届高考化学难点剖析专题48电解原理的应用练习.docx

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届高考化学难点剖析专题48电解原理的应用练习

专题48电解原理的应用

1．（2018届广东省七校联合体高三第三次联考）如图所示，甲池的总反应式为N2H4＋O2===N2＋2H2O。

下列说法正确的是

A．乙池中Fe电极上发生氧化反应

B．乙池中石墨电极上发生的反应可写为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

C．甲池溶液pH增大，乙池溶液pH减小

D．甲池中每消耗0.1molN2H4乙池电极上则会析出6.4g固体

【答案】B

2．（2018届山东省七校联合体高三第二次联考）某同学组装了如图所示的电化学装置。

电极I为Al，其他电极均为Cu，则（）

A．电极I发生还原反应B．电极II逐渐溶解

C．电流方向：

电极IV―→

―→电极ID．电极III的电极反应：

Cu2++2e-=Cu

【答案】C

【解析】A、根据分析可知，I为负极，失去电子，发生氧化反应，A错误；B、电极II为正极，电解质溶液中的铜离子在正极得到电子生成铜单质，电极II有铜析出，B错误；C、根据分析可知，电极I为负极，电极II为正极，与负极相连的电极Ⅳ为电解池的阴极，与正极相连的电极Ⅲ为电解池的阳极。

所以电流方向：

电极IV―→

―→电极I，C正确；D、电极III为阳极，电极反应为：

Cu-2e-=Cu2+，D正确。

3．（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

4．（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

5．（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

【解析】充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能贮存起来，A正确；M是阳离子交换膜，钠离子能够自由通过，B正确；充电时，阳极失电子被氧化，阳极的电极反应式为3I--2e-=I3-，C正确；放电时，a极为负极，b极为正极，极反应为：

I3-+2e-=3I-，b极区总离子浓度增大，D错误。

6．（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

7．（2018届福建省莆田市高三下学期第二次（5月）质量测试）以NaBH4和H2O2作原料的燃料电池，可用作空军通信卫星。

电池负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，其工作原理如下图所示。

下列说法错误的是

A．电池放电时Na+从a极区移向b极区

B．电极b采用Pt/C，该极溶液的pH增大

C．该电池a极的反应为BH4-+8OH--8e-===BO2-+6H2O

D．电池总反应：

BH4-+4H2O2===BO2-+6H2O

【答案】B

【解析】A、电池放电时，原电池中的阳离子向正极移动，所以Na+从a极移向b极，A正确；B、b极为正极，正极材料是MnO2，不是Pt/C，B错误；C、a极发生氧化反应：

BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O，C正确；D、电池总反应：

BH4-+4H2O2===BO2-+6H2O，D正确。

8．（2018届云南省保山市高三毕业复习统一检测一）LiFePO4是锂离子电池一种电极材料，其结构稳定、资源丰富、安全性能好、无毒．该电极材料在充放电时的变化如图所示，下列有关说法正确的是（　　）

A．放电时该电极为负极

B．充电是Li+向阳极移动

C．充电时该电极发生氧化反应，反应式为LiFePO4﹣e﹣=FePO4+Li+

D．该电池可以用磷酸溶液作电解质

【答案】C

9．（2018届云南省保山市高三毕业复习统一检测一）臭氧是常见的强氧化剂,广泛用于水处理系统。

制取臭氧的方法很多，其中高压放电法和电解纯水法原理如图所示，下列有关说法不正确的是　（　　）

A．高压放电法,反应的原理为3O2

2O3

B．高压放电出来的空气中，除含臭氧外还含有氮的氧化物

C．电解纯水时，电极b周围发生的电极反应有6OH--6e-=O3↑+3H2O和4OH--4e-=O2↑+2H2O

D．电解水时，H+由电极a经聚合电解质薄膜流向电极b

【答案】D

10．（2018届四川省宜宾市高高三第三次诊断考试）用粗硅作原料，熔融盐电解法制取硅烷原理如图。

下列叙述正确的是

A．电源的B极为负极

B．可选用石英代替粗硅

C．电解时，熔融盐中Li+向粗硅移动

D．阳极反应：

Si＋4H－－4e－=SiH4↑

【答案】D

【解析】根据该装置图，该装置为电解池，总反应为：

Si＋2H2=SiH4。

H2生成H－，发生还原反应，Si发生氧化反应。

A、根据电解池，阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应，故通入H2的那一极是阳极，A是负极，B是正极，A错误；B、阳极粗硅失电子，若换成石英，即SiO2，SiO2中Si已经是+4价，无法再失电子，B错误；C、电解时，熔融盐中Li+向阴极移动，C错误；D、阳极粗硅生成SiH4，故电极反应为：

