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2019-2020年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題二十 電解池專題演練 1.(xx四川理綜，4)用右圖所示裝置除去含CN－、 Cl－廢水中的CN－時(shí)，控制溶液pH為9～10，陽極產(chǎn)生的ClO－將CN－氧化為兩種無污染的氣體。下列說法不正確的是(　　) A．用石墨作陽極，鐵作陰極 B．陽極的電極反應(yīng)式：Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O C．陰極的電極反應(yīng)式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ D．除去CN－的反應(yīng)：2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O 2．(xx福建理綜，11)某模擬“人工樹葉”電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃料(C3H8O)。下列說法正確的是(　　) A．該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和電能 B．該裝置工作時(shí)，H＋從b極區(qū)向a極區(qū)遷移 C．每生成1 mol O2，有44 g CO2被還原 D．a(chǎn) 電極的反應(yīng)為：3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O 3．(xx浙江理綜，11)在固態(tài)金屬氧化物電解池中，高溫共電解H2OCO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式，基本原理如圖所示。下列說法不正確的是(　　) A．X是電源的負(fù)極 B．陰極的電極反應(yīng)式是：H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－ C．總反應(yīng)可表示為：H2O＋CO2H2＋CO＋O2 D．陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1∶1 4．(xx海南化學(xué)，3)以石墨為電極，電解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列說法錯誤的是(　　) A．陰極附近溶液呈紅色 B．陰極逸出氣體 C．陽極附近溶液呈藍(lán)色 D．溶液的pH變小 5．(xx廣東理綜，11)某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置，電極Ⅰ為Al，其他電極均為Cu，則 (　　) A. 電流方向：電極Ⅳ→?→電極Ⅰ B. 電極Ⅰ發(fā)生還原反應(yīng) C. 電極Ⅱ逐漸溶解 D. 電極Ⅲ的電極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu 6．(xx山東理綜，29(1))利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備，鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得。 利用如圖裝置電解制備LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為________溶液(填化學(xué)式)，陽極電極反應(yīng)式為_________________________________________________， 電解過程中Li＋向________電極遷移(填“A”或“B”)。 7．[xx課標(biāo)全國Ⅰ，27(4)]H3PO2也可用電滲析法制備。 “四室電滲析法”工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)： (1)寫出陽極的電極反應(yīng)式____________________________________________。 (2)分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因_____________________________________。 (3)早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2將 “四室電滲析法”中陽極室的稀硫酸用 H3PO2稀溶液代替。并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的陽膜，從而合并了陽極室與產(chǎn)品室。 其缺點(diǎn)是產(chǎn)品中混有________雜質(zhì)。該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是：_____________________________ ________________________________________________________________________。  考點(diǎn)專練20　電解池 一年模擬試題精練 1.(xx山東濰坊期末，1)下圖所示的日常生活裝置中，與iphone 5s手機(jī)充電的能量轉(zhuǎn)化形式相同的是(　　) 2．(xx廣西桂林期末，3)要實(shí)現(xiàn)反應(yīng)：Cu＋2HCl===CuCl2＋H2↑，設(shè)計(jì)了下列四個實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為可行的是(　　) 3．(xx云南一次檢測，11)鋁表面在空氣中天然形成的氧化膜耐磨性和抗蝕性不夠強(qiáng)。 控制一定的條件，用如圖所示的電化學(xué)氧化法，可在鋁表面生成堅(jiān)硬的氧化膜。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．陰極上有金屬鋁生成 B．電極A為石墨、電極B為金屬鋁 C．OH－在電極A上放電，有氧氣生成 D．