2020屆高考化學二輪復習瘋狂專練12電解池（含解析）.docx

電解池考點說明主要考查電解池的工作原理、電解產物的判斷及相關電極反應的書寫、電解的規(guī)律及有關計算、電解原理的應用?？键c透視1【2018北京卷】驗證犧牲陽極的陰極保護法，實驗如下（燒杯內均為經過酸化的3%NaCl溶液）。在Fe表面生成藍色沉淀試管內無明顯變化試管內生成藍色沉淀下列說法不正確的是（）A對比，可以判定Zn保護了FeB對比，K3Fe(CN)6可能將Fe氧化C驗證Zn保護Fe時不能用的方法D將Zn換成Cu，用的方法可判斷Fe比Cu活潑2【2019年江蘇卷】CO2的資源化利用能有效減少CO2排放，充分利用碳資源。（2）電解法轉化CO2可實現CO2資源化利用。電解CO2制HCOOH的原理示意圖如下。寫出陰極CO2還原為HCOO的電極反應式：_。電解一段時間后，陽極區(qū)的KHCO3溶液濃度降低，其原因是_。3.【2019年北京卷】氫能源是最具應用前景的能源之一，高純氫的制備是目前的研究熱點。（2）可利用太陽能光伏電池電解水制高純氫，工作示意圖如下。通過控制開關連接K1或K2，可交替得到H2和O2。制H2時，連接_。產生H2的電極反應式是_。改變開關連接方式，可得O2。結合和中電極3的電極反應式，說明電極3的作用：_?？键c突破1下列示意圖與化學用語表述內容不相符的是（水合離子用相應離子符號表示）（）ABCDNaCl溶于水電解CuCl2溶液CH3COOH在水中電離H2與Cl2反應能量變化NaCl=Na+ClCuCl2=Cu2+2ClCH3COOHCH3COO+H+H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=183kJmol12KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液200mL，其中c(NO)=2molL-1，用石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到2.24L氣體(標準狀況)，假設電解后溶液體積不變，下列說法正確的是（）A原混合溶液中c(K+)=0.5molL-1B電解得到的Cu的物質的量為0.2molC上述電解過程中共轉移0.4mol電子D電解后溶液中c(H+)=2molL-13利用如圖所示裝置，當X、Y選用不同材料時，可將電解原理廣泛應用于工業(yè)生產。下列說法中正確的是（）A氯堿工業(yè)中，X、Y均為石墨，Y附近能得到氫氧化鈉B銅的精煉中，X是純銅，Y是粗銅，Z是CuSO4C電鍍工業(yè)中，X是待鍍金屬，Y是鍍層金屬D外加電流的陰極保護法中，X是待保護金屬4我國科學家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na-CO2二次電池。將NaClO4溶于有機溶劑作為電解液，鈉和負載碳納米管的鎳網分別作為電極材料，電池的總反應為：3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列說法錯誤的是（）A放電時，ClO向負極移動B充電時釋放CO2，放電時吸收CO2C放電時，正極反應為：3CO2+4e=2CO+CD充電時，正極反應為：Na+e=Na5下列表述不正確的是（）ABCD鹽橋中的Cl移向AgNO3溶液a極附近產生的氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{純銅的電極反應式為：Cu2+2e=Cu正極反應式為：O2+2H2O+4e=4OH6如圖某工廠用NO氣體制取NH4NO3溶液，下列說法正確的是（）A陽極的電極反應式為：NO-3e+2H2O=NO+4H+B物質B與物質C是同一種物質CA物質可為氨氣D陰、陽兩極轉移的電子數之比為537銀Ferrozine法檢測甲醛的原理：在原電池裝置中，氧化銀將甲醛充分氧化為CO2Fe3+與中產生的Ag定量反應生成Fe2+Fe2+與Ferrozine形成有色物質測定溶液的吸光度(吸光度與溶液中有色物質的濃度成正比)。