Si＋4H－－4e－=SiH4↑，D正确。

11．（2018届山东省日照市高三5月校际联考）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转化为Na2S。

下列说法正确的是

A．充电时，太阳能转化为化学能，化学能又转化为电能

B．放电时，a极为负极

C．充电时，阳极的电极反应式为I3--2e-=3I-

D．M可以使用阴离子交换膜

【答案】B

12．（2018届黑龙江省哈尔滨市第六中学高三下学期第四次模拟考试）混合动力汽车（HEV）中使用了镍氢电池，其工作原理如图所示其中M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金，KOH溶液作电解液。

关于镍氢电池，下列说法不正确的是

A．充电时，阴极附近pH降低

B．电动机工作时溶液中OH－向甲移动

C．放电时正极反应式为：

NiOOH＋H2O＋e－=Ni（OH）2＋OH－

D．电极总反应式为：

M＋Ni（OH）2=MH＋NiOOH

【答案】A

【解析】A项，充电时，甲电极得电子被还原，是阴极，由图可知，阴极附近H2O变为OH-，pH增大，故A项错误；B项，电动机工作时为放电过程，甲为原电池的负极，阴离子向负极移动，故B项正确；C项，放电时，正极的NiOOH得电子被还原，化合价降低，电极反应式为NiOOH＋H2O＋e－=Ni（OH）2＋OH－，故C项正确；D项，镍氢电池充电过程中，M转化为MH，Ni（OH）2转化为NiOOH，放电过程与充电过程相反，因此电极总反应式为M＋Ni（OH）2=MH＋NiOOH，故D项正确。

13．（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

【答案】B

14．（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

15．（2018届黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学高三第四次模拟考试）碱性硼化钒（VB2）一空气电池工作时反应为:

4VB2+11O2=4B2O3+2V2O5.用该电池为电源，选用情性电极电解硫酸铜溶液,实验装置如图所示。

下列说法正确的是

A．VB2电极的电极反应式为:

2VB2+11H2O-22e-=V2O5+2B2O3+22H+

B．外电路中电子由c电极流向VB2电极

C．电解过程中SO42-向b电极移动

D．电解过程中,b电极表面有红色物质析出

【答案】C

【解析】A.负极上是VB2失电子发生氧化反应,则VB2极发生的电极反应为:

2VB2+22OH--22e-=V2O5+2B2O3+11H2O，A错误；B.外电路中电子由VB2电极流向阴极c电极，B错误；C.电解过程中,b为阳极,所以SO42-向b电极移动，C正确；D.电解过程中,b为阳极,发生氧化反应,产生氧气，D错误。

16．（2018届四川省成都市高三理综高考模拟一）锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池，某种锂离子电池的结构示意图如下，它在放电时有关离子转化关系如图所示，下列说法正确的是

A．Li+透过膜除允许Li+通过外，还允许H2O分子通过

B．充电时，电池内部发生的总反应为Li++Fe2+

Li+Fe3+

C．充电时，钛电极与外电源的负极相连

D．放电时，进入贮罐的液体发生的离子反应方程式为:

 S2O82-+Fe2+=Fe3++2SO42-

【答案】B

17．（2018届黑龙江省大庆实验中学高三得分训练三）如图为一种固体离子导体电池与湿润KI试纸AB连接，Ag+可以在RbAg4I5晶体中迁移，空气中的氧气透过聚四氯乙烯膜与AlI3反应生成I2，Ag与I2作用形成电池。

