2026版正禾一本通高三一轮总复习化学-热点提升(八)　电解原理在生产、生活、科技中的创新应用

热点提升(八)电解原理在生产、生活、科技中的创新应用1．如图用铁碳微电解技术处理酸性废水，若上端口打开，并鼓入空气，可得到强氧化性中间体羟基自由基(·OH)；若上端口关闭，可得到强还原性中间体氢原子(·H)。下列说法错误的是()A．自由基均为阴极产物B．1molO2完全转化为羟基自由基(·OH)时转移了2mol电子C．若处理含酚类的酸性废水，则上端口应关闭D．处理含Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))的酸性废水后，体系pH升高解析：选C。由题意可知，若上端口打开，并鼓入空气，可得到强氧化性中间体羟基自由基(·OH)，反应为O2＋2H＋＋2e－=2·OH；若上端口关闭，可得到强还原性中间体氢原子(·H)，反应为H＋＋e－=·H，故自由基均为阴极产物，A正确。1molO2完全转化为羟基自由基(·OH)时转移了2mol电子，B正确。除去含酚类的酸性废水，需要氧化性的物质，所以上端口需要打开，生成羟基自由基氧化酚类，C错误。Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))在酸性条件下具有强氧化性，需要还原剂，所以上端口需要关闭，得到强还原性中间体氢原子(·H)和Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))反应，需要消耗氢离子，则体系的pH升高，D正确。2．如图用电解法制备Na2FeO4。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．电解时铁电极的电极反应式为Fe＋8OH－＋6e－=FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋4H2OD．电解过程中每转移1mole－，理论上可获得标准状况下11.2LH2解析：选D。电解法制备Na2FeO4装置中铁作阳极，Fe失去电子生成FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，在阴极上水放电生成氢气和氢氧根离子。电解过程中电能转化为化学能，故A错误；Fe作阳极，则铂作阴极，与直流电源的负极相连，故B错误；电解时铁电极的电极反应式为Fe＋8OH－－6e－=FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋4H2O，故C错误；电解过程中阴极的电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，每转移1mole－生成0.5mol氢气，标准状况下0.5mol氢气的体积为11.2L，故D正确。3．环氧乙烷是一种高效消毒剂，一种新型电化学合成方法如图所示，下列说法错误的是()A．电流方向：电极X→离子交换膜→电极YB．可用核磁共振氢谱跟踪反应中有机物种类的改变C．电解后两极输出液混合反应，可用丙酮萃取混合液获得环氧乙烷D．若用丙烯代替乙烯，在制备过程中会有手性分子生成解析：选C。装置分析：电极X上Cl－发生氧化反应生成Cl2，为阳极；电极Y为阴极，H2O发生还原反应生成H2。阴、阳两级物质发生反应：＋OH－→＋Cl－＋H2O、H＋＋OH－=H2O。电极X上Cl－发生氧化反应生成Cl2，为阳极，连接电源的正极，电极Y为阴极，连接电源的负极，故电流由电极X经离子交换膜流向电极Y，A正确；反应过程涉及3种有机物：CH2=CH2、、，可用核磁共振氢谱跟踪，B正确；丙酮易溶于水，不能用作萃取液，C错误；用丙烯时会有HOCH2CHCH3Cl或ClCH2CHCH3OH生成，含有手性碳原子，属于手性分子，D正确。4．用下图实现吸收一定量SO2后的钠碱脱硫液(NaOH＋Na2SO3)的“循环再生”。下列说法正确的是()A．m为阴膜B．出液1的溶质主要是H2SO3C．出液2的pH大于进液2的pHD．当电路中转移0.2mol电子时，a电极产生标准状况下1.12L气体解析：选B。脱硫液在阴极区反应析出H2，使阴极区pH上升，过量的OH－与HSOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))反应生成SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，脱硫液可再生，故a电极上水电离出的H＋放电，电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，a电极是阴极，中间室中的Na＋通过m移向左室，故m是阳膜，A错误。b电极作阳极，H＋通过阳膜移向中间室，与SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))结合生成H2SO3，故出液1的溶质主要是H2SO3，B正确。b电极上水电离出的OH－放电，故右室中H2O减少，H2SO4浓度增大，出液2的pH略小于进液2的pH，C错误。由a电极的电极反应式可知，当电路中转移0.2mol电子时，a电极产生0.1molH2，标准状况下体积为2.24L，D错误。