高考化學一輪每天小練-電解池原理及電鍍、精煉、冶金、物質(zhì)制備的應用

高三化學每天練習20分鐘——電解池原理及電鍍、精煉、冶金、物質(zhì)制備的應用（有答案和詳細解析）一、選擇題：每小題只有一個選項符合題意。1．以鉛蓄電池為電源，石墨為電極電解CuSO4溶液，裝置如下圖。若一段時間后Y電極上有6.4g紅色物質(zhì)析出，停止電解。下列說法正確的是()a為鉛蓄電池的負極電解過程中SOeq\o\al(2－,4)向右側(cè)移動電解結(jié)束時，左側(cè)溶液質(zhì)量增重8g鉛蓄電池工作時，正極電極反應式為：PbSO4＋2e－=Pb＋SOeq\o\al(2－,4)高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型綠色水處理劑。工業(yè)上可用電解濃NaOH溶液制備Na2FeO4，其工作原理如圖所示，兩端隔室中離子不能進入中間隔室。下列說法錯誤的是()陽極反應式：Fe－6e－＋8OH－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O甲溶液可循環(huán)利用離子交換膜a是陰離子交換膜當電路中通過2mol電子的電量時，會有1molH2生成3．SO2和NOx是主要大氣污染物，利用下圖裝置可同時吸收SO2和NO。下列有關(guān)說法錯誤的是()a極為直流電源的負極，與其相連的電極發(fā)生還原反應陰極得到2mol電子時，通過陽離子交換膜的H＋為2mol吸收池中發(fā)生反應的離子方程式為：2NO＋2S2Oeq\o\al(2－,4)＋2H2O=N2＋4HSOeq\o\al(－,3)陽極發(fā)生的反應式為SO2＋2e－＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋4．(2019·山東臨沂一模)Cu2O是一種半導體材料，基于綠色化學理論設(shè)計的制取Cu2O的電解池示意圖如下，電解總反應為2Cu＋H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cu2O＋H2↑。下列說法正確的是()A．石墨電極上產(chǎn)生氫氣B．銅電極發(fā)生還原反應C．銅電極接直流電源的負極D．當有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.1molCu2O生成二、選擇題：每小題有一個或兩個選項符合題意。5．如圖A為堿性硼化釩(VB2)—空氣電池示意圖，兩極用離子交換膜隔開，VB2放電時生成兩種氧化物。若用該電池為電源，用惰性電極電解硫酸銅溶液，實驗裝置如圖B所示。則下列說法錯誤的是()A．堿性硼化釩(VB2)—空氣電池中使用陰離子交換膜B．外電路中電流由VB2電極流向c電極C．電解過程中，b電極表面產(chǎn)生的氣體可以收集后充入A池中的電極循環(huán)利用D．VB2電極發(fā)生的電極反應為2VB2－22e－＋11H2O=V2O5＋2B2O3＋22H＋6．(2019·瀘州質(zhì)檢)裝置(Ⅰ)為鐵鎳(Fe－Ni)可充電的堿性電池：Fe＋NiO2＋2H2Oeq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Fe(OH)2＋Ni(OH)2；裝置(Ⅱ)為電解示意圖。當閉合開關(guān)K時，電極Y附近溶液先變紅。X、Y電極為惰性電極。下列說法正確的是()A．閉合K時，電極X上有無色無味的氣體產(chǎn)生B．閉合K時，電極X的反應式為2Cl－－2e－=Cl2↑C．閉合K時，電子從電極A流向電極XD．閉合K時，電極A的反應式為NiO2＋2e－＋2H＋=Ni(OH)2三、非選擇題7．(1)①電鍍時，鍍件與電源的________________(填“正”或“負”)極連接。②化學鍍的原理是利用化學反應生成金屬單質(zhì)沉積在鍍件表面形成鍍層。若用銅鹽進行化學鍍銅，應選用________________(填“氧化劑”或“還原劑”)與之反應。(2)粗銅的電解精煉如圖所示。在粗銅的電解過程中，粗銅板應是圖中電極________(填圖中的字母)；在電極d上發(fā)生的電極反應式為_________________________________________；若粗銅中還含有Au、Ag、Fe，它們在電解槽中的存在形式和位置為____________________________________________________________________________________________________。(3)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列說法中正確的是________(填字母)。a．電能全部轉(zhuǎn)化為化學能b．粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應c．溶液中Cu2＋向陽極移動d．利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬(4)離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系。由有機陽離子、Al2Cleq\o\al(－,7)和AlCleq\o\al(－,4)組成的離子液體作電解液時，可在鋼制品上電鍍鋁。鋼制品應接電源的______________(填“正”或“負”)極，已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機陽離子不參與電極反應，陰極電極反應式為______________________________________________________________________________。若改用AlCl3水溶液作電解液，則陰極產(chǎn)物為________。8．Ⅰ.某實驗小組同學對電化學原理進行了一系列探究活動。(1)如圖1所示為某實驗小組設(shè)計的原電池裝置，反應前電極質(zhì)量相等，一段時間后兩電極質(zhì)量相差12g，導線中通過________________mol電子。(2)如圖1，其他條件不變，若將乙燒杯中的CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，則石墨電極的電極反應方程式為__________________________________________________________________。(3)如圖2，其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成n形，乙裝置中與銅絲相連的石墨電極上發(fā)生的反應方程式為________________________________________________。Ⅱ.氫能是發(fā)展中的新能源，它的利用包括氫的制備、儲存和應用三個環(huán)節(jié)?；卮鹣铝袉栴}：(4)與汽油等燃料相比，氫氣作為燃料的兩個明顯的優(yōu)點是___________________________________________________________________________________________________(寫兩點)。(5)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)品也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時獲得氫氣。