专练33　电解池原理及应用

专练33电解池原理及应用一、单项选择题1.[2022·广东卷]以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中（）A．阴极发生的反应为Mg－2e－=Mg2＋B.阴极上Al被氧化C．在电解槽底部产生含Cu的阳极泥D．阳极和阴极的质量变化相等2.[2022·全国乙卷]Li­O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好应用前景。近年来，科学家研究了一种光照充电Li­O2电池（如图所示）。光照时，光催化电极产生电子（e－）和空穴（h＋），驱动阴极反应（Li＋＋e－=Li）和阳极反应（Li2O2＋2h＋=2Li＋＋O2）对电池进行充电。下列叙述错误的是（）A．充电时，电池的总反应Li2O2=2Li＋O2B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关C．放电时，Li＋从正极穿过离子交换膜向负极迁移D．放电时，正极发生反应O2＋2Li＋＋2e－=Li2O23.[2021·辽宁卷]利用（Q）与（QH2）电解转化法从烟气中分离CO2的原理如图。已知气体可选择性通过膜电极，溶液不能通过。下列说法错误的是（）A．a为电源负极B．溶液中Q的物质的量保持不变C．CO2在M极被还原D．分离出的CO2从出口2排出4.[2021·天津卷]如图所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断错误的是（）A．a是电源的负极B．通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色C．随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大D．当0.01molFe2O3完成溶解时，至少产生气体336mL（折合成标准状况下）5.[2021·广东卷]钴（Co）的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是（）A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大B．生成1molCo，Ⅰ室溶液质量理论上减少16gC．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变D．电解总反应：2Co2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2Co＋O2↑＋4H＋6.[2021·浙江1月]镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下（L为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极）。下列说法不正确的是（）A．断开K2、合上K1，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能B．断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生还原反应C．电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变D．镍镉二次电池的总反应式：Cd＋2NiOOH＋2H2Oeq\o(KN*,\s\up7(放电),\s\do5(充电))Cd（OH）2＋2Ni（OH）27.[2021·全国乙卷]沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率。为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极（如图所示），通入一定的电流。下列叙述错误的是（）A．阳极发生将海水中的Cl－氧化生成Cl2的反应B．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClOC．阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气D．阳极表面形成的Mg（OH）2等积垢需要定期清理8.[素材创新]O3是一种常见的绿色氧化剂，可由臭氧发生器电解稀硫酸制得，原理如图。下列说法错误的是（）A．电极a为阴极B．a极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2OC．电解一段时间后b极周围溶液的pH下降D．标准状况下，当有5.6LO2反应时，收集到O2和O3混合气体4.48L，O3的体积分数为80%9.[情境创新]双极膜（BPM）是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－，作为H＋和OH－离子源。利用双极膜电渗析法电解食盐水可获得淡水、NaOH和HCl，其工作原理如图所示，M、N为离子交换膜。下列说法不正确的是（）A．相同条件下，不考虑气体溶解，阴极得到气体体积是阳极两倍B．电解过程中Na＋向左迁移，N为阴离子交换膜C．若去掉双极膜（BPM），阳极室会有Cl2生成D．电解结束后，阴极附近溶液酸性明显增强10.在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O—CO2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（）A．X是电源负极B．阴极的电极反应式是H2O＋2e－=H2＋O2－，CO2＋2e－=CO＋O2－C．总反应可表示为H2O＋CO2eq\o(=,\s\up7(通电))H2＋CO＋O2D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1二、不定项选择题11.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是（）A．氯碱工业中，X电极上的反应式是4OH－－4e－=2H2O＋O2↑B．电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2＋浓度变小C．在铁片上镀铜时，Y是纯铜D．制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁12.[2021·全国甲卷]乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是（）A．KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B．阳极上的反应式为：＋2H＋＋2e－→＋H2OC．制得2mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了1mol电子D．双极膜中间层中的H＋在外电场作用下向铅电极方向迁移13.[2022·山西平遥高三测试]电解尿素[CO（NH2）2]的碱性溶液制氢气的装置如图所示。下列说法错误的是（）A．为增强导电性，可用金属铜作阳极B．电解过程中阴、阳极产生的气体的物质的量之比为1∶3C．阴极的电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－D．阳极的电极反应式为CO（NH2）2－6e－＋8OH－=COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋N2↑＋6H2O14.[2022·四川威远中学月考]高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍（Ni）、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠（Na2FeO4）的装置如图所示。下列说法正确的是（）A.铁是阳极，电极反应为Fe－2e－＋2OH－=Fe（OH）2↓B．电解一段时间后，镍电极附近溶液的pH减小C．每制得1molNa2FeO4，理论上可以产生67.2L气体D．若离子交换膜为阴离子交换膜，则电解结束后左侧溶液中含有FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))[HT]三、非选择题[HT]15.Ⅰ.氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。离子交换膜法电解食盐水的装置如图所示，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。（1）A为____________极，X、Y分别是__________、______________。`（2）离子交换膜的作用是_______________________________________________、______________________________________________________________________。`（3）a、b、c、d加入或取出的物质分别是________________、___________________、___________________、___________________。Ⅱ.实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2（亚氯酸钠