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2021届高考化学一轮复习电解池原理及应用高效专练

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专练33 电解池原理及应用 1．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Al3＋＋3e－===Al D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 2．[素材创新]O3是一种常见的绿色氧化剂，可由臭氧发生器电解稀硫酸制得，原理如图。下列说法错误的是( )

A．电极a为阴极 B．a极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O C．电解一段时间后b极周围溶液的pH下降 D．标准状况下，当有5.6 L O2反应时，收集到O2和O3混合气体4.48 L, O3的体积分数为80%

3．图中X为电源，Y为浸透过饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4

溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是( )

A．滤纸上c点附近会变红色 B．Cu电极质量减小，Pt电极质量增大 C．Z中溶液的pH先减小，后增大 D．溶液中的SO2－4向Cu电极定向移动 4．[2020·广东七校联考]科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本。相关电解槽装置如图所示，用Cu-Si合金作硅源，在950 ℃利用三层液熔盐进行电解精炼，有关说法正确的是( ) A．电子由液态Cu-Si合金极流出，流入液态铝电极 B．液态铝电极与正极相连，作电解池的阳极 C．在该液相熔体中Cu优先于Si被氧化，Si4＋优先于Cu2＋被还原 D．三层液熔盐的作用是使电子能够在三层间自由流动 5．在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O—CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是( )

A．X是电源负极 B．阴极的电极反应式是H2O＋2e－===H2＋O2－，CO2＋2e－===CO＋O2－ C．总反应可表示为H2O＋CO2=====通电H2＋CO＋O2 D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1：1 6．[2020·全国百强校郑州一中高三摸底测试]某镍冶炼车间排放的漂洗废水中含有一定浓度的Ni2＋和Cl－，图甲是双膜三室电沉积法回收废水中Ni2＋的示意图，图乙描述的是实验中阴极液 pH与镍回收率之间的关系，下列说法不正确的是( )

A．交换膜b为阴离子交换膜 B．阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ C．阴极液pH＝1时，镍的回收率低主要是有较多H2生成 D．浓缩室得到1 L 0.5 mol/L盐酸时，阴极回收得到11.8 g镍 7．[2020·安徽省江南片高三摸底考试]四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料，采用电渗析法合成(CH3)4NOH，其工作原理如下图所示(a、b为石墨电板，c、d、e为离子交换膜)，下列说法正确的是( )

A．M为正极 B．c、e均为阳离子交换膜 C．b极电极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑ D．制备1 mol(CH3)4NOH，a、b两极共产生0.5 mol气体 8．[情境创新]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－，作为H＋和OH－离子源。利用双极膜电渗析法电解食盐水可获得淡水、NaOH和HCl，其工作原理如图所示，M、N为离子交换膜。下列说法不正确的是( )

A．相同条件下，不考虑气体溶解，阴极得到气体体积是阳极两倍 B．电解过程中Na＋向左迁移，N为阴离子交换膜 C．若去掉双极膜(BPM)，阳极室会有Cl2生成 D．电解结束后，阴极附近溶液酸性明显增强 9．[2020·全国卷Ⅱ]电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag＋注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是( )

A．Ag为阳极 B．Ag＋由银电极向变色层迁移 C．W元素的化合价升高 D．总反应为：WO3＋xAg===AgxWO3 10．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的镍。下列叙述中正确的是(已知：氧化性Fe2＋A．阳极发生还原反应，其电极反应式为Ni2＋＋2e－===Ni B．电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等 C．电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe2＋ 和Zn2＋ D．电解后，电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt

11．利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是( ) A．氯碱工业中，X电极上的反应式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ B．电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2＋浓度不变 C．在铁片上镀铜时，Y是纯铜 D．制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁 12．三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SO2－4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SO2－4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1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成 13．[2020·山西平遥高三测试]电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢气的装置如图所示。下列说法错误的是( ) A．为增强导电性，可用金属铜作阳极 B．电解过程中阴、阳极产生的气体的物质的量之比为3：1 C．阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ D．阳极的电极反应式为CO(NH2)2－6e－＋8OH－===CO2－3＋N2↑＋6H2O

