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2019届高考化学专题二十二电解池的串联问题精准培优专练

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培优点二十二 电解池的串联问题 典例1．如下图所示，其中甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O。下列说法正确的是（ ）

A．甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化为电能的装置 B．甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH－6e－+2H2O===CO2－3+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溶液恢复原浓度 D．甲池中消耗280 mL(标准状况)O2，此时丙池中理论上最多产生1.45 g固体 【解析】甲池为原电池，作为电源，电解乙池丙池两个电解池，A错误；通入CH3OH的一极为负极，负

极反应：CH3OH－6e－+8OH－===CO2－3+6H2O，B错误；应加入CuO或CuCO3，C错误；丙池中发生反应：MgCl2+2H2O=====电解

Mg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑，消耗0.0125mol O2，转移0.05mol电子，生成0.025mol Mg(OH)2，其质量为1.45g，D正确。 【答案】D 典例2．下图装置闭合电键K时，电流计A的指针将发生偏转。试回答：

（1）丙池是__________(填“原电池”或“电解池”)，甲中a电极的名称是__________(填“正极”或“负极”)，丙中c电极的名称是__________(填“阳极”或“阴极”)。 （2）乙中Cu极的电极反应是______________________________，若电路中有0.02 mol电子通过，则甲中a电极溶解的质量为__________g。 （3）闭合电键K一段时间后，丙池中生成两种气体和一种碱，则丙池中发生的总化学方程式是

一．电解池的串联问题 _______________________________________________________ （4）如果要给丙中铁片上镀上一层Cu，则丙池应作何改进：________________________ ________________________________________________。 【解析】（1）甲、乙构成原电池，则丙为电解池，由电子流向可知，锌作负极，即a为负极，c连接b，b为正极，故c为阳极。（2）Cu作正极，电极反应式为Cu2++2e－===Cu，a极上发生反应Zn－2e－===Zn2+，转移0.02mol电子，消耗锌的质量为0.01mol×65g·mol−1＝0.65g。（3）闭合K，丙池电解饱和食盐水：

2NaCl+2H2O=====通电2NaOH+H2↑+Cl2↑。（4）电镀：待镀金属作阴极，电解质溶液含镀层离子，镀层金属作阳极，故应将“C”换成“Cu”、“NaCl溶液”换成“CuSO4溶液”。 【答案】（1）电解池 阳极 负极 （2）Cu2++2e－===Cu 0.65

（3）2NaCl+2H2O=====通电2NaOH+H2↑+Cl2↑ （4）将“C”换成“Cu”、“NaCl溶液”换成“CuSO4溶液”

1．某同学按下图所示的装置进行实验。A、B为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水，当K闭合时，SO2－4从右向左通过交换膜移向A极。下列分析正确的是（ ）

A．溶液中c(A2+)减小 B．B极的电极反应：B－2e－===B2+ C．Y电极上有H2产生，发生还原反应 D．反应初期，X电极周围出现白色胶状沉淀 【解析】根据SO2－4从右向左通过交换膜移向A极，则A极为负极，故A极的电极反应为A－2e－===A2+，溶液中c(A2+)增大；B极为正极，发生还原反应；Y电极为阳极，有Cl2产生；右边U形管中最初为电解AlCl3

溶液，X电极为H+放电，c(H+)减小，c(OH－)增大，且Al3+移向X极，因此会产生Al(OH)3白色胶状沉淀，D

正确。

二．对点增分集训 【答案】D 2．如下图所示，甲池的总反应式为N2H4+O2===N2+2H2O，下列关于该电池工作时的说法正确的是（ ）

A．该装置工作时，Ag电极上有气体生成 B．甲池和乙池中的溶液的pH均减小 C．甲池中负极反应为N2H4－4e－===N2+4H+ D．当甲池中消耗0.1mol N2H4时，乙池中理沦上最多产生6.4g固体 【解析】甲池作原电池，通入肼的电极为负极，通入氧气的电极为正极，负极反应为N2H4－4e－+4OH－===N2+4H2O，正极反应为O2+4e－+2H2O===4OH－。乙池为电解池，银极为阴极，石墨为阳极，阴极反应为Cu2++2e－===Cu，阳极反应为4OH－－4e－===2H2O+O2↑。由以上分析可知，A、C错误；甲池生成水，导致溶液中KOH

