鲁科版化学高考一轮复习 课时分层训练20 电能转化为化学能电解Word文档下载推荐.docx

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C　[乙装置为电镀装置，电镀液的浓度不变，因此溶液颜色不变，A项错误；

电镀时，待镀金属作阴极，与电源负极相连，而N电极上O2转化为H2O，发生还原反应，N电极为正极，B项错误；

根据N电极反应式：

O2＋4H＋＋4e－===2H2O、铜电极反应式：

Cu－2e－===Cu2＋，由各电极上转移电子数相等，可得关系式：

O2～2Cu，则N电极消耗0.25molO2时，铜电极质量减少0.25mol×

2×

64g·

mol－1＝32g，D项错误。

3.

如图所示为用固体二氧化钛（TiO2）生产海绵钛的装置示意图，其原理是TiO2中的氧解离进入熔融盐中而得到钝钛。

下列说法中正确的是（　　）

【导学号：

95160159】

A．a极是正极，石墨极是阴极

B．反应后，石墨电极的质量不发生变化

C．电解过程中，O2－、Cl－均向a极移动

D．阴极的电极反应式为TiO2＋4e－===Ti＋2O2－

D　[TiO2发生还原反应得到纯钛，故加入高纯TiO2的电极是电解池的阴极，a极是电源的负极，石墨极是阳极，A项错误；

O2－在阳极发生氧化反应生成O2，高温下，石墨与O2反应生成CO、CO2，导致石墨质量减小，B项错误；

电解过程中，阴离子向阳极（石墨极）移动，C项错误；

TiO2中的氧解离进入熔融盐而得到纯钛，发生了还原反应，生成了Ti和O2－，D项正确。

4．（2017·

宜昌市高三教学测试）工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。

下列说法不正确的是（　　）

95160160】

已知：

①Ni2＋在弱酸性溶液中发生水解

②氧化性：

Ni2＋（高浓度）>

H＋>

Ni2＋（低浓度）

A．碳棒上发生的电极反应：

4OH－－4e－===O2↑＋2H2O

B．电解过程中，B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小

C．为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pH

D．若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应总方程式发生改变

B　[A项，电极反应式为

阳极：

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

阴极：

Ni2＋＋2e－===Ni、2H＋＋2e－===H2↑

正确；

B项，由于C室中Ni2＋、H＋不断减少，Cl－通过阴离子膜从C室移向B室，A室中OH－不断减少，Na＋通过阳离子膜从A室移向B室，所以B室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，错误；

C项，由于H＋的氧化性大于Ni2＋（低浓度）的氧化性，所以为了提高Ni的产率，电解过程需要控制废水的pH，正确；

D项，若去掉阳离子膜，在阳极Cl－首先放电生成Cl2，反应总方程式发生改变，正确。

5．（2018·

三晋质检）一种脱除废水中NH

的电化学装置如图所示，下列说法正确的是（　　）

95160161】

A．该装置将化学能转变为电能

B．该装置工作时，Cl－向阴极移动

C．NH

在阴极上被还原为N2，阴极周围溶液的pH增大

D．阳极的电极反应式为Cl－＋H2O－2e－===ClO－＋2H＋

D　[该装置为电解池，该装置将电能转变为化学能，故A错误；

电解池中阴离子向阳极移动，故B错误；

用电解法处理含有NH

的废水，阴极上是水电离出的氢离子得电子发生还原反应：

2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阳极的电极反应式为Cl－＋H2O－2e－===ClO－＋2H＋，ClO－、H＋再将NH

氧化为N2，故C错误，D正确。

6.

铝阳极氧化处理后形成的氧化膜比铝的天然氧化膜耐磨性、耐腐蚀性及装饰性有明显的提高，工业中以铝为阳极，置于硫酸溶液中电解，装置如图所示，下列说法正确的是（　　）

95160162】

A．阳极电极方程式为2Al－6e－＋6OH－===Al2O3＋3H2O

B．随着电解的进行，溶液的pH逐渐增大

C．当阴极生成气体3.36L（标准状况）时，阳极增重2.4g

D．电解过程中H＋移向铝电极

C　[A项，硫酸溶液为酸性，阳极反应式为2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋；

B项，阴极反应式为6H＋＋6e－===3H2↑，电解过程中H2O减少，pH减小；

D项，电解过程中H＋移向阴极（石墨极）。

7．（2014·

广东高考，改编）某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则（　　）

A．电流方向：

电极Ⅳ→A→电极Ⅰ

B．电极Ⅰ的质量减少2.7g时，电极Ⅳ的质量减少9.6g

C．c烧杯溶液的pH减小

D．电极Ⅲ的电极反应：

Cu2＋＋2e－===Cu

A　[根据图所示可知电极Ⅰ为负极，电极Ⅱ为正极，电极Ⅲ为阳极，电极Ⅳ为阴极。

8．某科研小组模拟“人工树叶”电化学装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为糖类（C6H12O6）和O2，X、Y是特殊催化剂型电极。

