高考化学 考点必练 专题15 电解池补差专练.docx
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高考化学考点必练专题15电解池补差专练
考点十五电解池补差专练
1．（2019届浙江省嘉兴市高三上学期9月份考试）下列说法正确的是
A．煤的液化是物理变化B．天然气为可再生能源
C．食盐溶于水会显著放热D．电解水的反应中含有电转化为化学能的过程
【答案】D
2．（2019届内蒙古自治区赤峰第二中学高三上学期第二次月考）下列装置的线路接通后，经过一段时间，溶液的pH明显下降的是（ ）
【答案】D
【解析】A、电池总反应是Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，消耗H2SO4，c（H＋）降低，pH增大，A不符合题意；B、该装置为电解池装置，总反应是Cu＋2H2O
Cu（OH）2＋H2↑，消耗的H2O，c（OH－）增大，pH增大，B不符合题意；C、电解饱和食盐水，总反应是2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，c（OH－）增大，pH增大，C不符合题意；D、电解CuSO4溶液的总反应式2CuSO4＋2H2O
2Cu＋O2↑＋2H2SO4，溶液中c（H＋）增大，pH降低，D不符合题意。
3．（2019届内蒙古自治区赤峰第二中学高三上学期第二次月考）下列指定反应的离子方程式正确的是
A．用高锰酸钾标准溶液滴定草酸：
2MnO4－＋16H＋＋5C2O42－===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
B．Cl2与FeBr2溶液反应，当n（Cl2）:
n（FeBr2）=1:
1时，2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-
C．惰性电极电解MgCl2溶液：
2Cl−+2H2O
Cl2↑+2OH-+H2↑
D．向NaHSO4溶液中滴入Ba（OH）2溶液至中性：
H++SO42-+Ba2++OH-===BaSO4↓+H2O
【答案】B
4．（2019届福建省莆田第六中学高三9月月考）如图所示进行电化学实验，电极材料为铜和另一电极X，则以下说法中错误的是（）
A．铜电极上既可能发生反应:
Cu-2e-=Cu2+,又可能发生Cu2++2e-=Cu
B．该装置既可实现化学能转化成电能,又能实现电能转化成化学能
C．X电极上既可能产生H2,又可能产生O2
D．该装置既可做电镀铜的实验,又可以研究精炼铜的原理
【答案】C
【解析】A.该装置若为锌铜原电池，则铜电极上发生反应：
Cu2++2e-=Cu；若该装置为电解池，铜做阳极，发生反应:
Cu-2e-=Cu2+,A正确；B.该装置若为原电池，可以实现化学能转化成电能；若为电解池，可以实现电能转化成化学能，B正确；C.产生H2的反应为还原反应，只能在原电池的正极或电解池的阴极发生；产生O2的反应为氧化反应，只能在电解池的阳极发生，所以X电极上可能产生H2,就不可能产生O2；产生氧气，就不能产生氢气；C错误；D.X电极为铁，做阴极，该装置既可做电镀铜的实验；X电极为粗铜做阳极，又可以研究精炼铜的原理，D正确。
5．（2018届陕西省西安市长安区高三教学质量检测）有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是
A．图Ⅰ所示电池中，MnO2是催化剂
B．图Ⅱ所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大
C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2+浓度始终不变
D．图Ⅳ所示电池工作过程中，电子由Zn极流向Ag2O极
【答案】D
6．（2018届甘肃省靖远县高三第四次联考）利用电化学原理还原CO2制取ZnC2O4的装置如图所示（电解液不参加反应），下列说法正确的是
A．可用H2SO4溶液作电解液
