高考全國(guó)化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課時(shí)規(guī)范練20電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電解

課時(shí)規(guī)范練20電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解

—課時(shí)規(guī)范練第34頁(yè)

基礎(chǔ)鞏固

1.下列用來(lái)表示物質(zhì)變化的化學(xué)用語(yǔ)中，正確的是（）

A.電解飽和食鹽水時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為2c12e-Cl2T

B.氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為O2+2H2O+4e^=4OH

C.精煉粗銅時(shí)，與電源正極相連的是純銅，電極反應(yīng)式為Cu2e-Cu2+

D,鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的負(fù)極反應(yīng)為Fe3e-Fe3+

拜A

齷析|電解飽和食鹽水時(shí)，陽(yáng)極上氯離子放電生成氯氣,所以陽(yáng)極電極反應(yīng)為2c12e^=CbT,A項(xiàng)正確；

氫氧燃料電池的正極上，氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電池反應(yīng)式為O2+2H2O+4e^=4OH,故B項(xiàng)錯(cuò)誤；

精煉粗銅時(shí)，粗銅連接電源正極，純銅連接電源負(fù)極,陽(yáng)極上的電極反應(yīng)除Cu2e^=Cu2+外，還有比銅活

潑的某些雜質(zhì)失電子的反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的負(fù)極反應(yīng)為Fe2e——Fe2+,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

2.關(guān)于如圖電解池工作時(shí)的相關(guān)敘述正確的是（）

A.Fe電極作陽(yáng)極,發(fā)生氧化反應(yīng)

B.C1向石墨電極作定向運(yùn)動(dòng)

C.石墨電極反應(yīng):Fe3++3e^=Fe

D.電解總反應(yīng):2Cl+2Fe3+—CLT+2Fe2+

薛A

解析|由電子轉(zhuǎn)移方向可知石墨為陰極，鐵為陽(yáng)極，電子流出的一極是電源的負(fù)極，故Fe連接電源的正

極,為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng),A項(xiàng)正確;電解質(zhì)溶液中，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng),Fe連接電源的正極，為陽(yáng)極，故

C1向Fe電極移動(dòng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;石墨是電解池的陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為Fe3++e——Fe2+,C項(xiàng)錯(cuò)

誤;Fe連接電源的正極，為陽(yáng)極,是活性電極,Fe發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe?+,石墨是電解池的陰極，發(fā)生還原

電解

反應(yīng),Fe3+放電生成Fe2+,故電解總反應(yīng)為Fe+2Fe3+-3Fe?+,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

3.（2019江西師大附中高三期末）下列有關(guān)電化學(xué)裝置的敘述正確的是（）

A.圖1中,Zn—MnCh干電池放電時(shí),MnCh被氧化

B.圖2中,電解精煉銅時(shí)，陽(yáng)極減少的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量一定相等

C.圖4中，在鋼材上電鍍鋁，熔融鹽中A1和C1兩種元素只以A1C1VAl2cI7的形式存在,則陽(yáng)極反應(yīng)式

為A13e+7A1C1；^4A12C17

D.圖3中,K分別與M、N連接，均可保護(hù)Fe電極，連接M時(shí)稱為“犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法”

H]c

解析|圖1是鋅鎰電池，鋅作負(fù)極失去電子，化合價(jià)升高，被氧化，故A項(xiàng)錯(cuò)誤;精煉銅時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，純

銅作陰極，粗銅中含有雜質(zhì)如鋅和鐵，它們先失去電子，即Zn2e^Zn2+,Fe2e^Fe2+,純銅電極反應(yīng)

式為Cu2++2e-Cu,減少的質(zhì)量和增加的質(zhì)量不同，故B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)裝置圖,陽(yáng)極反應(yīng)式為

A1+7AleySe——4ALCj故C項(xiàng)正確;圖3中K連接M時(shí)裝置為電解池，不是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法,

犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法是指原電池裝置，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。

4.

右圖為直流電源電解稀Na2s。4溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊溶液。

下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是（）

A.逸出氣體的體積,a電極的小于b電極的

B.一電極逸出無(wú)味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體

C.a電極附近呈紅色,b電極附近呈藍(lán)色

D.a電極附近呈藍(lán)色,b電極附近呈紅色

薛D

+

解析|電解Na2s。4溶液時(shí),a為陰極，電極反應(yīng)式為4H+4e^^H2T,b為陽(yáng)極,電極反應(yīng)式為

4OH4e-O2T+2H2O;a極周圍由于H+放電溶液呈堿性，遇石蕊顯藍(lán)色,b極周圍由于OH放電溶液呈

酸性，遇石蕊顯紅色。

5.

