高考化學(xué)復(fù)習(xí) 考點(diǎn)20 電解池練習(xí)

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1、精品文檔精品文檔 精品文檔精品文檔 考點(diǎn)20 電解池 1.(2015·四川理綜,4)用右圖所示裝置除去含CN-、 Cl-廢水中的CN-時(shí),控制溶液pH為9~10,陽(yáng)極產(chǎn)生的ClO-將CN-氧化為兩種無(wú)污染的氣體。下列說(shuō)法不正確的是(  ) A.用石墨作陽(yáng)極,鐵作陰極 B.陽(yáng)極的電極反應(yīng)式:Cl-+2OH--2e-===ClO-+H2O C.陰極的電極反應(yīng)式:2H2O+2e-===H2↑+2OH- D.除去CN-的反應(yīng):2CN-+5ClO-+2H+===N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O 2.(2015·福建理綜,11)某模擬“人工樹葉”電化學(xué)實(shí)驗(yàn)

2、裝置如圖所示,該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃料(C3H8O)。下列說(shuō)法正確的是(  ) A.該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和電能 B.該裝置工作時(shí),H+從b極區(qū)向a極區(qū)遷移 C.每生成1 mol O2,有44 g CO2被還原 D.a(chǎn) 電極的反應(yīng)為:3CO2+18H+-18e-===C3H8O+5H2O 3.(2015·浙江理綜,11)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(shuō)法不正確的是(  ) A.X是電源的負(fù)極 B.陰極的電極反應(yīng)式是:H2O+2e-===H2+O2-、CO2+2e-==

3、=CO+O2- C.總反應(yīng)可表示為:H2O+CO2H2+CO+O2 D.陰、陽(yáng)兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1∶1 4.(2015·山東理綜,29)利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備,鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得。 (1)利用如圖裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為L(zhǎng)iOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為________溶液(填化學(xué)式),陽(yáng)極電極反應(yīng)式為______________________________________________, 電解過程中Li+向________電極遷移(填“A”或“B”)。 (2)利用鈷渣[含Co(OH

4、)3、Fe(OH)3等]制備鈷氧化物的工藝流程如下: Co(OH)3溶解還原反應(yīng)的離子方程式為________________________________,鐵渣中鐵元素的化合價(jià)為________,在空氣中煅燒CoC2O4生成鈷氧化物和CO2,測(cè)得充分煅燒后固體質(zhì)量為2.41 g,CO2體積為1.344 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則鈷氧化物的化學(xué)式為________。 1.(2014·海南化學(xué),3)以石墨為電極,電解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(  ) A.陰極附近溶液呈紅色 B.陰極逸出氣體 C.陽(yáng)極附近溶液呈藍(lán)色 D.溶液的pH變小 2.(2014·廣

5、東理綜,11)某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置,電極Ⅰ為Al,其他電極均為Cu,則 (  ) A. 電流方向:電極Ⅳ→?→電極Ⅰ B. 電極Ⅰ發(fā)生還原反應(yīng) C. 電極Ⅱ逐漸溶解 D. 電極Ⅲ的電極反應(yīng):Cu2++2e-===Cu 3.(2013·海南化學(xué),12)下圖所示的電解池Ⅰ和Ⅱ中,a、b、c和d均為Pt電極。電解過程中,電極b和d上沒有氣體逸出,但質(zhì)量均增大,且增重b

6、.通電使CuCl2發(fā)生電離 C.陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng):Cu2++2e-===Cu D.通電一段時(shí)間后,在陰極附近觀察到黃綠色氣體 5.(2013·天津理綜,6)為增強(qiáng)鋁的耐腐蝕性,現(xiàn)以鉛蓄電池為外電源,以Al作陽(yáng)極、Pb作陰極,電解稀硫酸,使鋁表面的氧化膜增厚。反應(yīng)原理如下: 電池:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)+2H2O(l) 電解池:2Al+3H2OAl2O3+3H2↑ 電解過程中,以下判斷正確的是(  ) 電池 電解池 A H+移向Pb電極 H+移向Pb電極 B 每消耗3 mol Pb 生成2 mol Al2O3 C