B．阳离子交換膜的主要作用是増強导电性
C．Pb电极的电极反应式是2CO2-2e-==C2O42-
D．工作电路中毎流过0.02 mol电子，Zn电极质量减重0.65g
【答案】D
【解析】分析：
锌在阳极失电子，发生Zn-2e-==Zn2+；Pb电极上二氧化碳得电子发生还原反应：
2CO2+2e-==C2O42-；金属锌可以和硫酸反应，离子交换膜允许部分离子通过，根据电极反应式并结合电子守恒来回答问题。
详解：
如果用硫酸溶液作电解液，溶液中氢离子会在正极得电子生成氢气，影响2CO2+2e-==C2O42-反应的发生，A错误；用阳离子交換膜把阳极室和阴极室隔开，它具有选择透过性，只允许氢离子透过，其它离子难以透过，B错误；Pb电极为正极，发生还原反应，2CO2+2e-==C2O42-，C错误；锌电极为负极，发生氧化反应，Zn-2e-==Zn2+;当电路中毎流过0.02mol电子，消耗锌的量为0.01mol，质量为0.65g，D正确。
7．（2018届山东省淄博市高三第二次模拟考试）某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示。
TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，充电时Na2S4还原为Na2S。
下列说法错误的是
A．充电时，太阳能转化为电能，又转化为化学能
B．放电时，a极的电极反应式为：
4S2--6e-=S42-
C．充电时，阳极的电极反应式为：
3I--2e-=I3-
D．M是阴离子交换膜
【答案】D
8．（2018届山东省师范大学附属中学高三第十一次模拟）某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示。
TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电，充电时Na2S4还原为Na2S。
下列说法错误的是
A．关闭K2打开K1时，该装置实现太阳能转化为电能，又转化为化学能
B．M是阳离子交换膜.
C．充电时，阳极的电极反应式为：
3I--2e-=I3-
D．放电时，b极区总离子浓度减小。
【答案】D
9．（2018届安徽省宿州市高三第三次教学质量检测）下图为光伏发电电解甲基肼[CH3－NH－NH2]制氢的装置示意图（电解池中交换膜仅阻止气体通过，a、b极均为惰性电极）。
下列叙述中正确的是
A．N型半导体为正极，P型半导体为负极
B．制氢装置溶液中电子从a极流向b极
C．工作时，产生的N2、H2体积比为1：
3（同温同压）
D．工作时，a极的电极反应式为CH3－NH－NH2+12OHˉ－10eˉ=CO32-+N2↑+9H2O
【答案】D
【解析】a极发生氧化反应，放出氮气，所以a是阳极，则P型半导体为正极，故A错误；电解质溶液中没有电子流动，故B错误；根据阳极反应式，CH3－NH－NH2+12OHˉ－10eˉ=CO32-+N2↑+9H2O，生成1mol氮气转移10mol电子，生成1mol氢气转移2mol电子，根据得失电子守恒，产生的N2、H2体积比为1：
5，故C错误；工作时，a极是阳极，电极反应式为CH3－NH－NH2+12OHˉ－10eˉ=CO32-+N2↑+9H2O，故D正确。
10．（2018届湖北省鄂州市高三下学期第三次模拟考试）世界水产养殖协会网介绍了一种利用电化学原理净化鱼池中水质的方法，其装置如图所示。
下列说法正确的是
A．X为电源负极
B．若该装置在高温下进行，则净化效率将降低
C．若有1molNO3-被还原，则有6molH+通过质子膜迁移至阴极区
D．BOD为葡萄糖（C6H12O6），则1mol葡萄糖被完全氧化时，理论上电极流出20mole-
【答案】B
11．（2018届江西省南昌市高三第二次模拟考试）下列装置由甲、乙两部分组成（如图所示），甲是将废水中乙二胺[H2N（CH2）2NH2]氧化为环境友好物质形成的化学电源；乙是利用装置甲模拟工业电解法来处理含Cr2O72-废水，电解过程中溶液发生反应：