（2019江西師大附中高三期末）利用如圖裝置可完成很多電化學(xué)實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)此裝置的敘述正確的

是（）

A.若X為鋅棒,Y為NaCl溶液，開(kāi)關(guān)K置于M處，可減緩鐵的腐蝕，這種方法稱為犧牲陰極保護(hù)法

B.若X為碳棒,Y為NaCl溶液，開(kāi)關(guān)K置于N處，可加快鐵的腐蝕

C.若X為銅棒,Y為硫酸銅溶液，開(kāi)關(guān)K置于M處，銅棒質(zhì)量將增加,此時(shí)外電路中的電子向銅電極移

動(dòng)

D.若X為銅棒,Y為硫酸銅溶液，開(kāi)關(guān)K置于N處，可用于鐵表面鍍銅，溶液中銅離子濃度將減小

答案C

廨析|開(kāi)關(guān)K置于M處則為原電池，由于活動(dòng)性Zn>Fe,所以Zn為負(fù)極,Fe為正極?？蓽p緩鐵的腐蝕，

這種方法稱為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法,A項(xiàng)錯(cuò)誤;開(kāi)關(guān)K置于N處為電解池。若陽(yáng)極X為碳棒,Y為

NaCl溶液,Fe為陰極被保護(hù)，不會(huì)引起Fe的腐蝕,B項(xiàng)錯(cuò)誤;開(kāi)關(guān)K置于M處該裝置是原電池，若X為

銅棒,Y為硫酸銅溶液。由于活動(dòng)性Fe>Cu,Fe作負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)Fe2e^Fe2+,Cu為正極，電極反應(yīng)式

為Cu2++2e-Cu,此時(shí)銅棒質(zhì)量將增加，在外電路中的電子由鐵經(jīng)導(dǎo)線向銅電極移動(dòng),C項(xiàng)正確;開(kāi)關(guān)

K置于N處為電解池。Y溶液為硫酸銅溶液,若陽(yáng)極X為銅棒，電極反應(yīng)式為Cu2e-Cu2+,Fe為陰

極,電極反應(yīng)式為Cu2++2e^=Cu,可用于鐵表面鍍銅，由于兩電極溶解的Cu的質(zhì)量和析出的Cu的質(zhì)

量相等，所以溶液中銅離子濃度將不變,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

6.（2019山西五地高三期末）以純堿溶液為原料，通過(guò)電解的方法可制備小蘇打，原理裝置圖如下:

上述裝置工作時(shí)，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）

A.Na+由乙池穿過(guò)交換膜進(jìn)入甲池

B.甲池電極反應(yīng)式為4cO；+2H2O4e——4HCOg+O2T

C.乙池電極接電池正極，氣體X為H?

D.NaOH溶液Y比NaOH溶液Z濃度小

答案B

|解析|Na+向陰極移動(dòng)，由甲池穿過(guò)交換膜進(jìn)入乙池，故A項(xiàng)錯(cuò)誤;甲池電極上水放電生成氧氣和氫離子,

氫離子與碳酸根反應(yīng)生成碳酸氫根，電極反應(yīng)式為4CO|+2H204e-4HCO3+O2T,故B項(xiàng)正確;乙池

電極為陰極，乙池電極接原電池負(fù)極，陰極上水放電生成氫氣和氫氧根，故C項(xiàng)錯(cuò)誤;電解時(shí)，甲池得到

碳酸氫鈉，乙池得到氫氧化鈉，則NaOH溶液Y比NaOH溶液Z濃度大，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。

7.（2019江西師大附中高三期末）氯堿工業(yè)是以電解飽和食鹽水為基礎(chǔ)的基本化學(xué)工業(yè)。下圖是某氯

堿工業(yè)生產(chǎn)原理示意圖：

(1)A裝置所用食鹽水由粗鹽水精制而成。精制時(shí)，為除去食鹽水中的Mg2+和Ca2+,要加入的試劑分別

為、。

(2)寫(xiě)出裝置A在通電條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式:o

(3)氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，按上圖將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)(電)能30%以上，且相

關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，其中的電極未標(biāo)出，所用的離子膜都只允許陽(yáng)離子通過(guò)。

①圖中Y是(填化學(xué)式);X與稀NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式

為。

②分析比較圖示中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)0%與6%的大小:。

③若用B裝置作為A裝置的輔助電源,每當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為11.2L時(shí)，則B裝置可向A

裝置提供的電量約為(一個(gè)e的電量為1.60x1019c；計(jì)算結(jié)果精確到0.01)o

gg(l)NaOH溶液Na2cCh溶液(2)2NaCl+2H2O=2NaOH+H2t+C12t(3)0H2

2OH+C12^C1O+C1+H2O@b0/0>a°/0③1.93x1()5?

