高考电化学 分类汇编.docx
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高考电化学分类汇编
近两年高考化学电化学分类汇编
1．电解法在金属精炼、保护环境、处理废水中起着十分重要的作用。
（1）如图为电解精炼银的示意图，________（填a或b）极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为______________________。
（2）电解法处理酸性含铬废水（主要含有
）时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应
＋6Fe2＋＋14H＋
2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，最后Cr3＋以Cr（OH）3形式除去。
回答下列问题：
①写出电极反应式：
阴极________________，阳极________________。
②当生成1molCr（OH）3时，电路中转移电子的物质的量至少为________mol。
③电解过程中有Fe（OH）3沉淀生成，原因是______________________________________。
（3）电解降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
电解降解
的原理如图所示。
①电源正极为________（填A或B），阴极反应式为______________________。
②若电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差（Δm左－Δm右）为________g。
【答案】
（1）a
＋3e－＋4H＋
NO↑＋2H2O或
＋e－＋2H＋
NO2↑＋H2O
（2）①2H＋＋2e－
H2↑ Fe－2e－
Fe2＋ ②6③阳极生成的Fe2＋被溶液中的
氧化Fe3＋，阴极H＋放电，随着溶液中的酸性下降，使Fe3＋的水解平衡右移，生成Fe（OH）3沉淀
（3）①A 2
＋6H2O＋10e－
N2↑＋12OH－ ②
3．Ⅰ.
（1）研究钢铁的防腐蚀措施意义重大。
利2.用如图所示装置可以模拟铁的电化学防护，其中Y为NaCl。
为减缓铁的腐蚀：
①若X为碳棒，开关K应置于 （填字母）处，此时X极发生的电极反应式为。
②若X为锌，开关K置于M处，则此时铁极发生的电极反应式为。
（2）在城市中地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，地上还铺有铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道形成回路时，就会引起后者的腐蚀。
为表示其原理，某班级的学生绘制了下列装置图（假设电极材料均为铁，电解质溶液均为NaCl溶液）。
你认为其中能合理模拟金属管道的腐蚀原理的是；c（Ⅱ）的总反应方程式是；若图d中接通电源，则平放的铁丝左侧附近产生的现象是；请你为防止地下金属管道腐蚀提供一种策略。
Ⅱ.1L某溶液中含有的离子如下表：
离子
Cu2+
Al3+
Cl?
物质的量浓度/（mol/L）
2
1
4
x
用惰性电极电解该溶液。
当电路中有5mol电子通过时，溶液的pH= （忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象）。
【答案】Ⅰ.
（1）①N 2Cl?
?
2e?
Cl2↑ ②O2+2H2O+4e?
4OH?
（2）acd Fe+2H2O
Fe（OH）2↓+H2↑ 铁丝左侧有无色的气体产生，附近产生少量白色沉淀，随后白色沉淀变成灰绿色，最后变为红褐色 将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜（塑料或油漆等）
Ⅱ.0
4．离子交换膜法为目前普遍使用的制碱技术，其
极反应为：
CO2+3．（2017江苏卷）铝是应用广泛的金属。
以铝土矿
（主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质）为原料制备铝的一种工艺流程如下：
注：
SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
（3）“电解Ⅰ”是电解
熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___________。
（4）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。
阳极的电极反应式为_____________________，阴极产生的物质A的化学式为____________。
【答案】（3）石墨电极被阳极上产生的O2氧化（4）4CO32－+2H2O?
4e?
=4HCO3－+O2↑H2
4．【2017天津卷】（14分）某混合物浆液含有Al（OH）3、MnO2和少量Na2CrO4,。
考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。
回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。
Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用
（4）用惰性电极电解时，CrO42-能从浆液中分离出来的原因是__________，分离后含铬元素的粒子是_________；阴极室生成的物质为___________（写化学式）。
【答案】（4）在直流电场作用下，CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液
CrO42-和Cr2O72-NaOH和H2
5．【2016新课标1卷】NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：
回答下列问题：
（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为________、________。
“电解”中阴极反应的主要产物是______。
【答案】（3）NaOH溶液；Na2CO3溶液；ClO2?
