电解原理及应用 课时跟踪检测二十五届高三化学一轮复习.docx

1、电解原理及应用 课时跟踪检测二十五届高三化学一轮复习人教版+高三年级2022届一轮复习：电解原理及应用课时跟踪检测(二十五)1.下列关于如图电解池工作时的相关叙述正确的是()AFe电极作阳极，发生氧化反应BCl向石墨极作定向移动C石墨电极反应：Fe33e=FeD电解池发生总反应：2Cl2Fe3Cl22Fe22某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在下图中，下列有关分析完全正确的是()选项ABCDa电极阳极阴极阳极阴极d电极正极正极负极负极Q离子阳离子阳离子阴离子阴离子3我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下

2、列说法错误的是()A通电时，锌环是阳极，发生氧化反应B通电时，阴极上的电极反应为2H2O2e=H22OHC断电时，锌环上的电极反应为Zn22e=ZnD断电时，仍能防止铁帽被腐蚀4如图是某课题组设计的一种利用电解原理制取H2O2并用来处理工业废氨水的装置。为了不影响H2O2的产量，需向废氨水中加入适量硝酸调节溶液的pH约为5。下列说法正确的是()A阴极的电极反应式为2H2O4e=4HO2B阳极的电极反应式为O22H2e=H2O2C处理废氨水的过程中所发生的反应为3H2O22NH3H2O=8H2ON2D工作过程中阳极附近溶液的pH逐渐增大5科学家采用碳基电极材料设计了一种制取氯气的新工艺方案，装置

3、如图所示。下列说法错误的是()A.反应过程中需要不断补充Fe2B阳极反应式是2HCl2e=Cl22HC电路中转移1 mol电子，消耗标况下氧气5.6 LD电解总反应可看作是4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)6我国研制出非贵金属镍钼基高效电催化剂，实现电解富尿素废水低能耗制H2(装置如图)。总反应为CO(NH2)2H2O=3H2N2CO2。下列说法中错误的是()Aa为阳极，CO(NH2)2发生氧化反应Bb电极反应为2H2O2e=H22OHC每转移6 mol电子，a电极产生1 mol N2D电解一段时间，a极区溶液pH升高7用电解法制取KIO3的方法是以石墨和铁为电极电解KI溶液

4、，电解反应方程式为KI3H2OKIO33H2。下列说法中正确的是()A电解时石墨作阴极B电解时阳极上产生H2C电解过程中阴极溶液pH升高D阴极电极反应式：I6e3H2O=IO6H8.现用Pt电极电解1 L浓度均为0.1 molL1的HCl、CuSO4的混合溶液，装置如图。下列说法正确的是()A电解开始时阴极有H2放出B电解开始时阳极上发生：Cu22e=CuC当电路中通过电子的量超过0.1 mol时，此时阴极放电的离子发生了变化D整个电解过程中，SO不参与电极反应9(2021广州模拟)我国科学家设计了一种太阳能驱动从海水中提取金属锂的装置，示意图如图所示。该装置工作时，下列说法正确的是()A铜箔

5、上的电势比催化电极上的高B海水的pH变大C若转移1 mol电子，理论上铜箔增重7 gD固体陶瓷膜可用质子交换膜代替10(2021三明模拟)氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如图所示。通过控制开关连接K1和K2，可交替得到H2和O2。下列有关说法错误的是()A制H2时，开关应连接K1，产生H2的电极反应式是2H2O2e=H22OHB当开关连接K2时，电极3的反应式为Ni(OH)2eOH=NiO(OH)H2OC当开关连接K2时，电极2作阳极，得到O2D电极3的作用是分别作阳极材料和阴极材料，利用NiO(OH)和Ni(OH)2

6、的相互转化提供电子转移11(1)铈元素(Ce)是镧系金属中自然丰度最高的一种，常见有3、4两种价态。雾霾中含有大量的污染物NO，可以被含Ce4的溶液吸收，生成NO、NO(二者物质的量之比为11)。可采用电解法将上述吸收液中的NO转化为无毒物质，同时再生Ce4，其原理如图所示：Ce4从电解槽的_(填字母代号)口流出。写出阴极的电极反应式：_。(2)如图所示的电解装置，可将雾霾中的NO、SO2转化为硫酸铵，从而实现废气的回收再利用。通入NO的电极反应式为_；若通入的NO体积为4.48 L(标准状况下)，则另外一个电极通入的SO2的质量至少为_ g。(3)一种利用H2S电催化制氢并最终制得硫酸的装置