下列說法不正確的是（）A中負極反應式：HCHO-4e+H2O=CO2+4H+B溶液中的H+由Ag2O極板向另一極板遷移C測試結果中若吸光度越大，則甲醛濃度越高D理論上消耗的甲醛與生成的Fe2+的物質的量之比為148以CH4、O2、熔融Na2CO3組成的燃料電池電解制備N2O5，裝置如圖所示。下列說法正確的是（）A石墨1為電池負極，Pt2為電解池陽極B石墨2上的電極反應為：C陽極的電極反應為：N2O4+H2O-2e=N2O5+2H+D每制得1molN2O5，理論上消耗標況下2.8L的CH49高錳酸鉀在化工醫(yī)藥、水處理等很多方面有重要應用，可以用電解法制備，裝置如下。直流電源采用乙烷空氣的堿性燃料電池。下列說法不正確的是(已知電流效率=100%)（）A電源負極的電極反應式為C2H6-14e+18OH=2CO+12H2OB該離子交換膜為陰離子交換膜Ca極為直流電源的正極D若消耗0.02mo1，產生0.055mol，則答案與解析一、考點透視1.【答案】D【解析】A項，對比，Fe附近的溶液中加入K3Fe(CN)6無明顯變化，Fe附近的溶液中不含Fe2+，Fe附近的溶液中加入K3Fe(CN)6產生藍色沉淀，Fe附近的溶液中含Fe2+，中Fe被保護，A項正確；B項，加入K3Fe(CN)6在Fe表面產生藍色沉淀，Fe表面產生了Fe2+，對比的異同，可能是K3Fe(CN)6將Fe氧化成Fe2+，B項正確；C項，對比，加入K3Fe(CN)6在Fe表面產生藍色沉淀，也能檢驗出Fe2+，不能用的方法驗證Zn保護Fe，C項正確；D項，由實驗可知K3Fe(CN)6可能將Fe氧化成Fe2+，將Zn換成Cu不能用的方法證明Fe比Cu活潑，D項錯誤；答案選D?！军c撥】K3Fe(CN)6溶液可用來檢驗Fe2+的存在。2.【答案】（2）CO2+H+2e=HCOO或CO2+HCO+2e=HCOO+CO陽極產生O2，pH減小，HCO濃度降低；K+部分遷移至陰極區(qū)【解析】（2）根據電解原理，陰極上得到電子，化合價降低，CO2+H+2e=HCOO或CO2+HCO+2e=HCOO+CO；陽極反應式為2H2O-4e=O2+4H+，陽極附近pH減小，H+與HCO反應，同時部分K+遷移至陰極區(qū)，所以電解一段時間后，陽極區(qū)的KHCO3溶液濃度降低?！军c撥】本題的難點（2）電極反應式的書寫，陰極反應是將CO2還原成HCOO，先寫出CO2+2eHCOO，然后根據原子守恒和電荷守恒，得出CO2+H+2e=HCOO或CO2+HCO+2e=HCOO+CO。3.【答案】（2）K1 2H2O+2e=H2+2OH連接K1或K2時，電極3分別作為陽極材料和陰極材料，并且NiOOH和Ni(OH)2相互轉化提供電子轉移【解析】（2）電極生成H2時，根據電極放電規(guī)律可知H+得到電子變?yōu)闅錃?，因而電極須連接負極，因而制H2時，連接K1，該電池在堿性溶液中，由H2O提供H+，電極反應式為2H2O+2e=H2+2OH；電極3上NiOOH和Ni(OH)2相互轉化，其反應式為NiOOH+e-+H2ONi(OH)2+OH-，當連接K1時，Ni(OH)2失去電子變?yōu)镹iOOH，當連接K2時，NiOOH得到電子變?yōu)镹i(OH)2，因而作用是連接K1或K2時，電極3分別作為陽極材料和陰極材料，并且NiOOH和Ni(OH)2相互轉化提供電子轉移?！军c撥】在電解池中，電極放電規(guī)律及陰極發(fā)生還原反應、陽極發(fā)生氧化反應是解題關鍵，氫離子放電變成氫氣發(fā)生還原反應，電極連接的電源的負極。二、考點突破1.