解一段时间后,阳极区的khco3溶液浓度降低,其原因是_。【解析】(1)co2中的c为+4价,hcoo-中的c为+2价,1 mol co2转化为hcoo-时,得2 mol e-;(2)