2025年高二化學寒假銜接講練 (人教版)寒假提升練-專題11 電解池（學生版）

專題11電解池內(nèi)容早知道?第一層鞏固提升練（3大考點）考點一電解池的工作原理考點二電解原理的應用考點三電解計算類型及方法分析?第二層能力提升練?第三層拓展突破練電解池的工作原理?積累與運用?積累與運用1．電解池的工作原理(1)電流方向：電源正極―→金屬導線→陽極→電解質(zhì)溶液―→陰極―→金屬導線―→電源負極。(2)電子、離子移動方向：在電解質(zhì)溶液中，陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動；在外電路中，電子由陽極―→正極，負極―→陰極。2．電解產(chǎn)物的判斷及有關(guān)反應式的書寫(1)首先判斷陰、陽極，分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。(2)再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分成陰、陽兩組(勿忘水溶液中的H＋和OH－)。(3)排出陰、陽兩極的放電順序①陰極放電順序Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。②陽極放電順序活潑金屬陽極>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根離子>F－。[特別提醒]①活性電極一般指Pt、Au以外的金屬電極。②電解的離子方程式中，若參與電極反應的H＋或OH－是由水電離出來的，用H2O作為反應物。1．近日，科學家開發(fā)了高活性磷化鐵催化劑用于選擇性電化學硝酸鹽還原為氨氣，工作原理如圖所示。下列敘述正確的是A．a(chǎn)極與電源正極連接B．一段時間后，KOH溶液濃度保持不變C．a(chǎn)極的主要電極反應為D．b極電勢小于a極電勢2．二氧化氯（ClO2）是國內(nèi)外公認的高效、廣譜、快速、安全無毒的殺菌消毒劑，電解法是目前研究最為熱門的生產(chǎn)ClO2的方法之一。如圖所示為直接電解氯酸鈉、自動催化循環(huán)制備高純ClO2的裝置。下列說法不正確的是A．a(chǎn)接電源負極 B．b極發(fā)生氧化反應C．H從電解池左側(cè)通過質(zhì)子交換膜移向右側(cè) D．陰極的電極反應式為3．因鎳與鹽酸反應緩慢，工業(yè)上以鎳和鹽酸為原料，利用離子膜電解技術(shù)制取氯化鎳()，其原理如圖。電解過程需不斷往b極區(qū)補充鹽酸。下列說法正確的是A．a(chǎn)接外電源的負極B．離子交換膜為陽離子交換膜C．總反應為：D．電解過程可用溶液代替鹽酸4．FFC電解法可由金屬氧化物直接電解制備金屬單質(zhì)，西北稀有金屬材料研究院利用此法成功電解制備鉭粉(Ta)，其原理如圖所示。下列說法正確的是

A．該裝置將化學能轉(zhuǎn)化為電能B．a(chǎn)極為電源的正極C．Ta2O5極發(fā)生的電極反應為Ta2O5+10e—=2Ta+5O2—D．石墨電極上生成22.4LO2，則電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4×6.02×1023電解原理的應用?積累與運用?積累與運用1．電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)——制備氫氣、氯氣和燒堿）方程式裝置圖陽極反應2Cl--2e-=Cl2↑陰極反應2H++2e-=H2↑總反應方程式2NaCl+2H2Oeq\o(=====,\s\up7(通電))2NaOH+H2↑+Cl2↑離子反應方程式2Cl-+2H2Oeq\o(=====,\s\up7(通電))2OH-+H2↑+Cl2↑陽離子交換膜作用①防止陰極產(chǎn)生的H2和陽極產(chǎn)生的Cl2相混合而引起爆炸；②避免Cl2與NaOH作用生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量。?