2022-23学年人教版高二上学期化学考点解读与综合训练课题--电解池分层解读.pdf

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1、4.2电解池分层解读考点一电解原理1.为了使反应2 H C 1+2 Ag=2 Ag C l+H 2 T能顺利进行，某同学设计了下列四个实验，如图所示，你认为可行的是D.AgHC1【答案】C【解析】A.装置为电解池，但阳极不是Ag,A 错误;B.装置为原电池，B 错误；C.装置为电解池，阳极是Ag,C正确；D.装置为原电池，D错误：答案选c。2.利用C H4燃料电池电解制备C a(H 2 P o 4)2 并得到副产物N a O H、H 2、C 1 2,装置如图所示(M、N、P、Q极均为惰性电极)。下列说法正确的是产品室 原料室浓C溶aC液l2 1C稀a(溶H2液Po N浓aH溶2液PO4 1稀N

2、a溶OH液A.该装置涉及到的能量转换仅有电能转化为化学能B.A 膜、C膜均为阳离子交换膜，B 膜为阴离子交换膜C.M 上的反应为 C H 4-4e +4O2 =C O2 +2 H 2。D.理论上，M 极消耗2.2 4 L 甲烷，P极产生0.4 m o l C l2【答案】B【解析】A.涉及的能量转化为应为化学能转化为电能，电能再转化为化学能，错误；B.为了得到产品，钙离子与H 2 P O4-应该向产品室移动，故 A 膜为阳离子交换膜，B 膜为阴离子交换膜,C膜为阳离子交换，将原料室的N a+转出膜，正确；C.电荷不守恒，错误；D.气体体积需要在标准状况下，错误；故选B；3.如图是工业上电解饱和

3、食盐水的装置示意图，下列说法中不正确的是年离子餐换膜精制饱和NaCl溶 液 比0（含少量NaOH）A.装置出口处的物质是氯气B.出口处的物质是氢气，该离子交换膜不能让阴离子通过C.装置中发生反应的离子方程式为2CT+2H*购 电 CbT+H2TD.该装置将电能转化为化学能【答案】C【解析】A.与电源正极相连的为阳极，溶液中的氯离子在阳极失电子生成氯气，出口处的物质是氯气,A 正确；B.溶液中水电离出的氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，出口处的物质是氢气，离子交换膜是阳离子交换膜，允许阳离子通过，不能让阴离子通过，B 正确；C.电解饱和食盐水过程中生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的离子方程

4、式为通电-小2C1+2H2O=C 1,T+H,T+2OH,C 错误；D.该装置是电解池，将电能转化为化学能，D 正确;故选Co4.下列关于四个装置的说法正确的是A.装置中，电子流向：Z n-导线-CU T稀硫酸-Z nB.装置中，阳极的电极反应为SH-T eT Hq+O jC.装置中，在阴极附近滴入酚酬试液，溶液变红D.装置中，电解一段时间后，溶液的p H增大【答案】C【解析】A项，电子不能在电解质溶液中移动，错误;B项，装置是电解装置，右侧C u为阳极，失电子发生氧化反应生成铜离子、遇到氢氧根生成氢氧化铜,C u-2 e +2 OH =C u(OH)2,错误;C项，装置中，山。在阴极得电子，

5、生成H?和。则阴极附近的溶液显碱性，可使酚献试液变红，正确；D项，装置中，G?+在阴极得电子生成C u,HQ在阳极失电子生成O2和H+，溶液的p H减小，错误。故选C。5.电解C u C b与N a C l的混合溶液(惰性电极)，阴极上和阳极上最先析出的物质为A.H 2和 C L B.C u 和 C L C.H 2和 C h D.C u 和 C h【答案】B【解析】电解时，溶液中C M+、H+、N a+移向阴极，C i P+先放电得到C u；C h O H移向阳极，C t先放电得到C 1 2,阴极上和阳极上最先析出的物质分别为C u和C l2；故选：B。6.在N-羟基邻苯二甲酰亚胺(N H P

6、 I)介质中，可实现醇向醛的转化，原理如图。下列说法错误的是A.理论上NHPI的总量在反应前后不变B.海绵N i电极作阳极C.总反应为CH20H蟹 -C H 0+H 2TD.每消耗1 mmol苯甲醇，产生22.4 mL氢气【答案】D【解析】A.根据上述分析可知，NHPI在阳极区参与反应，又在阴极区为生成物，因此理论上NHPI的总量在反应前后不发生改变，A 正确；B.由上述分析，Ni?+在海绵N i电极失去电子得到Ni3+,发生氧化反应，则海绵N i为阳极，B 正确；C.阳极反应式为：Ni2+-e-=Ni3+,阳极区同时还发生反应：Ni3+NHPINi2+PIN O,阴极反应式为：2H+2e=H