浓度降低，则溶液pH减小，乙池中氢氧根离子放电，导致溶液pH减小，B正确；甲池消耗0.1mol N2H4时，转移0.4mol电子，乙池生成0.2mol铜，即12.8g固体，D错误。 【答案】B 3．图1为甲烷和O2构成的燃料电池示意图，电解质为KOH溶液，图2为电解AlCl3溶液的装置，电极材料均为石墨。用该装置进行实验，反应开始后观察到x电极附近出现白色沉淀。下列说法正确的是（ ）

A．图1中电解质溶液的pH增大 B．图2中电解AlCl3溶液的总反应为2Cl－+2H2O=====通电Cl2↑+H2↑+2OH－ C．A处通入的气体为CH4，电极反应式为CH4+10OH－－8e－===CO2－3+7H2O D．电解池中Cl－向x极移动 【解析】甲烷和O2构成的燃料电池为原电池，甲烷在负极发生氧化反应，由于观察到x电极附近出现白色沉淀说明产生氢氧化铝沉淀，x电极为电解池的阴极，a为原电池的负极，甲烷失电子，被氧化，C正确；电解AlCl3溶液应生成氢氧化铝沉淀，B错误；图1中甲烷的燃料电池不断消耗碱，溶液的pH减小， A错误；电解池中Cl－向阳极移动，x极为阴极，D错误。 【答案】C 4．下图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05mol·L−1的CuCl2溶液，B池中加入0.1mol·L−1的AgNO3溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上析出的物质的物质的量之比是（ ）

A．2∶2∶4∶1 B．1∶1∶2∶1 C．2∶1∶1∶1 D．2∶1∶2∶1 【解析】由电解规律可知：a、c为阴极，b、d为阳极。a极上析出Cu，b极上析出Cl2，c极上析出Ag，d极上析出O2。由电子守恒可得出：2e－～Cu～Cl2～2Ag～12O2，所以a、b、c、d四个电极上析出物质的物质的量之比为1∶1∶2∶12＝2∶2∶4∶1。 【答案】A 5．以乙烷燃料电池为电源进行电解的实验装置如下图所示。下列说法正确的是（ ）

A．燃料电池工作时，正极反应为O2+2H2O+4e－===4OH－ B．a极是铜，b极是铁时，溶液中CuSO4浓度减小 C．a、b两极若是石墨，在同温同压下a极产生的气体与电池中消耗乙烷的体积之比为72 D．a极是纯铜，b极是粗铜时，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，两极质量变化相同 【解析】根据图示知乙烷燃料电池中左侧电极为电源的正极，右侧电极为电源的负极，a为电解池的阴极，b为电解池的阳极。该燃料电池工作时，负极产物为CO2，说明电解质溶液呈酸性，正极反应为O2+4H++4e－===2H2O，A错误；a极是铜，b极是铁时，电解总反应为Fe+CuSO4===FeSO4+Cu，溶液中硫酸铜浓度减小，B正确；a、b两极若是石墨，a极反应式为Cu2++2e－===Cu，当硫酸铜溶液足量时没有气体产生，C错误；a极是纯铜，b极是粗铜时，为铜的电解精炼，a极上有铜析出，b极逐渐溶解，但溶解的不只是铜，两极质量变化不相同，D错误。

【答案】A 6．如图所示的装置，X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向甲中滴入酚酞溶液，在Fe极附近显红色。试回答下列问题：

