高考化學 小題精練系列 專題1-52(含解析)(打包52套)1.zip
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專題27 電解池的基本原理
(滿分42分 時間20分鐘)
姓名: 班級: 得分:
1.用右圖所示裝置除去含CN-、Cl-廢水中的CN-時,控制溶液pH為9~10,陽極產生的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.陽極的電極反應式:Cl-+2OH--2e-===ClO-+H2O
C.陰極的電極反應式:2H2O+2e-===H2↑+2OH-
D.除去CN-的反應:2CN-+5ClO-+2H+===N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O
【答案】D
【考點定位】考查原電池和電解池的工作原理
【名師點晴】本題涉及電解原理,明確各個電極上發(fā)生的反應及電解原理是解本題關鍵,易錯選項是BD,注意B中反應生成物,注意D中堿性條件下不能有氫離子參加反應或生成。
2、如圖所示的裝置,C、D、E、F、X、Y都是惰性電極,將電源接通后,向(乙)中滴入酚酞溶液,在F極附近顯紅色,則以下說法正確的是( )
A.電源B極是正極
B.(甲)、(乙)裝置的C、D、E、F電極均有單質生成,其物質的量比為1:2:2:2
C.欲用(丙)裝置給銅鍍銀,H應該是Ag,電鍍液是AgNO3溶液
D.裝置(丁)中X極附近紅褐色不變
【答案】B
考點:考查了電解原理的相關知識。
3.電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4,同時獲得氫氣。工作原理如圖1所示,c( Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2。
已知:FeO42-為紫紅色;Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定,易被H2還原;溶液中OH-濃度過高,鐵電極區(qū)會產生紅褐色物質。下列說法錯誤的是( )
A.制備Na2FeO4的電極反應為Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O
B.電解過程中,須將陰極產生的氣體及時排出
C.MN兩點中c(Na2FeO4)低于最高值的原因不同,在M點會有Fe(OH)3生成
D.圖1中的離子交換膜為陰離子交換膜,電解過程中,陰極區(qū)附近pH會增大
【答案】C
考點:考查電解原理及其應用
4.如圖,其中甲池的總反應式為:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O,下列說法正確的是
A.甲池是電能轉化為化學能的裝置,乙、丙池是化學能轉化電能的裝置
B.甲池通入CH3OH的電極反應為CH3OH-6e-+2H2O=CO32-+8H+
C.反應一段時間后,向乙池中加入一定量Cu(OH)2固體,能使CuSO4溶液恢復到原濃度
D.甲池中消耗280mL(標準狀況下)O2,此時丙池中理論上最多產生1.45g固體
【答案】D
【解析】
試題分析:A、甲池是燃料電池,是化學能轉化為電能的裝置,乙、丙池是電解池,是將電能轉化為化學能的裝置,故A錯誤;B、在燃料電池中,負極是甲醇發(fā)生失電子的氧化反應,在堿性電解質下的電極反應為CH3OH-6e-+2H2O+8OH-=CO32-+8H2O,故B錯誤;C、電解池乙池中,電解后生成硫酸、銅和氧氣,要想復原,要加入氧化銅,故C錯誤;D、甲池中根據(jù)電極反應:O2+2H2O+4e-=4OH-,所以消耗280mL(標準狀況下0.0125mol)O2,則轉移電子0.05mol,根據(jù)丙裝置中,在陰極上是氫離子放電,轉移電子0.05mol,減小的氫離子是0.05mol,氫氧根離子是0.05mol,鎂離子和氫氧根離子之間反應生成氫氧化鎂,理論上最多產生氫氧化鎂質量應該是0.05mol××58g/mol=1.45g固體,故D正確;故選D。
考點:考查了原電池和電解池的工作原理的相關知識。
5.用惰性電極電解100ml4mol/L的Cu(NO3)2溶液,一段時間后在陽極收集到標況下氣體1.12L,停止電解,向電解后的溶液中加入足量的鐵粉,充分作用后溶液中Fe2+濃度為(設溶液體積不變)
A.0.75mol/L B.2.75mol/L C.4mol/L D.3.75mol/L
