专题23电解池及其应用学生版备战2020高考化学一轮必刷题集

专题23电解池及其应用1．用“四室电渗析法”制备H3PO2的工作原理如图所示(已知：H3PO2是一种具有强还原性的一元弱酸；阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)，则下列说法不正确．．．的是()A．阳极电极反应式为：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋B．工作过程中H+由阳极室向产品室移动C．撤去阳极室与产品室之间的阳膜a，导致H3PO2的产率下降D．通电一段时间后，阴极室中NaOH溶液的浓度一定不变2．如图所示，其中甲池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O。下列说法正确的是（）A．1min内甲池消耗1molO2转移的电子是乙池Ag电极转移电子数的4倍B．甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH－6e－＋2H2O===CO32-＋8H＋C．反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体能使CuSO4溶液恢复到原浓度D．甲池中消耗280mL(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生1.45g固体3．电解法制取Na2FeO4的总反应为Fe＋2H2O＋2OH－FeO42-＋3H2↑，工作原理如图所示。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。下列叙述正确的是()A．铁电极上发生还原反应，生成FeO42-B．通电一段时间后，阳极区pH下降C．通电后Na＋向右移动，阴极区Na＋浓度增大D．当电路中通过1mol电子时，阴极区有11.2LH2生成4．二甲醚（CH3OCH3）直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，用二甲醚燃料电池电解甲基肼（CH3—NH—NH2）制氢的装置如图所示，其中X、Y、M、N均为惰性电极。下列说法正确的是A．M极的电极反应式为CH3—NH—NH2+12OH−−10e−CO32-+N2+9H2OB．若忽略水的消耗与生成，甲中电解质溶液的pH减小，乙中电解质溶液的pH增大C．乙中的交换膜是阴离子交换膜，OH−透过交换膜向N极移动D．理论上，当生成6.72LH2时，消耗CH3OCH3的质量为2.3g5．空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池（RFC），RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图，有关说法正确的是（）A．当有0.8mol电子转移时，b极产生4.48LO2B．为了增加导电性可以将左边容器中的水改为NaOH溶液C．d极上发生的电极反应是：2H++2e－=H2D．c极上进行氧化反应，A池中的H+可以通过隔膜进入B6．以CH4、O2、熔融Na2CO3组成的燃料电池电解制备N2O5，装置如图所示。下列说法正确的是A．石墨1为电池负极，Pt2为电解池阳极B．石墨2上的电极反应为：-2-223O+2CO-4e=2COC．阳极的电极反应为：N2O4+H2O-2e-=N2O5+2H+D．每制得1molN2O5，理论上消耗标况下2．8L的CH47．锌电池是一种极具前景的电化学储能装置。VS2/Zn扣式可充电电池组成示意图如下。Zn2+可以在VS2晶体中可逆地嵌入和脱除，总反应为VS2＋xZnZnxVS2。下列说法错误的是A．放电时不锈钢箔为正极，发生还原反应B．放电时负极的反应为Zn－2e－==Zn2+C．充电时锌片与电源的负极相连D．充电时电池正极上的反应为：ZnxVS2＋2xe－＋xZn2+==VS2＋2xZn8．电化学降解的原理如图所示。下列说法不正确的是A．铅蓄电池的负极反应为：Pb-2e－+SO42-=PbSO4B．电解一段时间后，若不考虑溶液体积变化，交换膜左侧溶液酸性增强，右侧溶液酸性减弱C．该电解池的阴极反应式为2NO3-+12H＋+10e－=N2↑+6H2OD．若电解过程中转移2mole－，则质子交换膜左侧电解液的质量减少Δm(左)=18.0g9．