（1）在电源中，B电极为______极(填电极名称，下同)；丙装置中Y电极为______极。 （2）在甲装置中，石墨(C)电极上发生__________(填“氧化”或“还原”)反应；甲装置中总的化学方程式是__________________________________________________。 （3）丙装置在通电一段时间后，X电极上发生的电极反应式是__________________。 （4）如果乙装置中精铜电极的质量增加了0.64 g，请问甲装置中，铁电极上产生的气体在标准状况下为________L。 【解析】（1）由于电源接通后，向甲中滴入酚酞溶液，在Fe极附近显红色，说明在Fe电极附近的水溶液显碱性。则在该电极上是H+放电，所以Fe为阴极，与直流电源的负极相连。因此在电源中，B电极为负极，A电极为正极。在丙装置中Y电极为阴极。（2）在甲装置中，石墨(C)电极为电解池的阳极，在阳极上发生氧化反应。由于在NaCl溶液中放电能力Cl－>OH－，所以在C电极上发生氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑。

甲装置中总的化学方程式是2NaCl+2H2O=====电解Cl2↑+H2↑+2NaOH。（3）丙装置在通电一段时间后，阳极X电极上发生的电极反应式是2Cl－－2e－===Cl2↑。（4）如果乙装置中精铜电极的质量增加了0.64 g，n(Cu)＝0.01mol。则n(e－)＝0.02mol。由于在整个闭合回路中电子转移数目相等，所以铁电极上产生的氢气为0.01mol，在标准状况下为0.224L。 【答案】（1）负 阴

（2）氧化 2NaCl+2H2O=====电解2NaOH+H2↑+Cl2↑ （3）2Cl－－2e－===Cl2↑ （4）0.224 7．如下图所示，通电5min后，电极5的质量增加2.16g，请回答下列问题：

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微专题 电化学“多池和多室”串联问题及计算(解析版)

微专题 电化学“多池和多室”串联问题及计算(解析版)

微专题电化学“多池和多室”串联问题及计算1(2023·湖北·统考高考真题)我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。

该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为xmol⋅h-1。

下列说法错误的是A.b电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-B.离子交换膜为阴离子交换膜C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜D.海水为电解池补水的速率为2xmol⋅h-1【答案】D【解析】由图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a电极与电源正极相连，为电解池的阳极，b电极与电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，电池总反应为2H2O 通电=2H2↑+O2↑。

A．b电极反应式为b电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故A正确；B．该装置工作时阳极无Cl 2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，为保持OH -离子浓度不变，则阴极产生的OH -离子要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换摸，故B 正确；C ．电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE 膜，为电解池补水，故C 正确；D ．由电解总反应可知，每生成1molH 2要消耗1molH 2O ，生成H 2的速率为xmol ⋅h -1，则补水的速率也应是xmol ⋅h -1，故D 错误；答案选D 。

2(2022·山东·高考真题)设计如图装置回收金属钴。

保持细菌所在环境pH 稳定，借助其降解乙酸盐生成CO 2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO 2(s )转化为Co 2+，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。

已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。

下列说法正确的是A.装置工作时，甲室溶液pH 逐渐增大B.装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸C.乙室电极反应式为LiCoO 2+2H 2O +e -=Li ++Co 2++4OH -D.若甲室Co 2+减少200mg ，乙室Co 2+增加300mg ，则此时已进行过溶液转移【答案】BD【解析】A ．电池工作时，甲室中细菌上乙酸盐的阴离子失去电子被氧化为CO 2气体，同时生成H +，电极反应式为CH 3COO --8e -+2H 2O =2CO 2↑+7H +，H +通过阳膜进入阴极室，甲室的电极反应式为Co 2++2e -=Co ，因此，甲室溶液pH 逐渐减小，A 错误；B ．对于乙室，正极上LiCoO2得到电子，被还原为C o 2+，同时得到Li +，其中的O 2-与溶液中的H +结合H 2O ，电极反应式为2LiCoO 2+2e -+8H +=2Li ++2Co 2++4H 2O ，负极发生的反应为CH 3COO --8e -+2H 2O =2CO 2↑+7H +，负极产生的H +通过阳膜进入正极室，但是乙室的H +浓度仍然是减小的，因此电池工作一段时间后应该补充盐酸，B 正确；C ．电解质溶液为酸性，不可能大量存在OH -，乙室电极反应式为：LiCoO 2+e -+4H +=Li ++Co 2++2H 2O ，C 错误；D ．若甲室Co 2+减少200mg ，则电子转移物质的量为n (e -)=0.2g 59g /mol ×2=0.0068mol ；若乙室Co 2+增加300mg ，则转移电子的物质的量为n (e -)=0.3g 59g /mol×1=0.0051mol ，由于电子转移的物质的量不等，说明此时已进行过溶液转移，即将乙室部分溶液转移至甲室，D 正确；故合理选项是BD 。