【答案】D
2Cu(NO3)2+2H2O2Cu↓+O2↑+4HNO3,
2 1 4
0.1mol 0.05mol 0.2mol
故電解后溶液中生成的HNO3的物質的量為0.2mol,電解后溶液中硝酸銅的物質的量為0.1L×4mol?L-1 -0.1mol=0.3mol,硝酸與鐵反應生成硝酸亞鐵,反應方程式為8HNO3+3Fe=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,故0.2mol HNO3生成Fe(NO3)2的物質的量為:0.2mol×3/8=0.075mol,硝酸銅與鐵反應生成硝酸亞鐵,反應方程式為Fe+Cu2+ =Fe2+ +Cu,故0.3mol硝酸銅生成Fe(NO3)2的物質的量為0.3mol,反應后溶液中Fe2+的物質的量為0.3mol+0.075mol=0.375mol,反應后溶液中Fe2+濃度為0.375mol÷0.1L=3.75mol/L,故選項D正確。
考點:考查電解原理、混合物的有關計算的知識。
6.電解CuSO4溶液時,要求達到三點(1)陽極質量減少;(2)陰極質量增加;(3)電解質溶液中c(Cu2+)不變,則可選用的電極是
A.純銅作陽極,含Zn和Ag的銅合金作陰極
B.含Zn和Ag的銅合金作陽極,純銅作陰極
C.用純鐵作陽極,純銅作陰極
D.用石墨作陽極,純銅作陰極
【答案】A
考點:考查電解原理等知識。
7.電解裝置如圖所示,電解槽內裝有KI及淀粉溶液,中間用陰離子交換膜隔開。在一定的電壓下通電,發(fā)現(xiàn)左側溶液變藍色,一段時間后,藍色逐漸變淺;已知:3I2+6OH—==IO3—+5I—+3H2O,下列說法不正確的是( )
A.右側發(fā)生的電極方程式:2H2O+2e—=H2↑+2OH—
B.電解結束時,右側溶液中含有IO3—
C.電解槽內發(fā)生反應的總化學方程式KI+3H2OKIO3+3H2↑
D.如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜,電解槽內發(fā)生的總化學方程式不變
【答案】D
【解析】
試題分析:A.左側溶液變藍色,生成I2,左側電極為陽極,右側電極為陰極,電極反應式為2H2O+2e—=H2↑+2OH—,A項正確;B.一段時間后,藍色變淺,發(fā)生反應3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O,中間為陰離子交換膜,右側I-、OH-通過陰離子交換膜向左側移動,保證兩邊溶液呈電中性,左側的IO3-通過陰離子交換膜向右側移動,右側溶液中含有IO3-,B項正確;C.左側電極為陽極,電極反應為:2I--2e-=I2,同時發(fā)生反應3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O,右側電極為陰極,電極反應式為:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,總的化學方程式為:KI+3H2OKIO3+3H2↑,C項正確;D.如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜,左側電極為陽極,電極反應為:2I--2e-=I2,右側電極為陰極,電極反應式為:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,保證兩邊溶液呈電中性,左側多余K+通過陽離子交換膜遷移至陰極,左側生成I2,右側溶液中有KOH生成,碘單質與KOH不能反應,總反應相當于:2KI+2H2O2KOH+I2+H2↑,D項錯誤;答案選D。
考點:考查電解池的應用等知識。
8.電解硫酸鈉溶液生產硫酸和燒堿溶液的裝置如圖所示,其中陰極和陽極均為惰性電極。測得同溫同壓下,氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2,以下說法正確的是( )
A.a極與電源的負極相連
B.a電極反應式:2H2O+2e-= H2↑+2OH-
C.離子交換膜d為陰離子交換膜
D.產物丙為硫酸溶液
【答案】D
考點:本題考查電解原理的應用。
9.如圖所示裝置可通過發(fā)生“3N2O4+8HNO3=6N2O5+2NO+4H2O”制備N2O5,有關說法中錯誤的是( )
A.陰極的電極反應為:NO3﹣+4H++3e﹣=NO↑+2H2O