用间接电化学法可对大气污染物NO进行无害化处理，其工作原理如图所示。下列说法正确的是A．电极I为阴极，电极反应式为2H2O+2e一=2OH－+H2↑B．电解时H+由电极I向电极II迁移C．吸收塔中的反应为2NO+2S2O42－+2H2O=N2+4HSO3－D．每处理1molNO，可同时得到32gO210．铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如图所示，工作原理为Fe3++Cr2+Fe2++Cr3+。下列说法正确的是（）A．电池放电时，a极的电极反应式为Fe3++3e−===FeB．电池放电时，电路中每通过0.1mol电子，Fe3+浓度降低0.1mol·L−1C．电池充电时，Cl−从a极穿过选择性透过膜移向b极D．电池充电时，b极的电极反应式为Cr3++e−===Cr2+11．一种电解法制备高纯铬和硫酸的简单装置如图所示。下列说法正确的是A．a为直流电源的正极B．若有1mol离子通过A膜，理论上阳极生成mol气体C．工作时，乙池中溶液的pH不变D．阴极反应式为2H++2e-=H2↑12．三室式电渗析法处理含NH4NO3废水的原理如图所示，在直流电场的作用下，两膜中间的NH4+和NO2—可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室.工作一段时间后，在两极区均得到副产品NH4NO3.下列叙述正确的是A．a极为电源负极，b极为电源正极B．c膜是阴离子交换膜，d膜是阳离子交换膜C．阴极电极反应式为2NO3-+12H++10e-=N2+6H2OD．当电路中通过1mol电子的电量时，会有5.6LO2生成13．镁电池作为一种低成本、高安全的储能装置，正受到国内外广大科研人员的关注。一种以固态含Mg2+的化合物为电解质的镁电池的总反应如下。下列说法错误的是xMg+V2O5MgxV2O5A．充电时，阳极质量减小B．充电时，阴极反应式：Mg2++2e－=MgC．放电时，正极反应式为：V2O5+xMg2++2xe－=MgxV2O5D．放电时，电路中每流过2mol电子，固体电解质中有2molMg2+迁移至正极14．用石墨电极完成下列电解实验。下列对实验现象的解释或推测不合理的是（）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；A．a、d处：2H2O+2e－=H2↑+2OH－B．c处发生了反应：Fe－2e－=Fe2+C．根据实验一的原理，实验二中n处能析出O2D．b处：2Cl－－2e－=Cl2↑，Cl2溶于水生成HClO，使溶液褪色15．钒液流电池充电时间短，续航能力强，其充放电原理为VO2＋(蓝色)＋V3＋(绿色)＋H2OVO2+(黄色)＋V2＋(紫色)＋2H＋。以此电池为电源，用石墨电极电解Na2SO3溶液，可得到NaOH和H2SO4示意图如下。下列说法错误的是()A．全钒液流电池放电时，正极的电极反应式为：VO2+＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2OB．图中a电极为阴极，N物质是H2C．钒液流电池充电时，阳极附近溶液由绿色逐渐变为紫色D．电解时，b电极的反应式为：SO32-＋H2O－2e－===SO42-＋2H＋16．工业上用电解法可用于治理亚硝酸盐对水体的污染，模拟工艺如图所示，下列说法不正确的是A．A、B分别为直流电源的正极和负极B．当电解过程转移0.6mol电子时，左侧区域质量减少1.4gC．电解过程中，左侧区域将依次发生反应为：Fe-2e-=Fe2+、2NO2-+8H++6Fe2+=N2↑+6Fe3++4H2OD．研究表明，当右侧区域pH较小时，会有气体逸出，该现象说明H+的氧化性强弱与其c(H+)有关17．某兴趣小组进行电解原理的实验探究，实验如下：一定温度下，以铜为电极，按如图所示装置电解饱和食盐水，通电2min。实验现象：接通电源30s内，阳极附近出现白色浑浊，之后变为橙黄色浑浊，此时测定溶液的pH约为10。结束后(温度不变)，试管底部聚集大量红色沉淀，溶液仍为无色。查阅资料：物质氯化铜氧化亚铜氢氧化亚铜(不稳定)氯化亚铜颜色固体呈棕色，浓溶液呈绿色，稀溶液呈蓝色红色橙黄色白色下列说法错误的是（）A．反应结束后，最终溶液一定呈碱性B．