高考化學(xué) 微測(cè)試系列 專(zhuān)題23 電解池的基本原理（含解析）1

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專(zhuān)題23 電解池的基本原理 （滿(mǎn)分60分 時(shí)間25分鐘） 姓名： 班級(jí)： 得分： 1．電-Fenton法是用于水體里有機(jī)污染物降解的高級(jí)氧化技術(shù)。其反應(yīng)原理如圖所示，其中電解產(chǎn)生的H2O2與Fe2+發(fā)生Fenton反應(yīng)：Fe2++H2O2Fe3++OH- +OH，生成的羥基自由基(OH)能氧化降解有機(jī)污染物。下列說(shuō)法不正確的是 A．電源的A極是負(fù)極 B．電解池中只有O2、Fe3+發(fā)生還原反應(yīng) C．陽(yáng)極上發(fā)生電極反應(yīng)：H2O-e-OH + H+ D．消耗1molO2，可以產(chǎn)生4mol OH 【答案】B 考點(diǎn)：考查電解原理的應(yīng)用 2．中關(guān)村“創(chuàng)客19”實(shí)驗(yàn)室模擬光合作用的電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示，該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和葡萄糖(C6H12O6)。下列說(shuō)法正確的是 A．該裝置是新型化學(xué)電源裝置 B．該裝置工作時(shí)，H＋從a極區(qū)向b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： 6CO2 + 24H＋-24e－= C6H12O6 +6 H2 O 【答案】C 【考點(diǎn)定位】考查電解池反應(yīng)原理的應(yīng)用的知識(shí)。 【名師點(diǎn)睛】電化學(xué)知識(shí)包括原電池和電解池，首先要確定裝置是原電池還是電解池。確定方法是觀察圖示是否有電源，若有就是電解池，否則就是原電池。電解池工作時(shí)，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式、總反應(yīng)方程式，并根據(jù)電性作用原理：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引確定電解質(zhì)溶液中離子移動(dòng)的方向。原電池工作時(shí)，活動(dòng)性強(qiáng)的電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，活動(dòng)性弱的電極為正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)。要掌握電化學(xué)反應(yīng)原理，利用好圖示及題干提供的信息，是本題解決的關(guān)鍵。. 3．某工廠采用電解法處理含鉻廢水，耐酸電解槽用鐵板作陰、陽(yáng)極，槽中盛放含鉻廢水，原理示意圖如右圖所示，下列說(shuō)法正確的是 A．A為電源負(fù)極 B．陽(yáng)極區(qū)溶液中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為Cr2O＋6Fe２＋＋14H＋=2Cr３＋＋6Fe３＋＋7H2O C．陰極區(qū)附近溶液pH降低 D．若不考慮氣體的溶解，當(dāng)收集到13.44L H2 (標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，有0.2molCr2O被還原 【答案】B 【考點(diǎn)定位】考查電解原理的應(yīng)用 【名師點(diǎn)晴】掌握電解池的工作原理，準(zhǔn)確判斷出陰陽(yáng)極以及靈活應(yīng)用電子得失守恒是解答的關(guān)鍵。氧化還原反應(yīng)中守恒法解題的思維流程為：（1）找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。（2）找準(zhǔn)一個(gè)原子或離子得失電子數(shù)。(注意化學(xué)式中粒子的個(gè)數(shù))。（3）根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出等式。即n(氧化劑)變價(jià)原子個(gè)數(shù)化合價(jià)變化值(高價(jià)－低價(jià))＝n(還原劑)變價(jià)原子個(gè)數(shù)化合價(jià)變化值(高價(jià)－低價(jià))。 4．已知反應(yīng)：2CrO42－（黃）＋2H+ =Cr2O72－（橙）＋H2O設(shè)計(jì)圖示裝置（均為惰性電極）電解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，下列有關(guān)敘述正確的是（ ） A．CrO42-生成Cr2O72-的反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)，不能通過(guò)電解方法獲得 B．電源左側(cè)是正極 C．右側(cè)電極的電極反應(yīng)為：2H2O+2e-=H2+2OH- D．Na+從右側(cè)通過(guò)膜進(jìn)入左側(cè) 【答案】D 【考點(diǎn)定位】考查電化學(xué)反應(yīng)原理的應(yīng)用的知識(shí)。 【名師點(diǎn)睛】電解池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。電解時(shí)，與電源正極連接的電極為陽(yáng)極，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，若陽(yáng)極是活性電極，則電極本身失去電子，若為惰性電極，則是電解質(zhì)溶液的陰離子失去電子，放電順序是：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子；陰極則是溶液的陽(yáng)離子獲得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，離子放電順序與金屬活動(dòng)性順序表相反，只有Ag+>Fe3+>Cu2+?？措娫吹恼龢O、負(fù)極或電解質(zhì)溶液中物質(zhì)濃度的變化是正確判斷、分析解答的關(guān)鍵。 5．高鐵酸鹽在能源環(huán)保領(lǐng)域有廣泛用途,用鎳(Ni)、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鹽Na2FeO4的裝置如圖所示。下列說(shuō)法合理的是（ ） A．鎳電極上的電極反應(yīng)為2H2O+2e- H2↑+2OH- B．鐵是陽(yáng)極, 電極反應(yīng)為Fe-2e-+OH- Fe(OH)2 C．若隔膜為陰離子交換膜, 則OH-自右向左移動(dòng) D．電解時(shí)陽(yáng)極區(qū)pH降低、陰極區(qū)pH升高, 最終溶液pH不變 【答案】A. 