5.某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水，原理如图所示，下列说法不正确的是()A．a接电源正极B．阳极区溶液中发生的氧化还原反应为Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2OC．若不考虑气体的溶解，当收集到13.44L(标准状况)H2时，有0.2molCr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))被还原D．阴极区附近溶液pH增大解析：选C。由图可知，右侧生成氢气，发生还原反应，右侧铁板为阴极，则左侧铁板为阳极，故a接电源正极，A项正确；左侧铁板为阳极，铁放电生成亚铁离子，亚铁离子被溶液中的Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))氧化，反应的离子方程式为Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，B项正确；标准状况下，13.44L氢气的物质的量为eq\f(13.44L,22.4L·mol－1)＝0.6mol，根据转移电子守恒得n(Fe2＋)＝eq\f(0.6mol×2,2)＝0.6mol，根据Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))～6Fe2＋可知，被还原的Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))的物质的量为0.6mol×eq\f(1,6)＝0.1mol，C项错误；阴极氢离子放电生成氢气，氢离子浓度降低，溶液的pH增大，D项正确。6．(2023·广东高考)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H＋和OH－，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是()A．电解总反应：KNO3＋3H2O=NH3·H2O＋2O2↑＋KOHB．每生成1molNH3·H2O，双极膜处有9mol的H2O解离C．电解过程中，阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率解析：选B。在电极a处KNO3放电生成NH3，发生还原反应，故电极a为阴极，电极反应式为NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋8e－＋7H2O=NH3·H2O＋9OH－，电极b为阳极，电极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，“卯榫”结构的双极膜中的H＋移向电极a，OH－移向电极b。由分析中阴、阳极电极反应式可知，电解总反应为KNO3＋3H2O=NH3·H2O＋2O2↑＋KOH，A正确；每生成1molNH3·H2O，阴极得8mole－，同时双极膜处有8molH＋进入阴极室，即有8mol的H2O解离，B错误；电解过程中，阳极室每消耗4molOH－，同时有4molOH－通过双极膜进入阳极室，KOH的物质的量不因反应而改变，C正确；相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于H2O被催化解离成H＋和OH－，可提高氨生成速率，D正确。7．(2024·湖南高考)在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质K4C6N16时，伴随少量O2生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是()A．电解时，OH－向Ni电极移动B．生成C6Neq\o\al(\s\up1(4－),\s\do1(16))的电极反应：2C3N8H4＋8OH－－4e－=C6Neq\o\al(\s\up1(4－),\s\do1(16))＋8H2OC．电解一段时间后，溶液pH升高D．每生成1molH2的同时，生成0.5molK4C6N16解析：选B。Ni电极为阴极，Pt电极为阳极，电解过程中，阴离子向阳极移动，即OH－向Pt电极移动，A错误；Pt电极C3N8H4失去电子生成C6Neq\o\al(\s\up1(4－),\s\do1(16))，电解质溶液为KOH水溶液，电极反应为：2C3N8H4＋8OH－－4e－=C6Neq\o\al(\s\up1(4－),\s\do1(16))＋8H2O，B正确；阳极主要反应为：2C3N8H4－4e－＋8OH－=C6Neq\o\al(\s\up1(4－),\s\do1(16))＋8H2O，阴极反应为：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，则电解过程中发生的总反应主要为：2C3N8H4＋4OH－eq\o(=,\s\up7(电解))C6Neq\o\al(\s\up1(4－),\s\do1(16))＋4H2O＋2H2↑，反应消耗OH－，生成H2O，电解一段时间后，溶液pH降低，C错误；根据电解总反