届高考化学二轮复习专练十九电解池新人教版.docx

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届高考化学二轮复习专练十九电解池新人教版

电解池

主要考查电解池的工作原理、电解产物的判断及相关电极反应的书写、电解的规律及有关计算、电解原理的应用。

1．【2017课标Ⅱ卷】用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4—H2C2O4混合溶液。

下列叙述错误的是

A．待加工铝质工件为阳极

B．可选用不锈钢网作为阴极

C．阴极的电极反应式为：

A3++3e-=Al

D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动

【答案】C

【解析】A、根据原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，故A说法正确；B、不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，故B说法正确；C、阴极应为阳离子得电子，根据离子放电顺序应是H＋放电，即2H＋＋2e－=H2↑，故C说法错误；D、根据电解原理，电解时，阴离子移向阳极，故D说法正确。

2．【2017江苏卷】铝是应用广泛的金属。

以铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质）为原料制备铝的一种工艺流程如下:

注:

SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

（3）“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___________。

（4）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。

阳极的电极反应式为_____________________，阴极产生的物质A的化学式为____________。

【答案】（3）石墨电极被阳极上产生的氧气氧化

（4）4CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2↑H2

【解析】结合流程及题中信息可知，铝土矿在碱溶时，其中的氧化铝和二氧化硅可溶于强碱溶液，过滤后，滤液中偏铝酸钠与碳酸氢钠反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，氢氧化铝经灼烧后分解为氧化铝，最后电解熔融的氧化铝得到铝。

碳酸钠溶液经电解后可以再生成碳酸氢钠和氢氧化钠进行循环利用。

（3）电解I过程中，石墨阳极上氧离子被氧化为氧气，在高温下，氧气与石墨发生反应生成气体，所以，石墨电极易消耗的原因是被阳极上产生的氧气氧化。

（4）由图中信息可知，生成氧气的为阳极室，溶液中水电离的OH-放电生成氧气，破坏了水的电离平衡，碳酸根结合H+转化为HCO3-，所以电极反应式为4CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2↑，阴极室氢氧化钠溶液浓度变大，说明水电离的H+放电生成氢气而破坏水的电离平衡生成大，所以阴极产生的物质A为H2。

3．【2017天津卷】某混合物浆液含有Al（OH）3、MnO2和少量Na2CrO4,。

考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。

回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。

Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用

（4）用惰性电极电解时，CrO42-能从浆液中分离出来的原因是__________，分离后含铬元素的粒子是_________；阴极室生成的物质为___________（写化学式）。

【答案】（4）在直流电场作用下，CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液

CrO42-和Cr2O72-NaOH和H2

4．【2016新课标全国Ⅰ卷】三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO

可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。

下列叙述正确的是

A．通电后中间隔室的SO42-离子向正极迁移，正极区溶液pH增大

B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品

C．负极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，负极区溶液pH降低

D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成

【答案】B

【解析】在负极区发生的电极反应为4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－，在正极区发生的电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，故正极区pH减小，A选项错误；Na＋移向负极区，生成NaOH，SO

移向正极区，生成H2SO4，B选项正确；根据负极区电极反应可知C选项错误；每通过1mol电子，有0.25molO2生成，D选项错误。

5．【2016新课标1卷】NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：

回答下列问题：

（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为________、________。

“电解”中阴极反应的主要产物是______。

【答案】（3）NaOH溶液；Na2CO3溶液；ClO2−（或NaClO2）；

【解析】（3）食盐溶液中混有Mg2+和Ca2+，可利用过量NaOH溶液除去Mg2+，利用过量Na2CO3溶液除去Ca2+；向NaCl溶液中加入ClO2，进行电解，阳极发生反应2Cl--2e-=Cl2↑，反应产生Cl2，阴极发生反应产生NaClO2，可见“电解”中阴极反应的主要产物是NaClO2；

6．【2015四川卷】用如图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是

A．用石墨作阳极，铁作阴极

B．阳极的电极反应式：

Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O

C．阴极的电极反应式：

2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

D．除去CN－的反应：

2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O

【答案】D

【解析】A．若铁作阳极，则铁失电子生成Fe2＋，则CN－无法除去，故铁只能作阴极，正确；B．阳极Cl－放电生成ClO－，Cl的化合价升高，故在阳极发生氧化反应，又已知该溶液呈碱性，正确；C．阳离子在电解池的阴极得电子发生还原反应，在碱性条件下，H2O提供阳离子（H＋），正确；D．由于溶液是碱性条件，故除去CN－发生的反应为2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，错误。

