微考點51電解原理及其應用一、單項選擇題1．下圖所示裝置中，已知電子由b極沿導線流向鋅。下列判斷正確的是()A．該裝置中Cu極為陰極B．一段時間后鋅片質(zhì)量減少C．b極反應的電極反應式為H2－2e－＋2OH－=2H2OD．當銅極的質(zhì)量變化為32g時，a極上消耗的O2的體積為5.6L2．(2017·徐州模擬)利用控制n(H2S)∶n(FeCl3)＝1∶2反應得到的產(chǎn)物再用電解法制氫，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)的說法錯誤的是()A．惰性電極a發(fā)生氧化反應B．Fe(OH)3膠體中滴加溶液X，先有沉淀后沉淀溶解C．溶液Y加熱蒸發(fā)灼燒最終得到Fe2O3D．電解池總反應的離子方程式為2Fe2＋＋2H＋eq\o(=,\s\up7(電解))2Fe3＋＋H2↑3．(2017·蘇州大學附中高三月考)早在1807年化學家戴維用電解熔融氫氧化鈉制得鈉，反應原理為4NaOH(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))4Na＋O2↑＋2H2O；后來蓋·呂薩克用鐵與熔融氫氧化鈉作用也制得鈉，反應原理為3Fe＋4NaOHeq\o(=,\s\up7(1100℃))Fe3O4＋2H2↑＋4Na↑。下列有關(guān)說法正確的是()A．電解熔融氫氧化鈉制鈉，陽極發(fā)生電極反應為Na＋＋e－=NaB．蓋·呂薩克法制鈉原理是利用鐵的還原性比鈉強C．若戴維法與蓋·呂薩克法制得等量的鈉，則兩反應中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)比為2∶1D．目前工業(yè)上常用電解熔融氯化鈉法制鈉(如圖)，電解槽中石墨極為陽極，鐵為陰極4．(2017·東臺一中高三第一次月考)500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NOeq\o\al(－,3))＝6mol·L－1，用石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到22.4L氣體(標準狀況)，假定電解后溶液體積仍為500mL，下列說法正確的是()A．上述電解過程中共轉(zhuǎn)移2mol電子B．原混合溶液中c(K＋)為2mol·L－1C．電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.5molD．電解后溶液中c(H＋)為2mol·L－15．高鐵酸鹽在能源環(huán)保領域有廣泛用途。用鎳(Ni)、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鹽Na2FeO4的裝置如圖所示。下列推斷合理的是()A．鐵是陽極，電極反應為Fe－6e－＋4H2O=FeOeq\o\al(2－,4)＋8H＋B．電解時電子的流動方向：負極→Ni電極→溶液→Fe電極→正極C．若隔膜為陰離子交換膜，則電解結(jié)束后左側(cè)溶液中含有FeOeq\o\al(2－,4)D．電解時陽極區(qū)pH降低、陰極區(qū)pH升高，撤去隔膜混合后，與原溶液比較pH升高(假設電解前后體積變化忽略不計)6．電解硫酸鈉溶液生產(chǎn)硫酸和燒堿溶液的裝置如圖所示，其中陰極和陽極均為惰性電極。測得同溫同壓下，氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2，以下說法正確的是()A．a(chǎn)極與電源的負極相連B．a(chǎn)電極反應式：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－C．離子交換膜d為陰離子交換膜D．產(chǎn)物丙為硫酸溶液7．(2017·鹽城一中高三第一次月考)電滲析法是指在外加電場作用下，利用陰離子交換膜和陽離子交換膜的選擇透過性，使部分離子透過離子交換膜而遷移到另一部分水中，從而使一部分水淡化而另一部分水濃縮的過程。如圖是利用電滲析法從海水中獲得淡水的原理圖，已知海水中含Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等離子，電極為石墨電極。下列有關(guān)描述錯誤的是()A．陽離子交換膜是A，不是BB．通電后陽極區(qū)的電極反應式：2Cl－－2e－=Cl2↑C．