7、 正極:PbO2+4H++2e-===Pb2++2H2O 陽(yáng)極:2Al+3H2O-6e-===Al2O3+6H+ D 6.(2013·浙江理綜,11)電解裝置如圖所示,電解槽內(nèi)裝有KI及淀粉溶液,中間用陰離子交換膜隔開。在一定的電壓下通電,發(fā)現(xiàn)左側(cè)溶液變藍(lán)色,一段時(shí)間后,藍(lán)色逐漸變淺。 已知:3I2+6OH-===IO+5I-+3H2O 下列說(shuō)法不正確的是(  ) A.右側(cè)發(fā)生的電極反應(yīng)式:2H2O+2e-===H2↑+2OH- B.電解結(jié)束時(shí),右側(cè)溶液中含IO C.電解槽內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式:KI+3H2OKIO3+3H2↑ D.如果用陽(yáng)離子交換膜代替陰離

8、子交換膜,電解槽內(nèi)發(fā)生的總化學(xué)反應(yīng)不變 7.[2014·山東理綜,30(1)]離子液體是一種室溫熔融鹽,為非水體系。由有機(jī)陽(yáng)離子、Al2Cl和AlCl組成的離子液體作電解液時(shí),可在鋼制品上電鍍鋁。 鋼制品應(yīng)接電源的________極,已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽(yáng)離子不參與電極反應(yīng),陰極電極反應(yīng)式為______________。若改用AlCl3水溶液作電解液,則陰極產(chǎn)物為________。 8.[2014·北京理綜,26(4)]電解NO制備NH4NO3,其工作原理如下圖所示,為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,需補(bǔ)充物質(zhì)A,A是________,說(shuō)明理由:_____________

9、______________________ ________________________________________________________________________。 9.[2014·重慶理綜,11(4)]一定條件下,如圖所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫(忽略其他有機(jī)物)。 (1)導(dǎo)線中電子移動(dòng)方向?yàn)開_______。 (用A、D表示) (2)生成目標(biāo)產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為________。 (3)該儲(chǔ)氫裝置的電流效率η=________(η=×100%,計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位) 10.[2014·課標(biāo)全國(guó)Ⅰ,27(4)]H3PO2也可用電滲析法制備

10、。 “四室電滲析法”工作原理如圖所示(陽(yáng)膜和陰膜分別只允許陽(yáng)離子、陰離子通過): (1)寫出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式________________________________。 (2)分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因________________________。 (3)早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2將 “四室電滲析法”中陽(yáng)極室的稀硫酸用 H3PO2稀溶液代替。并撤去陽(yáng)極室與產(chǎn)品室之間的陽(yáng)膜,從而合并了陽(yáng)極室與產(chǎn)品室。 其缺點(diǎn)是產(chǎn)品中混有________雜質(zhì)。該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是:______________________________ _________________

11、_______________________________________________________。 11.(1)[2014·四川理綜,11(4)]MnO2可作超級(jí)電容器材料。用惰性電極電解MnSO4溶液可制得MnO2,其陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是________________________________________________________________________。 (2)[(2014·江蘇化學(xué),20(1)]硫化氫的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護(hù)的重要研究課題。 由硫化氫獲得硫單質(zhì)有多種方法。 將燒堿吸收H2S后的溶液加入到如圖所示的電解池的陽(yáng)極區(qū)進(jìn)行電解。電

12、解過程中陽(yáng)極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng): S2--2e-===S (n-1)S+S2-===S ①寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式:________________________________________________________________________。 ②電解后陽(yáng)極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì),其離子方程式可寫成___________________________________________。 1.(2015·山東濰坊期末,1)下圖所示的日常生活裝置中,與iphone 5s手機(jī)充電的能量轉(zhuǎn)化形式相同的是(  ) 2.(2015·廣西桂林期末,3)要實(shí)現(xiàn)反應(yīng)

