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1、2022屆高考化學(xué)三輪沖刺 核心突破 電解原理考前微練習(xí)
1.氫氧化鋰是制取鋰和鋰的化合物的原料,用電解法制備氫氧化鋰的工作原理如圖所示,下列敘述不正確的是
A.b極附近溶液的pH增大
B.a(chǎn)極發(fā)生的反應(yīng)為:2H2O?4e?=== O2↑+4H+
C.該法制備LiOH還可得到硫酸和氫氣等產(chǎn)品
D.當(dāng)電路中通過1 mol電子時(shí),可得到2 mol?LiOH
【答案】D
【解析】A.電解池工作時(shí)陽離子向陰極移動,則b為陰極,H+在其表面得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣,電極反應(yīng)為2H2O+2e?===H2+2OH?,故A正確;B.a(chǎn)極為電解池的陽極,發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O?4e?===
2、 O2↑+4H+,故B正確;C.電解池中除獲得LiOH外,在陽極還獲得硫酸,陰極獲得氫氣,故C正確;D.當(dāng)電路中通過1 mol電子時(shí),生成的氫氣是0.5 mol,可得到1 mol LiOH,故D錯誤;答案為D。
【名師點(diǎn)睛】分析電解過程的思維程序:①首先判斷陰陽極,分析陽極材料是惰性電極還是活性電極。②再分析電解質(zhì)水溶液的組成,找全離子并分陰陽離子兩組。③然后排出陰陽離子的放電順序:陰極:陽離子放電順序:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>H+;陽極:活潑電極>S2?>I?>Br?>Cl?>OH?。
2.按圖所示實(shí)驗(yàn),若x軸表示流入陰極的電子的物質(zhì)的量,則y軸可表示
①
3、c(Ag+)②c()③a棒的質(zhì)量④b棒的質(zhì)量?、萑芤旱膒H
A.①③ B.③④
C.①②④ D.①②⑤
【答案】D
【解析】本題考查電鍍知識,陽極:Ag?e?===Ag+,b棒質(zhì)量減??;陰極:Ag++e?===Ag,a棒質(zhì)量增大,電解質(zhì)溶液濃度不變,故選D。
3.用如圖所示裝置除去含CN?、Cl?廢水中的CN?時(shí),控制溶液pH為9-10,陽極產(chǎn)生的ClO?將CN?氧化為兩種無污染的氣體。下列說法不正確的是
A.用石墨作陽極,鐵作陰極
B.陽極的電極反應(yīng)式:Cl?+2OH? ?2e?===ClO?+H2O
C.陰極的電極反應(yīng)式:2H2O+2
4、e?===H2↑+2OH?
D.除去CN?的反應(yīng):2CN?+5ClO?+2H+===N2↑+2CO2↑+5Cl?+H2O
【答案】D
【解析】A.陽極要產(chǎn)生ClO?,則鐵只能作陰極,不能作陽極,否則就是鐵失電子,A正確;B.陽極是Cl?失電子產(chǎn)生ClO?,電極反應(yīng)式為 :Cl?+2OH??2e?===ClO?+H2O,B正確;C.陰極是H+產(chǎn)生H2,堿性溶液,故陰極的電極反應(yīng)式為:2H2O+2e?===H2↑+2OH?,C正確;D.溶液為堿性,方程式應(yīng)為2CN?+5ClO?+H2O===N2↑+2CO2↑+5Cl?+2OH?。選D。
4.用電解尿素的堿性溶液制氫氣的裝置如圖所示。下列說
5、法錯誤的是
A.為增強(qiáng)導(dǎo)電性,可用金屬銅作陽極
B.電解過程中陰、陽極產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量之比為3∶1
C.陰極的電極反應(yīng)式為:2H2O+2e?===H2+2OH?