工業(yè)上陰極使用鐵絲網(wǎng)代替石墨碳棒，以增強導電性D．陰極區(qū)的現(xiàn)象是電極上產(chǎn)生無色氣體，溶液中出現(xiàn)少量白色沉淀二、不定項選擇題8．CuI是一種不溶于水的白色固體，它可以由反應2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I2而得到。如圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時間后，在KI-淀粉溶液中陽極周圍變藍色，則下列說法正確的是()A．若a極變紅，則在Pt電極上：2I－－2e－=I2，淀粉遇碘變藍B．若b極變紅，則在Pt電極上：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，O2將I－氧化為I2，淀粉遇碘變藍C．若a極變紅，則在Cu電極上：開始Cu＋I－－e－=CuI，一段時間后2I－－2e－=I2，淀粉遇碘變藍D．若b極變紅，則在Cu極上：Cu－2e－=Cu2＋，Cu2＋顯藍色9．(2016·連云港高三模擬)用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時得到H2SO4，其原理如圖所示(電極材料為石墨)。下列有關(guān)敘述不正確的是()A．圖中a極連接電源的正極B．A口放出的物質(zhì)是氫氣，C口放出的物質(zhì)是氧氣C．b極電極反應式為SOeq\o\al(2－,3)－2e－＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋D．電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強10．工業(yè)上采用的一種污水處理方法如下：保持污水的pH在5.0～6.0之間，通過電解生成Fe(OH)3。Fe(OH)3具有吸附性，可吸附污物而沉積下來，有凈化水的作用。某科研小組用該原理處理污水，設計的裝置如圖所示。下列說法正確的是()A．為了增加污水的導電能力，應向污水中加入適量的H2SO4溶液B．甲裝置中Fe電極的反應為Fe－2e－=Fe2＋C．為了使燃料電池乙長時間穩(wěn)定運行，電池的電解質(zhì)組成應保持穩(wěn)定，電池工作時，循環(huán)的物質(zhì)A為CO2D．當乙裝置中有1.6gCH4參加反應時,C電極理論上生成氣體的體積在標準狀況下為4.48L

答案精析1．C[左側(cè)裝置為原電池，右側(cè)為電解池，通氫氣一極為負極，通氧氣一極為正極，銅跟原電池的正極相連，銅為陽極，A錯誤；鋅跟電源的負極相連，為陰極，其電極反應式為Cu2＋＋2e－=Cu，B錯誤；原電池中電解質(zhì)是堿性溶液，負極電極反應式為H2＋2OH－－2e－=2H2O，C正確；沒有說明條件是否是標準狀況下，D錯誤。]2．B[H2S與FeCl3反應生成硫單質(zhì)和氯化亞鐵以及鹽酸。根據(jù)示意圖，惰性電極b放出氫氣，說明b為陰極，則a為陽極，發(fā)生氧化反應，A正確；惰性電極a發(fā)生氧化反應生成氯氣，氯氣將氯化亞鐵氧化為氯化鐵，因此溶液X為氯化鐵，F(xiàn)e(OH)3膠體中滴加氯化鐵，發(fā)生膠體的聚沉，但不能溶解，B錯誤；溶液Y為氯化亞鐵，加熱蒸發(fā)灼燒會被空氣中的氧氣氧化，最終得到Fe2O3，C正確；根據(jù)AB的分析，電解池總反應的離子方程式為2Fe2＋＋2H＋eq\o(=,\s\up7(電解))2Fe3＋＋H2↑，D正確。]3．D[由4NaOH(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))4Na＋O2↑＋2H2O可知，陽極氫氧根離子放電生成氧氣和水，電極反應為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，A錯誤；1100℃時生成Na蒸氣，有利于反應正向移動，但Na的還原性大于Fe，B錯誤；由4NaOH(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))4Na＋O2↑＋2H2O、3Fe＋4NaOHeq\o(=,\s\up7(1100℃))Fe3O4＋2H2↑＋4Na↑可知，戴維法生成4molNa轉(zhuǎn)移4mol電子，但蓋·呂薩克法生成4molNa轉(zhuǎn)移8mol電子，則轉(zhuǎn)移電子總數(shù)比為1∶2，C錯誤；電解熔融氯化鈉法制鈉時，石墨極為陽極，氯離子放電，在陰極鈉離子放電，總反應為2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑，若鐵為陽極，則鐵被氧化，D正確。]