【高考推荐】2020-2021高考化学一轮复习电解原理及应用(含解析)

1、电解原理及应用李仕才（考试时间：45分钟 满分：100分）一、单项选择题：本题包括 10小题，每小题5分，共50分。1.若某池（电解池或原电池）的总反应离子方程式是Cu+ 2H+=cT+H4 ,关于此池的有关说法正确的是A.该池只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极B.该池只能是原电池，且电解质溶液为硝酸C.该池可能是原电池，也可能是电解池D.该池只能是电解池，电解质溶液可以是硫酸铜答案 A解析：铜与 4不反应，因此不可能是原电池，只能是电解池。在该电解池中，铜失去电子被 氧化，因此铜作电解池的阳极，A正确，B C错误；D选项中若电解质溶液是硫酸铜溶液，则相当于电镀铜，与题给离子方程式不符，故

2、 D错误。2 .某溶液中含有 CuT、Fe2+、Al3+、C、NO,且浓度均为0.1 mol/L ,用石墨作电极进行电 解时，肯定得不到的产物是 （）A. Cl 2B. AlC. CuD. H2答案 B解析： 阴极上Al3+、Fe2+的放电能力弱于而Cu2+的放电能力比水电离出的 河的放电能力强，阳极上 C放电能力强于 O斤。3 .埋在地下的钢管常用如图所示的方法加以保护，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说法正 确的是（）金属棒潮湿的中件七岁A.金属棒X的材料可能为铜B .金属棒X的材料可能为钠C.钢管附近土壤的 pH可能会升高 D .这种方法属于外加电流的阴极保护法答案 C解析：金属棒X的材料

3、若为铜，则易腐蚀钢管，A项错误；钠为活泼金属，易发生反应，B项错误；钢管吸氧发生还原反应，产生OH,附近土壤的pH可能会升高，C项正确；该装置没有外接电源，不属于外加电流的阴极保护法，D项错误。4 .用石墨作电极电解 CuSO溶液。通电一段时间后 CuSO未充分电解，欲使电解液恢复到起始 状态，应向溶液中加入适量的 （）A. CuSOB. H2OC. CuOD. CuSO - 5H2O答案 C解析：本题考查了电解规律以及电解质溶液的复原。用石墨作电极电解硫酸铜溶液，阳极反 应式为：4OFf- 4e =0 T + 2HO,阴极反应式为：Cu2 + 2e =C（u即阳极冒出氧气，阴极析出铜，通电一

4、段时间后要想使电解液恢复原状，应加入氧化铜固体。5.如图所示装置I是一种可充电电池，装置n为电解池。离子交换膜只允许Na+通过，充放放电电的化学方程式为 2N0S2+ NaBr3充电Ns2S4+3NaBr。闭合开关 K时，b极附近先变红色。下列说 法正确的是（）电.A离了军探膜电极R 解睡j电斛才K 1 Pl a：b铜棒lU钳第芯口溶液湿盘 的酚瞅试纸A.负极反应为4Na 4e =4NaB.闭合KB, b电极附近的pH变小C.当有0.01 mol Na+通过离子交换膜时，b电极上析出气体在标准状况体积为112 mLD.闭合KB, a电极上产生的气体具有漂白性答案 C6.金属馍有广泛的用途。粗馍

5、中含有少量Fe、Zn、Cu> Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的馍，下列叙述正确的是（已知：氧化性 Fe2+<Ni2+<Ci2+）（）A.阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2 +2e =NiB.电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C.电解后，溶液中存在白金属阳离子只有Fe2+和Zn2+D.电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt答案 D解析：此题考查的是电解的基本原理。在电解池中，阳极失去电子，化合价升高，发生氧化反应，而阴极得到电子，化合价降低，发生还原反应。题目中已经告诉氧化性：Fe2+<Ni2+<Cif+,可以推出题中几种金属在阳极的放电顺序为

6、：Zn>Fe>Ni>Cu>Pt（惰性金属不放电），阴极的放电顺序为：Zn2<Fe2<Ni2 <CU2,所以 A 中阳极电极反应式有：Zn - 2e =Zn,Fe2e =Fe：, Ni22e =Ni （王要电极反应）。B：由于阳极中 Cu和Pt沉于电解槽底部的阳极泥中，而 Zn和Fe 在阳极放电，在阴极不能放电，因此阳极质量的减少>阴极质量的增加。C:溶液中除了 Fe”和Zn2+还有Ni2 > H，等。7 .下列关于各装置图的叙述中，不正确的是（）A.用装置精炼铜，则a极为粗铜，电解质为 CuSO溶液8 .装置的总反应是：Cu+ 2Fe3 =

