2023届高考二轮总复习试题 化学（适用于广东、福建、辽宁、湖北、重庆、浙江、江苏） 小题提速练 小题提速练13　电解原理及应用.docx

1、小题提速练13电解原理及应用1.(2022河北唐山二模)某科研小组用碱性甲烷燃料电池制备Co(H2PO2)2,其工作原理如图所示(已知电解装置的电极材料分别为金属钴和不锈钢):下列有关说法错误的是()A.N电极为不锈钢B.电极n处电极反应式为CH4-8e-+8OH-CO2+6H2OC.电解一段时间后,N电极区溶液pH增大D.膜a、膜c均为阳离子交换膜2.(2022广东茂名五校联盟第三次联考)已知Na2B4O7在水溶液中发生如下变化:Na2B4O7+5H2O2Na+2H3BO3+2H2BO3-。一种电解法制备硼酸的装置如图所示。假设电解过程中,溶液不溢出电解池。下列有关说法正确的是()A.m电极

2、接电源负极B.制得1 mol H3BO3时,n电极产生11.2 L 气体(标准状况)C.ba,C错误;根据电子守恒可知,外电路转移1 mol 电子时,有1 mol Na+流入右室,同时释放出0.5 mol H2,故理论上右室溶液质量增加1 mol23 g mol-1-0.5 mol 2 gmol-1=22 g ,D正确。3.B解析 根据图中In/In2O3-x电极上CO2HCOO-可知,CO2发生得电子的还原反应,In/In2O3-x电极为阴极,阴极反应为CO2+2e-+H2OHCOO-+OH-,则Ni2P电极为阳极,辛胺在阳极上发生失电子的氧化反应生成辛腈,电极反应为CH3(CH2)6CH2

3、NH2+4OH-4e-CH3(CH2)6CN+4H2O,阴极与外加电源的负极相连,阳极与外加电源的正极相连。In/In2O3-x电极为阴极,与电源负极相连,则m为直流电源负极,A错误;In/In2O3-x电极上电极反应为CO2+2e-+H2OHCOO-+OH-,B正确;Ni2P电极为阳极,电极反应为CH3(CH2)6CH2NH2+4OH-4e-CH3(CH2)6CN+4H2O,则生成1 mol CH3(CH2)6CN时,理论上电路中转移4 mol e-,C错误;阴极电极反应为2CO2+4e-+2H2O2HCOO-+2OH-,阳极电极反应为CH3(CH2)6CH2NH2+4OH-4e-CH3(C

4、H2)6CN+4H2O,OH-被消耗,工作一段时间后,左右两室溶液的pH减小,D错误。4.C解析 传统氯碱工艺电解饱和食盐水,使用离子交换膜,与传统氯碱工艺相比,该方法可避免使用离子交换膜,A正确;根据题图,第一步中阳极反应为Na0.44MnO2-xe-Na0.44-xMnO2+xNa+,B正确;第二步中,放电结束后,Na0.44-xMnO2转化为Na0.44MnO2,Ag转化为AgCl,电解质溶液中NaCl的含量降低,C错误;理论上,每消耗1 mol O2,转移4 mol 电子,第一步生成4 mol NaOH,第三步生成2 mol Cl2,D正确。5.C解析 由方程式可知,锂为锂离子电池的负

5、极,FeS为正极,由题图可知,碳棒与FeS电极相连,为电解池的阳极,氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水,电极反应式为4OH-4e-O2+2H2O,a室溶液中钡离子通过阳离子交换膜进入b室;镍棒与锂电极相连,为电解池的阴极,镍离子在阴极得到电子发生还原反应生成镍,电极反应式为Ni2+2e-Ni,c室中氯离子通过阴离子交换膜进入b室。由上述分析可知,A、B错误,C正确;若去掉离子膜M将a、b两室合并,溶液中Cl-优先放电,电极反应式为2Cl-2e-Cl2,D错误。6.A解析 闭合K1后为电解池,阳极上海水中的Cl-被氧化为氯气,阴极上Na+被还原生成Na单质,总反应为2Cl-+2Na

6、+Cl2+2Na,A错误。闭合K2后为原电池,室中Na单质被氧化为Na+,所以为负极,室为正极,原电池中阳离子流向正极,所以Na+通过离子交换膜从室迁移至室,B正确。闭合K1时在室生成的氯气与水反应生成HClO(含氯消毒物质),假设此过程生成1 mol 氯气,则生成HClO的物质的量小于1 mol,根据电子守恒可知生成2 mol 钠单质;氧化微生物后残留的HClO在闭合K2后的室中被还原,则在室中被还原的HClO的物质的量小于1 mol ,则消耗的钠单质小于2 mol ,所以有金属Na剩余,C正确、D正确。7.A解析 根据题图可知:在电极a上H2O电离产生的OH-失去电子变为O2逸出,故a电极

7、上的反应为2H2O-4e-4H+O2,A错误;电解时溶液中的水消耗,溶质的物质的量不变,所以左侧Na2SO4溶液的浓度增大,B正确;该装置为电解池,电解过程中电能转化为化学能,C正确;转移1 mol 电子时产生0.25 mol O2、0.125 mol CH4气体,n(O2)n(CH4)=21,故m(O2)m(CH4)=2 mol 32 g mol-11 mol 16 g mol-1=41,D正确。8.C解析 该浓差电池最终交换膜两侧硫酸铜溶液浓度相等,即阴离子交换膜左侧溶液c(CuSO4)增大,右侧c(CuSO4)减小,又因为只允许阴离子迁移,故交换膜左侧铜极溶解,使左侧溶液中c(Cu2+)

8、增大;交换膜右侧铜极上析出铜,使右侧溶液中c(Cu2+)减小,即Cu(1)极为负极,发生氧化反应Cu-2e-Cu2+;Cu(2)极为正极,发生还原反应Cu2+2e-Cu,SO42-由阴离子交换膜右侧向左侧迁移。Cu(1)极为负极,Cu(2)极为正极,原电池中阴离子流向负极,则SO42-向Cu(1)极区域迁移,A正确;Cu(1)极为负极,则C(2)极为阴极,电解池中阴极发生还原反应,B正确;Cu(2)极为正极,则C(1)极为阳极,阳极电极反应为2Cl-2e-Cl2,故NaCl中的Cl-通过膜1进入阳极室,故膜1为阴离子交换膜,C错误;C(2)极为阴极,发生还原反应,电极反应为2H2O+2e-2OH-+H2,D正确。