反应过程中发生了沉淀转化，说明Ksp(CuOH)Ksp(CuCl)C．阴极的电极反应式为2H2O+2e－=H2↑+2OH－D．电解过程中，Cl－移向阳极18．为增强铝的耐腐蚀性,现以铅蓄电池为外电源,以Al作阳极、Pb作阴极,电解稀硫酸,使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下:电池:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)电解池:2Al+3H2OAl2O3+3H2↑电解过程中,以下判断正确的是()电池电解池AH+移向Pb电极H+移向Pb电极B每消耗3molPb生成2molAl2O3C正极:PbO2+4H++2e-=Pb2++2H2O阳极:2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+DA．AB．BC．CD．D19．某研究性学习小组模拟工业法对铝片表面进行氧化处理。分别以铅片、铝片为电极，以硫酸溶液为电解液，如图所示连接电解池装置，电解40min后取出铝片用水冲洗，放在水蒸气中封闭处理20～30min，即可得到更加致密的氧化膜。下列有关说法正确的是()。A．电解时电子从电源负极→导线→铝极，铅极→导线→电源正极B．电解过程阳极周围溶液的pH下降C．在电解过程中，H＋向阳极移动，SO42-向阴极移动D．电解的总反应为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑20．氯盐可导致混凝土中的钢筋腐蚀。为防止混凝土中的钢筋腐蚀，可在混凝土表面敷置一定电解质溶液并将惰性金属导电网浸泡其中，惰性金属导电网与钢筋分别连接外部直流电源从而除去Cl-，装置如图，下列说法错误的是A．钢筋接电源的正极B．金属导电网上发生的电极反应为2Cl—－2e-=Cl2↑C．混凝土中的钙离子向钢筋方向移动D．电解一段时间后钢筋附近溶液的pH增大21．下图所示装置中，甲、乙、丙三个装置中依次分别盛放含酚酞的200mLNaCl溶液、CuSO4溶液、MgCl2溶液，a、b、e、f电极均为石墨电极。通电一段时间后，a极附近首先变红色，下列有关说法正确的是A．则M接电源的正极B．乙为铁片上镀铜，则d极为铁片C．当f电极生成0.224L某一种气体时（已经换算为标准状况下），常温下，则甲中溶液的pH=13（忽略溶液体积的变化）D．丙中原理用于工业制备镁单质22．电解NaB(OH)4溶液制备H3BO3的原理如图所示，下列叙述错误的是（）A．M室发生的电极反应式：2H2O﹣4e﹣＝O2↑+4H+B．a、c为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜C．N室中：a%＜b%D．每生成1molH3BO3，则有1molNa+进入N室23．C2H4及C2H2等均可用适当的羧酸盐采用Kolbe电解法得到。如图为制取C2H2的电解装置，该装置工作时，下列说法中错误的是A．电能转变为化学能B．阴极周围溶液的pH不断升高C．电极a上发生：D．制取乙烯可用CH3COOK溶液作阳极电解液24．铅的单质、氧化物、盐在现代工业中有着重要用途。（1）铅能形成多种氧化物，如碱性氧化物PbO、酸性氧化物PbO2、类似Fe3O4的Pb3O4，盛有PbO2的圆底烧瓶中滴加浓盐酸，产生黄绿色气体，其反应的化学方程式为_______。（2）以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下：过程1中分离提纯的方法是___，滤液2中的溶质主要是____填物质的名称）。过程1中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是_______。（3）将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示。①写出电解时阴极的电极反应式_________。②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为____。③电解过程中，Na2PbCl4电解液浓度不断减小，为了恢复其浓度，应该向____极室（填“阴”或者“阳”）加入____（填化学式）。25．(1)用电解法分开处理含有Cr2O72-及含有NO2-的酸性废水[最终Cr2O72-转化为C