B.陽極的電極反應為:N2O4+2 HNO3﹣2e﹣ =2N2O5+2H+
C.當電路中通過6 mol e﹣時整個電解池中參與反應的HNO3為8mol
D.當電路中通過6 mol e﹣時,有8molH+從陽極向陰 極遷移
【答案】D
考點:本題考查電解原理。
10.高鐵酸鹽在能源環(huán)保領域有廣泛用途。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。下列推斷合理的是( )
A.鐵是陽極,電極反應為Fe-6e-+4H2O=FeO42 -+ 8H+
B.電解時電子的流動方向為:負極→Ni電極→溶液→Fe 電極→正極
C.若隔膜為陰離子交換膜,則OH-自右向左移動
D.電解時陽極區(qū)pH降低、陰極區(qū)pH升高,撤去隔膜混合后,與原溶液比較pH降低(假設電解前后體積變化忽略不計)
【答案】D
考點:本題考查電解原理。
11.利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產上的應用。下列說法正確的是 ( )
A.氯堿工業(yè)中,X電極上反應式是4OH--4e-===2H2O+O2↑
B.電解精煉銅時,Z溶液中的Cu2+濃度不變
C.在鐵片上鍍銅時,Y是純銅
D.制取金屬鎂時,Z是熔融的氯化鎂
【答案】D
【解析】
試題分析:A、X電極跟電源的正極相連,X為陽極,根據(jù)電解原理,因此電解反應式為2Cl--2e-=Cl2↑,故錯誤;B、精煉銅時,電解液為含Cu2+溶液,粗銅除含有Cu,還含有鋅、鐵等雜質,因此Cu2+濃度幾乎保持不變,故錯誤;C、Y跟電源負極相連,Y為陰極,根據(jù)電鍍原理,Y是鐵,故錯誤;D、工業(yè)上電解熔融氯化鎂得到金屬鎂,故正確;
考點:考查電解原理等知識。
12.如圖所示,將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U型管中。下列正確的是( )
A.K1閉合,鐵棒上發(fā)生的反應為2H++2e-=H2↑
B.K1閉合,石墨棒周圍溶液PH 逐漸升高
C.K2閉合,鐵棒不會被腐蝕,屬于犧牲陽極的陰極保護法
D.K2閉合,電路中通過0.002NA個電子時,兩極共產生0.001mol氣體
【答案】B
【考點定位】考查原電池和電解池的工作原理
【名師點晴】本題考查了原電池原理和電解池原理,能正確判斷電池的類型及兩極的反應是解本題的關鍵。若閉合K1,該裝置沒有外接電源,所以構成了原電池;組成原電池時,較活潑的金屬鐵作負極,負極上鐵失電子發(fā)生氧化反應;石墨棒作正極,正極上氧氣得電子生成氫氧根離子發(fā)生還原反應;若閉合K2,該裝置有外接電源,所以構成了電解池,F(xiàn)e與負極相連為陰極,碳棒與正極相連為陽極。
13.某學生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器,用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液,通電時,為使Cl2被完全吸收,制得有較強殺菌能力的消毒液,設計了如圖的裝置,則對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是( )
A.a為正極,b為負極;NaClO和NaCl
B.a為負極,b為正極;NaClO和NaCl
C.a為陽極,b為陰極;HClO和NaCl
D.a為陰極,b為陽極;HClO和NaCl
【答案】B
考點:考查電解原理的應用。
14. 用惰性電極實現(xiàn)電解,下列說法正確的是 ( )
A.電解稀硫酸溶液,實質上是電解水,故溶液pH不變
B.電解稀氫氧化鈉溶液,要消耗OH-,故溶液pH減小
C.電解硫酸鈉溶液,在陰極上和陽極上析出產物的物質的量之比為1∶2
D.電解氯化銅溶液,在陰極上和陽極上析出產物的物質的量之比為1∶1
【答案】D
【解析】
試題分析:電解稀硫酸溶液,實質上是電解水,溶液濃度變大,故溶液pH變小,故A錯誤;電解稀氫氧化鈉溶液,實質上是電解水,溶液濃度變大,故溶液pH增大,故B錯誤;電解硫酸鈉溶液,實質上是電解水,在陰極上生成氫氣、陽極上析出氧氣,物質的量之比為2∶1,故C錯誤;電解氯化銅溶液,在陰極上生成銅、陽極上析出氯氣,物質的量之比為1∶1,故D正確。
考點:本題考查電解原理。
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