2026版高考化学一轮复习第10章微题型97　电解原理应用-物质制备、废水处理、碳中和

微题型97电解原理应用——物质制备、废水处理、碳中和1.一种电解法制备Na2FeO4的装置如图所示。下列说法正确的是()A.电解时化学能转化为电能B.电解时应将铂电极与直流电源正极相连C.电解时铁电极反应式：Fe+6e-+8OH-=FeO42-+4HD.电解过程中转移1mole-，理论上可获得标准状况下的H211.2L答案D2.生产硝酸钙的工业废水常含有NH4NO3，可用电解法净化，其工作原理如图所示。下列有关说法正确的是()A.a极为电源负极，b极为电源正极B.装置工作时电子由b极流出，经导线、电解槽流入a极C.Ⅰ室能得到副产品浓硝酸，Ⅲ室能得到副产品浓氨水D.阴极的电极反应式为2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H答案C解析分析装置图可知含NH4NO3废水的Ⅱ室中的硝酸根离子通过阴离子交换膜进入Ⅰ室，铵根离子通过阳离子交换膜进入Ⅲ室，判断Ⅰ室为阳极室，a为电源的正极，Ⅲ室为阴极室，b为电源的负极，故A错误；装置工作时电子由b极流出，但电子不能通过电解质溶液，即不能通过电解槽流入a极，故B错误；Ⅰ室中H2O失电子发生氧化反应，氢离子浓度增大，Ⅲ室中H2O得到电子生成氢气，氢氧根离子浓度增大，Ⅰ室能得到副产品浓硝酸，Ⅲ室能得到副产品浓氨水，故C正确；阴极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故D错误。3.羟胺(NH2OH)常用于有机合成。一种电化学法制取盐酸羟胺(NH3OHCl)的装置原理如图所示，已知铁可作NO反应的催化剂。下列说法正确的是()A.放电时Pt电极有Cl2生成B.放电时的正极反应式为NO+3e-+4H+=NH3OH+C.放电时，电路中每转移1mole-，负极区将增加1molH+D.将质子交换膜改成阴离子交换膜，放电时的电极反应将发生变化答案B解析图示放电过程中，含铁电极表面NO得电子，发生还原反应生成NH3OH+，作正极，Pt电极表面H2失电子，发生氧化反应生成H+，作负极，H+通过质子交换膜从负极移向正极。根据分析，放电时Pt电极表面H2失电子，发生氧化反应生成H+，没有Cl2生成，故A错误；放电时，正极上NO得电子，发生还原反应生成NH3OH+，电极反应式为NO+3e-+4H+=NH3OH+，故B正确；原电池工作时，阳离子从负极移向正极，根据电荷守恒，电路中每转移1mole-，正极区将增加1molH+，故C错误；原电池中阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移，若将质子交换膜改成阴离子交换膜，Cl-将通过阴离子交换膜向Pt电极迁移，H+不再迁移，但放电时的电极反应不变，故D错误。4.有研究表明，以CO2与辛胺[CH3(CH2)7NH2]为原料高选择性的合成甲酸和辛腈[CH3(CH2)6CN]，工作原理如图。下列说法不正确的是()A.Ni2P电极与电源正极相连B.In/In2O3-x电极上可能有副产物H2生成C.在In/In2O3-x电极上发生的反应为CO2+H2O+2e-=HCOO-+OH-D.标准状况下，33.6LCO2参与反应时Ni2P电极有1.5mol辛腈生成答案D5.酸性条件下CO2通过电催化法可生成C2H5OH，c⁃NC、i⁃NC是可用于阴极电极的两种电催化剂，其表面发生转化原理如图所示。下列有关说法正确的是()A.i⁃NC电催化剂表面发生氧化反应B.合成过程中CO2均作为还原剂C.合成过程中用c⁃NC作电极催化剂更利于生成C2H5OHD.c⁃NC电催化剂表面发生反应：2CO2+9H2O+12e-=C2H5OH+12OH-答案C解析c⁃NC电催化剂表面上CO2转化为C2H5OH，i⁃NC电催化剂表面CO2得电子生成CO和C2H5OH，均发生还原反应，CO2均作氧化剂，故A、B错误；由图示可知，i⁃NC电催化剂表面CO2生成CO和C2H5OH两种产物，c⁃NC作电极催化剂时CO2完全转化为C2H5OH，由此可知c⁃NC作电极催化剂时CO2利用率更高，更利于生成C2H5OH，故C正确；电解质为酸性介质，c⁃NC电催化剂表面发生反应：2CO2+12H++12e-=C2H5OH+3H2O，故D错误。6.ClO2是一种广谱、安全和高效的消毒剂。一定条件下用电解法制取ClO2的新工艺的简易装置如图所示。下列说法不正确的是()A.X接电源的负极B.H+由A室迁移至B室C.产生ClO2的电极反应式：Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+D.阴极产生的气体体积为448mL(标准状况)时，通过质子交换膜的H+数目为0.04NA答案A解析根据题意可知，Cl-在阳极发生失电子的氧化反应生成ClO2，阳极电极反应式为Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+，即X电极为阳极，连接电源正极，Y电极为阴极，连接电源负极，阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，据此分析解答。由分析可知，X接电源的正极，即A室为阳极室，B室为阴极室，故H+通过质子交换膜由A室迁移至B室，A错误、B正确；阴极产生H2的气体体积为448mL(标准状况)即为0.448L22.4L·mol-1=0.02mol时，根据电子守恒可知，通过质子交换膜的H+数目为7.(2024·湖南永州模拟)利用电解原理，采用中性红试剂直接捕获空气中的二氧化碳的装置如图：已知：中性红NR：，NRH2：下列说法不正确的是()A.若用铅酸蓄电池进行电解，a极接铅酸蓄电池的Pb极B.电解时，b极的电极反应式为NR+2e-+2H2O=NRH2+2OH-C.装置中离子交换膜为阳离子交换膜D.左储液罐发生反应的离子方程式为CO2+OH-=HC答案A解析根据题目所给图示分析，b电极上：NR→NRH2，NR发生还原反应，则b电极作阴极，a电极作阳极，b电极的电极反应式为NR+2e-+2H2O=NRH2+2OH-，则a电极的电极反应式为NRH2-2e-+HCO3-=NR+H++CO2↑+H2O，据此解答。根据分析，若用铅酸蓄电池进行电解，Pb极是负极，PbO2极是正极，故a电极应连接正极，即PbO2极，A错误；b电极上发生还原反应，其电极反应式为NR