2023版高考化学 微专题小练习 专练31 电解池原理及应用.docx

1、专练31电解池原理及应用12022广东卷以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中()A阴极发生的反应为Mg2e=Mg2B. 阴极上Al被氧化C在电解槽底部产生含Cu的阳极泥D阳极和阴极的质量变化相等22021全国乙卷沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率。为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。下列叙述错误的是()A阳极发生将海水中的Cl氧化生成Cl2的反应B管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClOC阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气D阳极表面形成的Mg

2、(OH)2等积垢需要定期清理32021广东卷钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是()A工作时，室和室溶液的pH均增大B生成1 mol Co，室溶液质量理论上减少16 gC移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变D电解总反应：2Co22H2O2CoO24H42021浙江1月镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。下列说法不正确的是()A断开K2、合上K1，镍镉电池能量转化形式：化学能电能B断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生还原反应C电极B发生氧化反应过程中，

3、溶液中KOH浓度不变D镍镉二次电池的总反应式：Cd2NiOOH2H2OCd(OH)22Ni(OH)252021辽宁卷利用与电解转化法从烟气中分离CO2的原理如图。已知气体可选择性通过膜电极，溶液不能通过。下列说法错误的是()Aa为电源负极B溶液中Q的物质的量保持不变CCO2在M极被还原D分离出的CO2从出口2排出62021天津卷如下所示电解装置中，通电后石墨电极上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断错误的是 ()Aa是电源的负极B通电一段时间后，向石墨电极附近滴加石蕊溶液，出现红色C随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大D当0.01 mol Fe2O3完全溶解时，至少产生气体336 mL(

4、折合成标准状况下)7素材创新O3是一种常见的绿色氧化剂，可由臭氧发生器电解稀硫酸制得，原理如图。下列说法错误的是()A电极a为阴极Ba极的电极反应式为O24H4e=2H2OC电解一段时间后b极周围溶液的pH下降D标准状况下，当有5.6 L O2反应时，收集到O2和O3混合气体4.48 L, O3的体积分数为80%8图中X为电源，Y为浸透过饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是()A.滤纸上c点附近会变红色BCu电极质量减小，Pt电极质量增大CZ中溶液的pH先减小，后增大D溶液中的SO向Cu电极定向移动9在固态金属氧化物电解

5、池中，高温共电解H2OCO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是()A.X是电源负极B阴极的电极反应式是H2O2e=H2O2，CO22e=COO2C总反应可表示为H2OCO2H2COO2D阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1110利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是()A氯碱工业中，X电极上的反应式是4OH4e=2H2OO2B电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2浓度不变C在铁片上镀铜时，Y是纯铜D制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁112022北京师大附中期中某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，原理示意图如下

6、。经过一段时间后，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀随废水排出，从而使废水中铬含量低于排放标准。下列说法不正确的是 ()A阴极区发生的电极反应包括：2H2e=H2B还原Cr2O的主要方式是Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2OC废水的pH过高或过低均会降低铬的去除率D电解工作时，Cr2O通过阴离子交换膜从阳极室进入阴极室专练31电解池原理及应用1C阴极得电子，发生还原反应，被还原，A项、B项错误；由金属活动性顺序可知，Mg、Al在阳极失电子，离子进入电解液，Cu金属活动性弱，则阳极泥主要含Si、Cu，C项正确；阴极Al3得电子生成Al单质，阳极上Mg、Al均失电子变成离子进入电解液

7、中，故阳极和阴极的质量变化不相等，D项错误。2D海水中含有较大浓度的Cl，通电后Cl能在阳极上发生失电子的氧化反应生成Cl2，A项正确；电解过程中阴极区有NaOH生成，阳极上生成的Cl2与阴极区生成的NaOH反应可得到NaClO，B项正确；H2具有可燃性，故应及时排入大气，以免出现意外，C项正确；阴极的电极反应式为2H2O2e=2OHH2，生成的OH与海水中的Mg2结合形成Mg(OH)2，故Mg(OH)2主要在阴极上形成，D项错误。3D石墨电极为阳极，电极反应式为2H2O4e=O24H，H通过阳离子交换膜由室进入室，右侧Co电极为阴极，电极反应式为Co22e=Co，Cl通过阴离子交换膜由室进入