下列说法中正确的是（）

A．试纸B端发生氧化反应

B．Ag+从石墨电极移向银电极

C．试纸A端发生反应：

 2I--2e-=I2

D．若该电池转移1mol电子，则滤纸上生成8gO2

【答案】C

18．（2018年山东省威海市高考模拟考试）近几年，具有超常性能的铝离子电池成为研究热点，其可在一分钟内完成充放电。

铝与石墨为电极，内部用AlCl4－和有机阳离子构成电解质溶液，其放电工作原理如图所示。

下列说法错误的是

A．放电时，有机阳离子向石墨电极方向移动

B．放电时，正极的电极反应式为：

Cn[AlCl4]+e－=Cn+AlCl4－

C．充电时，每生成1mol铝，同时消耗4molAl2Cl7－

D．充电时铝电极接电源负极，该极有Cn[AlCl4]生成

【答案】D

19．（2018届湖北省高考仿真模拟适应性考试）手持技术的氧电化学传感器可用于测定O2含量，下图为某种氧电化学传感器的原理示意图。

已知在测定O2含量过程中，电解质溶液的质量保持不变。

一定时间内，若通过传感器的待测气体为aL（标准状况），某电极增重了bg。

下列说法正确的是

A．Pt上发生氧化反应

B．Pb上发生的电极反应式为Pb-2e-+2OH-=Pb（OH）2

C．反应过程中转移OH-的物质的量为0.25bmol

D．待测气体中氧气的体积分数为0.7b/a

【答案】D

【解析】由图可知O2在Pt电极上发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，所以Pt电极为正极，Pb电极则为负极，发生氧化反应，电极反应式为Pb-2e-+2OH-=PbO+H2O，电池总反应为2Pb+O2=2PbO。

根据以上分析，A选项Pt上发生还原反应，故A错误；B选项Pb上发生的电极反应式为

Pb-2e-+2OH-=PbO+H2O，B错误；C项反应过程中，负极增加的质量为O的质量，正极消耗氧气

mol,根据O2+2H2O+4e-=4OH-，转移OH-的物质的量为

0.125bmol，故C错误；D.电极增加的质量为O的质量，待测气体为aL含有的氧气体积为

L/mol=0.7bL，则待测气体中氧气的体积分数为0.7b/a，D正确。

20．（2018届甘肃省西北师范大学附属中学高三冲刺诊断考试）用酸性氢氧燃料电池电解粗盐水（含Na＋、Cl－和少量Mg2＋、Br－）的装置如图所示（a、b均为石墨电极），下列说法正确的是

A．电池工作时，负极反应式为：

H2－2e－＋2OH－＝2H2O

B．a极的电极反应式为：

2H+＋2e－＝H2↑

C．电解过程中电子流动路径是：

负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极

D．当电池中消耗2.24L（标准状况下）H2时，b极周围会产生0.1mol气体

【答案】D

21．（2018届山东省聊城市高三5月第三次高考模拟）高铁酸钠（Na2FeO4）是一种新型绿色水处理剂。

工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，两端隔室中离子不能进入中间隔室。

下列说法错误的是

A．阳极电极反应式：

Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O

B．甲溶液可循环利用

C．离子交换膜a是阴离子交换膜

D．当电路中通过2mol电子的电量时，会有1molH2生成

【答案】C

22．（2018届安徽省江南十校高三冲刺联考二模）利用下图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境中温室气体的含量。

下列说法正确的是

A．通电后，a室的pH增大

B．中间隔室发生的反应:

HCO3-+H+==CO2↑+H2O，从而提取CO2

C．阴极反应式为2H+-2e-==H2↑

D．当电路中通过1 mol电子的电量时，会有22.4LCO2气体产生

【答案】B

【解析】a室为阳极,发生氧化反应,电极极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑,溶液的pH减小，A错误；氢离子通过阳离子交换膜进入b室,发生反应:

HCO3-+H+==CO2↑+H2O，实现b室中提取CO2的目的，B正确；阴极发生还原反应，氢离子得电子生成氢气，2H++2e-==H2↑，C错误；根据阳极极反应可知，2H2O-4e-=4H++O2↑，当电路中通过1mol电子的电量时，会有1mol氢离子生成，进入b室,产生标况下CO2气体22.4，本题没有给出气体的外界条件，无法计算出CO2气体的体积，D错误。

