20202021学年高二化学重难点训练电解池pdf含解析

2020-2021学年高二化学重难点训练：电解池一、选择题（每小题只有一个正确选项，共10*6分）1．（2020全国高考2卷真题）电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag+注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是A．Ag为阳极B．Ag+由银电极向变色层迁移C．W元素的化合价升高D．总反应为：WO3+xAg=AgxWO3【答案】C【解析】从题干可知，当通电时，Ag+注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3器件呈现蓝色，说明通电时，Ag电极有Ag+生成然后经固体电解质进入电致变色层，说明Ag电极为阳极，透明导电层时阴极，故Ag电极上发生氧化反应，电致变色层发生还原反应。A．通电时，Ag电极有Ag+生成，故Ag电极为阳极，故A项正确；B．通电时电致变色层变蓝色，说明有Ag+从Ag电极经固体电解质进入电致变色层，故B项正确；C．过程中，W由WO3的+6价降低到AgxWO3中的+(6-x)价，故C项错误；D．该电解池中阳极即Ag电极上发生的电极反应为：xAg-xe-=xAg+，而另一极阴极上发生的电极反应为：WO3+xAg++xe-=AgxWO3，故发生的总反应式为：xAg+WO3=AgxWO3，故D项正确；答案选C。2．用石墨电极完成下列电解实验实验一实验二装置现象a、d处试纸变蓝;b处变红,局部褪色;c处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生;n处有气泡产生……下列对实验现象的解释或推测不合理的是（）A．a、d处：2H2O+2e-=H2↑+2OH-B．b处：2Cl--2e-=Cl2↑C．c处发生了反应：Fe-2e-=Fe2+D．根据实验一的原理,实验二中m处能析出铜【答案】B【解析】A、a、d处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，破坏了水的电离平衡，氢氧根离子浓度增大造成的，A正确；B、b处变红，局部褪色，说明是溶液中的氢氧根和氯离子同时放电，分别产生氧气和氯气，氢离子浓度增大，酸性增强，氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性，B错误；C、c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，C正确；D、实验一中ac形成电解池，db形成电解池，所以实验二中也相当于形成三个电解池（一个球两面为不同的两极），m为电解池的阴极，另一球朝m的一面为阳极（n的背面），故相当于电镀，即m上有铜析出，D正确；答案选B。3．若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式是Cu+2H+=Cu2++H2↑,则下列关于该装置的有关说法中正确的是()A．该装置可能是原电池,也可能是电解池B．该装置只能是原电池,且电解质溶液为硝酸C．该装置只能是电解池,且金属铜为该电解池的阳极D．该装置只能是原电池,电解质溶液不可能是盐酸【答案】C【解析】A、铜和盐酸或稀硫酸不能发生氧化还原反应，铜和硝酸能反应，但生成的气体是氮氧化物不是氢气，所以该装置只能是电解池而不是原电池，A错误；B、铜和硝酸能反应，但生成的气体是氮氧化物不是氢气，B错误；C、电解池中，铜失电子发生氧化反应，则为电解池的阳极，C正确；D、该装置只能是电解池，D错误。答案选C。4．下列说法正确的是()A．电解稀硫酸溶液，溶液的浓度会逐渐变大，pH逐渐变大B．氯碱工业中，电路中每转移1mol电子，理论上收集到1mol气体C．向电解氯化钠溶液所得的稀溶液中，加入浓盐酸，能恢复到原溶液浓度D．粗铜精炼时，粗铜应作电解池的阳极，电解质溶液在电解过程中浓度不变【答案】B【解析】A.惰性电极电解稀硫酸溶液，相当于是电解水，溶液的浓度会逐渐变大，酸性逐渐增强，所以pH逐渐变小，A错误；B.氯碱工业中，电路中每转移1mol电子，阳极氯离子失电子生成氯气2Cl--2e-=Cl2↑，阴极氢离子得电子生成氢气，2H++2e-=H2↑，则理论上阴极和阳极分别收集到0.5mol氢气和0.5mol氯气，共收集到1mol气体，B正确；C.惰性电极电解饱和食盐水，得到氢氧化钠、氢气和氯气，所以向电解氯化钠溶液所得的稀溶液中，通入氯化氢气体，能恢复到原溶液浓度，C错误；D.