14．[2020·四川威远中学月考]高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4)的装置如图所示。下列说法正确的是( ) A．铁是阳极，电极反应为Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2↓ B．电解一段时间后，镍电极附近溶液的pH减小 C．每制得1 mol Na2FeO4，理论上可以产生67.2 L气体 D．若离子交换膜为阴离子交换膜，则电解结束后左侧溶液中含有FeO2－4

15．Ⅰ.氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。离子交换膜法电解食盐水的装置如图所示，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。 (1)A为________极，X、Y分别是________、________。 (2)离子交换膜的作用是________、________。 (3)a、b、c、d加入或取出的物质分别是______、________、________、________。 Ⅱ.实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备ClO2。 电解时的阴极反应式为________________，阳极反应式为________________，电解时发生反应的化学方程式为________________。 16．(1)某混合物浆液含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(如图所示)，使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。

用惰性电极电解时， CrO2－4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)。 (2)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。 ①“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________________。 ②“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________________________________________________________________________。

(3)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe＋2H2O＋2OH－=====电解FeO2－4＋3H2↑，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeO2－4，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。 ①电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在________(填“阴极室”或“阳极室”)。 ②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因为________________。 ③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

1．C Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，A项正确；不锈钢网接触面积大，能提高电解效率，B项正确；阴极应为氢离子得电子生成氢气，C项错误；电解时，阴离子移向阳极，D项正确。 2．D 电极b上生成O2和O3，则电极b上发生失电子的氧化反应，则电极b为阳极，电极a为阴极，A项正确；电极a的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，B项正确；电极b上H2O失去电子，发生氧化反应生成O2、O3和H＋，故电解一段时间后b极周围溶液的pH下降，C项正确；标准状况下，当有5.6 L氧气参加反应时，转移电子1 mol，设收集到氧气x mol，臭氧y mol，则有x＋y＝0.2,4x＋6y＝1，解得x＝y＝0.1，故O3的体积分数为50%，D项错误。 3．A 紫红色斑即MnO－4向d端扩散，根据阴离子向阳极移动的原理，可知d端为阳极，即b为正极，a为负极，c为阴极，NaCl溶液中H＋放电，产生OH－，c点附近会变红色，A项正确；电解硫酸铜溶液时，Pt作阳极，溶液中的OH－放电，4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，Cu作阴极，溶液中的Cu2＋得电子生成铜，总反应式为2CuSO4＋2H2O=====电解2Cu＋O2↑＋2H2SO4，Pt电极附近生成H＋，则SO2－4向Pt电极移动，B、D两项均不正确；随着电解的进行，Z中溶液变为硫酸溶液，继续电解则为电解水，硫酸浓度增大，pH减小，C项不正确。 4．A 由装置图中Si4＋流向可知液态铝为阴极，连接电源负极，液态Cu - Si合金为阳极，电子由液态Cu - Si合金极流出，流入液态铝电极，A项正确，B项错误；由图示可知，

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高考化学一轮必刷题 专题23 电解池及其应用(含答案解析)

高考化学一轮必刷题 专题23 电解池及其应用(含答案解析)

专题23 电解池及其应用1．用“四室电渗析法”制备H3PO2的工作原理如图所示(已知：H3PO2是一种具有强还原性的一元弱酸；阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)，则下列说法不正确．．．的是( )A．阳极电极反应式为：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋B．工作过程中H+由阳极室向产品室移动C．撤去阳极室与产品室之间的阳膜a，导致H3PO2的产率下降D．通电一段时间后，阴极室中NaOH溶液的浓度一定不变2．如图所示，其中甲池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O。

下列说法正确的是（）A．1min内甲池消耗1mol O2转移的电子是乙池Ag电极转移电子数的4倍B．甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH－6e－＋2H2O===CO32-＋8H＋C．反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体能使CuSO4溶液恢复到原浓度D．甲池中消耗280mL(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生1.45g固体3．电解法制取Na2FeO4的总反应为Fe＋2H2O＋2OH－FeO42-＋3H2↑，工作原理如图所示。

已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。

下列叙述正确的是( )A．铁电极上发生还原反应，生成FeO42-B．通电一段时间后，阳极区pH下降C．通电后Na＋向右移动，阴极区Na＋浓度增大D．当电路中通过1 mol电子时，阴极区有11.2 L H2生成4．二甲醚（CH3OCH3）直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，用二甲醚燃料电池电解甲基肼（CH3—NH—NH2）制氢的装置如图所示，其中X、Y、M、N均为惰性电极。