7、Cu + 2Fe2C.装置中钢闸门应与外接电源的负极相连D.装置中的铁钉几乎不被腐蚀答案 B解析：精炼铜时，粗铜为阳极，由电流方向知a极为阳极，A正确；装置为原电池，Fe作负极，铜为正极，总反应是：Fe+ 2Fe3+=3F2+, B错误；在电解池中，铁被保护，则应与外接电源的负极相连，C正确；装置中，浓 H2SO具有吸水性，使Fe、Cu处于干燥的环境中，不能构成原电池，D正确。9 .甲、乙两个容器中，分别加入0.1 mol L -的NaCl溶液与0.1 mol L 一的AgNO溶液后,以Pt为电极进行电解时，在A、B、C、D各电极上生成物的物质的量之比为A. 2：2：4： 1 B .2：3：4

8、：1 C1：4：2：2 D .1：1：1：18答案 A解析：此装置相当于两个电解槽串联到一起，在整个电路中电子转移总数相等，首先判断各 极的产物，即 A极产物Hk, B极产物Cl2, C极产物Ag, D极产物Q,若整个电路中有 4 mol电子转移，有2屋2cl24AgQ4e,则A B C、D各电极上生成物的物质的量之比为2 ： 2： 4 ： 1。10 下面两套实验装置，都涉及金属的腐蚀反应，假设其中的金属块和金属丝都是足量的。下列叙述正确的是（）充满氧气.铁固定的丝末端靠近液铁甦（含碳）面但未接触IA.装置I在反应过程中只生成NO气体B.装置H开始阶段铁丝只发生析氢腐蚀C.装置n在反应过程中能

9、产生氢气D.装置I在反应结束时溶液中的金属阳离子只有Cu +答案 C解析：装置I中，铁被浓硝酸钝化，铜与浓硝酸反应，在这种条件下，铜作原电池的负极,铁作正极，反应生成红棕色的NO,随着反应的进行，浓硝酸变为稀硝酸，随后铁作负极Cu作正极，稀硝酸发生还原反应生成无色的NO金属过量，故反应结束时溶液中既有Fe2+,又有Cu"。因为装置H中充满氧气，一开始发生吸氧腐蚀，消耗氧气导致左边液面上升，铁与稀硫酸反应产 生氢气，发生析氢腐蚀。11 .常温下，NC13是一种黄色黏稠状液体，是制备新型水消毒剂C1O2的原料，可以采用如图所示装置制备 NCb。下列说法正确的是（）气体M -稀盐酸1 I钺

10、化混液化氯的溶氯和氢合质子交换膜A.每生成1 mol NCl 3,理论上有4 mol H+经质子交换膜向右侧向左侧迁移B.可用湿润的淀粉- KI试纸检3气体 MC.石墨极的电极反应式为 Nh4 + 3Cl -6e =NC3+ 4HI+D.电解过程中，质子交换膜右侧溶液的pH会减小答案 C解析：A项，由NhJ - NCb,根据元素化合价变化知，NH4中N由一3价升高至+ 3价，每生成1 mol NCl 3,理论上有6 mol H卡由质子交换膜右侧向左侧 （阴极区）迁移，错误。B项，M是氢气， 不能用湿润的淀粉KI试纸检验，错误。C项，石墨电极发生氧化反应，电极反应式为Nh4+3Cl 6e-=NC

11、3+4J,正确。D项，电解过程中，质子交换膜右侧溶液中 c（H+）减小，溶液pH增大, 错误。二、非选择题：本题包括4个小题，共50分.11.（11分）如图，X和Y均为石墨电极。电源X YJ « - J I _ J 4-1_ 二 *= 二一鲁一二百（1）若电解液为滴有酚酗:的饱和食盐水，电解反应的离子方程式为 ;电解过程中 极（填“阴”或“阳”）附近会出现红色。（2）若电解液为500 mL含A溶质的某蓝色溶液，电解一段时间，观察到 X电极表面有红色的 固态物质生成，Y电极有无色气体生成；溶液中原有溶质完全电解后，停止电解，取出 X电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6 g。电解后溶液

12、的pH为;要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的(填加入物质的化学式)。(假设电解前后溶?的体积不变 )丫电极产生气体的体积为 L(标准状况下)。请你推测原溶液中所含的酸根离子可能是 ；并设计实验验证你的推测，写出实验的操作步骤、现象和结论： 答案：（1）2Cl +2H2O=2OFH+ CI2T + H2T阴（1 分）（2）1CuO或CuCQ仅答1种即可）（1分） 0.28硫酸根离子(1分)取少量待测液于试管中，滴加盐酸无明显现象， 继续加入氯化钢溶液，若有白色沉淀产生，则证明是硫酸根离子(或：硝酸根离子取少量待测液于试管中，加热浓缩后滴加浓硫酸和铜粉，若有红棕色气体产生，则证明是硝

13、酸根离子)解析：(1)电解饱和食盐水的离子万程式：2Cl +2H2O=2OH + Cl2f + H2T ,在阴极区生成NaOH使酚酗:溶液变红。(2)蓝色溶液中可能含有ClT,并且在电解过程中析出红色固体，进一步验证析出的是铜；Y电极上析出无色气体，应该是Q,电解离子万程式：2Cu +2HO=2Cu+ QT + 4H。根据电解离子方程式得：n(H + ) =2n(Cu2+) = 2x64 J.6 gmol 1 = 0.05 mol ,故溶液中 c(H+)=D. DS rnnl口- L = 0.1 mol - L 1,溶液的pH= 1。要使溶液恢复到以前，可以加入CuO或CuC1根据电斛离子方程

