2021年高考化學專題復習：電解池及其工作原理1.硼酸（H3BO3）為一元弱酸，已知H3BO3與足量NaOH溶液反應的離子方程式為H3BO3+OH—B（OH）4-,H3BO3可以通過電解的方法制備。其工作原理如圖所示（陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過）。下列說法正確的是（）A.當電路中通過1mol電子時，可得到1molH3BO3B.將電源的正、負極反接,工作原理不變C.陰極室的電極反應式為2H2O-4e-——02T+4H+D.B（OH）4-穿過陰膜進入陰極室,Na+穿過陽膜進入產(chǎn)品室答案A2.高壓直流電線路的瓷絕緣子經(jīng)日曬雨淋容易出現(xiàn)鐵帽腐蝕現(xiàn)象，在鐵帽上加鋅環(huán)能有效防止鐵帽腐蝕，防護原理如圖所示。下列說法錯誤的是（）A.通電時，鋅環(huán)是陽極，發(fā)生氧化反應B.通電時，陰極上的電極反應為2H2O+2e-——H2f+2OH-C.斷電時，鋅環(huán)上的電極反應為Zn2++2e--ZnD.斷電時，仍能防止鐵帽被腐蝕答案C3.圖甲為一種新型污水處理裝置，該裝置可利用一種微生物將有機廢水的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能,圖乙是一種用惰性電極電解飽和食鹽水的消毒液發(fā)生器。下列說法不正確的是（）甲 乙A.圖甲的X點要與圖乙中的a極連接B.圖乙中b極的電極反應式為2Cl--2e-——Cl2TC.當N極消耗1mol氣體時，有2molH+通過離子交換膜D.若有機廢水中主要含有淀粉，則圖甲中M極反應為(C6H1。。工+7nH2O-24ne-—6nC。2T+24nH+答案C.某工廠用電解法處理含有SO2的尾氣，其裝置如圖所示（電極材料均為惰性電極）。下列說法不正確的是（）A.電極a連接的是電源的正極B.若電路中轉(zhuǎn)移0.03mole-,則離子交換膜左側(cè)溶液中增加0.03mol離子C.圖中的離子交換膜是陽離子交換膜D.陰極的電極反應式為2HS=+2e-+2H+——S「+2H2O答案B.普通電解精煉銅的方法所制備的銅中仍含雜質(zhì)，利用下面的雙膜（陰離子交換膜和過濾膜）電解裝置可制備高純度的Cu。下列有關敘述中正確的是（）

A.電極A.電極a為粗銅，電極b為精銅B.甲膜為過濾膜，可阻止陽極泥及漂浮物雜質(zhì)進入陰極區(qū)C.乙膜為陰離子交換膜，可阻止雜質(zhì)陽離子進入陰極區(qū)D.當電路中通過1mol電子時，可生成32g精銅答案D6.如圖裝置分別通電一段時間后，溶液的質(zhì)量增加的是 （）6.如圖裝置分別通電一段時間后，溶液的質(zhì)量增加的是 （）電解溶液質(zhì)量減少；B項電解CuCl2,【解析】選D。A項實質(zhì)是電解水，2H2O 溶液質(zhì)量減少；B項電解CuCl2,電解CuCl——Cu+ClT,溶液質(zhì)量減少；C項陽極是活性電極Cu,電極反應式為Cu-2e-——Cu2+,22陰極反應式為Cu2++2e- Cu,溶液質(zhì)量無變化；D項陽極是活性電極Ag,電極反應式為電解2Ag-2e- 2Ag+,陰極反應式為Cu2++2e- Cu,總反應式為2Ag+Cu（NO> 2AgNO”Cu,溶液質(zhì)量增大。.氯鹽可導致混凝土中的鋼筋腐蝕。為防止混凝土中的鋼筋腐蝕,可在混凝土表面敷置一定電解質(zhì)溶液并將惰性金屬導電網(wǎng)浸泡其中，惰性金屬導電網(wǎng)與鋼筋分別連接外部直流電源從而除去C1-，裝置圖如下。下列說法錯誤的是（）A.鋼筋接電源的正極.金屬導電網(wǎng)上發(fā)生的電極反應為2Cl--2e--Cl2TC.混凝土中的鈣離子向鋼筋方向移動D.電解一段時間后鋼筋附近溶液的pH增大答案A8.