下列说法正确的是A．M极的电极反应式为CH3—NH—NH2+12OH−−10e−CO32-+N2+9H2OB．若忽略水的消耗与生成，甲中电解质溶液的pH减小，乙中电解质溶液的pH 增大C．乙中的交换膜是阴离子交换膜，OH−透过交换膜向N极移动D．理论上，当生成6.72 L H2时，消耗CH3OCH3的质量为2.3 g5．空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池（RFC），RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。

青岛二中2021届高考化学一轮讲练：电化学原理的综合应用【答案+详解】

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电化学原理的综合应用1．某同学组装了如图所示的电化学装置，则下列说法正确的是( )A．图中甲池为原电池装置，Cu电极发生还原反应B．实验过程中，甲池左侧烧杯中NO－的浓度不变3C．若用铜制U形物代替“盐桥”，工作一段时间后取出U形物称量，质量会减小D．若甲池中Ag电极质量增加5.4 g时，乙池某电极析出1.6 g 金属，则溶液乙中的某盐溶液可能是AgNO3解析：选D A项，甲池有盐桥，乙池中两电极材料相同，甲池为原电池，乙池为电解池，因为活泼性Cu>Ag，所以甲池中Cu电极为负极，负极发生氧化离子由甲池右侧烧杯向左侧烧杯定向移动，左侧烧杯中反应，错误；B项，NO－3的浓度增大，错误；C项，若用铜制U形物代替“盐桥”，甲池的左侧烧杯为NO－3电解池，右侧烧杯为原电池，U形物插入右侧烧杯中的Cu为负极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，插入左侧烧杯中的Cu为阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，根据电子守恒，工作一段时间后取出U形物称量，质量不变，错误；D项，甲池中Ag电极的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，若甲池中Ag电极质量增加5.4 g时，电路中通过的电子物质的量为n(e－)＝n(Ag)＝5.4 g÷108 g/mol＝0.05 mol，乙池某电极析出1.6 g金属，乙池中盐溶液的阳离子应为不活泼金属的阳离子，若乙中的某盐溶液是AgNO溶液，根据电子守恒，乙池中阴极先后发生的电极反应3↑，正确。

为Ag＋＋e－===Ag、2H＋＋2e－===H22.钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。

通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。

下列有关叙述正确的是( )A．已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1－x CoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C，则Li1－x CoO2作负极，失电子B．当外电路中转移0.2 mol电子时，电极b处有2.24 L Cl2生成C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuClD．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－解析：选D A项，LixC6中C为负价，根据电池总反应，LixC6作负极，则Li1－x CoO2作正极，得电子，故A错误；B项，没有说明是否是标准状况，因此无法直接计算生成氯气的体积，故B错误；C项，d电极发生的变化Cu→CuCl是氧化反应，故d极为阳极，d极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuCl，故C错误；D项，d 电极先产生白色沉淀(CuCl)，白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)，发生的反应是CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－，故D正确。

2021届高考化学一轮复习 第三节 电解池 金属的电化学腐蚀和防护练习 新人教版2

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第三节 电解池 金属的电化学腐蚀和防护1. (2021·原创)关于电解NaCl 水溶液，以下表达正确的选项是 ( )A ．假设在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色B ．假设在阳极附近的溶液中滴入KI 溶液，溶液呈棕色C ．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠D ．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性解析：电解食盐水时发生的反响：阳极：2Cl －－2e －===Cl 2↑，阴极：2H 2O ＋2e －===H 2↑＋2OH －，(或2H ＋＋2e －===H 2↑)总反响：2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑。

对照分析选项，A 错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl 2，滴加KI 溶液后发生反响：Cl 2＋2I －===I 2＋2Cl －，溶液呈棕色，B 正确；阴极H 2O 电离产生的H ＋ 放电产生H 2，不是Na ＋放电生成钠，C 错误；电解后生成NaOH ，溶液呈碱性， D 错误。