7．【2015福建高考】某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料（C3H8O）。

下列说法正确的是

A．该装置将化学能转化为光能和电能

B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移

C．每生成1molO2，有44gCO2被还原

D．a电极的反应为：

3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O

【答案】B　

解析：

结合装置图为电解装置，模拟“人工树叶”，故为电能转化为化学能，A项错误；b极连接电源的正极，为阳极，在电解池中H＋为阳离子，向a极（阴极）区移动，B项正确；右侧H2O→O2发生的是氧化反应，每生成1molO2，转移4mol电子，C3H8O中碳元素的化合价是－2,3CO2→C3H8O，转移18mol电子，故生成1molO2消耗2/3molCO2，C项错误；a电极发生的是还原反应：

3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，D项错误。

1．【2016·潍坊市统考】一定条件下，利用如图所示装置可实现有机物苯（C6H6）到环己烷（C6H12）的转化。

下列叙述错误的是

A．导线中电子移动方向为D→A

B．生成目标产物的电极反应式为C6H6＋6H＋＋6e－===C6H12

C．装置图右侧导出的气体是氧气

D．上述过程中电能转化为化学能

【答案】A　

【解析】根据题图可知，左侧发生苯转化为环己烷的反应，电极反应式为C6H6＋6H＋＋6e－===C6H12，B项正确；左侧电极D上发生还原反应，电极D为阴极，则A为电源负极，导线中电子移动方向为电源负极A→电解池阴极D，A项错误；右侧电极E上发生氧化反应：

2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，导出的气体为氧气，C项正确；题中装置为电解池，电能转化为化学能，D项正确。

2．【2017·保定模拟】用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。

其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，下列有关说法中不正确的是

A．X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极

B．阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

C．图中的b>a

D．该过程中的产品主要为H2SO4和H2

【答案】B　

【解析】根据Na＋和SO

的移向可知Pt（Ⅰ）为阴极，反应为2H＋＋2e－===H2，Pt（Ⅱ）为阳极，反应为SO

－2e－＋H2O===SO

＋2H＋。

3．【2017届宁夏银川市高三下学期第三次模拟考试】某化学兴趣小组设计了如图所示的电化学装置：

下列说法不正确的是

A．乙池工作时，CO32-不断移向负极

B．乙池负极反应为CH30H-6e-+3CO32-=4CO2＋2H2O

C．甲池中Fe电极发生的反应为2Cl--2e-=Cl2

D．为了使电池持续供电，工作时必须有CO2参与循环

【答案】C

【解析】A、乙池工作时作为原电池，甲醇是负极，CO32-不断移向负极，故A正确；B、乙池甲醇作还原剂，失电子，负极反应为CH30H-6e-+3CO32-=4CO2＋2H2O，故B正确；C、甲池中Fe电极是阳极，发生的反应为Fe-2e-=Fe2＋，故C错误；D、O2在正极反应为：

O2＋2CO2＋4e―=2CO32―，消耗CO2，为了使电池持续供电，工作时必须有CO2参与循环，故D正确；故选C。

4．【2017届云南省昆明市第一中学高三第八次月考】工业上可以用Na2SO3溶液吸收SO2，并用电解法处理吸收后所得NaHSO3溶液以实现吸收液的回收再利用，装置如图所示，则工作一段时间后，下列说法正确的是

A．电源a端是正极

B．阴极区的pH减小

C．阳极的电极反应式为HSO3-－2e-+H2O=SO42-+3H+

D．电路中每通过0.2mol电子，能产生2.24LH2

【答案】C

【解析】A．根据阴阳离子的移动方向知，左边电极为阴极，所以a为直流电源的负极，A错误；B．阴极区消耗H+生成氢气，氢离子浓度减小，溶液的pH增大，B错误；C．阳极上HSO3-反应生成SO42-，电极反应式为HSO3-－2e-+H2O=SO42-+3H+，C正确；D．电路中每通过0.2mol电子，能产生标准状况下2.24LH2，D错误。