【2019-2020】高考化学专题二十一电解电解质溶液的规律精准培优专练

【2019-2020】高考化学专题二十一电解电解质溶液的规律精准培优专练

1 / 9【2019-2020】高考化学专题二十一电解电解质溶液的规律精准培优专练电解电解质溶液的规律

1．惰性电极电解水型 典例1．用铂作电极电解某种溶液，通电一段时间，溶液的pH变小，并且在阳极得到0.56L气体，阴极得到1.12L气体（两种气体均在相同条件下测定）。由此可知溶液可能是（ ） A．稀盐酸 B．KNO3溶液 C.CuSO4溶液 D.稀硫酸 【解析】阳极与阴极产生的气体体积比为0.56L1.12L=12，相当于电解水，pH变小，说明电解了含氧酸。 【答案】D 2．惰性电极电解电解质型 典例2．某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3∶1。用石墨作电极电解该混合溶液时，根据电极产物可明显分为三个阶段，下列叙述不正确的是（ ） A．阴极自始至终只析出H2 B．阳极先析出Cl2，后析出O2 C．电解最后阶段为电解水 D．溶液的pH不断增大，最后为7 【解析】电解质溶液中，n(Na+)∶n(Cl－)∶n(H+)∶n(SO2－4)＝3∶3∶2∶1，开始电解产生H2和Cl2，随着产生H2和Cl2的同时，生成的OH－要中和H2SO4，且OH－过量，最后是电解水，因而最后溶液的pH大于7，阴极只放出H2。三个阶段分别相当于电解HCl→NaCl→H2O。 【答案】D 3.惰性电极电解水和电解质型 典例3．下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b电极附近溶液呈红色。下列说法正确的是（

一．电解电解质溶液的规律类型 2 / 9

A．X是负极，Y B．Pt是阴极，Cu C．CuSO4溶液的pH逐渐减小 D.CuSO4溶液的pH 【解析】b电极附近溶液呈现红色，说明b电极处生成了氢氧根离子。电解饱和食盐水阳极发生氧化反

应产生氯气，阴极发生还原反应产生氢气同时生成氢氧化钠，整个电解过程中电解了NaCl和H2O，因此b电极是阴极，与电源的负极相连，则Y为负极，X为正极；铂电极与电源的正极相连，作阳极，铜电极作阴极；电解硫酸铜溶液时，阳极发生氧化反应：氢氧根离子放电，阴极发生还原反应：铜离子放电，这样溶液中水的电离平衡得到促进，c(H+)>c(OH－)，溶液显酸性，pH变小。 【答案】C

2019届高三化学二轮复习 热点题型专练 专题6.3 电解池+电化学腐蚀与防护(含解析)

2019届高三化学二轮复习 热点题型专练 专题6.3 电解池+电化学腐蚀与防护(含解析)

电解池+电化学腐蚀与防护1．在世界海运史上曾发生过这样一个悲剧：一艘名叫“阿那吉纳”号的货轮满载着精选铜矿砂，在向日本海岸行驶时突然发生大面积漏水，最终沉没。

坚硬的钢制船体为什么会突然漏水呢？事后的事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精选铜矿砂密切相关。