積累與運用?積累與運用2．電鍍與電解精煉銅對比電鍍精煉銅裝置陽極材料鍍層金屬Cu粗銅(含鋅、銀、金等雜質(zhì))陰極材料鍍件金屬Fe純銅陽極反應Cu－2e－Cu2＋Zn－2e－Zn2＋、Cu－2e－Cu2＋等陰極反應Cu2＋＋2e－CuCu2＋＋2e－Cu溶液變化硫酸銅溶液濃度保持不變Cu2＋濃度減小，金、銀等金屬沉積形成陽極泥3．電冶金(1)金屬冶煉的本質(zhì)：使礦石中的金屬離子獲得電子變成金屬單質(zhì)的過程。如Mn＋＋ne－M。(2)電解法用于冶煉較活潑的金屬(如鉀、鈉、鎂、鋁等)，但不能電解其鹽溶液，應電解其熔融態(tài)。如：電解熔融的氯化鈉可制取金屬鈉的反應式：陽極：2Cl－－2e－Cl2↑；陰極：2Na＋＋2e－2Na；總反應：2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑。(3)常見金屬的冶煉方法：電解法（熔融態(tài)）熱還原法（常見還原劑：C、CO、H2、Al）熱分解法物理方法K、Ca、Na、Mg、AlZn、Fe、Sn、Pb、CuHg、AgPt、Au5．某研究性學習小組利用以下裝置探究氯堿工業(yè)和銅的精煉的工作原理(X是離子交換膜)，下列說法正確的是A．甲裝置電極和C電極位置可以互換B．X可以是陽離子交換膜，也可以是陰離子交換膜C．電解前后乙裝置中硫酸銅溶液濃度保持不變D．電解一段時間后去掉X并將C電極換成電極繼續(xù)通電，則電極的電極反應式為6．金屬鎳有廣泛的用途，粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，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，其電極反應式：Ni2++2e-=NiB．電解后，Cu和Pt沉降在電解槽底部的陽極泥中C．電解后，溶液中存在的離子只有Fe2+和Zn2+D．電解過程中，陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等7．將電化學法和生物還原法有機結(jié)合，利用微生物電化學方法可生產(chǎn)甲烷，裝置如圖所示。下列說法正確的是A．通電時，電子由b→電解池陰極→電解液→電解池陽極→aB．X為陰離子交換膜C．生成0.1mol甲烷時陽極室理論上生成4.48L二氧化碳D．陽極反應式為：8．已知某高能鋰電池的電池反應為2Li+FeS=Fe+Li2S[LiPF6·SO(CH3)2為電解質(zhì)]。以該電池為電源進行如圖電解實驗，電解一段時間后測得甲池產(chǎn)生4.48L(標準狀況下)H2。下列有關(guān)敘述正確的是A．a(chǎn)電極為陽極B．從交換膜中通過0.2molK+C．若忽略溶液體積變化，則電解后甲池中溶液濃度為4mol/LD．放電時，正極反應式為FeS+2Li+-2e-=Fe+Li2S電解的計算積累與運用積累與運用1．電解計算的類型：電解的相關(guān)計算包括兩極產(chǎn)物的定量計算(如質(zhì)量、氣體的體積、某元素的化合價、溶液的pH及物質(zhì)的量濃度等)2．電解計算的依據(jù)(1)陽極失去的電子數(shù)＝陰極得到的電子數(shù)(2)串聯(lián)電路中通過各電解池的電子總數(shù)相等(3)電源輸出的電子總數(shù)和電解池中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)相等3．電解計算的方法(1)根據(jù)電子守恒法計算：用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、正負兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。(2)根據(jù)總反應式計算：先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據(jù)總反應式列比例式計算。