故选C。

5．【2017届甘肃省西北师范大学附属中学高三下学期第四次校内诊断】构成原电池的条件有很多，其中一种就是利用电解质的浓度差构成“浓差电池”。

当电解质中某离子的浓度越大时其氧化性或还原性越强。

如图，甲池为3mol·L-1的AgNO3溶液，乙池为1mol·L-1的AgNO3溶液，A、B均为Ag电极。

实验开始先闭合K2，断开K1，发现电流计指针发生偏转。

下列说法不正确的是

A．一段时间后电流计指针将归零，此时可视为反应不再进行

B．当电流计指针归零后，闭合K1，断开K2后，乙池溶液浓度上升

C．当电流计指针归零后，闭合K1，断开K2后，乙中Ag电极质量增加

D．实验开始先闭合K2，断开K1，此时NO3-向B电极移动

【答案】C

【解析】A．闭合K2，构成浓差电池，由于甲池中银离子浓度大，氧化性强，发生还原反应，甲池为正极，乙池为负极，甲池中硝酸银的浓度逐渐减小，乙池中硝酸银的浓度逐渐增大，一段时间后，浓度相等，不再构成浓差电池，电流计指针将归零，反应不再进行，故A正确；B．当电流计指针归零后，闭合K1，断开K2后，构成电解池，乙池中银为阳极，硝酸银浓度逐渐增大，故B正确；C．当电流计指针归零后，闭合K1，断开K2后，构成电解池，乙池中银为阳极，银电极逐渐溶解，质量减小，故C错误；D．实验开始先闭合K2，断开K1，构成浓差电池，由于甲池中银离子浓度大，氧化性强，发生还原反应，甲池为正极，乙池为负极，甲池中硝酸银的浓度逐渐减小，乙池中硝酸银的浓度逐渐增大，此时NO3-向B电极移动，故D正确；故选C。

6．【2017届宁夏石嘴山市第三中学高三下学期第四次模拟】H3BO3可以通过电解NaB（OH）4溶液的方法制备，其工作原理如图，下列叙述错误的是

A．M室发生的电极反应式为：

2H2O－4e－=O２↑＋4H＋

B．N室中：

a%

C．b膜为阴离子交换膜

D．理论上每生成1mol产品，阴极室可生成5.6L气体

【答案】D

【解析】A．M室为阳极室，发生氧化反应，其电极反应式为2H2O－4e－=O２↑＋4H＋，故A正确；B．N室为阴极室，发生的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，原料室的Na+透过阳离子交换膜进入阴极室，则NaOH的质量百分数为a%

7．【2017课标Ⅰ卷】支撑海港码头基础的钢管柱，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。

下列有关表述不正确的是

A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零

B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩

C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流

D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整

【答案】C

【解析】本题使用的是外加电流的阴极保护法，钢管柱与电源的负极相连，被保护。

A．外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流，从而保护钢管柱，A正确；B．通电后，被保护的钢管柱作阴极，高硅铸铁作阳极，因此电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩，B正确；C．高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高硅铸铁不损耗，C错误；D．通过外加电流抑制金属电化学腐蚀产生的电流，因此通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整，D正确。

答案选C。

8．【2017届四川省成都市第七中学高三周测】在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3，其电解原理如图。

下列说法不正确的是

A．a电极为电解池的阳极

B．阳极的电极反应式：

NH4++3F--6e—===NF3+4H+

C．H+由b极移向a极，并参与电极反应

D．电解过程中可能还会生成少量氧化性极强的气体单质，该气体的分子式为F2

【答案】C

【解析】A、根据图中信息可知，氢离子在b极得电子产生氢气，故b极为阴极，a极为阳极，选项A正确；B、阳极铵根离子得电子产生NF3，其电极反应式为NH4++3F--6e—=NF3+4H+，选项B正确；C、电解池中阳离子定向移动到阴极，故H+由a极移向b极，并参与电极反应H++2e—=H2↑，选项C不正确；D、当氟离子浓度较大时，氟离子失电子产生氟气，选项D正确。

答案选D。

9．【2017届山东省聊城市高三第三次模拟考试】用石墨作电极电解KCl和CuSO4（等体积混合）混合溶液，电解过程中溶液pH随时间t的变化如图所示，下列说法正确的是