Cr2O72-+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2O。
当电池工作时，下列说法错误的是
A．甲中H+透过质子交换膜由左向右移动
B．乙池中Fe棒应与甲池中的M极相连
C．M极电极反应式：
H2N（CH2）2NH2+4H2O-16e-=2CO2↑+N2↑+16H+
D．若溶液中减少了0.OlmolCr2O72-，则电路中至少转移了0.06mol电子
C．根据图知，M电极上生成氢离子，甲是将废水中乙二胺氧化为环境友好物质形成的化学电源，生成含有N元素的物质是氮气、生成含有C元素的物质是二氧化碳，因此电极反应式为H2N（CH2）2NH2+4H2O-16e-=2CO2↑+N2↑+16H+，C正确；D．Cr2O72-+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2O中以Fe元素计算转移电子数=6×（3-2）=6，即消耗1molCr2O72-，电路中至少转移了6mol电子，所以溶液中减少了0.0lmolCr2O72-，则电路中至少转移了0.06mol电子，D正确。
12．（2018届四川省绵阳中学高三考前适应性考试三）我国科研人员研制出一种室温“可呼吸”Na－CO2电池。
放电时该电池“吸入”CO2，充电时“呼出”CO2。
吸入CO2时，其工作原理如右图所示。
吸收的全部CO2中，有
转化为Na2CO3固体沉积在多壁碳纳米管（MWCNT）电极表面。
下列说法正确的是（）
A．“吸入”CO2时，钠箔为正极
B．“吸入”CO2时的正极反应：
4Na++3CO2+4e－=2Na2CO3+C
C．“呼出”CO2时，Na+向多壁碳纳米管电极移动
D．标准状况下，每“呼出”22.4LCO2，转移电子数为0.75mol
【答案】B
13．（江苏省启东中学2018-2019高三年级上学期第一次月考）偏钒酸铵（NH4VO3）为白色或微黄色的晶体粉末,微溶于水和氨水,难溶于冷水。
（1）偏钒酸铵在常温下稳定,加热时易分解。
它在空气中分解能得到V2O5,试写出偏钒酸铵分解的化学方程式:
___________,
（2）五氧化二钒广泛应用于冶金、化工等行业,工业上常用铝热反应制取金属钒,该反应的化学方程式为________,生成1molV,需转移的电子的物质的量为____mol。
（3）钒电池是一种活性物质呈循环流动液态的二次电池。
某钒电池总反应为VO2++V2++2H+
VO2++V3++H2O。
①放电时钒电池的负极反应式为______________。
②用该钒电池在铁制品上镀铜,铁制品应与电池的_____（填“正极”或“负极”）相连。
若电镀开始时两电极质量相等,电镀一段时间后,两电极质量之差为128g,此时转移电子的物质的量为___。
【答案】2NH4VO3
V2O5+2NH3↑+H2O3V2O5+10Al
6V+5Al2O35V2+-e-
V3+负极2mol
【解析】（１）根据已知产物与原子守恒写出反应的化学方程式:
2NH4VO3
V2O5+2NH3↑+H2O；
（２）铝热反应是金属氧化物与金属Al的反应,得到金属单质与Al2O3,化学方程式为3V2O5+10Al
6V+5Al2O3,反应中生成６molV转移电子的物质的量为30mol,所以生成1molV转移的电子的物质的量为5mol。
（３）①由电池总反应可知放电时的负极反应为V2+-e-
V3+;
②电镀时镀件与原电池的负极相连;电镀时铁制品的电极反应为Cu2++2e-＝Cu,铜电极的电极反应为Cu-2e-
Cu2+,两电极质量之差为128g,则铁制品质量增加64g,铜电极质量减少64g,转移2mol电子。
14．（2019届内蒙古自治区赤峰第二中学高三上学期第二次月考）过氧化氢H2O2（氧的化合价为﹣1价），俗名双氧水，医疗上利用它有杀菌消毒作用来清洗伤口。
对于下列A～D涉及H2O2的反应，填写空白：
A．Na2O2+2HCl===2NaCl+H2O2
B．Ag2O+H2O2===2Ag+O2↑+H2O
C．2H2O2===2H2O+O2↑
