1、2022 高中化学新教材同步讲义资料 阶段重点突破练阶段重点突破练(七七) 一、电解池的原理 1Cu2O 是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取 Cu2O 的电解池示意图如图，电解总反应 为 2CuH2O= 电解 Cu2OH2。下列说法正确的是() A石墨电极上产生氢气 B铜电极发生还原反应 C铜电极接直流电源的负极 D当有 0.1 mol 电子转移时，有 0.1 mol Cu2O 生成 答案A 2某同学设计了一种电解法制取 Fe(OH)2的实验装置(如图)。通电后，溶液中产生白色沉淀，且较长 时间不变色。下列说法中正确的是() A电源中 a 为负极，b 为正极 B电解池中的电解液不可以
2、是 NaCl 溶液 CB 电极发生的反应：2H 2e=H2 DA、B 两端都必须使用铁作电极 答案C 解析为了制取 Fe(OH)2，必须 Fe 为阳极才能产生 Fe2 ，为了能较长时间观察白色，应用生成的氢气 将装置中原有氧气带出，即 B 极产生 H2，B 为阴极。 3电解装置如图所示，电解槽内装有 KI 及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通 电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知：3I26OH =IO 35I 3H2O 下列说法不正确的是() 2022 高中化学新教材同步讲义资料 A右侧发生的电极反应式：2H2O2e =H22OH B电解结束时，右侧溶液中含有
3、 IO 3 C电解槽内发生反应的总化学方程式：KI3H2O= 电解 KIO33H2 D如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变 答案D 解析电解时左侧溶液变蓝，说明反应中 I I2，则电极反应为 2I2e=I2，该极为阳极。右侧电 极为阴极，发生还原反应，则应该是水放电生成 H2，电极反应为 2H2O2e =H22OH，电解过程中 阴离子 OH 可通过阴离子交换膜向阳极移动，因此 OH可从右侧进入左侧，导致单质 I2与 OH反应：3I2 6OH =IO 35I 3H2O，因此左侧溶液中产生 IO 3，IO 3也可透过阴离子交换膜进入右侧。把两电极 反应和 I2与 OH
4、的反应合并，可得总反应方程式：KI3H2O= 电解 KIO33H2。如果用阳离子交换膜代 替阴离子交换膜，则右侧产生的 OH 不能进入左侧，则不会发生单质 I2与 OH的反应，因此电解槽内的 化学反应不同。 4近年来，加“碘”食盐较多的使用了碘酸钾(KIO3)，碘酸钾在工业上可用电解法制取。以石墨和不 锈钢为电极，以 KI 溶液为电解液，在一定条件下电解，反应方程式为 KI3H2O= 电解 KIO33H2。下列 有关说法正确的是() A电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极 B电解时，阳极反应是 I 6e3H2O=IO 36H C溶液调节至强酸性，对生产有利 D电解前后溶液的 pH 增大 答案B 解
5、析由电解方程式可知：在反应中 I 失去电子变为 IO 3，因此电解时，石墨作阳极，不锈钢作阴极， A 错误；由总反应方程式可知：电解时，阳极反应是 I 6e3H2O=IO 36H ，B 正确；溶液调节至强 酸性，会与不锈钢电极反应，对生产不利，C 错误；电解反应方程式为 KI3H2O= 电解 KIO33H2，反 应不断消耗水，但 KI 是强酸强碱盐，溶液始终呈中性，pH7，D 错误。 5用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的 NH 4，模拟装置如图所示。下列说法正确的是 () A阳极室溶液由无色变成棕黄色 B阴极的电极反应式为 4OH 4e=2H2OO2 C电解一段时间后，阴极室溶液的
6、pH 升高 2022 高中化学新教材同步讲义资料 D电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO4 答案C 解析阳极 Fe2e =Fe2，所以溶液由无色变为浅绿色，A 错误；阴极 2H2e=H2，B 错误； 电解一段时间后阴极室溶液中的溶质是(NH4)3PO4、NH4H2PO4、(NH4)2HPO4，所以 D 错误。 二、电解池的应用 6.某同学运用电解原理实现在铁棒上镀铜，设计如图装置。下列判断不正确的是() Aa 是铁 B液体 c 可用硫酸铜溶液 C该实验过程中 c(Cu2 )基本保持不变 Db 上发生反应的方程式为 Cu2 2e=Cu 答案D 解析a 为铁，发生还原反应生成铜