(3)根據(jù)關(guān)系式計算：根據(jù)得失電子守恒的關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需的關(guān)系式。9．一種基于氯堿工藝的新型電解池(下圖)，可用于濕法冶鐵的研究。電解過程中，下列說法不正確的是A．右側(cè)電極作陽極，發(fā)生氧化反應B．理論上每消耗0.1molFe2O3，陽極室溶液減少21.3gC．陰極區(qū)電極反應：Fe2O3+6e?+3H2O=2Fe+6OH?，溶液中OH?逐漸升高D．理論上每消耗0.1molFe2O3，產(chǎn)生氣體6.72L(標準狀況下)10．近年研究發(fā)現(xiàn)，電催化和含氮物質(zhì)(等)在常溫常壓下合成尿素，有助于實現(xiàn)碳中和及解決含氮廢水污染問題。向一定濃度的溶液通至飽和，在電極上反應生成，電解原理如圖所示。以下有關(guān)判斷錯誤的是A．b端電勢高于a端電勢B．電解過程中含氮廢水基本不變C．a(chǎn)極主要反應為D．理論上每生成同時產(chǎn)生(標準狀況)11．NO-空氣質(zhì)子交換膜燃料電池實現(xiàn)了制硝酸、發(fā)電、環(huán)保一體化，某興趣小組用該電池模擬工業(yè)處理廢氣和廢水的過程，裝置如圖所示。下列說法錯誤的是A．交換膜b為陰離子交換膜B．乙池中總反應的離子方程式為5SO2+2NO+8H2O+8NH310+5C．當濃縮室得到4L0.6mol/L鹽酸時，M室溶液的質(zhì)量變化為36g(溶液體積變化忽略不計)D．若甲池有0.25molO2參加反應，則乙池中處理廢氣(SO2和NO)的總體積為15.68L(標準狀況)12．一種基于氯堿工藝的新型電解池(如圖所示，M、N電極均為惰性電極)，可用于濕法冶鐵的研究。電解過程中，下列說法錯誤的是A．若電源為鉛酸蓄電池，則Q應與電極相連B．M電極上發(fā)生還原反應，其電極反應式為C．工作時，右側(cè)工作室的穿過陽離子交換膜往左側(cè)工作室遷移D．裝置工作時，電路中每轉(zhuǎn)移0.6mol電子，同時右側(cè)工作室溶液減輕的質(zhì)量與左側(cè)工作室溶液增加的質(zhì)量相差15.6g1．用惰性電極通過陽離子交換膜電解飽和食鹽水時，下列說法錯誤的是A．電解過程中，向陰極方向移動B．電解一段時間后，陰極附近溶液的pH增大C．電解池中的陽極發(fā)生反應的電極反應式為D．電解過程中，陰極和陽極產(chǎn)生的氫氧化鈉和氯氣會反應生成次氯酸鈉2．工業(yè)上用電解法精煉粗鉛(主要雜質(zhì)為Cu、Ag、Zn)的裝置如下圖。已知：為強酸，的電離方程式為。下列說法正確的是A．Y極材料為粗鉛 B．通電過程中，溶液中不變C．通電時，向X極移動 D．陽極泥的成分包括Cu、Ag和Zn3．如圖是電解稀鹽酸的裝置，其中、為石墨電極。以下說法正確的是A．a(chǎn)電極為負極B．電極為陽極C．電解過程中，氫離子向c電極D．電解總方程式為：4．某無隔膜流動海水電解法制H2的裝置如下圖所示，其中高選擇性催化劑PRT可抑制O2產(chǎn)生。下列說法不正確的是A．b端電勢低于a端電勢B．理論上轉(zhuǎn)移2mol生成2gH2C．電解后海水PH下降D．陽極發(fā)生：5．近日，科學家發(fā)表了高溫二氧化碳電解發(fā)展報告，利用固體氧化物電解池將CO2和H2O轉(zhuǎn)化為合成氣并聯(lián)產(chǎn)高純度O2.原理如圖所示。下列說法正確的是A．當產(chǎn)生11.2LO2時，有2mol電子流向a極B．x極為電源正極C．b極CO2的反應式：CO2+2H++2e-=CO+H2OD．電解質(zhì)中陰離子由a向b移動6．科學家利用質(zhì)子導體反應器實現(xiàn)了電化學合成，證明了作為氫源的可行性。以替換作為氫源，可以免除的生產(chǎn)和提純成本，進一步降低氨氣的生產(chǎn)成本，且可以以最低成本生產(chǎn)純，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是A．