生產(chǎn)硝酸鈣的工業(yè)廢水中常含有NH4NO3,可用電解法凈化,其工作原理如圖所示。下列有關說法正確的是（）A.a極為電源負極,b極為電源正極.裝置工作時電子由b極流出，經(jīng)導線、電解槽流入a極C.工室能得到副產(chǎn)品濃硝酸，川室能得到副產(chǎn)品濃氨水D.陰極的電極反應式為2N°=+12H++10e-——n2T+6H2O答案C.（雙選）如圖是一個石墨作電極，電解稀的Na2s04溶液的裝置，通電后在石墨電極A和B附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列有關敘述正確的是（）N叱50』溶液A.逸出氣體的體積，A電極的大于B電極的B.一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體C.A電極附近呈紅色，B電極附近呈藍色D.電解一段時間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到同一燒杯中，充分攪拌后溶液呈中性【解析】選A、D。A、B電極反應式分別為4H2O+4e- 2H2T+4OH-、2H2O-4e- 02T+4H+,相同溫度和壓強下，A電極生成氣體體積大于B電極，A正確；陽極上生成O2，陰極上生成耳，O2和H2都是無色無味氣體，B錯誤；由電極反應式知，A電極附近溶液呈堿性，B電極附近溶液呈酸性，則A電極附近溶液呈藍色，B電極附近溶液呈紅色，C錯誤；惰性電極電解稀的Na2sO4溶液，實際是電解水，將全部電解液轉(zhuǎn)移到同一燒杯中，充分攪拌后溶液呈中性，D正確。10.高鐵酸鉀（K2FeO4）是環(huán)保型水處理劑，以光伏電池為電源先制備高鐵酸鈉，再將其轉(zhuǎn)化為高鐵酸鉀，裝置如圖所示。下列說法不正確的是（）石墨、石墨、A.石墨為陰極,鐵電極發(fā)生氧化反應B.a可能是H2,b為Na2FeO4溶液C.鐵電極反應式為Fe-6e-+8OH-——Fe^+4H2OD.若電路中轉(zhuǎn)移1mol電子,則石墨電極區(qū)NaOH溶液質(zhì)量增加23g答案D11.（雙選）利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應用。下列說法正確的是直流電源A.氯堿工業(yè)中，X電極上反應式是4OH--4e- 2H2O+O2fB.電解精煉銅時，Z溶液中的Cu2+濃度不變C.在鐵片上鍍銅時，丫是鐵片D.制取金屬鎂時，Z是熔融的氯化鎂【解析】選C、D。氯堿工業(yè)中陽極是Cl-放電生成Cl2；電解精煉銅時陽極粗銅溶解，陰極Cu2+放電析出Cu,但是粗銅中含有鋅、鐵、鍥等雜質(zhì)，使得溶液中Cu2+濃度變?。昏F片上鍍銅時，陰極應該是鐵片，陽極是純銅。12.金屬銀有廣泛的用途，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，其電極反應式為Ni2++2e-——NiB.電解過程中，陽極質(zhì)量的減少量與陰極質(zhì)量的增加量一定相等C.電解后，電解槽底部的陽極泥中含有Cu和PtD.電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2+和Zn2+【解析】選C。電解法制備高純度的鍥，粗鍥作為陽極，金屬按還原性順序Zn>Fe>Ni>Cu>Pt發(fā)生氧化反應，電極反應依次為Zn-2e- Zn2+、Fe-2e- Fe2+、Ni-2e- Ni2+，A項錯誤；電解過程中，陽極Zn、Fe、Ni溶解，Cu、Pt沉積到電解槽底部，陰極只析出2，結(jié)合兩極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等，陽極質(zhì)量的減少量與陰極質(zhì)量的增加量不相等，B項錯誤；Cu和Pt還原性比Ni弱，不能失去電子，以沉淀的形式沉積在電解槽底部，形成陽極泥，C項正確；電解后，溶液中存在的金屬陽離子除了Fe2+、Zn2+外，還有Ni2+，D項錯誤。