13、:Cu+2HCl===CuCl2+H2↑,設(shè)計(jì)了下列四個(gè)實(shí)驗(yàn),你認(rèn)為可行的是(  ) 3.(2014·云南一次檢測(cè),11)鋁表面在空氣中天然形成的氧化膜耐磨性和抗蝕性不夠強(qiáng)。 控制一定的條件,用如圖所示的電化學(xué)氧化法,可在鋁表面生成堅(jiān)硬的氧化膜。下列有關(guān)敘述正確的是(  ) A.陰極上有金屬鋁生成 B.電極A為石墨、電極B為金屬鋁 C.OH-在電極A上放電,有氧氣生成 D.陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2Al-6e-+3H2O===Al2O3+6H+ 4.(2015·山東日照三校聯(lián)考,14)納米級(jí)Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注。采用離子交換膜控制電解液中OH-的濃度制備納米

14、級(jí)Cu2O的裝置如圖所示,發(fā)生的反應(yīng)為:2Cu+H2OCu2O+H2↑。下列說(shuō)法正確的是(  ) A.鈦電極發(fā)生氧化反應(yīng) B.陽(yáng)極附近溶液的pH逐漸增大 C.離子交換膜應(yīng)采用陽(yáng)離子交換膜 D.陽(yáng)極反應(yīng)式是:2Cu+2OH--2e-===Cu2O+H2O 5.(2015·山東煙臺(tái)質(zhì)檢,5)等物質(zhì)的量的BaCl2、K2SO4和AgNO3溶于水形成混合溶液,用石墨電極電解此溶液,經(jīng)過一段時(shí)間后,陰、陽(yáng)兩極收集到的氣體體積之比為3∶2。下列說(shuō)法正確的是(  ) A.陰極反應(yīng)為:Ag++e-===Ag B.陽(yáng)極始終發(fā)生反應(yīng):2Cl--2e-===Cl2↑ C.兩極共生成三種氣體 D

15、.向電解后溶液中通入適量的HCl可使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài) 6.(2014·太原測(cè)評(píng),21)結(jié)合如圖中判斷,下列敘述正確的是(  ) A.K與N連接時(shí),X為硫酸,一段時(shí)間后溶液的pH增大 B.K與N連接時(shí),X為氯化鈉,石墨電極反應(yīng):2H++2e-===H2↑ C.K與M連接時(shí),X為硫酸,一段時(shí)間后溶液的pH增大 D.K與M連接時(shí),X為氯化鈉,石墨電極反應(yīng)為4OH--4e-===2H2O+O2↑ 7.(2015·哈爾濱六中期末,7) 用如圖所示裝置制取純凈的Fe(OH)2,下列說(shuō)法不正確的是(  ) A.a(chǎn)電極一定是鐵,電解液c可以是CuCl2溶液 B.電解一段時(shí)間,b

16、電極附近pH升高 C.溶液中的陰離子向a電極移動(dòng) D.在加入苯之前應(yīng)將電解液c加熱煮沸 8.(2014·蘭州調(diào)研,19)在特殊電解質(zhì)熔融氧化鋁中將化學(xué)反應(yīng)Mg(l)+FeCl2(l)===MgCl2(l)+Fe(l)設(shè)計(jì)成原電池。用該原電池給下列裝置供電進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn),請(qǐng)回答下列問題。 (1)該原電池的負(fù)極為________,能否用熔融氯化鋁代替熔融氧化鋁作電解質(zhì),并說(shuō)明理由________________________________ ________________________________________________________________________

17、。 (2)若用此裝置精煉鎳,則________極(填“X”或“Y”)是粗鎳,電解質(zhì)溶液是________。 (3)若用此裝置在鐵件上鍍一層銅,Y極是________(填“鐵件”或“銅板”),電解質(zhì)溶液是________________。 9.(2014·貴陽(yáng)期末,17) 某課外活動(dòng)小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了電化學(xué)相關(guān)知識(shí)后,用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),請(qǐng)回答下列問題: (1)實(shí)驗(yàn)一:將開關(guān)K與a連接,則乙為________極,電極反應(yīng)式為________________。 (2)實(shí)驗(yàn)一結(jié)束后,該研究小組的同學(xué)決定在乙電極表面上鑲嵌下列金屬中的一種以防止鐵被腐蝕,正確的選擇是________(填

