電解原理及其應(yīng)用

1.金屬銀有廣泛的用途，粗鍥中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的

銀，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(yīng)，其電極反應(yīng)式:Ni2++2e-=Ni

B.電解過程中，陽極質(zhì)量的減少與羽極質(zhì)量的增加相等

C.電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe?+和Zn”

D.電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt

2.用惰性電極電解飽和食鹽水（含少量Ca2+、Mg?*）并進(jìn)行相關(guān)實驗（裝置如下圖），電解一段時

間后，各部分裝置及對應(yīng)的現(xiàn)象為：（1）中黑色固體變紅；（2）電極a附近溶液出現(xiàn)渾濁；（3）中

溶液出現(xiàn)渾濁；（4）中溶液紅色褪去。下列對實驗現(xiàn)象解釋不正確的是（）

餡和NaQNaOH?M

食起水溶液

A.（1）中：CUO+H2=^=CU+H2O

B.（2）中a電極：2H2（X2e=H2T+2OH,Mg2++2OH=Mg（OH）J

2

C.⑶中：Cl2+S=Si+2Cl

D.（4）中:Cl2具有強氧化性

3.我國研究鋰硫電池獲得突破，電池的總反應(yīng)是16Li+S8橐:8Li2S,充放電曲線如圖所示,

A.充電時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

B.放電時，鋰離子向正極移動

C.放電時，1molLi2s$轉(zhuǎn)化為Li2ss得至I」2moie-

D.充電時，陽極總電極反應(yīng)式是8s2--16e-=S8

4.某化學(xué)課外活動小組擬用鉛蓄電池為直流電源，進(jìn)行電絮凝凈水的實驗探窕，設(shè)計的實驗裝

置如下圖所示，下列敘述正確的是（）

A.X電極質(zhì)量減輕，Y電極質(zhì)量增加

B.電解池陽極上被氧化的還原劑有A1和H2O

C.電解池的總反應(yīng)為2A1+6H2O=2A1（OH），+3H2T

D.每消耗103.5gPb,理論上電解池陰極上有1molH2生成

5.十九大報告中提出要“打顯藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”，意味著對污染防治比過去要求更高。某種利用垃圾

滲透液實現(xiàn)發(fā)電、環(huán)保二位一體結(jié)合的裝置示意圖如下，當(dāng)該裝置工作時，下列說法正確的

是（）

A.鹽橋中cr向Y極移動

B.電路中流過7.5mol電子時，共產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下N?的體積為16.8L

C.電流由X極沿導(dǎo)線流向Y極

D.Y極發(fā)生的反應(yīng)為2N（〉+10e+6H20=2牛+120日，周圍pH增大

6.我國某科研團隊設(shè)計了一種新型能量存儲/轉(zhuǎn)化裝置（如下圖所示），閉合K2、斷開K1時,

制氫并儲能；斷開K?、閉合時，供電。下列說法錯誤的是（）

A.制氫時，溶液中K~向Pt電極移動

B.制氫時，X電極反應(yīng)式為Ni（OH）2-e-+OH-=NiOOH+H2O

C供電時，Zn電極附近溶液的pH降低

D.供電時，裝置中的總反應(yīng)為Zn+2H2O=Zn(OH)2+&T

7.化學(xué)用語是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具，下列用來表示物質(zhì)變化的化學(xué)用語中，正確的是()

A.氫氯燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式：O2+2H2O+4e=40H

B.鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)式：Fe-2e=Fe2+

C.粗銅精煉時，與電源正極相連的是純銅，電極反應(yīng)式為：Cu-2e=Cu2+

D.鉛蓄電池充電時，標(biāo)示“+”的接線柱連電源的正極，電極反應(yīng)式為：

+

PbSO4(s)-2e+2H2O(l)=PbO2(s)+4H(aq)+SOj(aq)