D．3H2O2+Cr2（SO4）3+10KOH===2K2CrO4+3K2SO4+8H2O
（1）H2O2仅体现氧化性的反应是_________（填代号）；H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是_________（填代号）。
（2）在稀硫酸中，KMnO4和H2O2能发生氧化还原反应。
氧化反应：
H2O2﹣2e﹣===2H++O2↑
还原反应：
MnO4－+5e﹣+8H+===Mn2++4H2O
写出该氧化还原反应的离子方程式：
___________________。
（3）上面实验中用到一定物质的量浓度的稀硫酸，若配制1mol/L的稀硫酸溶液480mL，需用18mol/L浓H2SO4____mL，配制中需要用到的主要玻璃仪器是（填序号）______。
A．100mL量筒B．托盘天平C．玻璃棒D．100mL容量瓶E．50mL量筒F．胶头滴管G．烧杯H．500mL容量瓶
（4）下面操作造成所配稀硫酸溶液浓度偏高的是______________
A．溶解后溶液没有冷却到室温就转移
B．转移时没有洗涤烧杯、玻璃棒
C．向容量瓶加水定容时眼睛俯视液面
D．用量筒量取浓硫酸后洗涤量筒并把洗涤液转移到容量瓶
E．摇匀后发现液面低于刻度线，又加蒸馏水至刻度线
（5）如图是一种用电解原理来制备H2O2，并用产生的H2O2处理废氨水的装置。
①为了不影响H2O2的产量，需要向废氨水中加入适量HNO3调节溶液的pH约为5，则所得溶液中c（NH4＋）________（填“>”“＜”或“＝”）c（NO3－）。
②Ir－Ru惰性电极吸附O2生成H2O2，其电极反应式为：
______________________。
③理论上电路中每转移3mole－，最多可以处理废氨水中溶质（以NH3计）的质量是________g。
【答案】DC2MnO4－+5H2O2+6H+===2Mn2++8H2O+5O2↑27.8CEFGHACD＜O2＋2H＋＋2e－===H2O217
D、H2O2只体现氧化性；符合题意的是D；既体现氧化性又体现还原性的是C；
（2）氧化还原反应中得失电子数目守恒，因此该反应的离子方程式为2MnO4－+5H2O2+6H＋=2Mn2＋+8H2O+5O2↑；（3）稀释前后溶质物质的量不变，实验室没有480mL的容量瓶，应用500mL容量瓶，因此有500×10－3×1=V（H2SO4）×10－3×18，解得V（H2SO4）=27.8mL；配制时需要的仪器有量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶，即CEFGH；（4）根据c=n/V=m/MV，A、溶解后溶液没有冷却到室温就转移，定容后冷却到室温后，溶液体积减小，所配溶液浓度偏高，A符合题意；B、转移时没有洗涤烧杯和玻璃棒，造成容量瓶中溶质的物质的量或质量减小，所配溶液浓度偏低，B不符合题意；C、定容时俯视液面，容量瓶中溶液的体积偏小，浓度偏高，C符合题意；D、量筒洗涤后转移到容量瓶中，容量瓶中的溶质的质量或物质的量偏高，所配浓度偏高，D符合题意；E、定容后、摇匀再加蒸馏水，对溶液稀释，浓度偏低，E不符合题意；综上所述，符合题意的是ACD；（5）①根据溶液呈现电中性，即有c（NH4＋）＋c（H＋）=c（OH－）＋c（NO3－），溶液的pH=5，有c（H＋）>c（OH－），推出c（NO3－）>c（NH4＋）；②O2得到电子，转化成H2O2，发生还原反应，电极反应式为O2＋2H＋＋2e－=H2O2；③根据题意，NH3中N转化成N2，每转移3mole－，消耗NH3的物质的量为1mol，即处理NH3的质量为17g。
15．（2019届四川省成都市龙泉驿区第一中学校高三9月月考）二氧化锰在生活和化学实验中有广泛应用。
海底蕴藏着丰富的锰结核矿，其主要成分是MnO2。
1991年由Allen等人研究，用硫酸淋洗后使用不同的方法可制备纯净的MnO2，其制备过程如下图所示：
（1）步骤Ⅰ中，试剂甲必须具有的性质是________（填序号）。
A．碱性B．稳定性C．氧化性D．还原性
（2）用惰性材料作电极，电解硫酸锰溶液制二氧化锰，写出阳极反应式：