8、室，与H结合生成盐酸。由上述分析知，室中水放电使硫酸浓度增大，室中生成盐酸，故室和室溶液的pH均减小，A错误；生成1 mol Co时，转移2 mol电子，室有0.5 mol O2(即16 g)逸出，有2 mol(即2 g) H通过阳离子交换膜进入室，则室溶液质量理论上减少18 g，B错误；移除两交换膜后，石墨电极上的电极反应为2Cl2e=Cl2，C错误；根据上述分析可知，电解时生成了O2、Co、H，则电解总反应为2Co22H2O2CoO24H，D正确。4C断开K2、合上K1，发生的是原电池反应，所以能量转化形式为化学能电能，A说法正确；断开K1、合上K2，发生的是电解池反应，电极A与电源负极相

9、连，为阴极，阴极发生还原反应，B说法正确；当发生电解反应时，电极B是阳极，发生氧化反应，电极反应式为2Ni(OH)22OH2e=2NiOOH2H2O，根据电极反应式可知溶液中KOH浓度降低，C说法错误；根据题给装置图中物质的变化过程可得总反应式为Cd2NiOOH2H2OCd(OH)22Ni(OH)2，D说法正确。5C由题图可知，M极上Q转化为QH2，发生的是还原反应，则M极为阴极，电极反应为Q2H2O2e=QH22OH，a为电源负极；N极为阳极，电极反应为QH22e=Q2H，b为电源正极。A项，a为电源负极，正确；B项，根据得失电子守恒可知，溶液中Q的物质的量保持不变，正确；C项，整个过程CO

10、2未被还原，CO2通过膜电极在M极发生反应为CO2OH=HCO，错误；D项，阴离子向阳极移动，N极上发生反应HCOH=H2OCO2，故分离出的CO2从出口2排出，正确。6C该装置为电解池，通电后石墨电极上有O2生成，发生氧化反应，为阳极，则b为电源正极，a为电源负极，A项正确；石墨电极上发生的电极反应为2H2O4e=4HO2，通电一段时间后，电极附近溶液呈酸性，故滴加石蕊溶液，出现红色，B项正确；通电后，石墨电极为阴极，电极反应为Cu22e=Cu，溶液中的Cl通过阴离子交换膜向阳极移动，故CuCl2溶液浓度变小，C项错误；Fe2O3溶解的离子方程式为Fe2O36H=2Fe33H2O，可得关系式

11、：Fe2O36H6e1.5O2(阳极)，如果阴极上Cu2消耗完，还可能有H2放出，故当0.01 mol Fe2O3完全溶解时，至少产生气体0.015 mol，即336 mL(折合成标准状况下)，D项正确。7D电极b上生成O2和O3，则电极b上发生失电子的氧化反应，则电极b为阳极，电极a为阴极，A项正确；电极a的电极反应式为O24e4H=2H2O，B项正确；电极b上H2O失去电子，发生氧化反应生成O2、O3和H，故电解一段时间后b极周围溶液的pH下降，C项正确；标准状况下，当有5.6 L氧气参加反应时，转移电子1 mol，设收集到氧气x mol，臭氧y mol，则有xy0.2，4x6y1，解得x

12、y0.1，故O3的体积分数为50%，D项错误。8A紫红色斑即MnO向d端扩散，根据阴离子向阳极移动的原理，可知d端为阳极，即b为正极，a为负极，c为阴极，NaCl溶液中H放电，产生OH，c点附近会变红色，A项正确；电解硫酸铜溶液时，Pt作阳极，溶液中的OH放电，4OH4e=O22H2O，Cu作阴极，溶液中的Cu2得电子生成铜，总反应式为2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，Pt电极附近生成H，则SO向Pt电极移动，B、D两项均不正确；随着电解的进行，Z中溶液变为硫酸溶液，继续电解则为电解水，硫酸浓度增大，pH减小，C项不正确。9D由图可知，X极产物H2与CO分别为H2O与CO2的还原产物

13、，可判断在X极上发生还原反应，由此判断X极为电源的负极，A项正确；根据题意可知，电解质为固体金属氧化物，可传导O2，故在阴极上发生的反应为H2O2e=H2O2、CO22e=COO2，B项正确；根据电极产物及B项发生的电极反应可知，该电解池的总反应化学方程式为H2OCO2H2COO2，C项正确；根据C项的电解总反应化学方程式可知，阴、阳两极生成的气体的物质的量之比为21，D项错误。10D氯碱工业中阳极是Cl放电生成Cl2；电解精炼铜时阳极上粗铜溶解，阴极上Cu2放电析出Cu，由于粗铜中含有锌、铁、镍等杂质，溶液中Cu2浓度变小；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极是纯铜。11D在电解池中，阴离子移向阳极，左侧铁板为阳极，则Cr2O通过阴离子交换膜进入阳极室，故D错误。