8.某研究所研制的鋅碘液流電池，使用壽命長，可自我恢復(fù)。鋅碘液流電池充電的工作原理如

圖所示，下列說法正確的是()

循環(huán)泵循環(huán)泵

A.放電時，正極反應(yīng)式是I*+2e-=3「

B.充電時，b是電源的正極

C.充電時，外電路通過2moi電子，則有2moiK卡通過多孔離子傳導(dǎo)膜

D.由電池的電極反應(yīng)可推出還原性：r>Br->cr

9.一種水基二次電池原理如下式，電解液為含Zn”的水溶液，該電池可用于電網(wǎng)貯能。

xZn+Zn025V2O5yH2O煞Zn025+xV2O5

層狀Zn^VAyHjO

層狀Zn^V105rHi0

下列說法正確的是()

A.放電時，Zn?+脫離插層

B.放電時，溶液中Zn”濃度一直減小

C.充電時，電子由2°煙"2。5+1420層經(jīng)電解質(zhì)溶液流向"0?>205乜也0層

2

D.充電時，陽極反應(yīng)為：zH2O+（y-z）H,O-2xe=Zn025V2O5yH2O+xZn1

IS科學(xué)家發(fā)現(xiàn)對冶金硅進(jìn)行電解精煉提純可降低高純硅制備成本.相關(guān)電解槽裝置如圖所示.

用Cu?Si合金作硅源，在950℃利用三層液熔鹽進(jìn)行電解精煉，有關(guān)說法不正確的是（）

A.電子由液態(tài)Cu-Si合金流出，從液態(tài)鋁電極流入

B.液態(tài)鋁電極與負(fù)極相連，作為電解池的陰極

C.在該液相熔體中Cu優(yōu)先于Si被氧化，Si4?優(yōu)先于CM+被還原

D.三層液熔鹽的作用是增大電解反應(yīng)的面積，提高沉硅效率

11.2022年前后我國將建成首座載人空間站。為實現(xiàn)空間站的零排放，循環(huán)利用人體呼出的

CO2并提供。2,我國科學(xué)家研發(fā)了一種能量轉(zhuǎn)化裝置，總反應(yīng)方程式為2co2=2CO+O2

。下列說法正確的是（）

*太陽光子/離子交換膜

N型半導(dǎo)體-Pt

P型半導(dǎo)體a矢eY

電極/Y

A.該裝置將太陽能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

B.離子交換膜為陽離子交換膜

C.反應(yīng)完畢，該裝置中電解質(zhì)溶液的pH不變

-

D.Y電極的反應(yīng)：CO2+2e-+H:O=CO+2OH

12.電解合成1,2一二氯乙烷的實驗裝置如下圖所示。下列說法中正確的是（）

A.該裝置工作時，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/p>

BCuCl2能將C2H$還原為1,2一二氯乙烷

C.X、Y依次為陽離子交換膜、陰離子交換膜

電解

D.該裝置總反應(yīng)為CH2=CH2+2H2（）+2NaCl===H2+2NaOH+CICH2cH￡1

13.中國是一個嚴(yán)重缺水的國家，污水治理越來越引起人們重視，可以通過膜電池除去廢水中的

乙酸鈉和對氯苯酚，其原理如圖所示，下列說法不正確的是（）

A極質(zhì)子交換膜B極

A.電流方向從A極沿導(dǎo)線經(jīng)小燈泡流向B極

+

B.B極為電池的陽極,電極反應(yīng)式為CH3COO--8e~+4H2O=2HCOJ+9H

C.當(dāng)外電路中有0.2mole-轉(zhuǎn)移時，通過質(zhì)子交換膜的H+的個數(shù)為

D.A極的電極反應(yīng)式為OH+H,+2c--C「+，y-＜）H

14.電解硫酸鈉溶液聯(lián)合生產(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12以下說法正確的是（）