18、字母)。 A.Cu B.Zn C.Sn D.Ag (3)實(shí)驗(yàn)二:開關(guān)K與b連接,則乙________極,總反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________________。 (4)對(duì)于實(shí)驗(yàn)二,下列說(shuō)法正確的是________(填字母)。 A.溶液中Na+向甲極移動(dòng) B.從甲極處逸出的氣體能使?jié)駶?rùn)的KI-淀粉試紙變藍(lán) C.反應(yīng)一段時(shí)間后加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度 D.反應(yīng)在結(jié)束后,甲電極和乙電極上收集到的氣體體積一定相等 (5)該研究小組的同學(xué)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)二結(jié)束的溶液中滴加酚酞溶液,發(fā)現(xiàn)________(填“甲”或“乙”)

19、極附近變紅。若標(biāo)準(zhǔn)狀況下乙電極產(chǎn)生22.4 mL,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________ mol;若剩余溶液體積為200 mL,則該溶液的pH為________。 10.(2014·南昌調(diào)研,21)ClO2為一種黃綠色氣體,是目前國(guó)際上公認(rèn)的高效、廣譜、快速安全的殺菌劑,制備ClO2的新工藝是電解法。 (1)如圖表示用石墨做電極,在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2,寫出陽(yáng)極產(chǎn)生ClO2的電極方程式:______________________________________________ ______________________________________________

20、__________________________; 圖中b電極為________(填“陽(yáng)極”或“陰極”)。 (2)電解一段時(shí)間,當(dāng)陰極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體112 mL時(shí),停止電解,則通過陽(yáng)離子交換膜的陽(yáng)離子物質(zhì)的量為________mol,陰極區(qū)pH________(填“變大”“變小”或“不變”)。 (3)ClO2對(duì)污水中Fe2+、Mn2+、S2-、CN-等有明顯去除效果,某工廠中污水含CN-(a mol·L-1),現(xiàn)將ClO2把CN-氧化成兩種無(wú)毒氣體,寫出該反應(yīng)的離子方程式:_____________________________。 11.(2014·湖南長(zhǎng)郡中學(xué)模擬,18)下

21、圖是一個(gè)電化學(xué)過程的示意圖。 Ⅰ.在甲池中,若A端通入甲醇,B端通入氧氣,丙池中裝有溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.00%的Na2SO4溶液100 g,過一段時(shí)間后,丙池中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變?yōu)?0.99%。 (1)此時(shí)A端為電源的________極(填“正”或“負(fù)”),A極的電極反應(yīng)式為_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若乙池溶液的體積為1 L,則此時(shí)乙池溶液中c(H+)=________(不考

22、慮Ag+的水解)。 (3)丙池中產(chǎn)生的氣體體積為________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。 Ⅱ.制取KMnO4的最好方法是電解K2MnO4,若此時(shí)把丙池中陽(yáng)極材料換為鎳板,陰極材料換為鐵板,硫酸鈉溶液換成K2MnO4溶液,則可制取KMnO4。 (4)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_______________________________。 此時(shí)溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。 考點(diǎn)專練20 電解池 【三年高考真題演練】 [2015年高考真題] 1.D [Cl-在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成ClO-,水電離出的H+在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成H2

23、,又由于電解質(zhì)溶液呈堿性,故A、B、C項(xiàng)正確;D項(xiàng),溶液呈堿性,離子方程式中不能出現(xiàn)H+,正確的離子方程式為2CN-+5ClO-+H2O===N2↑+2CO2↑+5Cl-+2OH-,錯(cuò)誤。] 2.B [A項(xiàng),該裝置是電解池,在電解和光的作用下H2O在光催化劑的表面轉(zhuǎn)化為O2和H+,故該裝置是將電能和光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,錯(cuò)誤;B項(xiàng),根據(jù)同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引的原則,該裝置工作時(shí),H+從陽(yáng)極b極區(qū)向陰極a極區(qū)遷移,正確;C項(xiàng),該電解池的總反應(yīng)式為:6CO2+8H2O2C3H8O+9O2。根據(jù)總反應(yīng)方程式可知,每生成1 mol O2,有 mol CO2被還原,其質(zhì)量為 g,錯(cuò)誤;D項(xiàng),a