答案：B2． (2021·浙江理综，12)市场上经常见到的标记为Li —ion 的电池称为“锂离子电池〞。

它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li ＋的高分子材料。

这种锂离子电池的电池反响式为：以下说法不正确的选项是( )A ．放电时，负极的电极反响式：Li －e －===Li ＋B ．充电时，Li 0.85NiO 2既发生氧化反响又发生复原反响C ．该电池不能用水溶液作为电解质D ．放电过程中Li ＋向负极移动解析：A 项，放电时Li 为负极，发生氧化反响；B 项，充电时Li 0.85NiO 2既是氧化剂，又是复原剂；C 项，用水作电解质时，Li 要与水反响；D 项，放电时，正 极上聚集电子而吸引阳离子Li ＋。

答案：D3． 电解100 mL 含c (H ＋)＝0.30 mol·L －1的以下溶液，当电路中通过0.04 mol 电子时理论上析出金属质量最大的是( )A ．0.10 mol·L －1 Ag ＋B ．0.20 mol·L －1 Zn 2＋C ．0.20 mol·L －1 Cu 2＋D ．0.20 mol·L －1 Pb 2＋解析：根据金属活动顺序表可知：排在氢以后的金属为Ag 和Cu ，而Zn 和Pb 排 在H 以前，所以Ag ＋、Cu 2＋的氧化性比H ＋强，应优先于H ＋放电而析出，因为0.01 mol Ag 的质量小于0.02 mol Cu 的质量，所以C 项正确。

【新高考】2021高考化学一轮复习：课练20 电解池 金属的腐蚀与防护 (含答案)

【新高考】2021高考化学一轮复习：课练20 电解池 金属的腐蚀与防护 (含答案)

课练20电解池金属的腐蚀与防护—————————[狂刷小题夯基础]————————[练基础]1．用如图所示装置制取纯净的Fe(OH)2，下列说法正确的是()A．a电极一定是铁，电解液c可以是CuCl2溶液B．电解一段时间，b电极附近pH降低C．溶液中的Fe2＋向a电极移动D．在加入苯之前应将电解液c加热煮沸2．如图用石墨作电极的电解池中，放入某足量蓝色溶液500 mL进行电解，观察到A电极表面有红色固体生成，B电极有无色气体生成；通电一段时间后，取出A电极，洗涤、干燥、称量，A电极增重1.6 g。

下列说法正确的是()A．图中B电极同电源负极相连B．该蓝色溶液可能是Cu(NO3)2或CuCl2溶液C．电解后溶液的pH约为1(溶液体积变化忽略不计)D．要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则可加入2 g Cu(OH)23．下列有关电化学在生产、生活中的应用分析正确的是()A．图1：铁钉发生析氢腐蚀B．图2：可以在铁件上镀铜C．图3：溶液中c(Cu2＋)保持不变D．图4：将输油管与电源负极相连可以防止腐蚀4．1L某溶液中含有的离子如下表：离子Cu2＋Al3＋NO－3Cl－物质的量浓度/(mol·L－1) 1 1 a 1产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是()A．电解后溶液pH＝0 B．阳极生成1.5 mol Cl2C．a＝3 D．阴极析出的金属是铜与铝5．利用如图所示装置可以模拟铁的电化学腐蚀。

下列说法正确的是()A．若X为炭棒，开关K置于M处可以减缓铁的腐蚀B．若X为铜棒，开关K置于N处可以加快铁的腐蚀C．若X为炭棒，开关K置于M处，则为牺牲阳极的阴极保护法D．若X为炭棒，开关K置于N处，则为外加电流的阴极保护法6．O3是一种常见的绿色氧化剂，可由臭氧发生器电解稀硫酸制得，原理如图。

下列说法错误的是()A．电极a为阴极B．a极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2OC．电解一段时间后b极周围溶液的pH下降D．标准状况下，当有5.6 L O2反应时，收集到O2和O3混合气体4.48 L，O3的体积分数为80%7．下列关于图示四个装置的叙述不正确的是()A．装置甲是可以在铁钉上镀铜的装置B．若装置乙为电解精炼铜装置，则X电极为精铜C．装置丙的a端产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝D．装置丁接通电源后可以观察到白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变红褐色8．(多选)锂锰电池结构如图M所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移入MnO2晶格中生成LiMnO2，c极上产生黄绿色的气体，则下列有关说法正确的是()A．a极电极材料是MnO2，为原电池的正极B．外电路电流流动方向：a→d，c→bC．b极反应式为MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2D．若M池的a极消耗14 g，则d极产生的气体为22.4 L(标准状况下)[练高考]1．[2017·全国卷]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。