A.左側(cè)a極與電源的負(fù)極相連

B.電解使右側(cè)溶液的pH減小

C.離子交換膜d為陽離子交換膜（允許陽離子通過）

D.當(dāng)電路中通過Imol電子時，氣體甲在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L

15.如圖是一個用鉗絲作電極，電解稀的MgSO,溶液的裝置，電解液中加芍中性紅指示劑,此時溶

液呈紅色。（指示劑的pH變色范圍:6.8~8.0,酸色一紅色,堿色一黃色,Mg（OH）2沉淀的pH=9）,

接通電源一段時間后A管產(chǎn)生白色沉淀，下列敘述不正確的是（）

MgSO,溶液

A.電解過程中電極附近溶液顏色變化是A管溶液由紅變黃,B管溶液不變色

B.A管中發(fā)生的反應(yīng)：2H?82e+Mg2*=H?T+Mg(OH)21

C.檢驗b管中氣體的方法是用拇指堵住管口，取出試管，放開拇指，將帶有火星的木條伸入試管內(nèi),

看到木條復(fù)燃

D.電解一段時間后，切斷電源，將電解液倒入燒杯內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是溶液呈黃色,白色沉淀溶解

16.高鐵酸鉀(IQFeCU)是一種新型、高效、多功能水處理劑，且不會造成二次污染.已知高鐵

酸鹽在低溫堿性環(huán)境中穩(wěn)定，易溶于水，難溶于無水乙醇等有機溶劑。常見高鐵酸鉀的制備

方法如卜：

制備方法具體內(nèi)容

Fe2O3.KNO3、KOH混合加熱共熔生成紫紅色高鐵

干法

酸鉀和KNO2等產(chǎn)物

強堿性介質(zhì)中，F(xiàn)e(NO3)3與KC1O反應(yīng)生成紫紅色高

濕法

鐵酸鉀溶液

電解法電解濃NaOH溶液制備Na2FeO4

(I)干法制備反應(yīng)中還原劑和氧化丸的物質(zhì)的量之比為：

(2)某濕法制備高鐵酸鉀的基本流程及步驟如下：

NaClONaOH飽和KOH

(冷渣)(濾液)

①控制反應(yīng)溫度為25℃,攪拌1.5h,經(jīng)氧化等過程溶液變?yōu)樽霞t色，氧化過程的化學(xué)方程

式為。

②在紫紅色溶液中加入飽和KOH溶液，析出紫黑色晶體，過濾，得到KzFeOd粗產(chǎn)品。由此

可知該溫度下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4的溶解度(填“大”、“小”)。

③KzFeCh粗產(chǎn)品含有Fe(OHb、KC1等雜質(zhì)，用重結(jié)晶方法進(jìn)行分離提純。

其提純步驟為：將一定量的KzFeOd粗產(chǎn)品溶于冷的3moi/L溶液中，過濾除去；將濾

液置于冰水浴中，向濾液中加入飽和KOH溶液，攪拌、靜置、過濾；所得固體用

洗滌2?3次，再在真空干燥箱中干燥，得到產(chǎn)品。

④濕法制備LFeCb的產(chǎn)率明顯比另外兩種方法低，試從化學(xué)反應(yīng)的角度解釋其中的原因

(3)工業(yè)上還可用通過電解濃NaOH溶液制備Na2FeO4,其工作原理如下圖所示，陰極的電極

反應(yīng)為：;其中可循環(huán)使用的物質(zhì)是。

3202+

(4)已知25℃時，^sp[Fe(OH)3]=4.0xlO-\/Csp[Cu(OH)2]=2.2xlO-,向該溫度下含有Fe3+、Cu

濃度均為001mnl/I.的溶液中，滴加濃NaOH溶液，當(dāng)溶液pH=12時，溶液中

2+?+

c(Cu)：c(Fe)=o

17.按要求回答下列問題：

⑴二氧化氯(C1O2)為一種黃綠色氣體，是國際上公認(rèn)的高效、廣譜、快速、安全的殺

菌消毒劑。目前已開發(fā)出用電解法制取的新工藝。

①圖1中用石墨做電極，在一定條件下電解飽和食鹽水制取C1O2,則陽極產(chǎn)生

的電極反應(yīng)式為o

②電解一段時間，當(dāng)陰極產(chǎn)生的氣體體積為112mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時，停止電解。通過陽