24、電極為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為:3CO2+18H++18e-===C3H8O+5H2O,錯(cuò)誤。] 3.D [由水和二氧化碳生成氫氣和一氧化碳發(fā)生還原反應(yīng),此極上得到電子,應(yīng)為陰極,故X極為電源的負(fù)極,A、B項(xiàng)正確;C項(xiàng),根據(jù)電極上的反應(yīng)物和生成物,可知總反應(yīng)方程式正確;D項(xiàng),因陽(yáng)極電極反應(yīng)式為2O2--4e-===O2↑,結(jié)合電子得失相等,可知陰、陽(yáng)兩極生成氣體的物質(zhì)的量之比為2∶1,錯(cuò)誤。] 4.解析 (1)B極區(qū)生成H2 ,同時(shí)會(huì)生成LiOH ,則B極區(qū)電解液為L(zhǎng)iOH 溶液;電極A為陽(yáng)極,在陽(yáng)極區(qū)LiCl 溶液中Cl- 放電,電極反應(yīng)式為2Cl--2e-===Cl2↑;在電解

25、過程中Li+(陽(yáng)離子)向B電極(陰極區(qū))遷移。(2)Co(OH)3首先被H2SO4 溶解生成Co3+,Co3+具有氧化性,可將SO氧化為SO,同時(shí)自身被還原為Co2+,寫出離子方程式并配平即可。鐵渣中Fe 元素的化合價(jià)為+3價(jià)。CO2的物質(zhì)的量為:n(CO2)==0.06 mol,根據(jù)CoC2O4的組成可知Co物質(zhì)的量為0.03 mol,其質(zhì)量Co為:m=0.03 mol×59 g·mol-1=1.77 g,設(shè)鈷氧化物的化學(xué)式為CoxOy,根據(jù)元素的質(zhì)量比可得:59x∶16y=1.77 g∶(2.41 g-1.77 g),解得x∶y=3∶4,所以鈷氧化物的化學(xué)式為:Co3O4。 答案 (1)

26、LiOH 2Cl--2e-===Cl2↑ B (2)2Co(OH)3+SO+4H+===2Co2++SO+5H2O [或Co(OH)3 +3H+===Co3+ +3H2O,2Co3+ +SO+H2O===2Co2++SO+2H+]?。? Co3O4 [兩年經(jīng)典高考真題] 1.D [以石墨為電極,電解KI溶液,發(fā)生的反應(yīng)為2KI+2H2O2KOH+H2↑+I(xiàn)2(類似于電解飽和食鹽水),陰極產(chǎn)物是H2和KOH,陽(yáng)極產(chǎn)物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉,所以陽(yáng)極附近的溶液會(huì)變藍(lán)(淀粉遇碘變藍(lán)),陰極附近的溶液會(huì)變紅(溶液呈堿性),A、B、C正確;由于電解產(chǎn)物有KOH生成,所以溶液的pH逐

27、漸增大,D錯(cuò)誤。] 2.A [電極Ⅰ為Al,其他電極均為Cu,可判斷,Ⅰ是原電池的負(fù)極,Ⅱ是原電池的正極,Ⅲ是電解池的陽(yáng)極,Ⅳ是電解池的陰極,A項(xiàng),外電路電流方向是從正極流向負(fù)極,即電極Ⅳ→?→電極Ⅰ,正確;B項(xiàng),負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),錯(cuò)誤;C項(xiàng),正極上的電極反應(yīng)為Cu2++2e-===Cu,電極Ⅱ有Cu析出逐漸加重,錯(cuò)誤;D項(xiàng),陽(yáng)極的電極反應(yīng)為Cu-2e-===Cu2+,錯(cuò)誤。] 3.D [電極b和d上沒有氣體逸出,且質(zhì)量均增大,說(shuō)明在電解池Ⅰ、Ⅱ中陰極放電的金屬離子均位于金屬活動(dòng)性順序表中氫之后,故排除A、B、C項(xiàng)。D項(xiàng),假定通過2 mol電子,則b電極生成1 mol Cu,增重64 g,