已知装置的电流效率等于生成产品所需的电子数与电路通过总电子数之比。

下列说法不正确的是（　　）

95160163】

A．该装置中Y电极发生氧化反应

B．X电极的电极反应式为6CO2＋24e－＋24H＋===C6H12O6＋6H2O

C．理论上，每生成22.4LO2必有4molH＋由Y极区向X极区迁移

D．当电路中通过3mol电子时生成18gC6H12O6，则该装置的电流效率为80%

C　[根据装置图知，Y电极与电源的正极相连，Y电极为阳极，发生氧化反应，A项正确；

X电极为阴极，发生还原反应，根据X电极上的反应物及产物可写出阴极的电极反应式，B项正确；

22.4LO2没有指明是在标准状况下，C项不正确；

n（C6H12O6）＝

＝0.1mol，生成0.1mol葡萄糖消耗2.4mol电子，故该装置的电流效率为

×

100%＝80%，D项正确。

9．（2018·

合肥质检）如图所示，U形管内盛有100mL的溶液，按要求回答下列问题：

95160164】

（1）断开K2，闭合K1，若所盛溶液为CuSO4溶液，则A极为________极，B极的电极反应式为_________________________________________________。

若所盛溶液为KCl溶液，则B极的电极反应式为_________________

________________________________________________________________。

（2）断开K1，闭合K2，若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，则：

①A电极附近可以观察到的现象是________，Na＋移向________（填“A”或“B”）极。

②B电极上的电极反应式为______________________________，

总反应的化学方程式是_______________________________。

③反应一段时间后断开K2，若忽略溶液的体积变化和气体的溶解，B极产生气体的体积（标准状况）为11.2mL，将溶液充分混合，溶液的pH约为________。

若要使电解质溶液恢复到原状态，需向U形管内加入或通入一定量的________。

【解析】　

（1）断开K2，闭合K1时，该装置是原电池，锌作负极，碳作正极，正极上铜离子得电子生成铜，发生氧化反应，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu；

所盛溶液为KCl溶液时发生吸氧腐蚀，正极（B极）的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－；

（2）断开K1，闭合K2，若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，①该装置是电解池，碳棒是阳极，锌棒是阴极，电解时，锌棒上氢离子放电生成氢气，同时电极附近生成的氢氧根离子导致溶液呈碱性，加入酚酞溶液后变红；

溶液中的Na＋向阴极移动，即向A电极移动；

②电解时，阳极B上氯离子放电生成氯气：

2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极上氢离子放电生成氢气，同时溶液中生成氢氧化钠，所以电池总反应式为2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；

③由②可知，B极产生（标准状况）11.2mLCl2，生成0.001molNaOH。

故c（OH－）＝0.01mol/L，c（H＋）＝

＝

mol/L＝10－12mol/L，故pH＝12。

两极逸出的气体分别是H2和Cl2，故要使电解质溶液恢复到原状态，需向U形管内通入一定量的HCl气体。

【答案】　

（1）负　Cu2＋＋2e－===Cu　O2＋2H2O＋4e－===4OH－

（2）①有气体产生溶液变红　A　②2Cl－－2e－===Cl2↑　2NaCl＋2H2O

2NaOH＋Cl2↑＋H2↑

③12　HCl

（2014·

北京高考，节选）电解NO制备NH4NO3，其工作原理如下图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是________，说明理由：

___________________________________________________

_____________________________________________________。

【解析】　由电解NO制备NH4NO3的工作原理图可知，NO在阳极发生氧化反应生成NO

，电极反应式为5NO＋10H2O－15e－===5NO

＋20H＋。

NO在阴极发生还原反应生成NH

，电极反应式为3NO＋18H＋＋15e－===3NH

＋3H2O。

电池总反应式为8NO＋7H2O

3NH4NO3＋2HNO3，电解产生的HNO3多，故应补充NH3，使其转化为NH4NO3。

【答案】　NH3　根据电池总反应：

8NO＋7H2O

3NH4NO3＋2HNO3，知电解产生的HNO3多，故应补充NH3，使其转化为NH4NO3

B级　能力提升

（2018·

温州模拟）高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。

用镍（Ni）、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠（Na2FeO4）的装置如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．铁是阳极，电极反应为Fe－2e－＋2OH===Fe（OH）2