粗铜精炼时，粗铜应作电解池的阳极，但由于粗铜中含有锌、铁等活泼性强于铜的杂质，所以锌、铁等首先失去电子，而阴极始终是铜离子放电，所以电解质溶液在电解过程中浓度减小，D错误；答案选B。5．锂可用于氮的固定，其转化过程如图所示。下列说法错误的是A．反应①中N2是氧化剂B．反应②属于复分解反应C．转化过程中涉及的H2O、LiOH都属于电解质D．反应③中Li在阳极生成【答案】D【解析】根据图示，反应①为Li+N2→X，则X为Li3N，反应①为6Li+N2=2Li3N；反应②为Li3N+3H2O=3LiOH+NH3↑；反应③4LiOH4Li+O2↑+2H2O。A．反应①为6Li+N2=2Li3N，其中N2中N元素化合价降低，为氧化剂，故A正确；B．反应②Li3N+3H2O=3LiOH+NH3↑，属于复分解反应，故B正确；C．在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物为电解质，故LiOH和水为电解质，故C正确；D．反应③为4LiOH4Li+O2↑+2H2O，阴极上Li+放电，阳极上OH-放电，锂中在阴极上生成，故D错误；故选D。6．16．某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题（甲、乙、丙三池中溶质足量），当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。一段时间后，断开电键K，下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是A．CuB．CuOC．Cu（OH）2D．Cu2（OH）2CO3【答案】A【解析】甲池为燃料电池，A为负极，B为正极，则乙中C为阳极，D为阴极，阳极上Ag失电子生成银离子，阴极上铜离子得电子生成Cu，溶液中减少了Cu元素的质量，所以要让电解质复原，需要加入金属铜，故选：A。7．以惰性电极电解足量的CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100mol，则阴极上析出铜的质量为（）A．0.64gB．1.28gC．2.56gD．5.12g【答案】B【解析】惰性电极电解CuSO4溶液时，阳极产生的是氧气，则转移电子是0.04mol，因此根据电子得失守恒可知，析出铜是0.04mol2＝0.02mol，质量是0.02mol×64g/mol＝1.28g；答案选B。8．电解法在金属精炼、保护环境、处理废水中起着十分重要的作用。电解法处理酸性含铬废水（主要含有2-27CrO）时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应2-27CrO+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去。下列说法不正确的是A．阴极电极反应式：2H++2e-=H2↑B．阳极电极反应式：Fe-2e-=Fe2+C．当生成1molCr(OH)3时，电路中转移电子的物质的量至少为3molD．电解过程中水解平衡右移有Fe(OH)3沉淀生成【答案】C【解析】A．电解时，铁板作阴极，电解质溶液显酸性，阴极电极反应式：2H++2e-=H2↑，A说法正确；B．电解时，铁板作阳极，失电子生成亚铁离子，阳极电极反应式：Fe-2e-=Fe2+，B说法正确；C．当生成1molCr(OH)3时，消耗3molFe2+，则电路中转移电子的物质的量至少为6mol，C说法错误；D．电解过程中，氢离子浓度减小，水解平衡右移，则有Fe(OH)3沉淀生成，D说法正确；答案为C。9．利用图中装置可以制备一元弱酸H3BO3，下列说法不正确．．．的是()A．M室产生的气体为氧气B．阴极的电极反应式为：2H2O－2e－=2OH－＋H2↑C．原料室的[B(OH)4]－穿过阴离子交换膜进入产品室D．当电路中通过1mol电子时，可得到1molH3BO3【答案】B【解析】M室中的石墨电极与电源的正极相连，则M室的石墨电极为阳极，溶液中的H2O失去电子，电极方程式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋。M室中的阳离子会通过阳离子交换膜向产品室移动；原料室中的[B(OH)4]－会通过阴离子交换膜进入产品室，[B(OH)4]－与H＋反应生成H3BO3。N室的石墨电极与电源的负极相连，则N室的石墨电极为阴极，溶液中H2O会得到电子，2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，原料室中的Na＋会经过阳离子交换膜进入N室中，与OH－结合生成NaOH。