7、如图所示：b接电源的_(填“正”或“负”)极，阳极的电极反应式为_。写出一个SO2经一步反应转化为H2SO4的化学方程式：_。12(1)氢碘酸也可以用“电解法”制备，装置如图所示。其中双极膜(BPM)是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H和OH；A、B为离子交换膜。B膜最佳应选择_。阳极的电极反应式是_。少量的I因浓度差通过BPM膜，若撤去A膜，其缺点是_。(2)利用电化学高级氧化技术可以在电解槽中持续产生OH，使处理含苯酚(C6H5OH)废水更加高效，装置如下图所示。已知a极主要发生的反应是O2生成H2O2，然后在电解液中产生OH并迅速与苯酚反应。b极连接电源的_

8、极(填“正”或“负”)。a极的电极反应式为_。除电极反应外，电解液中主要发生的反应方程式有_。13电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题：(1)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺如图所示：图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。产生ClO2的电极应连接电源的_(填“正极”或“负极”)，对应的电极反应式为_。a极区pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。图中应使用_(填“阴”或“阳”)离子交换膜。(2)电解K2MnO4溶液制备KMnO4。工业上，通常以软锰矿(主要成分

9、是MnO2)与KOH的混合物在铁坩埚(熔融池)中混合均匀，小火加热至熔融，即可得到绿色的K2MnO4，化学方程式为_。用镍片作阳极(镍不参与反应)，铁板为阴极，电解K2MnO4溶液可制备KMnO4。上述过程用流程图表示如下：则D的化学式为_；阳极的电极反应式为_；阳离子迁移方向是_。(3)电解硝酸工业的尾气NO可制备NH4NO3，其工作原理如图所示：阴极的电极反应式为_。将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3，则通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为_。人教版+高三年级2022届一轮复习：电解原理及应用课时跟踪检测(二十五)答案解析1.下列关于如图电解池工作时的相关叙述正确的

10、是()AFe电极作阳极，发生氧化反应BCl向石墨极作定向移动C石墨电极反应：Fe33e=FeD电解池发生总反应：2Cl2Fe3Cl22Fe2解析：选AA项，电子流出的一极是电源的负极，故Fe连接电源的正极，为阳极，发生氧化反应，正确；B项，电解质溶液中，阴离子向阳极移动，Fe为阳极，Cl向Fe极作定向移动，错误；C项，石墨电极是电解池的阴极，发生还原反应，电极反应为Fe3e=Fe2，错误；D项，Fe为阳极，是活性电极，Fe被氧化生成Fe2，石墨是电解池的阴极，Fe3发生还原反应生成Fe2，故电解池发生的总反应：Fe2Fe33Fe2，错误。2某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息

11、表示在下图中，下列有关分析完全正确的是()选项ABCDa电极阳极阴极阳极阴极d电极正极正极负极负极Q离子阳离子阳离子阴离子阴离子解析：选B电子从电源的负极流出，故a是阴极，d是正极，溶液中的阳离子Q移向阴极a。3我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是()A通电时，锌环是阳极，发生氧化反应B通电时，阴极上的电极反应为2H2O2e=H22OHC断电时，锌环上的电极反应为Zn22e=ZnD断电时，仍能防止铁帽被腐蚀解析：选C锌环与电源的正极相连，为阳极，发生氧化反应，A项正确；断电时，Zn比铁活泼，作负极，电极反应为Z

12、n2e=Zn2，C项错误。4如图是某课题组设计的一种利用电解原理制取H2O2并用来处理工业废氨水的装置。为了不影响H2O2的产量，需向废氨水中加入适量硝酸调节溶液的pH约为5。下列说法正确的是()A阴极的电极反应式为2H2O4e=4HO2B阳极的电极反应式为O22H2e=H2O2C处理废氨水的过程中所发生的反应为3H2O22NH3H2O=8H2ON2D工作过程中阳极附近溶液的pH逐渐增大解析：选C根据题给装置图可知，阳极的电极反应式为2H2O4e=4HO2，阴极的电极反应式为O22H2e=H2O2，故A、B项错误。根据题图可知，H2O2可将NH3H2O氧化为N2，C项正确。根据电极反应式可知，

13、工作过程中阳极上生成氢离子，所以阳极附近溶液的pH逐渐减小，D项错误。5科学家采用碳基电极材料设计了一种制取氯气的新工艺方案，装置如图所示。下列说法错误的是()A.反应过程中需要不断补充Fe2B阳极反应式是2HCl2e=Cl22HC电路中转移1 mol电子，消耗标况下氧气5.6 LD电解总反应可看作是4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)解析：选AHCl在阳极失电子，发生氧化反应，生成Cl2和H，Fe3在阴极得电子，还原成Fe2，Fe2、H、O2反应生成Fe3和H2O，Fe2、Fe3在阴极循环，A错误；HCl在阳极失电子生成Cl2和H，电极反应式为2HCl2e=Cl22H，B正确