28、d電極生成2 mol Ag,增重216 g,故增重b

29、e-+SO===PbSO4,析出的PbSO4附在電極上,電極質(zhì)量增大,而在電解池中Pb為陰極不參與電極反應(yīng),故質(zhì)量不發(fā)生改變,D正確。] 6.D [左側(cè)變藍(lán),說(shuō)明左側(cè)是陽(yáng)極,I-在陽(yáng)極放電,被氧化生成I2,因而右側(cè)是陰極,只能是水電離的H+放電被還原生成H2,其電極反應(yīng)為2H2O+2e-===H2↑+2OH-,A項(xiàng)正確;OH-通過陰離子交換膜進(jìn)入左側(cè)與I2反應(yīng)生成IO,B項(xiàng)正確;電解KI的過程發(fā)生如下兩個(gè)反應(yīng): ①2I-+2H2OI2+2OH-+H2↑ ②3I2+6OH-===IO+5I-+3H2O ①×3+②即得總方程式,C項(xiàng)正確;如果將陰離子交換膜換成陽(yáng)離子交換膜,陰極產(chǎn)生的OH-

30、將不能到達(dá)陽(yáng)極區(qū),I2與OH-無(wú)法反應(yīng)生成IO,因而D項(xiàng)錯(cuò)。] 7.解析 在鋼制品上電鍍鋁,故鋼制品應(yīng)作陰極,與電源的負(fù)極相連;因?yàn)殡婂冞^程中“不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽(yáng)離子不參與電極反應(yīng)”,Al元素在熔融鹽中以Al2Cl和AlCl形式存在,則電鍍過程中陰極電極反應(yīng)是4Al2Cl+3e-===Al+7AlCl;在水溶液中,得電子能力:H+>Al3+,故陰極上發(fā)生的反應(yīng)是2H++2e-===H2↑,陰極產(chǎn)物為H2。 答案 負(fù) 4Al2Cl+3e-===Al+7AlCl H2 8.解析 根據(jù)電解NO制備NH4NO3的工作原理圖知:陰極反應(yīng)式為3NO+15e-+18H+===3NH+3H2O,陽(yáng)極

31、反應(yīng)式為5NO-15e-+10H2O===5NO+20H+,總反應(yīng)式為:8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3為了使電解產(chǎn)生的HNO3全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3應(yīng)補(bǔ)充NH3。 答案 NH3 根據(jù)反應(yīng):8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,電解產(chǎn)生的HNO3多 9.解析 (1)由于從發(fā)生了得電子的還原反應(yīng),故D為陰極,E為陽(yáng)極,A為負(fù)極,B為正極,導(dǎo)線中電子移動(dòng)方向?yàn)锳→D。(2)由①知D電極生成目標(biāo)產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為。(3)由(1)知,E電極反應(yīng)為2H2O-4e-===4H++O2↑,則生成2.8 mol O2轉(zhuǎn)移的電子為2.8 mol×4=11.2 mol,電解過程中通過陰、陽(yáng)極的

32、電子數(shù)目相等,即陰極得到電子也為11.2 mol,陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為C6H6+6H++6e-===C6H12,2H++2e-===H2↑,設(shè)參加反應(yīng)的苯的物質(zhì)的量為x,其轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為6x,生成的H2為 mol,依題意得×100%=10%,x=1.2。生成目標(biāo)產(chǎn)物消耗的電子為1.2 mol×6=7.2 mol,電流效率η=×100%≈64.3%。 答案 (1)A→D (2) (3)64.3% 10.解析 (1)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),由于OH-的放電性大于SO,則在反應(yīng)中OH-失去電子,電極反應(yīng)式為2H2O-4e-===4H++O2↑。 (2)陽(yáng)極室H2O放電產(chǎn)生H+,H+

33、進(jìn)入產(chǎn)品室,原料室中的H2PO穿過陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室,兩者發(fā)生反應(yīng):H++H2POH3PO2。 (3)如果撤去陽(yáng)膜,H2PO或H3PO2可能被氧化為PO。 答案 (1)2H2O-4e-===O2↑+4H+ (2)陽(yáng)極室的H+穿過陽(yáng)膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室,原料室的H2PO穿過陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室,二者反應(yīng)生成H3PO2 (3)PO H2PO或H3PO2被氧化 11.解析 (1)根據(jù)Mn的化合價(jià),從+2價(jià)→+4價(jià),失電子發(fā)生氧化反應(yīng),則陽(yáng)極電極反應(yīng)式為Mn2++2H2O-2e-===MnO2+4H+。 (2)①電解時(shí),陰極溶液中的陽(yáng)離子放電,即水溶液中的H+放電生成H2和OH-。②由題給反應(yīng)可知