陽極的電極反應(yīng)式為2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋ 4．(xx山東日照三校聯(lián)考，14)納米級Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注。采用離子交換膜控制電解液中OH－的濃度制備納米級Cu2O的裝置如圖所示，發(fā)生的反應(yīng)為：2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列說法正確的是(　　) A．鈦電極發(fā)生氧化反應(yīng) B．陽極附近溶液的pH逐漸增大 C．離子交換膜應(yīng)采用陽離子交換膜 D．陽極反應(yīng)式是：2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O 5．(xx山東煙臺質(zhì)檢，5)等物質(zhì)的量的BaCl2、K2SO4和AgNO3溶于水形成混合溶液，用石墨電極電解此溶液，經(jīng)過一段時(shí)間后，陰、陽兩極收集到的氣體體積之比為3∶2。下列說法正確的是(　　) A．陰極反應(yīng)為：Ag＋＋e－===Ag B．陽極始終發(fā)生反應(yīng)：2Cl－－2e－===Cl2↑ C．兩極共生成三種氣體 D．向電解后溶液中通入適量的HCl可使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài) 6．(xx哈爾濱六中期末，7) 用如圖所示裝置制取純凈的Fe(OH)2，下列說法不正確的是(　　) A．a(chǎn)電極一定是鐵，電解液c可以是CuCl2溶液 B．電解一段時(shí)間，b電極附近pH升高 C．溶液中的陰離子向a電極移動 D．在加入苯之前應(yīng)將電解液c加熱煮沸 7．(xx湖南長郡中學(xué)模擬，18)下圖是一個電化學(xué)過程的示意圖。 在甲池中，若A端通入甲醇，B端通入氧氣，丙池中裝有溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.00%的Na2SO4溶液100 g，過一段時(shí)間后，丙池中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變?yōu)?0.99%。 (1)此時(shí)A端為電源的________極(填“正”或“負(fù)”)，A極的電極反應(yīng)式為_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若乙池溶液的體積為1 L，則此時(shí)乙池溶液中c(H＋)＝________(不考慮Ag＋的水解)。 (3)丙池中產(chǎn)生的氣體體積為________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。 制取KMnO4的最好方法是電解K2MnO4，若此時(shí)把丙池中陽極材料換為鎳板，陰極材料換為鐵板，硫酸鈉溶液換成K2MnO4溶液，則可制取KMnO4。 (4)陽極的電極反應(yīng)式為______________________________。 此時(shí)溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。 參考答案 考點(diǎn)專練20　電解池 【兩年高考真題演練】 1．D　[Cl－在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成ClO－，水電離出的H＋在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成H2，又由于電解質(zhì)溶液呈堿性，故A、B、C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，溶液呈堿性，離子方程式中不能出現(xiàn)H＋，正確的離子方程式為2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，錯誤。] 2．B　[A項(xiàng)，該裝置是電解池，在電解和光的作用下H2O在光催化劑的表面轉(zhuǎn)化為O2和H＋，故該裝置是將電能和光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，錯誤；B項(xiàng)，根據(jù)同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引的原則，該裝置工作時(shí)，H＋從陽極b極區(qū)向陰極a極區(qū)遷移，正確；C項(xiàng)，該電解池的總反應(yīng)式為：6CO2＋8H2O2C3H8O＋9O2。根據(jù)總反應(yīng)方程式可知，每生成1 mol O2，有 mol CO2被還原，其質(zhì)量為 g，錯誤；D項(xiàng)，a電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，錯誤。] 3．D　[由水和二氧化碳生成氫氣和一氧化碳發(fā)生還原反應(yīng)，此極上得到電子，應(yīng)為陰極，故X極為電源的負(fù)極，A、B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，根據(jù)電極上的反應(yīng)物和生成物，可知總反應(yīng)方程式正確；D項(xiàng)，因陽極電極反應(yīng)式為2O2－－4e－===O2↑，結(jié)合電子得失相等，可知陰、陽兩極生成氣體的物質(zhì)的量之比為2∶1，錯誤。] 4．D　[以石墨為電極，電解KI溶液，發(fā)生的反應(yīng)為2KI＋2H2O2KOH＋H2↑＋I(xiàn)2(類似于電解飽和食鹽水)，陰極產(chǎn)物是H2和KOH，陽極產(chǎn)物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以陽極附近的溶液會變藍(lán)(淀粉遇碘變藍(lán))，陰極附近的溶液會變紅(溶液呈堿性)，A、B、C正確；由于電解產(chǎn)物有KOH生成，所以溶液的pH逐漸增大，D錯誤。] 5．A　[電極Ⅰ為Al，其他電極均為Cu，可判斷，Ⅰ是原電池的負(fù)極，Ⅱ是原電池的正極，Ⅲ是電解池的陽極，Ⅳ是電解池的陰極，A項(xiàng)，外電路電流方向是從正極流向負(fù)極，即電極Ⅳ→?