D.陽極的電極反應(yīng)式為:CO(NH2)2?6e?+8OH?===CO32?+N2+6H2O
【答案】A
【解析】A.如用金屬銅作電解池的陽極,則陽極本身要發(fā)生氧化反應(yīng),影響電解的目的,故A錯誤;B.根據(jù)電子守恒,電解過程中陰產(chǎn)生的H2、陽極產(chǎn)生的N2的物質(zhì)的量之比為3∶1,故B正確;C.陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣的電極反應(yīng)式為2H2O+2e?===H2↑+2OH?,故C正確;D.陽極發(fā)生氧化反應(yīng)得到N2的電極反應(yīng)式為C
6、O(NH2)2?6e?+8OH?===CO32?+N2+6H2O,故D正確;答案為A。
5、如圖X為電源,Y為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙,濾紙中央滴有一滴KMnO4溶液,通電后Y中央的紫紅色色斑向d端擴(kuò)散。下列判斷正確的是
A.濾紙上c點(diǎn)附近會變紅色
B.Cu電極質(zhì)量減小,Pt電極質(zhì)量增大
C.燒杯中溶液的pH增大
D.燒杯中向Cu電極定向移動
【答案】A
【解析】由圖可知,該裝置為電解裝置,由通電后Y中央的紫紅色色斑向d端擴(kuò)散知,d為陽極(向陽極移動),b為電源的正極,a為電源的負(fù)極。Y為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙,c點(diǎn)H+放電,則OH?濃度增大,所以濾紙上c點(diǎn)附近
7、會變紅色,故A項(xiàng)正確;Cu電極上Cu2+得到電子生成Cu,Pt電極上OH?失去電子,故Cu電極質(zhì)量增大,Pt電極質(zhì)量不變,B項(xiàng)錯誤;Pt電極上OH?失去電子,故燒杯中溶液的pH減小,C項(xiàng)錯誤;Cu電極為陰極,Pt電極為陽極,燒杯中向Pt電極定向移動,D項(xiàng)錯誤。
②要確保兩極電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相同,且應(yīng)注明條件“電解”。
③電解水溶液時(shí),應(yīng)注意放電順序中H+、OH?之后的離子一般不參與放電。
6.(1)用惰性電極電解AgNO3溶液:
陽極反應(yīng)式________________________________________________________;
陰極反應(yīng)式____________
8、________________________________________;
總反應(yīng)離子方程式_____________________________________________________。
(2)用Al作電極電解NaOH溶液
陽極反應(yīng)式__________________________________________________________;
陰極反應(yīng)式__________________________________________________________;
總反應(yīng)離子方程式__________________________________
9、___________________。
(3)MnO2可作超級電容器材料。用惰性電極電解MnSO4溶液可制得MnO2,其陽極的電極反應(yīng)式是___________________________________________________。
(4)將燒堿吸收H2S后的溶液加入到如圖所示的電解池的陽極區(qū)進(jìn)行電解。電解過程中陽極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng):
S2--2e-===S
(n-1)S+S2-===S
①寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式:________________________________________________。
②電解后陽極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì),其離子方
10、程式可寫成_____________________________________________。
答案(1)4OH--4e-===O2↑+2H2O
4Ag++4e-===4Ag
4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+
(2)2Al-6e-+8OH-===2[Al(OH)4]-+4H2O 6H2O+6e-===3H2↑+6OH-或6H++6e-===3H2↑
2Al+2OH-+2H2O3H2↑+2[Al(OH)4]-
(3)Mn2++2H2O-2e-===MnO2+4H+
(4)①2H2O+2e-===H2↑+2OH-
②S+2H+===(n-1)S↓+H2S↑
7、
11、最新研究發(fā)現(xiàn),用隔膜電解法處理高濃度乙醛廢水具有工藝流程簡單、電耗較低等優(yōu)點(diǎn),其原理是使乙醛分別在陰、陽極發(fā)生反應(yīng),轉(zhuǎn)化為乙醇和乙酸,總反應(yīng)為2CH3CHO+H2OCH3CH2OH+CH3COOH。實(shí)驗(yàn)室中,以一定濃度的乙醛—Na2SO4溶液為電解質(zhì)溶液,模擬乙醛廢水的處理過程,其裝置示意圖如圖所示。
(1)若以甲烷燃料電池為直流電源,則燃料電池中b極應(yīng)通入____(填化學(xué)式)氣體。
(2)電解過程中,兩極除分別生成乙酸和乙醇外,均產(chǎn)生無色氣體。電極反應(yīng)如下:
陽極:①4OH??4e?===O2↑+2H2O;
②________________________。
陰極:①____
12、____________________;
②CH3CHO+2e?+2H2O===CH3CH2OH+2OH?。
(3)電解過程中Na2SO4的物質(zhì)的量______(填“增大”“減小”或“不變”)。
(4)已知:乙醛、乙醇的沸點(diǎn)分別為20.8 ℃、78.4 ℃。從電解后陰極區(qū)的溶液中分離出乙醇粗品的方法是________________________。
(5)在實(shí)際工藝處理中,陰極區(qū)乙醛的去除率可達(dá)60%。若在兩極區(qū)分別注入1 m3乙醛的含量為3 000 mg/L的廢水,可得到乙醇________kg(計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位)。
【答案】(1) CH4
(2)CH3CHO+H2O
13、?2e?===CH3COOH+2H+ 2H++2e?===H2或2H2O+2e?===H2↑+2OH?
(3)不變
(4)蒸餾
(5)1.9
【解析】(1)電解池的陰極與電源的負(fù)極相連,故b為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),通入的氣體應(yīng)是CH4。
(2)陽極發(fā)生氧化反應(yīng),故此處CH3CHO被氧化為CH3COOH,電極反應(yīng)式為CH3CHO+H2O?2e?===CH3COOH+2H+。陰極發(fā)生還原反應(yīng),產(chǎn)生氣體應(yīng)是H2O電離產(chǎn)生的H+放電:2H++2e?===H2↑。
(3)電解過程中,Na+、均沒有損耗,所以Na2SO4的物質(zhì)的量不變。
(4)用蒸餾的方法分離兩種沸點(diǎn)相差較大且互溶的液體。
(5)廢水中CH3CHO的質(zhì)量為3g/L×1 000 L=3 kg
由關(guān)系式CH3CHO~CH3CH2OH
44 46
3kg×60%m
m=1.9kg