（或NaClO2）；
【解析】（3）食盐溶液中混有Mg2+和Ca2+，可利用过量NaOH溶液除去Mg2+，利用过量Na2CO3溶液除去Ca2+；向NaCl溶液中加入ClO2，进行电解，阳极发生反应2Cl--2e-=Cl2↑，反应产生Cl2，阴极发生反应产生NaClO2，可见“电解”中阴极反应的主要产物是NaClO2；
6．【2016北京卷】用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO3-）已成为环境修复研究的热点之一。
（1）Fe还原水体中NO3-的反应原理如图所示。
①作负极的物质是________。
②正极的电极反应式是_________。
（2）将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO3—的去除率和pH，结果如下：
初始pH
pH=
pH=
NO3—的去除率
接近100%
＜50%
24小时pH
接近中性
接近中性
铁的最终物质形态
pH=时，NO3—的去除率低。
其原因是________。
（4）其他条件与
（2）相同，经1小时测定NO3—的去除率和pH，结果如下：
初始pH
pH=
pH=
NO3—的去除率
约10%
约3%
1小时pH
接近中性
接近中性
与
（2）中数据对比，解释
（2）中初始pH不同时，NO3—去除率和铁的最终物质形态不同的原因：
__________。
【答案】（
1）①铁②NO3－+8e－+10H+=NH4++3H2O
（2）因为铁表面生成不导电的FeO（OH），阻止反应进一步发生
（4）Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，初始pH较小，氢离子浓度高，产生的Fe2+浓度大，促使FeO（OH）转化为可导电的Fe3O4，使反应进行的更完全，初始pH高时，产生的Fe2+浓度小，从而造成NO3—去除率和铁的最终物质形态不同。
【解析】
（1）①Fe是活泼的金属，根据还原水体中的NO3-的反应原理图可知，Fe被氧化作负极；
②正极发生得到电子的还原反应，因此正极是硝酸根离子被还原为NH4+，该溶液为酸性电解质溶液，结合元素和电荷守恒可知电极反应式为：
NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O；
（2）从pH对硝酸根去除率的影响来看，初始pH=时去除率低，主要是因为铁离子容易水解生成FeO（OH），同时生成的Fe3O4产率降低，且生成的FeO（OH）不导电，
所以NO3-的去除率低；
（4）Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，初始pH较小，氢离子浓度高，产生的Fe2+浓度大，促使FeO（OH）转化为可导电的Fe3O4，使反应进行的更完全；初始pH高时，由于Fe3+的水解，Fe3+越容易生成FeO（OH），产生的Fe2+浓度小，从而造成NO3—去除率和铁的最终物质形态不同。
7．【2016江苏卷】铁炭混合物（铁屑和活性炭的混合物）、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。
（1）铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。
将含有Cr2O72–的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上Cr2O72–转化为Cr3＋，其电极反应式为_____________。
【答案】
（1）Cr2O72–+6e－+14H+＝2Cr3++7H2O
8．【2016天津卷】氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。
回答下列问题
：
（1）但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：
____。
（5）化工生产的副产氢也是氢气的来源。
电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：
Fe+2H2O+2OH?
FeO42?
+3H2↑，工作原理如图1所示。
装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO42?
，镍电极有气泡产生。
若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。
已知：
Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。
①电解一段时间后，c（OH?
）降低的区域在_______（填“阴极室”或“阳极室”）。
②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是_______。
③c（Na2FeO4）随初始c（NaOH）的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c（Na2FeO4）低于最高值的原因：
_____________。
【答案】
（1）H2+2OH--2e-=2H2O（5）①阳极室②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低
③M点：
c（OH-）低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢（或N点：
c（OH-）过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低）。
9．【2016浙江卷】催化还原CO2是解决温室效应及能源问题
的重要手段之一。
（5）研究证实，CO2也可在酸性水溶
液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在极，该电极反应式是。
【答案】（5）阴CO2+6H++6e?
==CH3OH+H2O
【解析】（5）二氧化碳变甲醇，碳元素的化合价降低，得到电子，说明其在阴极反应，其电6H++6e-＝CH3OH+H2O
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