2017届江苏省高考化学一轮复习专题4《化学反应与能量变化》18《电解池及其应用》(苏教版)Word

课时18电解池及其应用1(2016·苏州一模)铅蓄电池在现代生活中有广泛应用，其电极材料是Pb和PbO2，电解液是硫酸。现用铅蓄电池电解硫酸钠稀溶液一段时间后，假设电解时温度不变且用惰性电极，下列说法正确的是()A.蓄电池放电时，每消耗0.1molPbO2，生成0.1molPbSO4B.电解硫酸钠溶液时的阳极反应式为4OH--4e-2H2O+O2↑C.电解一段时间后若硫酸钠溶液中没有晶体析出，则c(Na2SO4)不变D.蓄电池放电一段时间后其电解液中H2SO4的浓度、密度都变大【答案】B【解析】Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O，每消耗0.1molPbO2生成0.2molPbSO4，A错误；阳极是氢氧根离子放电，B正确；电解硫酸钠的稀溶液，实质是电解水，硫酸钠溶液的浓度增大，C错误；放电时消耗硫酸同时生成了水，硫酸的浓度、密度都变小，D错误。2(2015·南京、盐城、徐州二模)一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如下图所示，图中有机废水中有机物可用C6H10O5表示。下列有关说法正确的是()A.b电极为该电池的负极B.b电极附近溶液的pH减小C.a电极反应式：C6H10O5-24e-+7H2O6CO2↑+24H+D.中间室：Na+移向左室，Cl-移向右室【答案】C【解析】由图示可看出，在a极上有机物转变成CO2，电极反应式为C6H10O5-24e-+7H2O6CO2↑+24H+，C正确；在b电极上N-3O转变成N2，电极反应式为2N-3O+10e-+12H+N2↑+6H2O，故b极为正极，且电极附近pH增大，A、B错误；在原电池中阳离子移向正极而阴离子移向负极，D错误。3(2014·广东高考)某同学组装了下图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他均为Cu，则()A.电流方向：电极Ⅳ→→电极ⅠB.电极Ⅰ发生还原反应C.电极Ⅱ逐渐溶解D.电极Ⅲ的电极反应式：Cu2++2e-Cu【答案】A【解析】根据金属的活泼性确定Ⅰ为负极，Ⅱ为正极，电子从电极Ⅰ经过电流表流向电极Ⅳ，电流方向与之正好相反，A正确；电极Ⅰ发生氧化反应，B错误；电极Ⅱ上反应为Cu2++2e-Cu，C错误；Ⅲ是阳极，Ⅳ是阴极，Ⅲ上反应为Cu-2e-Cu2+，D错误。4(2015·焦作一模)下图是一套电化学装置，下列有关说法错误的是()A.装置A是原电池，装置B是电解池B.反应一段时间后，装置B中溶液pH增大C.a口若消耗1molCH4，d口可产生4mol气体D.a口通入C2H6时的电极反应为C2H6-14e-+18OH-2C2-3O+12H2O【答案】B【解析】A装置进气，B装置出气，所以A是原电池，B是电解池，A正确；B中本质上电解水，c(H+)增大，pH减小，B错误；若a口消耗1molCH4，则转移8mol电子，a极是负极，d极是阴极，产生H2，根据得失电子守恒，产生4molH2，C正确；a口通入C2H6，碳元素化合价升高了7，C2H6失去14个电子，碱性溶液生成C2-3O，根据电荷守恒，需要18OH-，根据H原子守恒，生成12H2O，D正确。5下列说法正确的是(填字母)。A.氯碱工业中，烧碱在阳极区生成B.马口铁(镀锡铁皮)镀层破损后铁仍不易腐蚀C.电解熔融氯化铝冶炼金属铝D.氯化镁属于电解质，工业上可用电解其溶液的方法制镁E.电镀时，镀层金属与直流电源的正极相连F.铁片镀锌时，铁片与外电源的正极相连G.电解法精炼铜时，以粗铜作阳极，纯铜作阴极H.用图1装置电解精炼铝I.用图2所示方法可保护钢闸门不被腐蚀图1图2【答案】EG【解析】A项，氯碱工业中阴极区H+放电，产生OH-，因而NaOH在阴极区产生，错误；B项，马口铁(镀锡铁皮)镀层破损后构成原电池，铁作负极，腐蚀加剧，错误；C项，铝的冶炼应电解熔融的氧化铝，氯化铝是共价化合物，熔融状态不导电，错误；D项，镁的冶炼应电解熔融的氯化镁，电解其溶液则生成Mg(OH)2，错误；E项，电镀时，镀层金属作阳极，应与直流电源的正极相连，正确；F项，铁片镀锌时，锌作阳极，锌与外电源的正极相连，错误；G项，精炼铜时，以粗铜作阳极，纯铜作阴极，正确；H项，电解精练Al时，粗铝作阳极与电源正极相连，纯铝作阴极与电源负极相连，错误；I项，图2所示的应该是外加电流的阴极保护法，应有外加电源，且钢闸门连接电源负极，错误。