14、式得：n(Oz) = 2 x n(Cu) = 0.012 5mol,在标准状况下的体积 V(O2) = 22.4L - mol1 X 0.012 5 mol =0.28 L。溶液中存在的必须是含氧酸根离子，可以是SO或NQ;然后利用实验进行检验。放电12. (12分)已知铅蓄电池的工作原理为Pb+ PbQ+2HaSQ?2PbSO+ 2H.O,现用如图装置进行电解(电解液足量)，测得当铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。请回答下列问题：铅蓄电池7稀硫酸Cu占必溶液(1)A是铅蓄电池的 极，铅蓄电池正极反应式为 ,放电过程中电解液的密度(填“减小” “增大”或“不变”)

15、。(2)Ag电极的电极反应式是 ,该电极的电极产物共 go(3)Cu电极的电极反应式是 , CuSO溶液的浓度 (填“减小” “增大”或“不变”)。(4)如图表示电解进行过程中某个量(纵坐标x)随时间的变化曲线，则 x表示a.各U形管中产生的气体的体积b.各U形管中阳极质量的减少量c.各U形管中阴极质量的增加量答案：(1)负(1 分)PbO2+ 4H1+ + SO4 + 2e =PbS(4H 2HzO 减小(1 分)(2)2H +2e =HT ( 1 分) 0.4 2+(3)Cu 2e =Cu 不变(1 分)(4)b解析：根据在电解过程中铁电极质量的减少可判断A是电源的负极，B是电源的正极，电

16、解时Ag极作阴极，电极反应式为 2HI + 2e =HI T , Fe作阳极，电极反应式为 Fe-2e =Fe+ ,左侧U 形管中总反应式为 Fe+2H+ =F2+H2TO右侧U形管相当于电镀装置，Zn电极作阴极，电极反应 式为Cu2+ + 2e =C(u铜电极作阳极，电极反应式为Cu 2e =Cij+ ,电镀过程中 CuSO溶液的浓度保持不变，根据上述分析可得答案。13.(除标注外，每空2分，共14分)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：也和性整水(1)实验一：将开关 K与a连接，则乙为 极，电极反应式 。(2)实验一结束后，该研究小组的同学决

17、定在乙电极表面上镀下列金属中的一种以防止铁被腐蚀，正确的选择是(填字母编号)。A. CuB. ZnC. SnD. Ag(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 (填字母编号)。A.溶?中Na+向甲极移动B.从甲极处逸出的气体能使湿润的淀粉KI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白溶液中滴加酚酗: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气体，转移电子的物质的量为 mol; 若

18、剩余溶液体积为 200 mL,则该溶液的pH为。答案：负(1 分) Fe 2e =Fe+ (2)B(3)阴(1 分) 2c/+ 2睡0>2OH+H4 + Cl2T(4)B (1 分) (5)乙(1 分) 0.00212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：Fe-2e =F2 +。(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C放电生成Cl2, Cl2可使湿润的淀粉一KI试纸变蓝，正确；C项，两电极生成的是等量的H和Cl2,应

19、通C放电结束后，OH放电得 加入酚Mt溶液变红；乙电极 mol1 = 0.002 mol c(OH )入HCl,若加入盐酸会引进 H2O,使溶液浓度变稀，错误； D项，阴极 到Q,错误。(5)乙电极是 J放电，所以该电极处产生了大量的 OH, 反应式为 2H+2e =HT, n(e ) =2n(H2) =2X 0.022 4 L +22.4 Ln?OH ? n?e ? 0.002 mol0.2 L=0.01 mol - L 1,所以 pH=12。14. (13分)氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下:50 % NhOH 溶液依据上图，完成下列填空：(1)在电解过程中，与电源正极

20、相连的电极上所发生反应的电极反应式为 ,与电源负极相连的电极附近，溶?夜pH(选填“不变”、“升高”或“下降”)。(2)工业食盐中含 Ca、M0+等杂质，精制过程中除去这些杂质时发生反应的离子方程式为(3)如果粗盐中 SO一含量过高，必须添加钢试剂除去SO,该钢试剂可以是 (填写字母序号，下同)。A. Ba(OH)2B. Ba(NO) 2C. BaCl2(4)为有效除去Ca"、Mgj SO,加入试剂的合理顺序为 。A.先加NaOH后加NS2CO,再加根试剂B.先加NaOH后加钢试剂，再加 NS2COC.先加根试剂，后加 NaOH再加NS2CO(5)脱盐工序中利用 NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过 、冷却、(填写 操作名称)除去NaCl。(6)用隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2与NaOHE应；采用无隔膜法电解冷的食盐水时，C12与NaO流分接触，得到的产物仅是NaClO和hfe,则与该反应相应的化学方程式为 。答案：(1)2Cl-2e =Cl2? 升高