34、,陽(yáng)極區(qū)生成了S,S可以理解為(n-1)S+S2-,加入稀硫酸生成S單質(zhì)同時(shí)還有H2S氣體。 答案 (1)Mn2++2H2O-2e-===MnO2+4H+ (2)①2H2O+2e-===H2↑+2OH- ②S+2H+===(n-1)S↓+H2S↑ 【兩年模擬試題精練】 1.A [A項(xiàng)是將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能;B項(xiàng)是將水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化成電能;C項(xiàng)是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成熱能;D項(xiàng)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。] 2.C [銅與鹽酸不能直接發(fā)生反應(yīng),由于不是能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),故不能設(shè)計(jì)成原電池,即A、B選項(xiàng)不符合;由于銅失去電子,故銅作陽(yáng)極,與電源的正極相連,選項(xiàng)C符合。] 3.D [A項(xiàng),Al3+

35、氧化性小于H+,陰極上H+放電生成H2;B項(xiàng),金屬鋁被氧化,做電解池的陽(yáng)極。] 4.D [鈦電極為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;銅作陽(yáng)極,陽(yáng)極上銅發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),陽(yáng)極反應(yīng)式為2Cu+2OH--2e-===Cu2O+H2O,OH-由陰極區(qū)遷移到陽(yáng)極區(qū)參與反應(yīng),離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確;由陰極區(qū)遷移過來(lái)的OH-在陽(yáng)極全部參與反應(yīng);陽(yáng)極附近溶液的pH不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤。] 5.C [三種物質(zhì)溶于水后,發(fā)生反應(yīng)Ba2++SO===BaSO4↓、Ag++Cl-===AgCl↓,則混合溶液的溶質(zhì)為KCl和KNO3。由題意,陰、陽(yáng)兩極收集到的氣體體積之比為3∶2,所以陰極反應(yīng)為:

36、2H++2e-===H2↑,陽(yáng)極反應(yīng)為:2Cl--2e-===Cl2↑和4OH--4e-===O2↑+2H2O,陰、陽(yáng)兩極共生成氫氣、氯氣和氧氣三種氣體,要使電解質(zhì)溶液復(fù)原,需要通入適量的HCl,還需要加入適量的水。] 6.A [A項(xiàng),K與N連接時(shí)形成原電池,X為硫酸時(shí),電池總反應(yīng)為Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑,所得溶液pH增大,正確;B項(xiàng),X為NaCl溶液時(shí),發(fā)生Fe的吸氧腐蝕反應(yīng),石墨是正極,正極反應(yīng)式:O2+4e-+2H2O===4OH-,錯(cuò)誤;C項(xiàng),K與M相連時(shí)形成電解池,X為硫酸,實(shí)質(zhì)發(fā)生電解水反應(yīng),H2O被消耗掉,則硫酸濃度增大,pH減小,錯(cuò)誤;D項(xiàng),是電解NaCl溶

37、液,石墨是陽(yáng)極,陽(yáng)極反應(yīng)式:2Cl--2e-===Cl2↑,錯(cuò)誤。] 7.A [A項(xiàng),若電解液為CuCl2溶液,電解的總反應(yīng)為Fe+Cu2+===Fe2++Cu,無(wú)法得到Fe(OH)2,錯(cuò)誤;B項(xiàng),要得到Fe(OH)2,陰極即b電極發(fā)生H2O電離的H+放電反應(yīng),H+濃度減小,促進(jìn)H2O的電離,使得溶液中OH-濃度增大,故pH升高,正確;C項(xiàng),電解質(zhì)溶液中陰離子應(yīng)向陽(yáng)極移動(dòng),即向a電極移動(dòng),正確;D項(xiàng),加入苯之前應(yīng)將電解液c加熱煮沸,以趕出溶解在其中的O2,防止Fe(OH)2被氧化,正確。] 8.解析 (1)由電池總反應(yīng)可知,鎂作負(fù)極;不能用熔融氯化鋁代替熔融氧化鋁作電解質(zhì),因?yàn)槁然X為共價(jià)