離子交換膜的陽離子的物質(zhì)的量為mol;用平衡移動原理解釋陰極區(qū)pH增

大的原因：___________。

(2)為提高甲醇燃料的利用率，科學(xué)家發(fā)明了一種燃料電池，電池的一個電極通入空氣，

另一個電極通入甲醇?xì)怏w，電解質(zhì)是摻入了Y2O3的ZrO?晶體，在高溫下它能傳導(dǎo)。匕

電池工作時正極反應(yīng)式為o

若以該電池為電源，用石墨作電極電解100mL含有如下離子的溶液：

離子Cu2tH,crso：

c/mol?L'11441

電解一段時間后，當(dāng)兩極收集到相同體積（相同條件）的氣體時（忽略溶液體積的變化

及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象），陽極上收集到氧氣的物質(zhì)的量為___________

moL

（3）甲醇對水質(zhì)會造成一定的污染，有一種電化學(xué)法可消除這種污染，其原理是通電后

將C02+氧化成C03+,然后以C03+作氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化。實驗室用如

圖所示裝置模擬上述過程。

A

康陂鉆（CoSOJ、

稀收酸.甲醇

①寫出陽極電極反應(yīng)式：___________O

②除去甲醇的離子反應(yīng)為6CO3++CH3OH+H2O=CO2T+6CO2++6H=被氧化的元素是

，當(dāng)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LCCh時，共轉(zhuǎn)移電子moL

答案以及解析

1、答案及解析：答案：D

解析：陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式:Ni-2e、Ni2+,Fe-2e=Fe2',Zn-2e=Zn2+,故A

錯誤；電解過程中陽極失電子的有Fe、Zn、Ni,陰極析出的是銀，依據(jù)電子守恒，陽極質(zhì)量

的減少與陰極質(zhì)量的增加不相等，故B錯誤；電解后，溶液中存在的金屬陽離子有

Fe2\Zn2\Ni2+,故C錯誤；粗銀作陽極，電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt,

故D正確。

2、答案及解析：答案：D

解析：

3、答案及解析：答案：C

解析：A項，充電時消耗電能，即電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，正確：B項，放電時發(fā)生原電池反應(yīng)，

陽離子移向正極，即鋰離子向正極移動，正確；C項，根據(jù)圖示，放電時，1molLi2s6轉(zhuǎn)化

為Li2s4的反應(yīng)為2Li2se+2e-+2L「=3Li2s「1molLi2s6得到1mole',錯誤，符合題意;D

項，根據(jù)l6Li+S.黑8Li2S＞充電時，陽極總電極反應(yīng)式是8S"-IGeFSg,正確。

4、答案及解析：答案：B

解析：A.蓄電池中兩電極都生成硫酸鉛，因此兩個電極的質(zhì)量都增加，故A錯誤；

B.鋁電極失電子作陽極，電極反應(yīng)為2Al-6e-=2A產(chǎn),在鋁表面有氧氣產(chǎn)生，說明有部分氫氧根

離子放電,OH-是水電離產(chǎn)生，說明電解池陽極上被氧化的還原劑有A1和H?O,故B正確；

C.陽極鋁電極反應(yīng)為2Al-6e=2A1,陰極鐵電極電極反應(yīng)為6H2(H6e-=3HT+60",總反應(yīng)

電解.

為2A1+6H2O=2A1(OH)3(膠體)+3凡1,在鋁的表面有氧氣產(chǎn)生,說明還存在電解水的過程：

電解..

