高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專項(xiàng)練習(xí)專練33　電解池原理及應(yīng)用

專練33電解池原理及應(yīng)用1．用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質(zhì)溶液一般為H2SO4－H2C2O4混合溶液。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．待加工鋁質(zhì)工件為陽極B．可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極C．陰極的電極反應(yīng)式為Al3＋＋3e－=AlD．硫酸根離子在電解過程中向陽極移動(dòng)2．[素材創(chuàng)新]O3是一種常見的綠色氧化劑，可由臭氧發(fā)生器電解稀硫酸制得，原理如圖。下列說法錯(cuò)誤的是()A．電極a為陰極B．a(chǎn)極的電極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－=2H2OC．電解一段時(shí)間后b極周圍溶液的pH下降D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，當(dāng)有5.6LO2反應(yīng)時(shí)，收集到O2和O3混合氣體4.48L,O3的體積分?jǐn)?shù)為80%3．圖中X為電源，Y為浸透過飽和食鹽水和酚酞溶液的濾紙，濾紙中央滴有一滴KMnO4溶液，通電后Y中央的紫紅色斑向d端擴(kuò)散。下列判斷正確的是()A．濾紙上c點(diǎn)附近會(huì)變紅色B．Cu電極質(zhì)量減小，Pt電極質(zhì)量增大C．Z中溶液的pH先減小，后增大D．溶液中的SOeq\o\al(2－,4)向Cu電極定向移動(dòng)4．[2020·廣東七校聯(lián)考]科學(xué)家發(fā)現(xiàn)對冶金硅進(jìn)行電解精煉提純可降低高純硅制備成本。相關(guān)電解槽裝置如圖所示，用Cu-Si合金作硅源，在950℃利用三層液熔鹽進(jìn)行電解精煉，有關(guān)說法正確的是()A．電子由液態(tài)Cu-Si合金極流出，流入液態(tài)鋁電極B．液態(tài)鋁電極與正極相連，作電解池的陽極C．在該液相熔體中Cu優(yōu)先于Si被氧化，Si4＋優(yōu)先于Cu2＋被還原D．三層液熔鹽的作用是使電子能夠在三層間自由流動(dòng)5．在固態(tài)金屬氧化物電解池中，高溫共電解H2O—CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式，基本原理如圖所示。下列說法不正確的是()A．X是電源負(fù)極B．陰極的電極反應(yīng)式是H2O＋2e－=H2＋O2－，CO2＋2e－=CO＋O2－C．總反應(yīng)可表示為H2O＋CO2eq\o(=,\s\up7(通電))H2＋CO＋O2D．陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1：16．[2020·全國百強(qiáng)校鄭州一中高三摸底測試]某鎳冶煉車間排放的漂洗廢水中含有一定濃度的Ni2＋和Cl－，圖甲是雙膜三室電沉積法回收廢水中Ni2＋的示意圖，圖乙描述的是實(shí)驗(yàn)中陰極液pH與鎳回收率之間的關(guān)系，下列說法不正確的是()A．交換膜b為陰離子交換膜B．陽極反應(yīng)式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋C．陰極液pH＝1時(shí)，鎳的回收率低主要是有較多H2生成D．濃縮室得到1L0.5mol/L鹽酸時(shí)，陰極回收得到11.8g鎳7．[2020·安徽省江南片高三摸底考試]四甲基氫氧化銨[(CH3)4NOH]常用作電子工業(yè)清洗劑，以四甲基氯化銨[(CH3)4NCl]為原料，采用電滲析法合成(CH3)4NOH，其工作原理如下圖所示(a、b為石墨電板，c、d、e為離子交換膜)，下列說法正確的是()A．M為正極B．c、e均為陽離子交換膜C．b極電極反應(yīng)式：2Cl－－2e－=Cl2↑D．制備1mol(CH3)4NOH，a、b兩極共產(chǎn)生0.5mol氣體8．[情境創(chuàng)新]雙極膜(BPM)是陰、陽復(fù)合膜，在直流電的作用下，陰、陽膜復(fù)合層間的H2O解離成H＋和OH－，作為H＋和OH－離子源。利用雙極膜電滲析法電解食鹽水可獲得淡水、NaOH和HCl，其工作原理如圖所示，M、N為離子交換膜。下列說法不正確的是()A．相同條件下，不考慮氣體溶解，陰極得到氣體體積是陽極兩倍B．電解過程中Na＋向左遷移，N為陰離子交換膜C．若去掉雙極膜(BPM)，陽極室會(huì)有Cl2生成D．電解結(jié)束后，陰極附近溶液酸性明顯增強(qiáng)9．[2020·全國卷Ⅱ]電致變色器件可智能調(diào)控太陽光透過率，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。下圖是某電致變色器件的示意圖。當(dāng)通電時(shí)，Ag＋注入到無色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈現(xiàn)藍(lán)色，對于該變化過程，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．Ag為陽極B．Ag＋由銀電極向變色層遷移C．W元素的化合價(jià)升高D．總反應(yīng)為：WO3＋xAg=AgxWO310．金屬鎳有廣泛的用途，粗鎳中含有Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制得高純度的鎳。下列敘述中正確的是(已知：氧化性Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋)()A．陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為Ni2＋＋2e－=NiB．電解過程中，陽極質(zhì)量的減少量與陰極質(zhì)量的增加量相等C．電解后，溶液中存在的陽離子只有Fe2＋和Zn2＋D．電解后，電解槽底部的陽極泥中有Cu和Pt11．