38、化合物,熔融時(shí)不電離,不能導(dǎo)電。(2)電解精煉時(shí),不純的金屬作陽(yáng)極,純的金屬作陰極,純金屬的可溶性鹽作電解質(zhì)溶液。(3)電鍍時(shí)鍍件作陰極,鍍層金屬作陽(yáng)極,含有鍍層金屬離子的可溶性鹽作電解質(zhì)溶液。 答案 (1)Mg 不能,氯化鋁是共價(jià)化合物,熔融時(shí)不電離,不能導(dǎo)電 (2)Y 硫酸鎳溶液(或可溶性的鎳鹽) (3)銅板 硫酸銅溶液(或可溶性的銅鹽) 9.解析 (1)K與a相連構(gòu)成原電池,鐵作為原電池的負(fù)極,失去電子發(fā)生氧化反應(yīng):Fe-2e-===Fe2+。(2)在Fe上鍍的金屬必須比鐵活潑,所以選擇Zn。(3)K與b相連構(gòu)成電解池,乙與電源負(fù)極相連,所以作為電解池的陰極。(4)A項(xiàng),電解池中

39、陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),錯(cuò)誤;B項(xiàng),甲極Cl-放電生成Cl2,Cl2可使?jié)駶?rùn)的淀粉-碘化鉀試紙變藍(lán),正確;C項(xiàng),兩電極生成的是等量的H2和Cl2,應(yīng)通入HCl,若加入鹽酸會(huì)引進(jìn)H2O,使溶液濃度變稀,錯(cuò)誤;D項(xiàng),陰極Cl-放電結(jié)束后OH-放電得到O2,錯(cuò)誤。(5)乙電極是H+放電,所以該電極處產(chǎn)生了大量的OH-,加入酚酞溶液變紅;乙電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑,n(e-)=2n(H2)=2×22.4 mL÷22.4 mol·L-1=0.002 mol c(H+)====0.01 mol·L-1,所以pH=12。 答案 (1)負(fù) Fe-2e-===Fe2+ (2)B (3)陰 2Cl

40、-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ (4)B (5)乙 0.002 12 10.解析 (1)電解液中陽(yáng)離子由左至右,故左邊是陽(yáng)極,右邊是陰極(b是陰極)。(2)陰極產(chǎn)生的是H2,n(H2)=0.005 mol,需要轉(zhuǎn)移的電子為0.01 mol,通過陽(yáng)離子交換膜的為H+,故n(H+)=0.01 mol;陰極區(qū)H+放電,pH變大。(3)根據(jù)電子得失守恒、電荷守恒和原子守恒得2ClO2+2CN-===N2+2CO2+2Cl-。 答案 (1)Cl--5e-+2H2O===ClO2↑+4H+ 陰極 (2)0.01 變大 (3)2ClO2+2CN-===N2+2CO2+2Cl- 11.解

41、析?、?甲池為原電池,A為負(fù)極,甲醇失電子生成CO,丙池是電解水,設(shè)消耗水x g,10.00%×100=10.99%×(100-x),x≈9,n(H2O)=0.5 mol,依據(jù)2H2O2H2↑+O2↑,生成n(O2)=0.25 mol、n(H2)=0.5 mol,共0.75 mol氣體;乙池C棒為陽(yáng)極,生成O2,依據(jù)得失電子守恒可知乙池碳棒與丙池左邊碳棒生成的O2相同,n(O2)=0.25 mol,消耗n(H2O)=0.5 mol,生成n(H+)=1 mol,c(H+)=1 mol·L-1;(4)依據(jù)信息MnO中Mn元素的化合價(jià)升高1變?yōu)镸nO,所以陽(yáng)極反應(yīng)式為MnO-e-===MnO,陰極發(fā)生2H++2e-===H2↑,最終電解質(zhì)溶液pH增大。 答案 (1)負(fù) CH3OH-6e-+8OH-===CO+6H2O (2)1 mol·L-1 (3)16.8 (4)MnO-e-===MnO 增大

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