7、，达到镀铜的目的，故 A 正确；电解质应含铜离子，可为硫酸铜 等，故 B 正确；电镀时，阳极消耗铜，阴极析出铜，c(Cu2 )基本保持不变，故 C 正确；b 发生氧化反应， 应为 Cu2e =Cu2，故 D 错误。 7电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，如图是电解污水的实验装置示意图，实验用污 水中主要含有可被吸附的悬浮物(不导电)。下列有关推断明显不合理的是() A阴极的电极反应式为 O24e 2H2O=4OH B通电过程中烧杯内产生可以吸附悬浮物的 Fe(OH)3 C通电过程中会产生气泡，把悬浮物带到水面形成浮渣除去 D如果实验用污水导电性不良，可加入少量 Na2SO4固体以增强导
8、电性 答案A 解析阴极由 H2O 电离出的 H 得电子，电极反应式为 2H2O2e=2OHH2。 8某兴趣小组做了“以铜为电极电解饱和食盐水”实验探究电解原理，装置如图所示。 2022 高中化学新教材同步讲义资料 实验现象：接通电源 30 s 内，阳极附近出现白色浑浊，之后变成橙黄色浑浊，此时测定溶液的 pH 约 为 10。一段时间后，试管底部聚集大量红色沉淀，溶液仍为无色。 查阅资料(已知：相同温度下 CuCl 的溶解度大于 CuOH)： 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电
9、解过程中氯离子向阳极移动 B电解开始时阳极 Cu 放电生成 Cu2 C阴极反应为 2H2O2e =H22OH D随溶液 pH 升高 CuCl 逐渐转化为 CuOH 答案B 解析据题意，阳极附近出现白色浑浊是 CuCl，所以阳极 Cu 放电生成 Cu ，B 错误。 9 图甲是利用一种微生物将废水中尿素CO(NH2)2的化学能直接转化为电能， 并生成环境友好物质的 装置，同时利用此装置在图乙中的铁上镀铜。下列说法中不正确的是() A铜电极应与 Y 电极相连接 BH 通过质子交换膜由左向右移动 C当 N 电极消耗 0.25 mol 气体时，则铁电极增重 16 g DM 电极的电极反应式为 CO(NH
10、2)2H2O6e =CO2N26H 答案C 三、电化学腐蚀与防护 10一定条件下，碳钢腐蚀与溶液 pH 的关系如下： pH246 6 .5 8 1 3.5 1 4 腐蚀 快慢 较快慢较快 主要 产物 Fe2 Fe3O4Fe2O3FeO 2 2022 高中化学新教材同步讲义资料 下列说法不正确的是() A在 pH6 溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀 C在 pH14 溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为 O24H 4e=2H2O D在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓 答案C 解析A 项，pH6 的溶液，氧气得电子，发生吸氧腐 蚀，正确；C 项，pH14 的溶液，氧气与水反应得电子：O22H2O4e
11、 =4OH，错误；D 项，煮沸后 除去了氧气，碳钢的腐蚀速率会减缓，正确。 11下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是() A图，放置于干燥空气中的铁钉不易生锈 B图，若断开电源，钢闸门将发生吸氧腐蚀 C图，若将钢闸门与电源的正极相连，可防止钢闸门腐蚀 D图，若金属 M 比 Fe 活泼，可防止钢铁输水管腐蚀 答案C 解析与电源正极相连作阳极，活泼金属作阳极时，金属失电子易被腐蚀，所以若将钢闸门与电源的 正极相连，则会加快钢闸门的腐蚀，故 C 错误。 四、串联电路的综合 12二甲醚(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 (CH3NHNH2)制氢的装置如
12、图所示，其中 X、Y、M、N 均为惰性电极。下列说法正确的是() 2022 高中化学新教材同步讲义资料 AM 极的电极反应式为 CH3NHNH212OH 10e=CO2 3N29H2O B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 6.72 L H2时，消耗 CH3OCH3的质量为 2.3 g 答案A 13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