13.采用電化學法還原CO2是一種使CO2資源化的方法，如圖是利用此法制備ZnC2O4的示意圖（電解質(zhì)不參與反應）。下列說法正確的是 （） [W1 電解漉、電解酒陽離子交換膜A.Zn電極與電源的負極相連B.ZnC2O4在陽離子交換膜右側(cè)生成通電C.電解的總反應式為2CO2+Zn ZnC2O40.通入11.2L82時，轉(zhuǎn)移0.5mol電子2-【解析】選C。CO2通入Pb電極發(fā)生還原反應生成C20,,則Pb電極為陰極，Zn電極為陽極，故Zn與電源的正極相連，A錯誤；Zn電極反應式為Zn-2e- Zn2+,生成的Zn2+經(jīng)陽離子交換2-膜向左遷移，與Pb電極生成的C204結(jié)合生成ZnC2O4，故陽離子交換膜左側(cè)生成ZnC2O4，B2-錯誤；陰極上CO2被還原生成Cp，，陽極上Zn被氧化生成Zn2+，故電池總反應式為通也2CO2+Zn一ZnC2O4，C正確；題目未指明11.2LCO2是否處于標準狀況下，無法確定轉(zhuǎn)移電子數(shù)，D錯誤。14.在不同電壓下用惰性電極電解飽和NaCl溶液制備少量NaClO,實驗結(jié)果如下：實驗①②③電壓U1U2U3現(xiàn)象a極產(chǎn)生少量氣泡，b極無明顯氣泡a極產(chǎn)生較多氣泡，b極產(chǎn)生少量氣泡a極產(chǎn)生大量氣泡，b極逸出大量黃綠色氣體i|>t悒和NaCl溶液下列分析不正確的是（）A.①、②、③中，a極均發(fā)生了還原反應B.①、②、③中均能發(fā)生Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H,C.電解時OH-由b極向a極移動D.不宜采用實驗③的電壓制備NaClO【解析】選C。由圖示可知2電極為陰極，溶液中的陽離子H+在陰極上獲得電子，發(fā)生還原反應，A正確；在a電極溶液中的H+獲得電子，變?yōu)?逸出，附近溶液中OH-增多陰極產(chǎn)生NaOH，在陽極b電極上溶液中陰離子Cl-失去電子變?yōu)镃l2，Cl2與溶液中的NaOH發(fā)生反應：Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O，B正確；電解時陰離子OH-向陽極移動，即由a極向b極移動，C錯誤；實驗③電壓高，電流大，反應速率快，反應產(chǎn)生的氯氣未能與NaOH溶液反應，就會從溶液中逸出，所以不能采用該電壓制備NaClO，D正確。

2-15.用電解法處理含Cr。7的廢水，探究不同因素對含Cr2cly廢水處理的影響，結(jié)果如表所示（Cr20T的起始濃度、體積、電壓、電解時間均相同）。下列說法錯誤的是（）2-實驗iiiiiiiv是否加入Fe2（S04）3否否加入30g否是否加入口502 4否加入1mL加入1mL加入1mL陰極材料石墨石墨石墨石墨陽極材料石墨石墨石墨鐵CrO7的去除率0.092%12.7%20.8%57.3%2-【注：實驗iii中Fe3+去除Cr。7的機理如圖所示】2-A.實驗ii與實驗i對比，其他條件不變，增加c（H+）有利于Cr20T的去除2-B.實驗iii與實驗ii對比，其他條件不變，增加c（Fe3+）有利于C3。-的去除2-C.實驗iv中Fe2+循環(huán)利用提高了CrOT的去除率2-D.若實驗iv中去除°.。1molCqO-，生成的陽離子全部轉(zhuǎn)化成沉淀，則沉淀的質(zhì)量是2.06【解析】選D。