解析|(1)除去雜質(zhì)不能引入新的雜質(zhì)，即除去Mg2+用NaOH溶液，除去Ca2+用Na2c。3溶液。

(2)根據(jù)生產(chǎn)流程示意圖，裝置A是電解池裝置，反應(yīng)過(guò)程為電解飽和食鹽水，因此化學(xué)反應(yīng)方程

式為2NaCl+2H2。曼2NaOH+H2T+C12f。

(3)①裝置A右端產(chǎn)生NaOH溶液,說(shuō)明右端電極是陰極，發(fā)生反應(yīng)2H2O+2e——H2f+2OH,因此Y

是氫氣，裝置A的左端是陽(yáng)極，發(fā)生反應(yīng)2c12e-C12f,X為CL,CL和NaOH溶液的反應(yīng)的離子方程

式為C12+2OH^=C1+C1O+H2Oo②裝置B中通氧氣的一極為正極,電解質(zhì)溶液是NaOH溶液,因此正

極的電極反應(yīng)式為C)2+2H2O+4e^4OH,產(chǎn)生NaOH,因此6%>a%。③兩個(gè)裝置通過(guò)的電量相等，即

轉(zhuǎn)移的電量是11.2x4x6.02x1023x1.6x1019/22.4C=1.93xl05Co

能力提升

8.(2019山東濟(jì)南外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高三模擬)已知高能鋰離子電池的總反應(yīng)式為

2Li+FeS-Fe+Li2S,LiPF6-SO(CH3)2為電解質(zhì)，用該電池為電源電解含銀酸性廢水并得到單質(zhì)Ni的

實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()

A.電極Y應(yīng)為L(zhǎng)i

B.電解過(guò)程中,b中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度將不斷減小

C.X電極反應(yīng)式為FeS+2Li++2e=Fe+Li2s

D.若將圖中陽(yáng)離子膜去掉，將a、b兩室合并，則電解反應(yīng)總方程式發(fā)生改變

答案B

廨析|由上述分析可知,Y為原電池負(fù)極，故Y為L(zhǎng)i,A項(xiàng)正確;電解過(guò)程中,a為陽(yáng)極區(qū),發(fā)生氧化反應(yīng)

4OH4e-2H2O+O2t,a中Na+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入b;c中發(fā)生還原反應(yīng)Ni?++2e^Ni,溶液中C1

通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入b中，故電解過(guò)程中,b中NaCl的物質(zhì)的量濃度將不斷增大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;X極為

+

正極,FeS發(fā)生還原反應(yīng)，故電極反應(yīng)式為FeS+2Li+2e-Fe+Li2S,C項(xiàng)正確;若將陽(yáng)離子交換膜去掉,

因b中含有C1,故陽(yáng)極電極反應(yīng)式為2c12e-Cbf,故電解反應(yīng)總方程式發(fā)生改變,D項(xiàng)正確。

（2019山東臨沂高三期末）一種將C02和H2O轉(zhuǎn)換為燃料H2、CO及CH4的裝置如圖所示（電解質(zhì)溶

液為稀硫酸）。下列關(guān)于該裝置的敘述錯(cuò)誤的是（）

A.該裝置可將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

B.工作時(shí)，電極a周圍溶液的pH增大

+

C.電極b上生成CH4的電極反應(yīng)式為CO2+8H+8e-CH4+2H2O

D.若電極b上還原產(chǎn)物只產(chǎn)生1molCO,則通過(guò)質(zhì)子膜的H+數(shù)為2NA

答案B

廨嗣題給裝置含有外加電源，屬于電解池，電解質(zhì)溶液為稀硫酸,根據(jù)電解原理，電極a為陽(yáng)極，電極反

+

應(yīng)式為2H2O4e-O2T+4H+,電極b為陰極，如轉(zhuǎn)化成CH%陰極反應(yīng)式為CO2+8e+8H^^CH4+2H2O0

該裝置為電解池，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故A項(xiàng)正確;工作時(shí),電極a的電極反應(yīng)式為

2H2O4e-O2T+4H+,c（H+）增大,pH降低，故B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)上述分析，電極b上生成甲烷的電極反應(yīng)式