_____________________。
步骤Ⅲ中，以KClO3为氧化剂，当生成0.050molMnO2时，消耗0.10mol·L－1的KClO3溶液200mL，该反应的离子方程式为__________________。
（3）用100mL12.0mol·L－1的浓盐酸与足量MnO2混合后，加热，反应产生的氯气在标准状况下体积范围为________________。
工业上可以用实验室制氯气的残余物质溶液吸收氯气，获得Mn2O3，Mn2O3广泛应用于电子工业、印染工业等领域。
请写出该化学反应的离子方程式：
__________________。
（4）二氧化锰是实验室制取氧气的催化剂。
下列是某同学设计实验探究双氧水分解实验方案；
实验
20.0mL双氧水溶液浓度
粉状MnO2
温度
待测数据
Ⅰ
5%
2.0g
20℃
Ⅱ
5%
1.0g
20℃
Ⅲ
10%
1.0g
20℃
Ⅳ
ω
2.0g
30℃
①实验Ⅱ和Ⅲ的结论是____________________________________________________。
②利用实验Ⅰ和Ⅳ探究温度对化学反应速率的影响，w＝________。
本实验待测数据是______。
【答案】DMn2＋－2e－＋2H2O===MnO2↓＋4H＋2ClO
＋5Mn2＋＋4H2O===5MnO2＋Cl2↑＋8H＋V（Cl2）<6720mL2Mn2＋＋Cl2＋3H2O===Mn2O3＋6H＋＋2Cl－其他条件不同，反应物浓度越大，反应速率越快5%收集等体积氧气所需要的时间
（4）①实验Ⅱ和Ⅲ的双氧水浓度不同，其它条件均相同，则通过实验对比来探究浓度对化学反应速率的影响；
②实验Ⅰ和Ⅳ的对比实验是探究温度对化学反应速率的影响的，则其它条件须控制相同，实验Ⅰ中双氧水的浓度为5%，故w＝5%；比较在不同条件下双氧水的分解速率，可通过测定收集一定体积气体所需要的时间或测定在相同时间内产生气体的体积来比较不同条件下反应的快慢。
16．（2019届江苏省常州一中高三第一学期期初）甲醇是一种重要化工原料，又是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景。
（1）由甲醇、氧气和NaOH溶液构成的新型手机电池，可使手机连续使用一个月才充一次电。
①该电池负极的电极反应式为__________________。
②若以该电池为电源，用石墨作电极电解200mL含有如下离子的溶液。
离子
Cu2+
H+
Cl−
SO42－
c/mol·L-1
0.5
2
2
0.5
电解一段时间后，当两极收集到相同体积（相同条件下）的气体时（忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象）阳极上收集到氧气的质量为____。
（2）电解水蒸气和CO2产生合成气（H2+CO）。
较高温度下（700～1000℃），在SOEC两侧电极上施加一定的直流电压，H2O和CO2在氢电极发生还原反应产生O2—，O2—穿过致密的固体氧化物电解质层到达氧电极，在氧电极发生氧化反应得到纯O2。
由图可知A为直流电源的____（填“正极”或“负极”），请写出以H2O为原料生成H2的电极反应式：
________。
【答案】CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O3.2g负极H2O+2e-=H2↑+O2-
（2）氧离子在阳极发生失去电子的氧化反应，阳极与电源的正极相连，则由图可知B是正极，因此A是负极。
氢气在阴极生成同时产生氧离子，则以H2O为原料生成H2的电极反应式为H2O+2e-＝H2↑+O2-。
17．（云南省通海二中2019届高三9月月考）为探究原电池和电解池的工作原理，某研究性小组分别用如图所示装置进行实验。
（1）甲装置中，a电极的反应式为________________________________________。
（2）乙装置中，阴极区产物为_________________________。