實驗ii與實驗i對比，差別在于是否加入1mL的硫酸，加了硫酸，去除率明2-顯提升，所以增加c(H+)有利于CrO了的去除，A項正確；實驗iii與實驗ii對比，差別在2-于是否加入30gFe2(SO4)3，增力口c(Fe3+)，CrO了的去除率明顯提升，B項正確；實驗iv中，2-在陰極，F(xiàn)e3+得電子產(chǎn)生Fe2+，F(xiàn)e2+被CrO7氧化后再產(chǎn)生Fe3+，F(xiàn)e2+循環(huán)利用提高了CrO的的去除率，C項正確；實驗iv中，鐵作陽極先失電子變成Fe2+，然后發(fā)生反應：14H++6Fe2++CrQ-匕 2Cr3++6Fe3++2z-7HO，去除0.01molCrO-，生成的陽離子有0.06molFe3+、0.02molCr3+，若全部轉(zhuǎn)化2 2成Fe(OH)「Cr(OH)3沉淀，則沉淀的質(zhì)量是6.42g+2.06g=8.48g，D項錯誤。.按要求書寫電極反應式和總反應式。⑴用惰性電極電解AgNO3溶液陽極反應式：；陰極反應式：；總反應離子方程式：。⑵用惰性電極電解MgCl2溶液陽極反應式：；陰極反應式：；總反應離子方程式：。⑶用Fe作電極電解NaCl溶液陽極反應式：；陰極反應式：；總反應離子方程式：。(4)用Al作電極電解NaOH溶液陽極反應式：；陰極反應式：；總反應離子方程式：。

⑸用Cu作電極電解HCl溶液陽極反應式：；陰極反應式：;總反應離子方程式：。(6)以鋁材為陽極，電解H2s04溶液，鋁材表面形成氧化膜陽極反應式：；陰極反應式：；總反應離子方程式：。答案：(1)2H2O-4e- 02T+4H+4Ag++4e- 4Ag電解4Ag++2H20 4Ag+02T+4H+(2)2Cl--2e--ClT22H0+2e-+Mg2+一HT+Mg(0H)I2 2 2電解Mg2++2Cl-+2H0——Mg(0H)1+ClT+HT2 2 2 2(3)Fe-2e--Fe2+2H0+2e--HT+20H-22電,斛Fe+2H20—Fe(0H)2+H2T(4)2Al-6e-+80H- 2AlO?+4H206H20+6e- 3H2T+60H-2Al+2H22Al+2H20+20H-^2aQ+3H2T⑸Cu-2e-一Cu2+2H++2e-一HT2電解Cu+2H+^Cu2++H2T(6)2Al-6e-+3H20 Al203+6H+6H++6e- 3H2T電解2Al+3H0-Al0+3HT2 23 2.在微電子工作中NF3常用作氮化硅的蝕刻劑，工業(yè)上通過電解含NH4F等的無水熔融物生產(chǎn)nf3,其電解原理如圖所示。

顧安忠畫iii晅左畫叵睡叵畫面施遍顧安忠畫iii晅左畫叵睡叵畫面施遍a電極為電解池的(填“陰”或“陽”)極，寫出該電極的電極反應式：;電解過程中還會生成少量氧化性極強的氣體單質(zhì)，該氣體的分子式是?！窘馕觥坑深}圖可知，H+在b電極上得到電子生成氫氣，故b為陰極，則a為陽極，陽極上nHt失去電子生成NF3，電極反應方程式為nH^+3F--6e- NF/4H+,依據(jù)電解原理可知，F(xiàn)-也可能失去電子生成氟單質(zhì)，故該氣體單質(zhì)為氟氣。答案：陽nH4+3F--6e- NF3+4H+F2.電解尿素［CO(NH2)2］的堿性溶液制氫氣的裝置示意圖如圖：常.」相日.電解池中隔膜僅阻止氣體通過，陰陽兩極均為惰性電極。(1)A極為，電極反應式為。(2)B極為，電極反應式為?！窘馕觥縃2產(chǎn)生是因為H2O電離的H+在陰極上得電子，即6H2O+6e- 3H2T+6。出，所以B極為2-陰極，A極為陽極，電極反應式為CO(NH2)2-6e-+8OH- N2T+C。？+6H2O,陽極反應式容易錯寫成4OH--4e--2H2O+O2To2-答案：(1)陽極 CO(NH2)2+8OH--6e- N2T+cO3+6H2O(2)陰極6H2O+6e- 3H2T+6OH-.電解