14、；根据电子得失守恒有O24e，电路中转移1 mol电子，消耗0.25 mol氧气，标准状况下体积为5.6 L，C正确；由图可知，反应物为HCl(g)和O2(g)，生成物为H2O(g)和Cl2(g)，故电解总反应可看作是4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)，D正确。6我国研制出非贵金属镍钼基高效电催化剂，实现电解富尿素废水低能耗制H2(装置如图)。总反应为CO(NH2)2H2O=3H2N2CO2。下列说法中错误的是()Aa为阳极，CO(NH2)2发生氧化反应Bb电极反应为2H2O2e=H22OHC每转移6 mol电子，a电极产生1 mol N2D电解一段时间，a极区溶液pH升高解

15、析：选D电解池工作时，CO(NH2)2失去电子，a为阳极，发生氧化反应，A正确；阴极水得电子生成H2，则阴极反应式为2H2O2e=2OHH2，B正确；阳极的电极反应式为CO(NH2)26eH2O=CO2N26H，若电路中通过6 mol电子，阳极产生N2的物质的量为n(N2)6 mol1 mol，C正确；a极反应式为CO(NH2)26eH2O=CO2N26H，则a极区溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH降低，D错误。7用电解法制取KIO3的方法是以石墨和铁为电极电解KI溶液，电解反应方程式为KI3H2OKIO33H2。下列说法中正确的是()A电解时石墨作阴极B电解时阳极上产生H2C电解过程中阴极溶液

16、pH升高D阴极电极反应式：I6e3H2O=IO6H解析：选C电解时，铁作阴极，石墨作阳极，若铁作阳极，则铁放电，A错误；阳极发生氧化反应，I失电子被氧化，电极反应式为I6e3H2O=IO6H，B、D两项错误；阴极上水放电，2H2O2e=H22OH，溶液的pH升高，C项正确。8.现用Pt电极电解1 L浓度均为0.1 molL1的HCl、CuSO4的混合溶液，装置如图。下列说法正确的是()A电解开始时阴极有H2放出B电解开始时阳极上发生：Cu22e=CuC当电路中通过电子的量超过0.1 mol时，此时阴极放电的离子发生了变化D整个电解过程中，SO不参与电极反应解析：选D依据放电顺序，阴极先放电的是

17、Cu2，故阴极开始析出的是Cu，阳极先放电的是Cl，故阳极开始产生的是Cl2，故A、B错误；由阴极反应Cu22e=Cu，n(Cu2)0.1 mol，当电路中通过电子的量达到0.2 mol时，此时Cu2消耗完毕，阴极放电离子变为H，故C错误；阳极先是Cl放电，当Cl消耗完毕，此时H2O电离产生的OH开始在阳极放电，SO不参与电极反应，故D正确。9(2021广州模拟)我国科学家设计了一种太阳能驱动从海水中提取金属锂的装置，示意图如图所示。该装置工作时，下列说法正确的是()A铜箔上的电势比催化电极上的高B海水的pH变大C若转移1 mol电子，理论上铜箔增重7 gD固体陶瓷膜可用质子交换膜代替解析：选

18、C根据海水提取金属锂的装置图知，催化电极上放出气体，为氯离子放电生成氯气，因此催化电极为阳极，则铜箔为阴极，铜箔上的电势比催化电极上的低，故A错误；海水中的锂离子和氯离子放电，海水的pH基本不变，故B错误；根据转移电子数相等，若导线中转移1 mol电子，则铜箔上产生1 mol Li，质量为7 g，故C正确；因为催化电极为阳极，放出氯气，铜箔为阴极，形成金属锂，所以固体陶瓷膜为阳离子交换膜，不能用质子交换膜代替，故D错误。10(2021三明模拟)氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如图所示。通过控制开关连接K1和K2，可交替

19、得到H2和O2。下列有关说法错误的是()A制H2时，开关应连接K1，产生H2的电极反应式是2H2O2e=H22OHB当开关连接K2时，电极3的反应式为Ni(OH)2eOH=NiO(OH)H2OC当开关连接K2时，电极2作阳极，得到O2D电极3的作用是分别作阳极材料和阴极材料，利用NiO(OH)和Ni(OH)2的相互转化提供电子转移解析：选B开关连接K1，电极1为阴极，水得电子生成氢气，产生H2的电极反应式是2H2O2e=H22OH，故A正确；当开关连接K2时，电极3为阴极，发生还原反应，反应式为NiO(OH)eH2O=Ni(OH)2OH，故B错误；当开关连接K2时，电极2连接电源正极，电极2作

