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1、2022年高考化學二輪專題題組訓練 第9講 考點2 電解原理及其應(yīng)用(含解析)
題組一 電解原理及其規(guī)律
1.圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板的質(zhì)量增加,b極板處有無色、無臭氣體放出,符合這一情況的是 ( )。
a極板
b極板
x電極
z溶液
A
鋅
石墨
負極
CuSO4
B
石墨
石墨
負極
NaOH
C
銀
鐵
正極
AgNO3
D
銅
石墨
負極
CuCl2
解析 通電后a極板的質(zhì)量增加,表明溶液中的金屬陽離子在a極板上放電而析出金屬單質(zhì),故a極板是陰極,x極是負極,故C錯;A中a極板上有Cu析出而增重,
2、b極板上由于OH-放電而放出無色、無臭的O2,故A正確;B中電解液為NaOH溶液,通電后a極板上應(yīng)放出H2而不會增重,B錯;D中b極板上Cl-放電生成黃綠色、有刺激性氣味的Cl2,故D錯。
答案 A
2.研究發(fā)現(xiàn),可以用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融的CaF2-CaO作電解質(zhì),利用如圖所示裝置獲得金屬鈣,并以鈣為還原劑還原二氧化鈦制備金屬鈦。下列說法中,正確的是 ( )。
A.由TiO2制得1 mol金屬Ti,理論上外電路通過2 mol電子
B.陽極的電極反應(yīng)式為C+2O2--4e-===CO2↑
C.在制備金屬鈦前后,整套裝置中CaO的總量減少
D.若用鉛蓄電池作
3、該裝置的供電電源,“+”接線柱應(yīng)連接Pb電極
解析 A選項,由TiO2制得1 mol金屬Ti,Ti由+4價變到0價,理論上外電路通過4 mol電子,A錯誤;B選項,陽極反應(yīng)式為C+2O2--4e-===CO2↑,B正確;C選項,制備鈦時,發(fā)生反應(yīng):2CaO+C2Ca+CO2↑,2Ca+TiO2Ti+2CaO,由此可知,CaO的量不變,C錯誤;D選項,若用鉛蓄電池作該裝置的供電電源,“+”接線柱應(yīng)連接PbO2電極,D錯誤。
答案 B
—————[失分防范]————————————
1.分清陰、陽極,與電源正極相連的為陽極,與電源負極相連的為陰極,兩極的反應(yīng)為“陽氧陰還”。
2
4、.剖析離子移向,陽離子移向陰極,陰離子移向陽極。
3.注意放電順序。
4.書寫電極反應(yīng),注意得失電子守恒。
題組二 電解原理的工業(yè)應(yīng)用
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、陽極,槽中盛放含鉻廢水,原理示意圖如右圖,下列說法不正確的是 ( )。
A.A接電源正極
B.陽極區(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,當收集到H2 13.44 L(標準狀況)時,有0.1 mol Cr2O被還原
解析 根據(jù)圖示,A作陽極,B作陰極,電極反應(yīng)
5、式為
陽極:Fe-2e-===Fe2+
陰極:2H++2e-===H2↑
然后,Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O
由于在陰極區(qū)c(H+)減小,pH增大。根據(jù)6H2~6Fe2+~Cr2O得,當有13.44 L(標準狀況)H2放出時,應(yīng)有0.1 mol Cr2O被還原。
答案 C
4.(xx·北京理綜,28)用FeCl3酸性溶液脫除H2S后的溶液,通過控制電壓電解得以再生。某同學使用石墨電極,在不同電壓(x)下電解pH=1的0.1 mol·L-1的FeCl2溶液,研究廢液再生機理。記錄如下(a、b、c代表電壓數(shù)值):
序號
電壓/V
6、
陽極現(xiàn)象
檢驗陽極產(chǎn)物
Ⅰ
x≥a
電極附近出現(xiàn)黃色,有氣泡產(chǎn)生
有Fe3+、有Cl2
Ⅱ
a>x≥b
電極附近出現(xiàn)黃色,無氣泡產(chǎn)生
有Fe3+、無Cl2
Ⅲ
b>x>0
無明顯變化
無Fe3+、無Cl2
(1)用KSCN溶液檢驗出Fe3+的現(xiàn)象是_______________________________。
(2)Ⅰ中,F(xiàn)e3+產(chǎn)生的原因可能是Cl-在陽極放電,生成的Cl2將Fe2+氧化。寫出有關(guān)反應(yīng):__________________________________________________。
(3)由Ⅱ推測,F(xiàn)e3+產(chǎn)生的原因還可能是F
7、e2+在陽極放電,原因是Fe2+具有________性。
(4)Ⅱ中雖未檢驗出Cl2,但Cl-在陽極是否放電仍需進一步驗證。電解pH=1的NaCl溶液做對照實驗,記錄如下:
序號
電壓/V
陽極現(xiàn)象
檢驗陽極產(chǎn)物
Ⅳ
a>x≥c
無明顯變化
有Cl2
Ⅴ
c>x≥b
無明顯變化
無Cl2
①NaCl溶液的濃度是________mol·L-1。
②Ⅳ中檢測Cl2的實驗方法_______________________________________。
③與Ⅱ?qū)Ρ?,得出的結(jié)論(寫出兩點):____________________________
__
8、___________________________________________________________。
解析 (1)用KSCN溶液檢驗Fe3+時溶液變紅。(2)根據(jù)題意可知:陽極反應(yīng)式為2Cl--2e-===Cl2↑,生成的Cl2氧化Fe2+的離子方程式為Cl2+2Fe2+=== 2Cl-+2Fe3+。(3)由Fe2+―→Fe3+,可知Fe2+具有還原性。(4)①由于電解pH=1的NaCl溶液與電解pH=1的0.1 mol·L-1 FeCl2溶液做對照實驗,0.1 mol·L-1 FeCl2溶液中含Cl-的濃度為0.2 mol·L-1,故pH=1的NaCl溶液中Cl-濃
9、度也應(yīng)為0.2 mol·L-1,則NaCl溶液的濃度為0.2 mol·L-1。②檢測Cl2的實驗方法為:取少量陽極附近的溶液,滴在淀粉KI試紙上,若試紙變藍,則說明有Cl2生成。通過實驗Ⅴ和Ⅲ對比可以證明Fe2+先于Cl-放電,通過實驗Ⅳ和Ⅱ?qū)Ρ瓤梢宰C明產(chǎn)生Fe3+的兩種原因都可能成立。
答案 (1)溶液變紅
(2)2Cl--2e-===Cl2↑、Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+
(3)還原
(4)①0.2
②取少量陽極附近的溶液,滴在淀粉KI試紙上,試紙變藍
③通過控制電壓,證實了產(chǎn)生Fe3+的兩種原因都成立;通過控制電壓,驗證了Fe2+先于Cl-放電
—————[練后建模]————————————
有關(guān)電解池電極反應(yīng)式的書寫及解題流程
1.電極反應(yīng)式書寫
2.解題流程