6(2014·扬州一模)电浮选凝聚法处理污水的原理如右下图所示。电解过程生成的胶体能使污水中的悬浮物凝聚成团而除去，电解时阳极也会产生少量气体。下列说法正确的是()A.可以用铝片或铜片代替铁片B.阳极产生的气体可能是O2C.电解过程中H+向阳极移动D.若污水导电能力较弱，可加入足量硫酸【答案】B【解析】该装置中阳极上铁失电子生成Fe2+，进一步生成的Fe3+在溶液中形成氢氧化铁胶体，从而起到凝聚作用，因铜离子不能形成胶体，A错；阳极上OH-可以失电子生成O2，B正确；电解过程中阳离子向阴极移动，C错；在污水中加入硫酸，氢氧化铁胶体将无法形成，D错。7.(2015·保定联考)下图两个装置中，液体体积均为200mL，开始工作前电解质溶液的浓度均为0.5mol·L-1，工作一段时间后，测得有0.02mol电子通过，若忽略溶液体积的变化，下列叙述正确的是()A.产生气体体积①=②B.①中阴极质量增加，②中正极质量减小C.①中阳极反应式：4OH--4e-2H2O+O2↑，②中负极反应式：2H++2e-H2↑D.溶液的pH变化：①减小，②增大【答案】D【解析】①中是电解硫酸铜溶液，阳极：2H2O-4e-4H++O2↑，阴极：Cu2++2e-Cu，②是原电池，锌是负极，电极反应式为Zn-2e-Zn2+，Cu作正极，电极反应式为2H++2e-H2↑，C错误；当有0.02mol电子通过，①中产生0.005molO2，②中产生0.01molH2，A错误；②中正极铜质量不变，B错误；①中生成硫酸，pH减小，②中消耗硫酸，pH增大，D正确。8.用惰性电极电解溶液，下列说法正确的是()A.电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变B.电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH-，故溶液pH减小C.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2D.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上产物的物质的量之比为1∶1【答案】D【解析】电解稀硫酸，本质上是电解水，所以水减少，c(H+)增大，pH减小，A错；电解氢氧化钠溶液，本质上是电解水，所以水减少，c(OH-)增大，pH增大，B错；电解硫酸钠溶液，本质上是电解水，阴极产生H2，阳极产生O2，且物质的量之比为2∶1，C错；电解氯化铜溶液，阴极析出Cu，阳极产生Cl2，物质的量之比为1∶1，D正确。9.(2014·浙江高考)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式如下：Ni(OH)2+MNiOOH+MH已知：6NiOOH+NH3+H2O+OH-6Ni(OH)2+N-2O，下列说法正确的是()A.NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式：NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-B.充电过程中OH-从阳极向阴极迁移C.充电过程中阴极的电极反应式为H2O+M+e-MH+OH-，H2O中的H被M还原D.NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液【答案】AC【解析】根据充电时总反应式，可以写出阳极反应式为Ni(OH)2-e-+OH-NiOOH+H2O，阴极反应式为H2O+M+e-MH+OH-，放电时正极反应式为NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-，A、C正确；充电时，阴离子移向阳极，B错误；根据已知条件，NiOOH可以跟氨水反应，D错误。10.(2015·石家庄二模)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A.图a中，插入海水中的铁棒越靠近底端腐蚀越严重B.图b中，闭合K2，铁电极的腐蚀速率比闭合K1时慢C.图c中，接通开关时，Zn的腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D.