該電池工作時，電能全部轉(zhuǎn)化為化學能B．若以鉛酸蓄電池為電源，氨電極應與鉛酸蓄電池的電極相連C．氫電極上的電極反應式為D．該電池工作時，每生成，同時消耗水的物質(zhì)的量為7．廈門大學國家重點實驗室，受根瘤菌中固氮酶反應機理的啟發(fā)，制備出生態(tài)友好經(jīng)濟高效的仿生納米片電催化劑，可用于電化學法還原硝酸鹽制，原理如圖所示。下列說法正確的是A．納米片作陽極 B．向a電極移動C．標準狀況下，生成，轉(zhuǎn)移電子 D．b電極表面發(fā)生的電極反應：8．為實現(xiàn)“碳中和”目標，實現(xiàn)循環(huán)利用，現(xiàn)利用雙極膜電解含有的溶液，使轉(zhuǎn)化成碳燃料，實現(xiàn)了的還原流動。電解池如圖所示，雙極膜中水電離的和在電場作用下可以向兩極遷移。下列說法不正確的是A．銀網(wǎng)電極與電源負極相連B．工作一段時間后，陽極區(qū)溶液pH不變C．陰極電極反應為：D．雙極膜中有0.1mol電離，則陽極附近理論上產(chǎn)生0.025mol9．利用電解法將污染性氣體轉(zhuǎn)化為溶液的原理如圖所示。下列說法錯誤的是A．電解時，當有2mol透過質(zhì)子交換膜，則電極Y增重96gB．在電極b上的反應式為C．電解過程中，由a極區(qū)向b極區(qū)遷移D．電解時溶液的濃度保持不變10．化學家們通過開發(fā)新型催化劑，利用太陽能電池將工業(yè)排放的轉(zhuǎn)化為HCOOH，如圖所示，下列說法不正確的是A．N極的電極反應為：B．離子交換膜為質(zhì)子交換膜C．消耗（標況），P極電解液質(zhì)量增加22gD．工作時緩沖溶液的pH保持不變11．電致變色材料在飛機的舷窗和智能太陽鏡等方面具有廣泛應用。一種新一代集電致變色功能和儲能功能于一體的電子器件的工作原理如圖所示，放電時該器件的透光率逐漸增強。下列說法正確的是A．放電時，移向b極B．充電時，b極接外電源的正極C．充電時，b極的電極反應：D．放電時，電路中轉(zhuǎn)移電子時，a極質(zhì)量減少7g12．利用電滲析法，制取循環(huán)脫硫的吸收液，同時還可獲取高濃度的，工作原理如圖所示。已知：①雙極膜在電流作用下可將水解離，膜兩側(cè)分別得到和，②溶液為兩溶質(zhì)的混合溶液。下列說法正確的是A．通電后，雙極膜左側(cè)得到的是B．吸收液從M室流出液中獲得C．若左側(cè)雙極膜損壞，陽極可能發(fā)生的電極反應為：D．陰極生成22.4L氣體(標準狀況)時，一定有通過陰離子交換膜13．2021年5月，我國某動力電池巨頭宣布開發(fā)鈉離子電池，同年7月29日，發(fā)布了其第1代鈉離子電池，并實現(xiàn)量產(chǎn)。一種鈉離子電池構(gòu)造如圖所示，下列說法錯誤的是A．硬碳在放電時作負極，充電時作陰極B．若用該電池電解水制氫氣11.2L(標準狀況下)，負極將減少46gC．充放電過程中，理論上電解質(zhì)中的濃度保持不變D．放電時，正極電極反應式為14．采用惰性電極，以水和氧氣為原料電解制備H2O2的裝置如下圖所示。下列說法不正確的是(不考慮H2O2的弱酸性)：A．電極b連接電源正極B．質(zhì)子交換膜中氫離子移動方向為從右向左C．電解一段時間后，右室pH不變D．電解一段時間后，右室生成的O2與左室消耗的O2量相等15．銀鋅蓄電池應用廣泛，放電時總反應為，某小組以銀鋅蓄電池為電源，用惰性電極電解飽和溶液制備和設(shè)計如圖所示裝置。連通電路后，下列說法正確的是A．電池的a極反應式為B．氣體為C．pq膜適宜選擇陽離子交換膜D．電池中消耗，理論上生成氣體16．甲醇是一種綠色能源。如圖所示，某同學設(shè)計一個甲醇燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中為陽離子交換膜.根據(jù)要求回答相關(guān)問題