4．B[石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到22.4L氣體(標準狀況)，n(O2)＝22.4L÷22.4L·mol－1＝1mol，陽極發(fā)生4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，陰極發(fā)生Cu2＋＋2e－=Cu、2H＋＋2e－=H2↑。由上述分析可知，電解過程中轉(zhuǎn)移電子為4mol，A錯誤；c(Cu2＋)＝1mol÷0.5L＝2mol·L－1，由電荷守恒可知，原混合溶液中c(K＋)為6mol·L－1－2mol·L－1×2＝2mol·L－1，B正確；電解得到的Cu的物質(zhì)的量為1mol，C錯誤；電解后溶液中c(H＋)為(4mol－2mol)÷0.5L＝4mol·L－1，D錯誤。]5．C[依據(jù)裝置圖分析可知鐵與電源正極相連做電解池陽極，堿性溶液不能生成氫離子，電極反應為Fe－6e－＋8OH－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O，A錯誤；電解過程中電子流向負極流向Ni電極，不能通過電解質(zhì)溶液，是通過電解質(zhì)溶液中離子定向移動實現(xiàn)閉合電路，通過Fe電極回到正極，B錯誤；若離子交換膜為陰離子交換膜，則電解結(jié)束后由于濃度差左側(cè)溶液中會含有FeOeq\o\al(2－,4)，C正確；陽極區(qū)域，鐵失電子消耗氫氧根離子，溶液pH減小，陰極區(qū)氫離子得到電子生成氫氣，溶液中氫氧根離子濃度增大，溶液pH增大；氫氧根離子物質(zhì)的量減少，在陽極電極反應Fe－6e－＋8OH－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O，陰極氫氧根離子增大，電極反應2H＋＋2e－=H2↑，依據(jù)電子守恒分析，氫氧根離子消耗的多，生成的少，所以溶液pH降低，D錯誤。]6．D[電解硫酸鈉溶液，陰極為氫離子放電，產(chǎn)生氫氣，陽極為氫氧根離子在放電，產(chǎn)生氧氣，因氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2，故氣體甲為氧氣，氣體乙為氫氣，產(chǎn)物丙為硫酸溶液，產(chǎn)物丁為氫氧化鈉溶液。a極為電解池的陽極，與電源的正極相連，A錯誤；a電極為電解池的陽極，發(fā)生氧化反應，電極反應式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，B錯誤；b為電解池的陰極，發(fā)生還原反應，電極反應式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，離子交換膜d為陽離子交換膜，允許鈉離子通過，C錯誤；產(chǎn)物丙為硫酸溶液，D正確。]7．A8．C[若a極變紅，則該極上是氫離子發(fā)生得電子的還原反應，a為陰極，b為陽極，Y為電源的正極，X為負極，則Pt電極為陰極，該極上是氫離子發(fā)生得電子的還原反應，析出氫氣，A錯誤；若b極變紅，則該極上是氫離子發(fā)生得電子的還原反應，b為陰極，a為陽極，Y為電源的負極，X為正極，則Pt電極為陽極，該極上是碘離子發(fā)生失電子生成I2，淀粉遇碘變藍，B錯誤；電解NaCl溶液(滴入酚酞)，陰極附近變紅，若a極變紅，則X為電源的負極，Y為正極，故Cu電極為陽極，則Cu－2e－=Cu2＋，2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I2，碘遇淀粉變藍，C正確；若b極變紅，則該極上是氫離子發(fā)生得電子的還原反應，所以b為陰極，a為陽極，Y為電源的負極，X為正極，Cu電極是陰極，該極上發(fā)生氫離子得電子的還原反應，析出氫氣，D錯誤。]9．AB[圖中可知，鈉離子移向a極，所以a極為陰極，連接電源的負極，A錯誤；a極氫離子發(fā)生還原反應，A口放出的物質(zhì)是氫氣；b極SOeq\o\al(2－,3)發(fā)生氧化反應生成SOeq\o\al(2－,4)，B錯誤；亞硫酸根離子在陽極失去電子發(fā)生氧化反應生成硫酸根離子，b