利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。下列說法正確的是()A．氯堿工業(yè)中，X電極上的反應(yīng)式是4OH－－4e－=2H2O＋O2↑B．電解精煉銅時(shí)，Z溶液中的Cu2＋濃度不變C．在鐵片上鍍銅時(shí)，Y是純銅D．制取金屬鎂時(shí)，Z是熔融的氯化鎂12．三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的Na＋和SOeq\o\al(2－,4)可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。下列敘述正確的是()A．通電后中間隔室的SOeq\o\al(2－,4)向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大B．該法在處理含Na2SO4廢水時(shí)可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品C．負(fù)極反應(yīng)為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，負(fù)極區(qū)溶液pH降低D．當(dāng)電路中通過1mol電子的電量時(shí)，會(huì)有0.5mol的O2生成13．[2020·山西平遙高三測試]電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制氫氣的裝置如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．為增強(qiáng)導(dǎo)電性，可用金屬銅作陽極B．電解過程中陰、陽極產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量之比為3：1C．陰極的電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－D．陽極的電極反應(yīng)式為CO(NH2)2－6e－＋8OH－=COeq\o\al(2－,3)＋N2↑＋6H2O14．[2020·四川威遠(yuǎn)中學(xué)月考]高鐵酸鹽在能源環(huán)保領(lǐng)域有廣泛用途。用鎳(Ni)、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鈉(Na2FeO4)的裝置如圖所示。下列說法正確的是()A．鐵是陽極，電極反應(yīng)為Fe－2e－＋2OH－=Fe(OH)2↓B．電解一段時(shí)間后，鎳電極附近溶液的pH減小C．每制得1molNa2FeO4，理論上可以產(chǎn)生67.2L氣體D．若離子交換膜為陰離子交換膜，則電解結(jié)束后左側(cè)溶液中含有FeOeq\o\al(2－,4)15．Ⅰ.氯堿工業(yè)以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的含氧酸鹽等系列化工產(chǎn)品。離子交換膜法電解食鹽水的裝置如圖所示，圖中的離子交換膜只允許陽離子通過。(1)A為________極，X、Y分別是________、________。(2)離子交換膜的作用是________、________。(3)a、b、c、d加入或取出的物質(zhì)分別是______、________、________、________。Ⅱ.實(shí)驗(yàn)室用NH4Cl、鹽酸、NaClO2(亞氯酸鈉)為原料，通過以下過程制備ClO2。電解時(shí)的陰極反應(yīng)式為________________，陽極反應(yīng)式為________________，電解時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。16．(1)某混合物漿液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考慮到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小組利用設(shè)計(jì)的電解分離裝置(如圖所示)，使?jié){液分離成固體混合物和含鉻元素溶液，并回收利用。用惰性電極電解時(shí)，CrOeq\o\al(2－,4)能從漿液中分離出來的原因是________，分離后含鉻元素的粒子是________；陰極室生成的物質(zhì)為________(寫化學(xué)式)。(2)鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁。①“電解Ⅰ”是電解熔融Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是________________。②“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。陽極的電極反應(yīng)式為____________________，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為________________________________________________________________________。(3)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時(shí)獲得氫氣：Fe＋2H2O＋2OH－eq\o(=,\s\up7(電解))FeOeq\o\al(2－,4)＋3H2↑，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色FeOeq\o\al(2－,4)，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知：Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。①電解一段時(shí)間后，c(OH－)降低的區(qū)域在________(填“陰極室”或“陽極室”)。②電解過程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出，其原因?yàn)開_______________。③c(Na2FeO4