下列对此调查结论的理解正确的是( )A．精铜矿砂装载过多导致沉船B．运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增大，超过船的承载能力C．在潮湿的环境中，船体与铜构成了原电池，加速了作为负极的船体的腐蚀D．在潮湿的环境中，船体与铜构成了电解池，钢制船体作阳极而被氧化腐蚀【答案】C2．某溶液中含有Cu 2＋、Fe 2＋、Al 3＋、Cl －、NO 3－，且浓度均为0.1 mol/L ，用石墨作电极进行电解时，肯定得不到的产物是( )A ．Cl 2B ．AlC ．CuD ．H 2【解析】阴极上Al 3＋、Fe 2＋的放电能力弱于H ＋，而Cu 2＋的放电能力比水电离出的H ＋的放电能力强，阳极上Cl －放电能力强于OH －。

【答案】B3．下列关于电化学知识的说法正确的是( )A ．电解饱和食盐水在阳极得到氯气，阴极得到金属钠B ．电解精炼铜时，阳极质量的减少不一定等于阴极质量的增加C ．电解AlCl 3、FeCl 3、CuCl 2的混合溶液，在阴极上依次析出Al 、Fe 、CuD．电解CuSO4溶液一段时间后(Cu2＋未反应完)，加入适量Cu(OH)2可以使溶液恢复至原状态――→【解析】A项，电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl＋2H2O通电＋Cl2↑，错误；B项，阳极除铜放电外，比铜活泼的金属如Zn、Fe也放电，但阴极上只有Cu2＋放电，正确；C项，根据金属活动性顺序可知，阴极上离子的放电顺序是Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋>Al3＋，Fe2＋和Al3＋不放电，Fe3＋得电子生成Fe2＋，不会析出铁和铝，在阴极上依次生成的是铜、亚铁离子、氢气，错误；D项，电解CuSO4溶液，阴极析出Cu，阳极生成氧气，应加入CuO。

2018-2019学年高中一轮复习化学：跟踪检测二十二 电解

2018-2019学年高中一轮复习化学：跟踪检测二十二 电解

跟踪检测（二十二）电解池金属的腐蚀与防护[本节过关达标练]1．下列有关电化学装置的说法正确的是()A．利用图a装置处理银器表面的黑斑Ag2S，银器表面发生的反应为Ag2S＋2e－===2Ag ＋S2－B．图b电解一段时间，铜电极溶解，石墨电极上有亮红色物质析出C．图c中的X极若为负极，则该装置可实现粗铜的精炼D．图d中若M是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀解析：选A形成原电池时，Al为负极被氧化，Ag2S为正极被还原，正极反应式为Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－，A正确；铜为阴极，发生还原反应，不能溶解，石墨电极上生成O2，B错误；图c中的X极若为负极，粗铜为阴极，而电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，不能进行粗铜的精炼，C错误；该装置有外接电源，属于“有外加电源的阴极保护法”，D错误。

2．(2018·江西五市部分学校联考)利用电催化在水溶液中可将CO2同时转化为多种化工原料(如图)。

下列说法不正确的是()A．Pt电极的电极反应式：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋B．H＋迁移至Cu电极C．电极上产生乙烯的反应：2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2OD．通电一段时间后，Cu电极区因放出不同气体，溶液质量可能减小解析：选D选项A，Pt电极为阳极，阳极为水电离产生的OH－放电，正确。

选项B，H＋通过质子膜向阴极移动，正确。

选项C，根据质量守恒、电荷守恒知，正确。

选项D，阴极区吸收CO 2，且获得阳极区迁移来的H ＋，在生成CO 、C 2H 4、CH 4的同时均生成水，生成的HCOOH 能溶解在水中，故溶液质量增加，错误。

3．(2017·北京海淀区期末)某同学进行以下实验：放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”。

其边缘处为红色，中心区域为蓝下列说法不合理的是( ) A ．生铁片发生吸氧腐蚀 B ．中心区域：Fe －2e －===Fe 2＋C ．边缘处：O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －D ．交界处：4Fe 2＋＋O 2＋10H 2O===4Fe(OH)3＋8H ＋解析：选D 生铁片边缘处为红色，说明生成了OH －：O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －，生铁片发生吸氧腐蚀，A 、C 项合理；根据实验现象，中心区域为蓝色，说明生成了Fe 2＋，B项合理；在两色环交界处出现铁锈，是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁，氢氧化铁分解生成铁锈，D 项不合理。