2H2O=O2t+2H21,故C錯誤；

D.n(Pb)=-1035=0.5mol,則反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.5molx2=1mol,陰極電極反應(yīng)為

207g/mol

2H2O+2e=H2T+2OH，根據(jù)串聯(lián)電路中電子轉(zhuǎn)移守恒,則電解池的快極上反應(yīng)產(chǎn)生H?的物

質(zhì)的量是0.5mol,故D錯誤；

故選：Bo

5、答案及解析：答案：D

解析：A.處理垃圾滲濾液的裝置屬于原電池裝置，鹽橋中的陰離子移向負(fù)極，即鹽橋中,「向

X極移動，故A錯誤；

B.X是負(fù)極，氨氣發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2?4也心｝-60口一1+6見0,則

電路中流過7.5mol電子時，共產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下N?的體積為gx22.4=28L,故B錯誤；

C.電流從正極流向負(fù)極，即Y極沿導(dǎo)線流向X極，故C錯誤；

D.Y是正極，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，2NO；+10e+6H2O=N2T+12OH,生成氫氧根離子，

周圍pH增大，故D正確。

故選：Do

【答案】D

6、答案及解析：答案：D

解析：A.閉合K?制氫時，光伏電池供電，X電極與Pl電極構(gòu)成電解池；閉合K1放電時，X

電極與Zn電極構(gòu)成原電池。據(jù)圖分析，制氫時表面析出H2的Pl電極為陰極，故K+應(yīng)該移向

Pt電極，A選項正確；

B.X電極為電解池陽極時，Ni元素失電子、化合價升高，故電極反應(yīng)式為

Ni(OH)2-e-+OH"=NiOOH+H2O,B選項正確；

C.供電時Zn電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)并消耗ORT,其電極反應(yīng)

式為Zn-2e+40H=ZnO；-+2H2。，故Zn電極附近溶液的pH降低，C選項正確；

D.X電極發(fā)生還原反應(yīng)，氧化劑為NiOOH,供電時電池反應(yīng)中氧化劑不是H?O,D選項錯誤。

7、答案及解析：答案：D

解析：A、氫氧燃料電池的負(fù)極應(yīng)該發(fā)生氫氣失電子的氧化反應(yīng)，故A錯誤；

D、在蓄電池充電時，陽極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即PbSO4(S)-2e+2H2O(1)=PbO2(S)

+4H+(aq)+SO：(aq),故D正確；

C、粗銅精煉時，與電源正極相連的是粗銅，和負(fù)極相連的是精銅，故C錯誤；

B、鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕屬于吸氧腐蝕，正極上得電子的是氧氣，電極反應(yīng)為

2+

O2+2H2O+4e=4OH,負(fù)極反應(yīng)：Fe-2e-=Fe,故B錯誤.

故選D.

8、答案及解析：答案：A

解析：A.由裝置圖可知，放電時，正極反應(yīng)式為‘1+2。-=3廣，故A正確；

B.充電時，左邊是陽極，應(yīng)該連接電源正極，則a是電源的正極，故B錯誤；

C.充電時，外電路通過2moi電子，則同時有1m。"〈+和Im。,。廠通過多孔離子傳導(dǎo)膜，故

C錯誤；

D.放電時，正極反應(yīng)式為/；+2c-=3廠，得不到還原性：I->Br->Cl-f故D錯誤。

9、答案及解析：答案：D

解析：A.放電時，利用原電池原理，Zn作負(fù)極，失去電子，Z?25匕得到電子，放電

時是溶液中的ZTI2?與插層結(jié)合，故A錯誤；

B.根據(jù)反應(yīng)方程式，放電時，負(fù)極的鋅板失去電子變成鋅離子進(jìn)入溶液中，然后與正極結(jié)合，

溶液中的鋅離子濃度不變，故B錯誤：

C.充電時是電解池原理，電子通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移，不能通過電解質(zhì)溶液，故C錯誤；