A．ab段H+被还原，溶液的pH增大

B．cd段相当于电解水

C．c点时加人适量CuCl2固体，电解液可恢复原来浓度

D．原溶液中KCl和CuSO4的物质的量浓度之比为2：

1

【答案】B

【解析】用惰性电极电解等体积的KCl和CuSO4混合溶液，阴极离子放电顺序是Cu2+＞H+，阳极上离子放电顺序是Cl-＞OH-，电解过程中分三段：

第一阶段：

阳极上电极反应式为2Cl--2e-＝Cl2↑、阴极电极反应式为Cu2++2e-＝Cu，铜离子浓度减小，水解得到氢离子浓度减小，溶液pH上升；第二阶段：

阳极上电极反应式为4OH--4e-＝2H2O+O2↑，阴极反应先发生Cu2++2e-＝Cu，反应中生成硫酸，溶液pH降低；第三阶段：

阳极电极反应式为4OH--4e-＝2H2O+O2↑、阴极电极反应式为2H++2e-＝H2↑，实质是电解水，溶液中硫酸浓度增大，pH继续降低。

A．ab段由于铜离子浓度减小，水解得到氢离子浓度减小，溶液pH上升，铜离子为被还原，A错误；B．由上述分析可知，cd段相当于电解水，B正确；C．电解至c点时，溶液中溶质为硫酸、硫酸钾，往电解液中加入适量CuCl2固体，不能使电解液恢复至原来的浓度，C错误；D．图象中具体数量关系未知，不能计算原混合溶液中KCl和CuSO4的浓度之比，D错误，答案选B。

10．【辽宁省葫芦岛市2017届高三第二次模拟考试】据报导，我国已研制出“可充室温钠-二氧化碳电池”，电极材料为钠金属片和碳钠蜜管，电解液为高氯酸钠-四甘醇二甲醚，电池总反应为：

4Na+3CO2

2Na2CO3+C，生成固体Na2CO3沉积在碳钠米管上。

下列叙述不正确的是

A．放电时钠金属片发生氧化反应

B．充电时碳钠米管接直流电源的正极

C．充电时的阳极反应为C+2Na2CO3-4e-=3CO2↑+4Na+

D．放电时每消耗3molCO2，转移12mol电子

【答案】D

发生氧化反应，则阳极反应为C+2Na2CO3-4e-=3CO2↑+4Na+，故C正确；D．放电时每消耗3molCO2，4molNa失去电子，转移4 mol电子，故D错误；故选D。

11．【2017届全国名校联盟高三联考试卷六】载人空间站的生态系统中．要求分离人呼出的二氧化碳，同时需要提供氧气。

某电化学装置利用太阳能转化的电能可以实现上述要求，同时还有燃料一氧化碳生成，该电化学装置的总反应为2CO2

2CO+O2。

下列判断错误的是

A．该装置的阴极反应式是2CO2+4e-＋2H2O=2CO+4OH–

B．该装置的阳极反应式是4OH-一4e－=2H2O+O2↑

C．每处理44gCO2，可得到22.4LCO和11.2LO2

D．反应结束后电解池溶液的pH保待不变

【答案】C

【解析】A、根据总反应，阴极上得到电子，化合价降低，即电极反应式为2CO2＋2H2O＋4e－=2CO＋4OH－，故A说法正确；B、阳极上失去电子，化合价升高，电极反应式4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，故B说法正确；C、因为题目中没有说明反应条件，因此无法计算气体体积，故C说法错误；D、根据总反应式，反应结束后，电解池溶液中pH几乎不变，故D说法正确。

12．【2017届内蒙古鄂尔多斯市高三模拟考试】现以CO、O2、熔熔盐Z（Na2CO3）组成的燃料电池，采用电解法制备N2O5，装置如图所示，其中Y为CO2，下列说法错误的是

A．石墨I是原电池的负极，发生氧化反应

B．甲池中的CO32-向石墨I极移动

C．乙池中左端Pt极电极反应式：

N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+

D．若甲池消耗标准状况下的氧气2.24L，则乙池中产生氢气0.05mol

【答案】D

【解析】A、甲池为电池，乙池为电解池，甲池中通CO一极为负极，负极上失去电子，化合价升高，发生氧化反应，故A说法正确；B、根据原电池的工作原理，阴离子向负极移动，即CO32－向石墨I极移动，故B说法正确；C、乙池左端连接电源的正极，乙池左端电极为阳极，因此阳极电极反应式为N2O4-2e－+2HNO3=2N2O5+2H＋，故C说法正确；D、消耗2.24LO2，转移电子物质的量为2.24×2×2/22.4mol=0.4mol，乙池的右端电极为阴极，电极反应式NO3－＋3e－＋4H＋=NO↑＋2H2O，因此没有氢气产生，故D说法错误。