20、阳极，发生氧化反应得到O2，故C正确；当开关连接K1时，电极3为阳极；开关连接K2时，电极3为阴极；电极3的作用是分别作阳极材料和阴极材料，利用NiO(OH)和Ni(OH)2的相互转化提供电子转移，故D正确。11(1)铈元素(Ce)是镧系金属中自然丰度最高的一种，常见有3、4两种价态。雾霾中含有大量的污染物NO，可以被含Ce4的溶液吸收，生成NO、NO(二者物质的量之比为11)。可采用电解法将上述吸收液中的NO转化为无毒物质，同时再生Ce4，其原理如图所示：Ce4从电解槽的_(填字母代号)口流出。写出阴极的电极反应式：_。(2)如图所示的电解装置，可将雾霾中的NO、SO2转化为硫酸铵，从而实现

21、废气的回收再利用。通入NO的电极反应式为_；若通入的NO体积为4.48 L(标准状况下)，则另外一个电极通入的SO2的质量至少为_ g。(3)一种利用H2S电催化制氢并最终制得硫酸的装置如图所示：b接电源的_(填“正”或“负”)极，阳极的电极反应式为_。写出一个SO2经一步反应转化为H2SO4的化学方程式：_。解析：(1)生成Ce4，则Ce3e=Ce4，Ce4在阳极生成，从a口流出；NO转化为无毒物质，则NO在阴极得电子，转化为N2，结合电子得失守恒、电荷守恒可得阴极电极反应为2NO8H6e=N24H2O。(2)根据电解装置，NO和SO2转化为硫酸铵，说明NO转化成NH，即NO在阴极上发生：N

22、O6H5e=NHH2O；阳极反应式为SO22H2O2e=4HSO，根据得失电子守恒，有关系式2NO10e5SO2，求出SO2的质量为32 g。(3)a电极硫化氢转化为二氧化硫，硫元素化合价升高，发生氧化反应，为阳极，b接电源的负极，阳极的电极反应式为H2S2H2O6e=SO26H。SO2经一步反应转化为H2SO4的化学方程式：SO2H2O2=H2SO4。答案：(1)a2NO8H6e=N24H2O(2)NO6H5e=NHH2O32(3)负H2S2H2O6e=SO26HSO2H2O2=H2SO412(1)氢碘酸也可以用“电解法”制备，装置如图所示。其中双极膜(BPM)是阴、阳复合膜，在直流电的作用

23、下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H和OH；A、B为离子交换膜。B膜最佳应选择_。阳极的电极反应式是_。少量的I因浓度差通过BPM膜，若撤去A膜，其缺点是_。(2)利用电化学高级氧化技术可以在电解槽中持续产生OH，使处理含苯酚(C6H5OH)废水更加高效，装置如下图所示。已知a极主要发生的反应是O2生成H2O2，然后在电解液中产生OH并迅速与苯酚反应。b极连接电源的_极(填“正”或“负”)。a极的电极反应式为_。除电极反应外，电解液中主要发生的反应方程式有_。解析：(1)从图上看，右端的BPM膜和B膜之间产生NaOH，BPM膜提供OH，B膜最好是Na交换膜；阳极附近溶液为硫酸溶液，水电离出的氢

24、氧根离子失电子，故阳极的电极反应式为2H2O4e=O24H；A膜应为阳离子交换膜，阳极产生的H透过A膜和少量的I反应得到少量的HI，若撤去A膜，I会在阳极失电子得到碘单质，沉积在阳极表面，损伤阳极板。(2)a极主要发生的反应是O2生成H2O2，O元素化合价降低、得到电子、发生还原反应，则a电极为阴极、与电源负极相接，所以b电极为阳极、与电源正极相接；a电极为阴极，O2得到电子生成H2O2，电解质溶液显酸性，电极反应式为O22e2H=H2O2；H2O2分解产生OH，化学方程式为H2O2=2OH，OH除去苯酚生成无毒的氧化物，该氧化物为CO2，反应的化学方程式为C6H6O28OH=6CO217H2

25、O。答案：(1)Na交换膜2H2O4e=O24HI会在阳极失电子得到碘单质，沉积在阳极表面，损伤阳极板(2)正O22e2H=H2O2C6H6O28OH=6CO217H2O13电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题：(1)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺如图所示：图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。产生ClO2的电极应连接电源的_(填“正极”或“负极”)，对应的电极反应式为_。a极区pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。图中应使用_(填“阴”或“阳”)离子交换膜。(2)电解K2MnO4溶液制备KMnO4。工业上，通常以软锰矿(主要成分是MnO2)与KOH的混合物在铁坩埚(熔融池)中混合均匀，小火加热至熔融，即