（3）丙装置是一种家用环保型消毒液发生器。
外接电源a为_____________（填“正”或“负”）极，该装置内发生反应的化学方程式为_______________________。
（4）若甲装置作为乙装置的电源，一段时间后，甲中消耗气体与乙中产生气体的物质的量之比为____________（不考虑气体的溶解）。
【答案】H2-2e-+2OH-=2H2O氢氧化钠和氢气负
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O3:
4
（4）若甲装置作为乙装置的电源，因此满足电子转移守恒。
每消耗2mol氢气同时消耗1mol氧气，转移4mol电子。
而在乙装置中可以产生2mol氢气和2mol氯气，所以一段时间后，甲中消耗气体与乙中产生气体的物质的量之比为3:
4。
18．（山东省济宁市第一中学2018—2019学年度第一学期高三年级收心考试）铬是一种具有战略意义的金属，它具有多种价态，单质铬熔点为1857℃。
（1）工业上以铬铁矿［主要成分是Fe（CrO2）2］为原料冶炼铬的流程如图所示：
①Fe（CrO2）2中各元素化合价均为整数，则铬为_____价。
②高温氧化时反应的化学方程式为____。
③操作a由两种均发生了化学反应的过程构成的，其内容分别是_____、铝热反应。
（2）Cr（OH）3是两性氢氧化物，写出其分别与NaOH、稀盐酸反应时生成的两种盐的化学式_____。
（3）铬元素能形成含氧酸及含氧酸盐，初始浓度为1mol·L−1的铬酸（H2CrO4）溶液中，测得所有含铬元素的微粒及浓度分别为：
c（CrO42-）=0.0005mol·L-1、c（HCrO4-）=0.1055mol·L-1、c（Cr2O72-）=amol·L-1。
①a＝____。
②KHCrO4溶液中，c（H＋）_____c（OH－）（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（4）某工厂采用电解法处理含Cr2O72-的废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽内盛放含铬废水，Cr2O72-被还原成为Cr3+，Cr3+在阴极区生成Cr（OH）3沉淀除去，工作原理
①写出电解时阴极的电极反应式____。
②电解装置中的隔膜为____（填阴或阳）离子交换膜。
③写出Cr2O72－被还原为Cr3＋的离子方程式_____。
【答案】＋34Fe（CrO2）2+7O2+8Na2CO3===2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2灼烧使Cr（OH）3分解NaCrO2、CrCl30.447＞2H＋+2e－===H2↑（或2H2O+2e－===2OH－+H2↑）（1分）阳Cr2O2－＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
（2）参考氢氧化铝和酸、碱的反应，Cr（OH）3＋3HCl=CrCl3＋3H2O，Cr（OH）3＋NaOH=NaCrO2＋2H2O，和氢氧化钠、盐酸反应的产物是NaCrO2、CrCl3 ；
（3）根据铬元素守恒，则有c（CrO42-）＋c（HCrO4-）＋2c（Cr2O72-）=0.1，解得a=0.447mol·L-1，H2CrO4完全电离，因此HCrO4-只发生电离，溶液显酸性，即c（H＋）＞c（OH-）；
（4）①根据信息，生成Cr3＋与阴极区生成OH-反应，因此阴极上是水电离产生H＋放电，即阴极电极反应式为2H＋＋2e-=H2↑，或是2H2O＋2e-=H2↑＋2OH-，阳极电极反应式为Fe－2e-=Fe2＋；
②Cr3+在阴极区生成Cr（OH）3，因此电解装置中的隔膜为阳离子交换膜；
③Fe2＋被氧化，化合价由＋2价→＋3价，化合价升高1价，Cr2O72－中Cr的化合价由＋6价→＋3价，化合价降低3价，因此离子反应方程式为6Fe
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