A．根据分析，M室中发生的电极反应为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，产生的是氧气，A正确，不选；B．根据分析，N室中的石墨电极为阴极，电极反应方程式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，B错误，符合题意；C．电解池中，阴离子向阳极移动，即向M室移动，即原料室中的[B(OH)4]－会通过阴离子交换膜进入产品室，C正确，不选；D．根据阳极的电极反应方程式2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，以及H＋＋[B(OH)4]－=H3BO3＋H2O，可知，转移1mol电子时，可得到1molH3BO3，D正确，不选；答案选B。10．用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如图①。电解过程中的实验数据如图②，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积（标准状况）。则下列说法正确的是A．电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生B．a电极上发生的反应方程式为：2H++2e-=H2↑和4OH-－4e-=2H2O+O2↑C．曲线0～P段表示H2和O2混合气体的体积变化，曲线P～Q段表示O2的体积变化D．从开始到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为17g·mol-1【答案】D【解析】当转移电子的物质的量为0.2mol电子时，两极电极反应为：A．电解过程中，a电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生，不正确：B．a电极上发生的反应方程式为：Cu2＋＋2e－=Cu和4OH-—4e-==2H2O十O2↑，不正确；C．曲线0～P段表示O2混合气体的体积变化，曲线P～Q段表示H2和O2的体积变化，不正确；D．从开始到Q点时收集到的混合气体共0.2mol,其中氢气与氧气均为0.1mol，故气体的平均摩尔质量为0.120.1320.2=17g·mol-1，正确，故答案为D。二、主观题（共3小题，共40分）11．（14分）某同学设计一个电池(如图所示)，探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。（1）通入氢气的电极为________(填正极或负极)，该电极反应式为________。（2）石墨电极为________(填阳极或阴极)，乙中总反应离子方程式为________；如果把铁电极和石墨电极交换，乙溶液左侧出现的现象是__________________________________。（3）如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将__________(填“增大”“减小”或“不变”)。（4）若甲中消耗0.01molO2，丙中精铜增重_________克。【答案】（每空2分）（1）负极H2－2e－+2OH－=2H2O（2）阳极2Cl－+2H2O通电2OH－+H2↑+Cl2↑溶液中有气泡逸出,起初产生白色沉淀，然后白色沉淀迅速转化为灰绿色，最后转化为红褐色（3）减小（4）1.28g【解析】（1）甲池为原电池，乙、丙池为电解池，H2作负极，O2作正极，因此通入氢气的电极为负极，该电极反应式为H2－2e－+2OH－=2H2O，故答案为：负极；H2－2e－+2OH－=2H2O；（2）C连的是正极，因此C电极为阳极，乙是电解饱和食盐水，其总反应离子方程式为2Cl－+2H2O通电2OH－+H2↑+Cl2↑；如果把铁电极和石墨电极交换，铁电极失去电子变为亚铁离子，阴极石墨电极氢离子放电生成氢气，同时阴极附近产生氢氧根，X为阳离子交换膜，则右侧的亚铁离子进入左侧与氢氧根离子生成氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁最终被氧化成红褐色的氢氧化铁，因此乙溶液左侧出现的现象是溶液中有气泡逸出，起初产生白色沉淀，然后白色沉淀迅速转化为灰绿色，最后转化为红褐色，故答案为：阳极；2Cl－+2H2O通电2OH－+H2↑+Cl2↑；溶液中有气