→電極Ⅰ，正確；B項(xiàng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，錯誤；C項(xiàng)，正極上的電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－===Cu，電極Ⅱ有Cu析出逐漸加重，錯誤；D項(xiàng)，陽極的電極反應(yīng)為Cu－2e－===Cu2＋，錯誤。] 6．解析　B極區(qū)生成H2 ，同時(shí)會生成LiOH ，則B極區(qū)電解液為LiOH 溶液；電極A為陽極，在陽極區(qū)LiCl 溶液中Cl－ 放電，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑；在電解過程中Li＋(陽離子)向B電極(陰極區(qū))遷移。 答案　LiOH　2Cl－－2e－===Cl2↑　B 7．解析　(1)陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，由于OH－的放電性大于SO，則在反應(yīng)中OH－失去電子，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑。 (2)陽極室H2O放電產(chǎn)生H＋，H＋進(jìn)入產(chǎn)品室，原料室中的H2PO穿過陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，兩者發(fā)生反應(yīng)：H＋＋H2POH3PO2。 (3)如果撤去陽膜，H2PO或H3PO2可能被氧化為PO。 答案　(1)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ (2)陽極室的H＋穿過陽膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，原料室的H2PO穿過陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成H3PO2 (3)PO　H2PO或H3PO2被氧化 【一年模擬試題精練】 1．A　[A項(xiàng)是將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能；B項(xiàng)是將水的勢能轉(zhuǎn)化成電能；C項(xiàng)是將太陽能轉(zhuǎn)化成熱能；D項(xiàng)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。] 2．C　[銅與鹽酸不能直接發(fā)生反應(yīng)，由于不是能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，故不能設(shè)計(jì)成原電池，即A、B選項(xiàng)不符合；由于銅失去電子，故銅作陽極，與電源的正極相連，選項(xiàng)C符合。] 3．D　[A項(xiàng)，Al3＋氧化性小于H＋，陰極上H＋放電生成H2；B項(xiàng)，金屬鋁被氧化，做電解池的陽極。] 4．D　[鈦電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯誤；銅作陽極，陽極上銅發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陽極反應(yīng)式為2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，OH－由陰極區(qū)遷移到陽極區(qū)參與反應(yīng)，離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜，C項(xiàng)錯誤，D項(xiàng)正確；由陰極區(qū)遷移過來的OH－在陽極全部參與反應(yīng)；陽極附近溶液的pH不變，B項(xiàng)錯誤。] 5．C　[三種物質(zhì)溶于水后，發(fā)生反應(yīng)Ba2＋＋SO===BaSO4↓、Ag＋＋Cl－===AgCl↓，則混合溶液的溶質(zhì)為KCl和KNO3。由題意，陰、陽兩極收集到的氣體體積之比為3∶2，所以陰極反應(yīng)為：2H＋＋2e－===H2↑，陽極反應(yīng)為：2Cl－－2e－===Cl2↑和4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，陰、陽兩極共生成氫氣、氯氣和氧氣三種氣體，要使電解質(zhì)溶液復(fù)原，需要通入適量的HCl，還需要加入適量的水。] 6．A　[A項(xiàng)，若電解液為CuCl2溶液，電解的總反應(yīng)為Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，無法得到Fe(OH)2，錯誤；B項(xiàng)，要得到Fe(OH)2，陰極即b電極發(fā)生H2O電離的H＋放電反應(yīng)，H＋濃度減小，促進(jìn)H2O的電離，使得溶液中OH－濃度增大，故pH升高，正確；C項(xiàng)，電解質(zhì)溶液中陰離子應(yīng)向陽極移動，即向a電極移動，正確；D項(xiàng)，加入苯之前應(yīng)將電解液c加熱煮沸，以趕出溶解在其中的O2，防止Fe(OH)2被氧化，正確。] 7．解析　甲池為原電池，A為負(fù)極，甲醇失電子生成CO，丙池是電解水，設(shè)消耗水x g，10.00%100＝10.99%(100－x)，x≈9，n(H2O)＝0.5 mol，依據(jù)2H2O2H2↑＋O2↑，生成n(O2)＝0.25 mol、n(H2)＝0.5 mol，共0.75 mol氣體；乙池C棒為陽極，生成O2，依據(jù)得失電子守恒可知乙池碳棒與丙池左邊碳棒生成的O2相同，n(O2)＝0.25 mol，消耗n(H2O)＝0.5 mol，生成n(H＋)＝1 mol，c(H＋)＝1 molL－1；(4)依據(jù)信息MnO中Mn元素的化合價(jià)升高1變?yōu)镸nO，所以陽極反應(yīng)式為MnO－e－===MnO，陰極發(fā)生2H＋＋2e－===H2↑，最終電解質(zhì)溶液pH增大。 答案　(1)負(fù)　CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O (2)1 molL－1　(3)16.8 (4)MnO－e－===MnO　增大