【答案】B【解析】ANaCl為強電解質，NaCl溶于水，NaCl在水分子作用下，自發(fā)解離為Na+和Cl，故電離方程式為NaCl=Na+Cl，故A不符合題意；B電解氯化銅溶液，銅離子向陰極移動，得電子，發(fā)生電極反應為：Cu2+2e=Cu，氯離子向陽極移動，失電子，發(fā)生電極反應為：2Cl+2e=Cl2，所以電解總反應為：Cu2+2ClCu+Cl2，故B符合題意；CCH3COOH為弱電解質，溶于水部分電離，因此電離方程式為CH3COOHCH3COO+H+，故C不符合題意；D由圖可知，反應H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反應熱等于斷裂反應物分子中的化學鍵吸收的總能量（436kJ/mol+243kJ/mol=679kJ/mol），與形成生成物分子中化學鍵放出的總能量（431kJ/mol2=862kJ/mol）之差，即放熱183kJ/mol，放熱H為負值，所以H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=-183kJ/mol，故D不符合題意?！军c撥】本題所選四個實驗（或原理）均取材于課本，可見高考題越來越回歸于課本。本題綜合考查化學用語，涉及強、弱電解質的電離、電解方程式的書寫，化學反應熱的計算，題目把化學用語與化學反應原理巧妙地結合。2.【答案】C【解析】電解硝酸鉀和硝酸銅混合溶液時，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，陰極上先銅離子放電生成銅單質，當銅離子完全析出時，氫離子放電生成氫氣，氣體的物質的量=0.1mol；每生成1mol氧氣轉移4mol電子，每生成1mol氫氣轉移2mol電子，每生成1mol銅轉移2mol電子，所以根據轉移電子守恒得銅的物質的量=0.1mol，則銅離子的物質的量濃度=0.5mol/L，根據電荷守恒得鉀離子濃度=2molL1-0.5mol/L2=1mol/L；A根據分析知，原混合溶液中c(K+)為1molL1，故A錯誤；B根據以上分析知，銅的物質的量為0.1mol，質量為6.4 g，故B錯誤；C轉移電子的物質的量=0.1mol4=0.4mol，故C正確；D當電解硝酸銅時溶液中生成氫離子，當電解硝酸鉀溶液時，實際上是電解水，所以電解后氫離子的物質的量為銅的2倍，為0.1mol2=0.2mol，則氫離子濃度=1mol/L，故D錯誤；故選C?！军c撥】明確離子放電順序是解本題關鍵，電解硝酸鉀和硝酸銅混合溶液時，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，陰極上先銅離子放電生成銅單質，當銅離子完全析出時，氫離子放電生成氫氣，根據得失電子守恒計算銅的物質的量，再結合電荷守恒計算鉀離子的濃度，據此分析解答。3.【答案】D【解析】A氯堿工業(yè)上，用惰性電極電解飽和氯化鈉溶液，陰極附近得到氫氧化鈉，即Y附近能得到氫氧化鈉，故A錯誤；B銅的精煉中，粗銅作陽極X，純銅作陰極Y，硫酸銅溶液作電解質溶液，故B錯誤；C電鍍工業(yè)上，Y是待鍍金屬，X是鍍層金屬，故C錯誤；D外加電流的陰極保護法中，陰極是待保護金屬，即Y是待保護金屬，故D正確?！军c撥】原電池原理和電解池原理是高考的熱點，根據電解時離子的放電順序、電鍍、電解精煉、金屬的腐蝕與防護來分析解答即可，具體分析：氯堿工業(yè)上，用惰性電極電解飽和氯化鈉溶液，陽極上析出氯氣，陰極上析出氫氣，陰極附近得到氫氧化鈉；銅的精煉中，粗銅作陽極，純銅作陰極，硫酸銅溶液作電解質溶液；電鍍工業(yè)上，鍍層作陽極，鍍件作陰極；外加電流的陰極保護法中，陰極是待保護金屬，基礎性知識考查，要求強調知識面的熟悉程度，據此分析解題。4.【答案】D【解析】原電池中負極發(fā)生失去電子的氧化反應，正極發(fā)生得到電子的還原反應，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，充電可以看作是放電的逆反應，據此解答。