為CO2+8e+8H+-CH4+2H2O,故C項(xiàng)正確;若還原產(chǎn)物只產(chǎn)生1molCO,電極b電極反應(yīng)式為

CO2+2e+2H+^=CO+H2。,則消耗2molH+,即通過(guò)質(zhì)子膜的H+的物質(zhì)的量為2mol,故D項(xiàng)正確。

10.（2019山西晉中高三適應(yīng)性考試）雙極膜電滲析一步法由鹽制酸堿的技術(shù)進(jìn)入到了工業(yè)化階段。

某科研小組研究采用BMED膜堆（如圖所示）模擬以精制濃海水為原料直接制備酸和堿。BMED膜

堆包括陽(yáng)離子交換膜、陰離子交換膜和雙極膜（A、D）o已知在直流電源的作用下，雙極膜內(nèi)中間界

面層發(fā)生水的解離，生成H+和OH。下列說(shuō)法不正確的是（）

A.電極b連接電源的負(fù)極

B.II口排出的是淡水

C.電解質(zhì)溶液采用Na2s。4溶液可避免有害氣體的產(chǎn)生

D.C為陰離子交換膜

薛D

解析|根據(jù)H+的移動(dòng)方向可知，電極b是陰極，連接電源的負(fù)極，故A項(xiàng)正確;濃海水中的鈉離子移向III

室，氯離子移向I室,II口排出的是淡水，故B項(xiàng)正確;加入Na2so4的目的是增大溶液的導(dǎo)電性,氯離子

移向I室，氫離子通過(guò)A移向I室，在I室得到HC1,可避免有害氣體的產(chǎn)生，故C項(xiàng)正確;鈉離子移向

III室,C為陽(yáng)離子交換膜，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。

11.（2019湖北黃岡中學(xué)高三適應(yīng)性考試）傳統(tǒng)接觸法制取硫酸能耗大、污染嚴(yán)重。將燃料電池引入

硫酸生產(chǎn)工藝可有效解決能耗和環(huán)境污染問(wèn)題，同時(shí)提供電能。以燃料電池為電源電解硫酸銅溶液

的工作原理示意圖如下所示。

下列說(shuō)法不正確的是（）

+

A.b極為正極,電極反應(yīng)式為O2+4H+4e^^H2O

B.H+由a極通過(guò)質(zhì)子交換膜向b極移動(dòng)

C.該燃料電池的總反應(yīng)式為2so2+O2+2H2O^^H2s。4

D.若a極消耗2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）SO2,理論上c極有6.4g銅析出

薛D

+

解析抹艮據(jù)題意分析可知,b為正極，電極反應(yīng)式為O2+4H+4e^^H2O,A項(xiàng)正確;原電池內(nèi)部陽(yáng)離子向

正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng),B項(xiàng)正確;題給燃料電池的總反應(yīng)為2so2+O2+2H2O^^H2so4,C項(xiàng)正

確;d極與電源負(fù)極相連，則d極為陰極得電子，有銅析出，若a電極消耗標(biāo)況下2.24LSO2,理論上在d

極上有6.4g銅析出,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

拓展深化

12.（2019湖北鄂州、黃岡高三調(diào)研）化學(xué)電源在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。

I.如下圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X

為陽(yáng)離子交換膜。請(qǐng)按要求回答相關(guān)問(wèn)題：

（1）甲烷燃料電池負(fù)極反應(yīng)式是o

(2)C(石墨)電極的電極反應(yīng)式為o

(3)若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，有2.24L氧氣參加反應(yīng)，則乙裝置中鐵極上生成的氣體體積為L(zhǎng);丙

裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為_(kāi)__________g,一段時(shí)間后丙裝置中燒杯中c(CM+)(填“增

大”“減小”或“不變”)。

II.“長(zhǎng)征”火箭發(fā)射使用的燃料是液態(tài)偏二甲月井(C2H8N2),并使用四氧化二氮作為氧化劑，這種組合的

兩大優(yōu)點(diǎn)是，既能在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生巨大能量將火箭送上太空，產(chǎn)物又不污染空氣(產(chǎn)物都是空氣成分)。

某校外研究性學(xué)習(xí)小組擬將此原理設(shè)計(jì)為原電池，如圖所示，結(jié)合學(xué)習(xí)過(guò)的電化學(xué)原理分析其設(shè)計(jì)方

案，回答相關(guān)問(wèn)題：

⑷從a口加入(填名稱)。H+移動(dòng)方向是(填“A到B”或“B到A”)。

(5)A極發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi)__________________________________

⑹若以該電池為電源用石墨做電極電解200mL0.5mo卜U的C11SO4溶液，電解一段時(shí)間后，兩極收集

到相同體積(相同條件)的氣體，則整個(gè)電解過(guò)程轉(zhuǎn)移的電子的數(shù)目是o

|答案|⑴CH48e+10OH^=CO.+7H2O(2)2C12e^=Cl2T(3)4,4812.8減小(4)偏二甲肺A到

B

(5)C2H8N216e+4H2O^2CO2T+N2T+16H+

(6)0.4NA(或2.408x1023)

解析"甲為燃料電池,通入甲烷一極為負(fù)極，通入氧氣一極為正極;乙為電解池,Fe為陰極,C(石墨)為陽(yáng)

極，實(shí)質(zhì)為電解飽和食鹽水;丙為電解池，粗銅為陽(yáng)極，精銅為陰極，實(shí)質(zhì)為電解精煉銅。

(1)甲烷燃料電池負(fù)極上CH4失去電子后結(jié)合OH生成C。/和壓0,其電極反應(yīng)式為

CH48e+10OH^=CO2-+7H2O