D.充電時，陽極失電子，電極反應(yīng)式為：

2，￥

Zno；2b+xV2Ob-zH2O-i{y-z）H>0-2xe~=Zn0:2bV2Ob-yH>O+xZn,故D正確；

10、答案及解析：答案：c

解析：A.由圖可知：液態(tài)鋁為陰極，連接電源負(fù)極，所以電子流入液態(tài)鋁，液態(tài)GLS，合金

為陽極，電子由液態(tài)合金流出，故A正確；

B.圖中，鋁電極上SM+得電子還原為S3故該電極為陰極，與電源負(fù)極相連，故8正確；

C,氧化性是：5i4+〈C〃2+,氧化性越強，離子的得電子能力越強,C〃2+優(yōu)允被還原，故C錯誤；

D.使用三層液熔鹽的可以有效的增大電解反應(yīng)的面積，使單質(zhì)硅高效的在液態(tài)鋁電極上沉積,

故。正確；

故選：C。

11、答案及解析：答案：C

解析：

12、答案及解析：答案：D

解析：A.該裝置為電解池，則工作時，電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，故A項錯誤；BC?%中C

元素化合價為-2價，C1CH2cH￡1中C元素化合價為-1價，則CuCk能將C2H,氧化為

1,2-二氯乙烷，故B項錯誤；C.該電解池中，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：

CuCl-e+Cl==CuCl2,陽極區(qū)需要氯離子參與，則x為陰離子交換腴，而陰極區(qū)發(fā)生

的電極反應(yīng)式為：2H2O+2e=H2T+2OH,有陰離子生成，為保持電中性，需要電解

質(zhì)溶液中的鈉離子，則Y為陽離子交換膜，故C項錯誤；D.該裝置中陽極首先發(fā)

生反應(yīng)：CuCI-e+CI==CuCl2,生成的CuC）再繼續(xù)與C2Hs反應(yīng)生成1,2-二氯乙烷和

CuCL在陽極區(qū)循環(huán)利用，而陰極水中的氫離子放電生成氫氣，其總反應(yīng)方程式為：

電解

CH2=CH2+2H2O+2NaCI===H2+2NaOH+ClCH2CH2Ci,故D項正確。

13、答案及解析：答案：B

解析：由題圖分析可知,A極為正極,B極為負(fù)極，原電池工作時,電流從正極經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極，即

電流方向從A極沿導(dǎo)線經(jīng)小燈泡流向B極，故A正確:B極為電池的負(fù)極,電極反應(yīng)式為

_+

CH3COO--8e+4H2O=2HCO3+9H,?B錯誤;根據(jù)得失電子守恒可知,當(dāng)外電路中有

0.2mole-轉(zhuǎn)移時，通過質(zhì)子交換膜的H+的個數(shù)為0.2，故C正確;A極為電池的正極,正極有

氫離子參與反應(yīng),電極反應(yīng)式為>OH+H*+2e--（：r+f\—OH，

故D正確。

14、答案及解析：答案：C

解析：

15、答案及解析：答案：D

解析：A.電解時，B管陽極上氫氧根離子放電，同時電極附近有氫原子生成，溶液呈酸性，

所以溶液呈紅色：A管陰極上氫離子放電生成氫氣，同時電極附近有氫氧根離子生成，溶液呈

堿性，溶液呈黃色，故A正確；

B.A管中氫離子放電生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H++26-=421同時電極附近有氫氯根離子生

成，氫氧根離子和鎂離子生成氫氧化鎂白色沉淀，離子方程式為：=”,

故B正確；

C.b管中收集的氣體是氧氣，氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃，其檢驗方法為：用拇指按住管口，

取出試管，放開拇指，將帶有火星的木條伸入試管內(nèi)會復(fù)燃，故C正確；

D.將電解液倒入燒杯中，溶液中含有硫酸，溶液呈酸性，所以溶液為紅色，A