A放電時是原電池，陰離子ClO向負極移動，A正確；B電池的總反應為3CO2+4Na2Na2CO3+C，因此充電時釋放CO2，放電時吸收CO2，B正確；C放電時是原電池，正極是二氧化碳得到電子轉化為碳，反應為：3CO2+4e2CO+C，C正確；D充電時是電解，正極與電源的正極相連，作陽極，發(fā)生失去電子的氧化反應，反應為2CO+C-4e3CO2，D錯誤。答案選D?！军c撥】本題以我國科學家發(fā)表在化學頂級刊物上的“一種室溫下可呼吸的鈉、二氧化碳二次電池”為載體考查了原電池和電解池的工作原理，掌握原電池和電解池的工作原理是解答的關鍵，注意充電與發(fā)電關系的理解。5.【答案】A【解析】A該原電池鋅、硫酸鋅溶液為負極，原電池中陰離子移向負極，陽離子移向正極，則Cl移向ZnSO4溶液，故A錯誤；B該電解池中，a與電源正極相連是陽極，溶液中氯離子失電子生成氯氣，2Cl-2e=Cl2，氯氣和碘化鉀反應生成碘單質，使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{，故B正確；C該電解池中，粗銅與電源正極相連是陽極，電極反應式為Cu-2e=Cu2+、Fe-2e=Fe2+等，純銅作陰極，發(fā)生還原反應，電極反應式為：Cu2+2e=Cu，故C正確；D根據圖示，發(fā)生的腐蝕為吸氧腐蝕，正極反應為O2+4e+2H2O=4OH，故D正確?！军c撥】注意原電池中電解質離子的移動方向，陽離子移向正極，陰離子移向負極。6.【答案】C【解析】A陽極NO失電子發(fā)生氧化反應生成NO，電極反應式是：NO-3e+2H2O=NO+4H+，故A錯誤；B陰極是NO得電子發(fā)生還原反應生成銨根離子，所以B是銨根離子，C是硝酸根離子，故B錯誤；C陽極反應為NO-3e+2H2O=NO+4H+，陰極反應為：NO+5e+6H+=NH+H2O，從兩極反應可看出，要使得失電子守恒，陽極產生的NO的物質的量大于陰極產生的NH的物質的量，因此若要使電解產物全部轉化為NH4NO3，需補充NH3，故C正確；D電解過程中兩個電極轉移電離量一定相等，陰、陽兩極轉移的電子數之比為11，故D錯誤；故選C。【點撥】本題考查電解池中電極反應式書寫。C選項的判斷，關鍵是理解好陰陽兩個電極轉移電子數一定相同，電解生成的硝酸根離子比銨根離子多。7.【答案】B【解析】A在原電池裝置中，氧化銀將甲醛充分氧化為CO2，則負極HCHO失電子變成CO2，其電極反應式為：HCHO-4e+H2O=CO2+4H+，A項正確；BAg2O極板作正極，原電池中陽離子向正極移動，則溶液中的H+由負極移向正極，B項錯誤；C甲醛濃度越大，反應生成的Fe2+的物質的量濃度越大，形成有色配合物的濃度越大，吸光度越大，C項正確；D甲醛充分氧化為CO2，碳元素的化合價從0價升高到+4價，轉移電子數為4，Fe3+反應生成Fe2+轉移電子數為1，則理論上消耗的甲醛與生成的Fe2+的物質的量之比為14，D項正確；答案選B?！军c撥】本題的難點是D選項，原電池有關的計算主要抓住轉移的電子數相等，根據關系式法作答。8.【答案】C【解析】圖中左側裝置為燃料電池，石墨1：通入甲烷的一極為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，電極反應式為CH4+4CO-8e=6CO2，石墨2：通入氧氣和CO2的混合氣體一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應，電極反應式為O2+4e+2CO2=2CO，N2O5中氮元素的化合價是+5價，而硝酸中氮元素也是+5價。因此應該在左側生成N2O5，即在陽極區(qū)域生成，據電極反應離子放電順序可知：Pt2極陰極發(fā)生2H+2e=H2的反應，Pt1極陽極為N2O4+2HNO3-2e=2N2O5+