图d中，锌锰电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的【答案】B【解析】铁棒与水的接触面处，氧气的浓度最大，所以发生吸氧腐蚀最严重，A错误；图b中，闭合K2，形成电解池，其中Fe作阴极，被保护，而闭合K1，形成原电池，其中Fe作负极，被腐蚀，B正确；图c中，接通开关时形成原电池，Zn作负极，Zn的腐蚀速率增大，氢离子在Pt电极放电生成氢气的速率加快，C错误；自放电腐蚀Zn被氧化为Zn2+，主要是由Zn的还原作用引起的，D错误。11.电化学在处理环境污染方面发挥了重要的作用。(1)(2015·南京、盐城一模)据报道以二氧化碳为原料采用特殊的电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到多种燃料，其原理如图1所示。电解时其中b极上生成乙烯的电极反应式为。图1(2)(2015·常州一模)利用电解原理可将NO还原为N2，装置见图2，高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质，金属钯薄膜作电极。钯电极A为极，电极反应式为。图2图3(3)(2015·扬州一模)脱去冶金工业排放烟气中SO2的方法有多种。离子膜电解法：利用硫酸钠溶液吸收SO2，再用惰性电极电解。将阴极区溶液导出，经过滤分离硫黄后，可循环吸收利用，装置如图3所示，则阴极的电极反应式为，阳极产生气体的化学式为。【答案】(1)2CO2+12H++12e-C2H4+4H2O(2)阴2NO+4H++4e-N2+2H2O(3)SO2+4H++4e-S↓+2H2O(或H2SO3+4H++4e-S↓+3H2O)O2【解析】(1)b电极与电源的负极相连为阴极，该极通入了CO2，故在该电极上CO2得电子后结合迁移过来的H+生成乙烯，电极反应式为2CO2+12H++12e-C2H4+4H2O。(2)因为A电极上NO得电子后结合进入的H+生成N2，故A电极为阴极，电极反应式为2NO+4H++4e-N2+2H2O。(3)由于阴极生成了硫黄，则在阴极上SO2得电子后结合H+生成单质硫的同时生成了H2O，电极反应式为SO2+4H++4e-S↓+2H2O；在阳极上只能OH-失电子生成O2，故产生的气体为O2。12.右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列判断正确的是()A.a为负极、b为正极B.a为阳极、b为阴极C.电解过程中，d电极质量增加D.电解过程中，氯离子物质的量浓度不变【答案】A【解析】由溶液中离子移动方向可知，c是阴极，连接电源的负极，a是负极，A项正确，B项错误；阳极发生氧化反应，Cl-在阳极放电：2Cl--2e-Cl2↑，C、D项错误。13.如下图所示，四个装置中电极反应式相同的一组是()A.①⑦B.②⑥C.③④D.⑤⑧【答案】B【解析】①阴极Cu2++2e-Cu②阳极Cu-2e-Cu2+③阴极2H++2e-H2↑④阳极4OH--4e-2H2O+O2↑⑤阴极Cu2++2e-Cu⑥阳极Cu-2e-Cu2+⑦阴极Ag++e-Ag⑧阳极Ag-e-Ag+14.下图所示的电解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重bd。符合上述实验结果的盐溶液是()选项XYAMgSO4CuSO4BAgNO3Pb(NO3)2CFeSO4Al2(SO4)3DCuSO4AgNO3【答案】D【解析】题意表明b、d没有气体逸出，所电解的盐溶液中金属元素应该在金属活动顺序表中H以后，结合增重bd，只有D项符合题意。15.下列叙述正确的是()A.在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应B.用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴、阳两极产物的物质的量之比为1∶2C.原电池跟电解池连接后，电子从原电池负极流向电解池阳极D.电解饱和食盐水时，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气【答案】D【解析】A项，电解池的阳极发生氧化反应；B项，用惰性电极电解Na2SO4溶液，本质是电解水，阴极产生H2，阳极产生O2，物质的量之比为2∶1；C项，电子从原电池负极流向电解池阴极；D项，电解饱和食盐水，阴极由溶液中的H+放电，促使水