2023届高考二轮总复习试题 化学（适用于老高考旧教材）小题提速练12　电解原理及应用.docx

1、小题提速练12电解原理及应用1.(2022河南许昌、济源、平顶山第三次质量检测)稀土及化肥工业中的NH4Cl废水危害较大,用电解法处理废水时如果Cl2与NH4+相遇,会产生易爆物质NCl3。用如图所示装置处理NH4Cl废水,取得了很好的效果。下列有关说法中错误的是()A.阴极反应为2NH4+2e-+2H2O2NH3H2O+H2B.电解时所用NaCl溶液浓度越大越好C.电解时阳极区会产生NaClOD.该电解装置避免了电解时产生NCl32.(2022新疆乌鲁木齐第一次诊断)我国科学家报道了机理如图所示的电化学过程。下列相关说法错误的是()A.Ni电极为阴极B.Ni-YSZ电极上发生的反应为CH4+

2、2O2-4e-CO2+2H2C.该电化学过程的总反应为CH4C+2H2D.理论上,每有1 mol CO2与1 mol O2-结合,电路中转移2 mol e-3.(2022云南昆明三诊一模)间接电氧化苯甲醇(C6H5CH2OH)合成苯甲醛(C6H5CHO)是一种绿色生产工艺。我国学者利用Ce4+/Ce3+为媒介在酸性水溶液中合成苯甲醛,工作原理如图所示。下列说法正确的是()A.电极b与电源正极相连B.一段时间后,体系中Ce3+浓度逐渐减小C.生成0.2 mol C6H5CHO时,电极b上生成H2 4.48 L(标准状况)D.阳极的电极反应为C6H5CH2OH-2e-C6H5CHO+2H+4.(2

3、022陕西宝鸡检测)2020年Science报道科研人员研发了一种将乙烯高效转化为环氧乙烷()的电化学合成方法。反应在KCl电解液的流动池中进行,工作原理如图。电解结束后,将阴、阳极电解液输出混合即可生成环氧乙烷。下列说法正确的是()A.泡沫镍电极为阳极,发生还原反应B.整个过程中,氯离子浓度不变C.离子交换膜应为阳离子交换膜D.该过程的总反应为CH2CH2+H2O+H25.(2022江西南昌一模)科学家利用金(Au)催化电解法在常温常压下实现合成氨,工作时某极区的微观示意图如下,其中电解液为溶解有三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)和乙醇的有机溶液。下列说法正确的是()A.金(Au)为催化剂不参

4、与反应B.三氟甲磺酸锂和乙醇的有机溶液不能导电C.该电极反应为N2+6e-+6CH3CH2OH2NH3+6CH3CH2O-D.选择性透过膜只允许N2、NH3和H2O通过,其他离子不可通过6.(2022四川南充适应性考试)污水资源化利用既可以缓解水的供需矛盾,又可以减少水污染。化学工作者提出采用电解法除去工业污水中的NaCN,其原理如图所示,通电前先向污水中加入适量食盐并调整其pH维持碱性(CN-不参与电极反应)。下列说法正确的是()A.b为电源的负极B.隔膜为阴离子交换膜C.X为H2,电极反应为2H2O+2e-H2+2OH-D.当生成2.24 L N2时,电路中通过1 mol电子7.(2022

5、新疆昌吉第一次诊断)科学家采用电渗析法提纯乳清(富含NaCl的蛋白质),有价值的蛋白质的回收率达到98%,工作原理如图所示。下列说法错误的是()A.溶液R中溶质的主要成分为HClB.膜1为阴离子交换膜,膜2为阳离子交换膜C.a极的电极反应为2H2O+2e-2OH-+H2D.每转移1 mol电子,理论上乳清的质量减少58.5 g8.(2022新疆第三次适应性检测)20世纪80年代研究者首次提出利用电化学膜脱除烟气中SO2:将烟气预氧化使SO2转化为SO3,再将预氧化后的烟气利用如图所示原理进行净化。下列说法正确的是()A.预氧化时,可以用酸性KMnO4溶液来氧化SO2B.阳极的电极反应:2SO4

6、2-4e-2SO3+O2C.电解过程中,硫酸根离子的物质的量在不断减少D.工业上一般用蒸馏水吸收“扫出气”,得到的产物保存在棕色广口瓶中参考答案小题提速练12电解原理及应用1.B解析 右侧电极与电源正极相连为阳极,电极反应为2Cl-2e-Cl2,左侧电极与电源负极相连为阴极,电极反应为2NH4+2e-+2H2O2NH3H2O+H2。阴极反应为2NH4+2e-+2H2O2NH3H2O+H2,A正确;电解时所用NaCl溶液浓度需适度,而不是越大越好,若浓度过大,可能造成电流过大或者有副反应发生,B错误;随着电解的进行,阴极区碱性增强,OH-可通过阴离子交换膜进入阳极区,与阳极区产生的氯气反应,从而