23．（2018届安徽省合肥市第一中学冲刺高考最后1卷）锌溴液流电池用溴化锌溶液作电解液，并在电池间不断循环。

下列有关说法正确的是

A．充电时n接电源的负极,Zn2+通过阳离子交换膜由左侧流向右侧

B．放电时每转移1mol电子负极区溶液质量减少65g

C．充电时阴极的电极反应式为Br2+2e-=2Br-

D．若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜，放电时正负极也随之改变

【答案】A

24．（2019届广东省中山市第一中学高三入门考试）利用石墨电极电解1mol/L氯化钠溶液，并收集阳极气体检验其成分。

已知：

O2能使酸性的淀粉KI溶液变蓝，不能使中性的淀粉KI溶液变蓝。

实验：

①将气体通入中性的淀粉KI溶液中，溶液变蓝。

②用足量NaOH溶液充分洗气，气体体积减少，将剩余气体通入中性的淀粉KI溶液中，溶液颜色不变，再向溶液中滴加2滴H2SO4溶液，溶液变蓝。

③向酸性的淀粉KI溶液中通入空气，溶液颜色不变。

下列对实验现象的解释或推测不合理的是

A．根据实验现象可以判断电解时阳极的电极反应式为：

2Cl－—2e－

Cl2↑

B．根据实验可以得出反应物的浓度和溶液的pH会影响物质的氧化性

C．根据实验可以得出中性条件下，氧化性Cl2＞O2

D．NaOH溶液洗气时发生反应的离子方程式为：

2OH－＋Cl2

Cl－＋ClO－＋H2O

【答案】A

【解析】根据实验现象可以判断电解时阳极放出氯气和氧气,则电极反应式为:

2Cl－—2e－

Cl2↑,4OH-—4e－=O2↑+2H2O,A错误；根据实验②③得出，O2能使酸性的淀粉KI溶液变蓝,不能使中性的淀粉KI溶液变蓝，空气也不能使酸性的淀粉KI溶液变蓝，所以反应物的浓度和溶液的pH会影响物质的氧化性，B正确；根据实验得出,阳极依次发生:

2Cl－—2e－

Cl2↑,4OH-—4e－=O2↑+2H2O,又将气体通入中性的淀粉KI溶液中,溶液变蓝,说明氯气氧化碘化钾,所以氧化性Cl2＞O2,C正确；用足量NaOH溶液充分洗气,气体体积减少即吸收氯气,反应的离子方程式为:

2OH－＋Cl2

Cl－＋ClO－＋H2O，D正确。

25．（2018届湖北省高三五月冲刺）下图为利用肼（N2H4）一空气燃料电池电解硫酸铜溶液的示意图。

下列说法正确的是（）

A．左图中离子交换膜为阳离子交换膜

B．左图负极反应式为：

N2H4-6e-+4OH-=N2↑+4H2O

C．闭合开关K一段时间后,左图电池中电解质溶液的pH不变

D．当右图阴极上析出4.48L气体（标准状况）时,消耗0.15molN2H4

【答案】D

26．（2018届黑龙江省齐齐哈尔市高三第三次模拟考试）用间接电化学法可对大气污染物NO进行无害化处理，其工作原理如图所示，质子膜允许H+和H2O通过。

下列说法正确的是

A．电极I为阴极,电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑

B．电解时H+由电极I向电极II迁移

C．吸收塔中的反应为2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-

D．每处理1 mol NO，可同时得到32g O2

【答案】C

27．（2018届江苏省苏锡常镇四市高三调研）高温时通过以下反应制备金属铝。

用铝制作的“快速放电铝离子二次电池”的原理如右图所示（EMI＋为有机阳离子）。

①Al2O3（s）＋AlCl3（g）＋3C（s）===3AlCl（g）＋3CO（g）ΔH1＝akJ·mol－1

②3AlCl（g）===2Al（l）＋AlCl3（g）　ΔH2＝bkJ·mol－1

③Al2O3（s）＋3C（s）===2Al（l）＋3CO（g）　ΔH3

下列说法正确的是（　　）

A．ΔH3<0

B．Al2O3（s）＋3C（s）===2Al（l）＋3CO（g）　ΔH3＝（a－b）kJ·mol－1

C．该电池充电时石墨电极与电源负极相连

D．该电池放电时的负极反应方程式为Al－3e－＋7AlCl

===4Al2Cl

【答案】D

【解析】A.根据盖斯定律：

①+②=③，因此ΔH3=（a+b）kJ·mol－1，由于①和②不能确定是放热还是吸热，所以ΔH3无法确定，A错误；B.根据盖斯定律：

①+②=③，因此Al2O3（s）＋3C（s）===2Al（l）＋3CO（g）　ΔH3＝（a+b）kJ·mol－1，B错误；C.石墨电极在原电池时作正极发生还原反应，则充电时应该与外接电源的正极相连发生氧化反应，C错误；D.放电时铝为负极,被氧化生成Al2Cl7－，负极反应方程式为Al－3e－＋7AlCl4-===4Al2Cl7－，D正确。

28．（2018届四川省成都市高三第三次诊断性检测）载人空间站为了循环利用人体呼出的CO2并将其转化为O2，设计装置工作原理如图所示，以实现“太阳能能→电能→化学能”的转化。

总反应为2CO2=2CO+O2。

下列说法正确的是

A．该装置属于原电池

B．水在Y电极参与反应

C．反应完毕，该装置中电解质溶液碱性增强

D．X极反应：

O2+2H2O+4e-=4OH-

【答案】B

29．（2018届河南省安阳市高三第三次模拟考试）一种用水和N2制备NH3的电化学装置如图所示，下列说法错误的是

A．该离子交换膜为阳离子交换膜

B．阴极发生的电极反应为Li++e-==Li

C．阳极发生的电极反应为4OH--4e-===2H2O+O2↑

D．每生成1molNH3，电路中通过3mol电子

【答案】B

30．（2018届山东省青岛市高三5月第二次模拟检测）下图为一定条件下采用多孔惰性电极的储氢电池充电装置（忽略其他有机物）。

已知储氢装置的电流效率

100％，下列说法不正确的是

A．若η=75％，则参加反应的苯为0.8mol

B．过程中通过C—H键断裂实现氢的储存

C．采用多孔电极增大了接触面积，可降低电池能量损失

D．生成目标产物的电极反应式为：

C6H6+6e-+6H+=C6H12

【答案】B

31．（2018届四川省成都市树德中学高三下学期适应性考试）工业酸性废水中的Cr2O72－可转化为Cr3+除去，实验室用电解法模拟该过程，结果如下表所示（实验开始时溶液体积为50mL，Cr2O72－的起始浓度、电压、电解时间均相同）。

下列说法中，不正确的是（）

实验

①

②

③

电解条件

阴、阳极均为石墨

阴、阳极均为石墨，滴加1mL浓硫酸

阴极为石墨，阳极为铁，滴加1mL浓硫酸

Cr2O72－的去除率/%

0.922

12.7

57.3

A．对比实验①②可知，降低pH可以提高Cr2O72－的去除率

B．实验②中，Cr2O72－在阴极放电的电极反应式是Cr2O72－+6e－+14H+==2Cr3++7H2O

C．实验③中，Cr2O72－去除率提高的原因是阳极产物还原Cr2O72－

D．实验③中，理论上电路中每通过3mol电子，则有0.5molCr2O72－被还原

【答案】D

【解析】A.对比实验①②，这两个实验中只有溶液酸性强弱不同，其它外界因素都相同，且溶液的pH越小，Cr2O72-的去除率越大，所以降低pH可以提高Cr2O72-的去除率，A正确；B.实验②中，Cr2O72-在阴极上得电子发生还原反应，电极反应式为Cr2O72－+6e－+14H+＝2Cr3++7H2O，B正确；C.实验③中阳极铁失去电子转化为亚铁离子，Cr2O72-在阴极上得电子，且溶液中的亚铁离子也能还原Cr2O72-，离子方程式为Cr2O72－+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2O，所以导致Cr2O72-去除率提高，C正确；D.实验③中，Cr2O72-在阴极上得电子