總反應方程式為Fe＋2H2O＋2OH－eq\o(=,\s\up7(電解))FeOeq\o\al(2－,4)＋3H2↑，工作原理如圖3所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色的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)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知：Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。①電解一段時間后，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)生的氣體及時排出，其原因是___________________________________________________________________________________________________________。③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖4所示，任選M、N兩點中的一點，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。9．(1)[2018·全國卷Ⅲ，27(3)①②]KIO3也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。①寫出電解時陰極的電極反應式__________________________________________________。②電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為________，其遷移方向是_______________________________________________________________________________________________。(2)[2017·江蘇，16(4)]電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。陽極的電極反應式為________________________，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學式為_________________________________________________________________________________________________________。

答案精析1．C解析Y極有Cu析出，發(fā)生還原反應，Y極為陰極，故b為負極，a為正極，A錯誤；電解==O2↑＋2H2O，當有6.4gCu析出時，轉(zhuǎn)移0.2mole－，左側(cè)生成1.6gO2，同時有0.1mol(9.6g)SOeq\o\al(2－,4)進入左側(cè)，則左側(cè)質(zhì)量凈增加9.6g－1.6g＝8g，C正確；鉛蓄電池的負極是Pb，正極是PbO2，正極反應式為PbO2＋2e－＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4＋2H2O，D錯誤。2.C解析A項，陽極發(fā)生氧化反應，電極反應式：Fe－6e－＋8OH－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O，正確；B項，陰極發(fā)生還原反應，水電離出的氫離子放電生成氫氣和氫氧根，甲溶液為濃的氫氧化鈉溶液，可循環(huán)利用，正確；C項，電解池中陽離子向陰極移動，通過離子交換膜a的是Na＋，故a為陽離子交換膜，錯誤；D項，陰極發(fā)生還原反應，水電離出的氫離子放電生成氫氣和氫氧根，電極反應式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，當電路中通過2mol電子的電量時，會有1molH2生成，正確。3．D解析A項，陰極發(fā)生還原反應，亞硫酸氫根離子得電子生成硫代硫酸根離子，a是直流電源的負極，正確；B項，陰極發(fā)生還原反應，電極反應式為：2HSOeq\o\al(－,3)＋2e－＋2H＋=S2Oeq\o\al(2－,4)＋2H2O，陰極得到2mol電子時，通過陽離子交換膜的H＋為2mol，正確；C項，硫代硫酸根離子與一氧化氮發(fā)生氧化還原反應，生成氮氣，離子反應方程式為：2NO＋2S2Oeq\o\al(2－,4)＋2H2O=N2＋4HSOeq\o\al(－,3)，正確；D項，陽極發(fā)生失去電子的氧化反應，錯誤。4．A[由電解總反應可知，Cu參加了反應，所以Cu作電解池的陽極，發(fā)生氧化反應，B選項錯誤；石墨作陰極，電極反應為2H＋＋2e－=H2↑，A選項正確；陽極與電源的正極相連，C選項錯誤；陽極反應為2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O，當有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.05molCu2O生成，D選項錯誤。]5．BD6．B[閉合K時，電極Y附近溶液先變紅，說明Y極H＋放電產(chǎn)生氫氣，是陰極，則X極是陽極，Cl－放電產(chǎn)生氯氣，電極反應式為2Cl－－2e－=Cl2↑，A項錯誤，B項正確；電極A是正極，電極B是負極，電子從B極流出，C項錯誤；裝置(Ⅰ)為堿性電池，故A極放電時的電極反應式為NiO2＋2e－＋2H2O=Ni(OH)2＋2OH－，D項錯誤。]7．(1)①負②還原劑(2)cCu2＋＋2e－=CuAu、Ag以單質(zhì)的形式沉積在c(陽極)下方，F(xiàn)e以Fe2＋的形式進入電解質(zhì)溶液中(3)bd(4)負4Al2Cleq\o\al(－,7)＋3e－=Al＋7AlCleq\o\al(－,4)H28．(1)0.2(2)2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－＋2H2O=2NH3·H2O＋H2↑(3)2Cl－－2e－=Cl2↑(4)燃燒熱值高、燃燒無污染、是可再生能源(任寫兩點)(5)①陽極室②防止生成的H2與高鐵酸鈉反應，使高鐵酸鈉的產(chǎn)率降低③M點：氫氧根濃度偏低，高鐵酸鈉的穩(wěn)定性差，且反應較慢(或N點：氫氧根濃度較高，鐵電極上容易生成氫氧化鐵，使高鐵酸鈉的產(chǎn)率降低)解析(1)圖1為原電池反應，F(xiàn)e為負極，發(fā)生反應Fe－2e－=Fe2＋，石墨為正極，發(fā)生反應Cu2＋＋2e－=Cu，總反應式為Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu。一段時間后，兩電極質(zhì)量相差12g，則Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu質(zhì)量差Δm轉(zhuǎn)移電子56g64g(56＋64)g＝120g2mol12gn則n＝0.2mol。(2)若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，電極反應式為2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－＋2H2O=2NH3·H2O＋H2↑。(3)若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成n形，甲裝置發(fā)生鐵的吸氧腐蝕，鐵為負極，銅為正極，則乙裝置石墨為陽極，石墨(Ⅰ)為陰極，乙為電解池裝置，陽極反應式為2Cl－－2e－=Cl2↑。(5)①根據(jù)題意鎳電極有氣泡產(chǎn)生是H＋放電生成氫氣，鐵電極發(fā)生氧化反應，溶液中的OH