7、造成电解时阳极区会产生NaClO,C正确;该电解装置中阳极产生的Cl2与阴极的NH4+不接触,从而避免了电解时产生NCl3,D正确。2.D解析 由题图可知,该装置为电解池,Ni-YSZ电极为电解池的阳极,Ni电极为阴极,在氧离子作用下,甲烷在阳极失去电子,发生氧化反应生成二氧化碳和氢气,电极反应为CH4+2O2-4e-CO2+2H2,放电生成的二氧化碳在熔融盐中与氧离子结合生成碳酸根离子,碳酸根离子在阴极得到电子,发生还原反应生成碳和氧离子,电极反应为CO32-+4e-C+3O2-,电解的总反应方程式为CH4C+2H2。Ni电极为阴极,碳酸根离子在阴极得到电子,发生还原反应生成碳和氧离子,A正

8、确;Ni-YSZ电极为电解池的阳极,电极反应为CH4+2O2-4e-CO2+2H2,B正确;电解的总反应方程式为CH4C+2H2,C正确;每有1 mol CO2与1 mol O2-结合成1 mol CO32-,电路中转移4 mol e-,D错误。3.C解析 电极a上Ce元素化合价升高,发生氧化反应,则a为阳极,电极反应为Ce3+-e-Ce4+,电极b为阴极,在酸性水溶液中氢离子得到电子生成氢气,电极反应为2H+2e-H2。由电极a上Ce元素化合价升高可知,a为阳极,b为阴极,阴极与电源负极相连,A错误;由于Ce3+和Ce4+之间是循环反应,则体系中Ce3+浓度保持不变,B错误;C6H5CH2O

9、HC6H5CHO过程中失去2个电子,生成0.2 mol C6H5CHO时,转移0.4 mol电子,电极b上的电极反应为2H+2e-H2,则生成0.2 mol 氢气,标准状况下体积为V=nVm=0.2 mol22.4 Lmol-1=4.48 L,C正确;电极a上Ce元素化合价升高,阳极的电极反应为Ce3+-e-Ce4+,D错误。4.D解析 根据图示可知:泡沫镍电极为阳极,应该连接电源正极,发生氧化反应,A错误;在反应过程中Cl-的物质的量不变,而反应会消耗水,因此整个过程中,c(Cl-)增大,B错误;阳极上Cl-失去电子发生氧化反应,2Cl-2e-Cl2,为维持溶液电中性,Cl-需从阴极向阳极定

10、向移动,故离子交换膜应为阴离子交换膜,C错误;根据图示可知该过程的总反应为CH2CH2+H2O+H2,D正确。5.C解析 金(Au)虽然为催化剂,但是会参与反应,在整个过程中不断被消耗,然后生成,总量不变,A错误;该装置为电解池,电解液必须导电,即三氟甲磺酸锂和乙醇的有机溶液导电,B错误;N2得电子后,和乙醇反应生成氨气和CH3CH2O-,根据电子守恒和元素守恒可得电极反应为N2+6e-+6CH3CH2OH2NH3+6CH3CH2O-,C正确;水分子不能通过选择性透过膜,D错误。6.C解析 右侧氯离子放电得到次氯酸根离子,次氯酸根离子再氧化CN-为氮气,所以右侧电极为阳极,b为电源的正极,A错

11、误;由A知b为电源的正极,则a为电源的负极,左侧电极为阴极,发生反应2H2O+2e-H2+2OH-,阴离子增加,污水中的钠离子会通过隔膜进入左侧,形成氢氧化钠溶液,所以隔膜为阳离子交换膜,B错误;由A、B可知左侧电极反应为2H2O+2e-H2+2OH-,则X为H2,C正确;生成的2.24 L N2未标明条件,无法求得电路中通过电子的物质的量,D错误。7.B解析 光伏电池电渗析法提纯乳清(富含NaCl的蛋白质),左侧a极附近稀NaOH溶液最终变成浓NaOH溶液,说明溶液中水得电子生成氢气和OH-,Na+通过膜1迁移到a极区,所以a为阴极,膜1为阳离子交换膜,同理,乳清中的氯离子通过膜2迁移到b极

12、区,发生失电子的氧化反应。氯离子发生失电子的氧化反应,同时乳清中的氯离子经过膜2迁移到b极,最终输出的溶液R仍为稀盐酸,溶质的主要成分为HCl,A正确;膜1为阳离子交换膜,膜2为阴离子交换膜,B错误;a极为阴极,发生得电子的还原反应,其电极反应为2H2O+2e-2OH-+H2,C正确;每转移1 mol电子,理论上迁移1 mol Na+和1 mol Cl-,因此乳清的质量减少23 g+35.5 g=58.5 g,D正确。8.B解析 若用酸性KMnO4溶液来氧化SO2,SO2被直接氧化成SO42-,A错误;阳极扫出气有N2、O2和SO3,阳极电极反应为2SO42-4e-2SO3+O2,B正确;阴极电极反应为2SO3+O2+4e-2SO42-,阳极电极反应为2SO42-4e-2SO3+O2,电解过程中,硫酸根离子的物质的量不变,C错误;工业上一般用浓硫酸来吸收SO3,得到的硫酸一般保存在细口瓶中,D错误。