【解析】 試題分析：A.用鎳（Ni）、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鈉（Na2FeO4），鐵失電子生成高鐵酸鈉，則鐵作陽(yáng)極，鎳作陰極，溶液中的氫離子在陰極放電生成氫氣，則電極反應(yīng)式為2H2O+2e-H2↑+2OH-，A項(xiàng)正確；B.根據(jù)上述分析，鐵是陽(yáng)極，電極反應(yīng)為Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C.若隔膜為陰離子交換膜, 則OH-自左向右移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D. 電解時(shí)陽(yáng)極區(qū)的電極反應(yīng)為Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O，pH降低、陰極區(qū)電極反應(yīng)為2H2O+2e- H2↑+2OH-，pH升高, 電池的總反應(yīng)為Fe+2H2O+2OH－=FeO42-+3H2↑，最終溶液pH降低，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選A。 【考點(diǎn)定位】考查電解原理的應(yīng)用。 【名師點(diǎn)睛】本題考查電解原理的應(yīng)用，正確判斷陰陽(yáng)極及發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵。用鎳（Ni）、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鈉（Na2FeO4），鐵失電子生成高鐵酸鈉，則鐵作陽(yáng)極，鎳作陰極，陽(yáng)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O，溶液中的氫離子在陰極放電生成氫氣，則陰極電極反應(yīng)式為2H2O+2e- H2↑+2OH-，電池的總反應(yīng)為Fe+2H2O+2OH－=FeO42-+3H2↑。 6．用如圖所示裝置處理含NO3—的酸性工業(yè)廢水，某電極反應(yīng)式為2NO3—+12H++10e-=N2+6H2O，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A．電源正極為A，電解過(guò)程中有氣體放出 B．電解時(shí)H+從質(zhì)子交換膜左側(cè)向右側(cè)移動(dòng) C．電解過(guò)程中，右側(cè)電解液pH保持不變 D．電解池一側(cè)生成5.6gN2，另一側(cè)溶液質(zhì)量減少l8g 【答案】C 電子物質(zhì)的量為：5.6g28g/mol10=2mol；每有2mol水電解轉(zhuǎn)移4mol電子，則陽(yáng)極被電解的水的質(zhì)量為1mol18g/mol=18g，D項(xiàng)正確；答案選C。 【考點(diǎn)定位】考查電解原理的應(yīng)用。 【名師點(diǎn)睛】本題考查電解原理的應(yīng)用，注意電子守恒和陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，題目難度中等。據(jù)電極反應(yīng)式為2NO3—+12H++10e-=N2+6H2O可知，該反應(yīng)為還原反應(yīng)，為陰極反應(yīng)式，廢水在B極反應(yīng)，說(shuō)明B為陰極；A為陽(yáng)極，氫氧根離子在陽(yáng)極放電生成氧氣和氫離子，據(jù)電子守恒和原子守恒解答。 7．某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用右圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行電解反應(yīng)，電解槽內(nèi)裝有KI-淀粉溶液，中間用陰離子交換膜隔開(kāi)。在一定的電壓下通電，發(fā)現(xiàn)左側(cè)溶液變藍(lán)色，一段時(shí)間后，藍(lán)色逐漸變淺。 已知:3I2+6OH－= IO3－+5I－+3H2O 回答下列問(wèn)題： （1）左側(cè)為電源__________極。(填“正”或“負(fù)”) （2）請(qǐng)用方程式及必要的文字解釋左側(cè)溶液變藍(lán)色的原因？___________________。 （3）寫(xiě)出右側(cè)發(fā)生的有關(guān)電極反應(yīng)的反應(yīng)式：_____________________。 （4）電解反應(yīng)結(jié)束時(shí)，左側(cè)溶液中還_________I－。(填“有”或“沒(méi)有”) （5）寫(xiě)出電解槽內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式：_____________________。 （6）如果用陽(yáng)離子交換膜代替陰離子交換膜，電解槽內(nèi)發(fā)生的總化學(xué)反應(yīng)_________。(填“變”或“不變”) 【答案】（1）正（2）左側(cè)溶液中發(fā)生了反應(yīng) 2I－-2e－=I2，I－被氧化生成I2，I2遇淀粉變藍(lán)。 （3）2H++2e－=H2↑或2H2O+2e－=H2↑+2OH－ （4）有（5）KI+3H2O KIO3+3H2↑（6）變； 考點(diǎn)：考查了電解原理的相關(guān)知識(shí)。 8、（1）用惰性電極電解CuSO4溶液（如圖的裝置）， 該過(guò)程中電解池電極反應(yīng)式為是陽(yáng)極： ， 陰極： 。 （2）若電解池中裝入足量溶液，當(dāng)陰極增重3.2g時(shí)，停止通電，此時(shí)陽(yáng)極產(chǎn)生氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）為 （假設(shè)氣體全部逸出）。 （3）欲使電解液恢復(fù)到起始狀態(tài)，應(yīng)向溶液中加入適量的 A．CuSO4 B．H2O C．CuO D．CuSO45H2O （4）用Na2CO3熔融鹽作電解質(zhì)，CO、O2為原料組成的新型電池的研究取得了重大突破。該電池示意圖如右：負(fù)極電極反應(yīng)式為_(kāi)________________________，為了使該燃料電池長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定，電池工作時(shí)必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)。A物質(zhì)的化學(xué)式為_(kāi)_________________。 【答案】（1）4OH-=O2+2H2O+4e- 2Cu2++4 e- ＝2Cu （2）0.56L （3）C （4）CO32-+CO2CO2+2e－ CO2 考點(diǎn)：考查電解池的工作原理及應(yīng)用