B．电解一段时间后，镍电极附近溶液的pH减小

C．若离子交换膜为阴离子交换膜，则电解结束后左侧溶液中含有FeO

D．每制得1molNa2FeO4，理论上可以产生67.2L气体

C　[用镍（Ni）、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠（Na2FeO4），铁失电子生成高铁酸钠，则铁作阳极，镍作阴极，电极反应式为Fe＋8OH－－6e－===FeO

＋4H2O，A错误；

镍电极上H＋放电生成H2，c（H＋）减小，溶液的pH增大，B错误；

若离子交换膜为阴离子交换膜，FeO

穿过阴离子交换膜向左侧扩散，左侧溶液中会含有FeO

，C正确；

温度和压强未知，不能计算生成气体体积，D错误。

10．

（1）电化学沉解法可用于治理水中硝酸盐的污染。

电化学降解NO

的原理如图，电源正极为________（填“A”或“B”），阴极反应式为________________________________________________

______________________________________________________。

（2）如图是一种用电解原理来制备H2O2，并用产生的H2O2处理废氨水的装置。

①为了不影响H2O2的产量，需要向废氨水中加入适量HNO3调节溶液的pH约为5，则所得溶液中c（NH

）________（填“>

”“<

”或“＝”）c（NO

）。

②Ir－Ru惰性电极吸附O2生成H2O2，其电极反应式为

___________________________________________________________。

③理论上电路中每转移3mole－，最多可以处理废氨水中溶质（以NH3计）的质量是________g。

（3）电解法也可以利用KHCO3使K2CO3溶液再生。

其原理如下图所示，KHCO3应进入________（填“阴极”或“阳极”）室。

结合方程式简述再生K2CO3的原理是___________________________

_________________________________________________________________

_______________________________________________________________。

【解析】　

（1）由题给原理图可知，Ag－Pt电极上NO

发生还原反应生成氮气，因此Ag－Pt电极为阴极，电极反应式为2NO

＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，则B为负极，A为电源正极。

（2）①溶液呈现电中性，c（NH

）＋c（H＋）＝c（NO

）＋c（OH－），pH约为5呈酸性，即c（H＋）>

c（OH－），则c（NH

）<

c（NO

）；

②Ir－Ru惰性电极有吸附氧气作用，氧气得电子发生还原反应：

O2＋2H＋＋2e－===H2O2；

③4NH3＋3O2===2N2＋6H2O中，4mol氨气转移12mol电子，因此转移3mol电子，最多可以处理废氨水中溶质的物质的量为1mol，其质量为17g。

（3）电解法也可以使K2CO3溶液再生。

根据图所示，可知水电离产生的H＋在阴极获得电子变为氢气逸出，水产生的OH－在阳极失去电子变为O2，产生的OH－和HCO

反应生成CO

，使得K2CO3再生。

【答案】　

（1）A　2NO

＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O

（2）①<

　②O2＋2H＋＋2e－===H2O2　③17

（3）阴极　水电离出H＋在阴极得电子生成H2，使水的平衡正移，产生的OH－和HCO

，使得K2CO3再生

1．（2018·

长春模拟）用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH

，模拟装置如图所示。

A．阳极室溶液由无色变成棕黄色

B．阴极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

C．电解一段时间后，阴极室溶液中的pH升高

D．电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是（NH4）3PO4

C　[阳极上Fe发生氧化反应，溶液由无色变为浅绿色，A项错误；

阴极上H＋发生还原反应：

2H＋＋2e－===H2↑，B项错误；

根据阴极上电极反应，阴极消耗H＋，电解一段时间后，阴极室溶液pH升高，C项正确；

电解一段时间后，阴极室溶液pH升高，NH

与OH－反应生成NH3·

H2O，因此阴极室溶液中溶质除（NH4）3PO4外，还可能有NH3·

H2O，D项错误。

2．（2014·

全国Ⅰ卷，改编）次磷酸（H3PO2）可用电渗析法制备。

“四室电渗析法”工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）：

（1）左电极为________极，电极反应式为_________________________。

右电极为________极，电极反应式为_____________________________。

（2）阳极室中的________通过阳膜进入产品室；

原料室中________通过阳膜进入阴极室；

原料室中________通过阴膜进入产品室。

（3）理论上左右两极产生气体的体积比为________（同温同压下）。

（4）分析产品室得到H3PO2的原因_____________________________________

___________________________________________________。

（5）早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：

将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。

并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。

其缺点是产品中混有________杂质。

该杂质产生的原因是___________________________________________________________。

【答案】　

（1）阳　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑（或2H2O－4e－===4H＋＋O2↑）

阴　4H＋＋4e－===2H2↑（或4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－）

（2）H＋　Na＋　H2PO

（3）1∶2

（4）阳极室的H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO

穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2

（5）PO

　H2PO

或H3PO2被氧化