13、应为：O22CO24e =2CO2 3 C阳极的电极反应为：N2O4H2O2e =N2O52H D每制得 1 mol N2O5，理论上消耗标况下 2.8 L 的 CH4 答案D 14如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题，其中乙装置中 X 为阳离 子交换膜。 请按要求回答相关问题： (1)甲烷燃料电池负极电极反应式是_。 (2)石墨电极(C)的电极反应式为_。 (3)若在标准状况下，有 2.24 L 氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体体积为_L。 (4)铜丝 a 处在开始一段时间的现象为_； 原因是_。 答案(1)CH48e 10OH=CO2 37H2O (2)
14、2Cl 2e=Cl2 (3)4.48(4)溶液变红由于 2H 2e=H2，水的电离平衡正向移动，使溶 液显碱性，酚酞遇碱变红 15如图所示装置，C、D、E、F 都是惰性电极，A、B 为外接直流电源的两极。将直流电源接通后， F 极附近呈红色。请回答： 2022 高中化学新教材同步讲义资料 (1)电源电极 A 名称为_。 (2)写出 C 和 F 的电极名称，以及电极反应式。 C：_， F：_。 (3)若装置中通过 0.02 mol 电子时，通电后甲池溶液体积为 200 mL，则通电后所得的 H2SO4溶液的物 质的量浓度为_ molL 1。 (4)若装置中通过 0.02 mol 电子时，丁池中电
15、解足量 R(NO3)x溶液时，某一电极析出了 a g 金属 R，则 金属 R 的相对原子质量的计算公式为_(用含 a、x 的代数式表示)。 (5)现用丙池给铜件镀银，则 H 应该是_(填“铜件”或“银”)。 答案(1)正极(2)阳极，4OH 4e=O22H2O 阴极，2H 2e=H2 (3)0.05(4)50ax (5)铜件 解析(1)C、D、E、F 都是惰性电极，A、B 为外接直流电源的两极，将直流电源接通后，F 电极附 近呈红色，说明 F 电极附近 OH 浓度增大，溶液呈碱性，则 F 为阴极，所以 C、E、G、I 为阳极，D、F、 H、J 为阴极，A 为正极、B 为负极，C 电极上 OH
16、放电、D 电极上 Cu2放电、E 电极上 Cl放电、F 电极上 H 放电。(2)C 为阳极，F 为阴极，根据放电顺序书写电极反应式。(3)根据电解方程式：2CuSO4 2H2O= 电解 O22Cu2H2SO4，结合 cn V计算即可。(4)由得失电子守恒可知，电解 R(NO 3)x溶液时，某一 极析出了 a g 金属 R，结合 Rx xe=R 进行计算。(5)电镀装置中，镀层金属必须作阳极，镀件作阴极， 电镀液含有镀层金属阳离子。 16下图是一个电化学过程的示意图，回答下列问题： (1)甲池是_装置，乙装置中电极 A 的名称是_。 (2)甲装置中通入甲烷的电极反应式为_， 乙装置中电极 B(A
17、g)的电极反应式为_， 丙装置中 D 极的产物是_(写化学式)。 (3)一段时间后，当丙池中产生 112 mL(标准状况)气体时，均匀搅拌丙池，所得溶液在 25 时的 pH _(已知：氯化钠溶液足量，电解后溶液体积为 500 mL)。若要使丙池恢复电解前的状态，应向丙池 2022 高中化学新教材同步讲义资料 中通入_(写化学式)。 答案(1)原电池阳极 (2)CH410OH 8e=CO2 37H2OAg e=Ag H2和 NaOH(3)12HCl 解析(1)由图可知，甲装置为燃料电池，是原电池，通入燃料的电极为负极，通入氧气的电极为正极， 与电池正极相连的电极 A 为阳极，B 为阴极，C 为阳
18、极，D 为阴极。 (2)甲装置中由于电解质为 KOH 溶液，负极反应为 CH410OH 8e=CO2 37H2O，正极反应为 O22H2O4e =4OH，乙、丙装置为电解池，B 极反应式为 Age=Ag，D 极发生反应为 2H2e =H2，由于 D 极消耗了 H，破坏了水的电离平衡，最终在 D 极产生大量 NaOH 溶液，故 D 极产物为 H2和 NaOH。 (3)在丙装置中，阳极 C 发生反应：2Cl 2e=Cl2，阴极 D 发生反应：2H2e=H2，n(气体) 0.112 L22.4 Lmol 10.005 mol，所以转移的电子的物质的量为 n(e)0.005 mol，c(OH)0.005 mol0.5 L0.01 molL 1，c(H)1012 molL 1，pH12，n(NaOH)n(HCl)0.005 mol，所以若要使丙 池恢复电解的状态，应向丙池中通入 HCl 气体 0.005 mol。