7、2,阴极区同时还发生反应:C H 2 0 H +P I N OC H O，因此总反应为D.未指明标准状况，不能用匕=22.4L/mol进行计算，D 错误;答案选D。7.三元电池成为我国电动汽车的新能源，其正极材料可表示为Li高xd）谓n,。？，且 x+y+z=l.充电时电池总反应为LiNixCoyMnQ2+6C（石墨尸L i-N ixC oyM nQ+L iq,其电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定的离子X通过的隔膜。下列说法正确的是A.允许离子X通过的隔膜属于阳离子交换膜B.充电时，A为阴极，发生氧化反应C.放电时，B为负极，发生氧化反应D.放电时，正极反应式为 L iL a N i

8、x C o y M n z O 2+a L i+a e =L iN ix C o y M n z O 2【答案】A D【解析】A.放电时，A是负极、B是正极，L i+向正极移动，则 X是 L i+,允许阳离子通过的隔膜为阳离子交换膜，A正确；B.充电时，A是阴极，发生还原反应，B错误；C.放电时，A是负极，发生氧化反应，C产物；D.放电时，正极发生还原反应，反应式为：L i1.a N ix C o v M n z O2+a L i-t-a e -L iN ix C o v M n z O，,D正确；答案选AD。8.如图是用惰性电极电解2 0 0 mL 2 mo i4/1 硫酸铜溶液，a电极上的

9、电极反应式为，若 a电极产生1 1 2m L（标准状况）气体，此时溶液中H+浓度为一（不考虑溶液体积变化），若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入_（填序号）。b.C u C O3 c.CU(O H)2 d.C u2(O H)2C O3【答案】2 H 2 O-4 e =O 2 T+4 H+0.1 n io N L-1 a b【解析】如图所示是用惰性电极电解2 0 0 mL 2 mo l-L-硫酸铜溶液，发生的总反应为2 C u S O4+2HQ里 鲤 2 0 1 +0/+2 H AO-a电极与电源正极相连为电解池的阳极，由于离子的放电能力:OHS O；-,所以阳极上溶液中水电离出来的氢氧根

10、离子在阳极失去电子发生.氧化反应，电极反应为2 H,O-4 e =O2T+4 H+;a电极产生1 1 2 m L（标准状况）气体为O 2,其物质的量为（。2）=下 不 =0.0 0 5 m o l,同闭合回路中电子转移数目相等，则此时消耗C M+的物质的量为Z Z.4 L ,IY1O1（Q.O O Mn o l?）=0 Q l m o l,由于 200 m L2 m o l-L-1 硫酸铜溶液中含有 C i P+的物质的量 n（C u2+）=2 m o l/Lx0.22L=0.4 m o l 0.01 m o l,所以C#+有剩余，故在b电极上只有C M+放电生成C u,转移电子0.02m o

11、 L溶液中生成H+物质的量为0.02 m o l,c（Fr）=：；：R=0.1 m o V L。在此电解过程中C u SC U 溶液每损失2 个 C u2+原子，就损失2 个 O原子，相当于损失一个C u O,为了使C 11SO 4 溶液恢复原浓度，应加入C u O,由于C u C O 3+H2SO 4=C u SO 4+C O2t+H2O,相当于加 C u O,所以也可以加入 C 11C O 3；而CU（O H）2+H2sO4=CUSO4+2H2。、C U 2（O H）2c o 3+2H2sO4=CUSO4+CO2T+3 H2。，除增加溶质外，还增加了水,因此不能加入CU（0 H）2、CU2

12、（O H）2c o 3,故合理选项是a b o考点二电解池的应用9 .下图中能验证氯化钠溶液（含酚猷；）电解产物的装置是饱和食盐水B饱和食盐水CD【答案】D【解析】电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为2C r-2e-=C b T，用 K I淀粉溶液检验产生的C l”阴极的电极反应式为2H+2e=H2T，阴极有H2生成。结合图中电子从直流电源负极流向电解池阴极，A、C项错误；B项中N a O H 溶液不能检验是否生成C b;D项中左侧为阴极，左端用向下排空气法收集H?,右侧为阳极，生成氯气，可用碘化钾淀粉溶液验证，故 D正确。故选：D。10.用两根电极分别插入盛有饱和氯化钠溶液的U形管两端，接通

13、电源，则关于与电源正极相连的电极描述正确的是A.阳极，有 H2放 出 B.阴极，有 H2放 出 C.正极，有 C L 放 出 D.负极，有 H?放出【答案】B【解析】用两根电极分别插入盛有饱和氯化钠溶液的U形管两端，接通电源，构成电解池，与电源正极相连的电极是阳极，溶液中的氯离子放电生成氯气，与电源负极相连的电极是阴极，溶液中的氢离子放电，产生氢气。答案选B。11.下列装置由甲、乙两部分组成(如图所示)，甲是将废水中乙二胺 H2N(C H2)2N H2 氧化为环境友好物质的化学电源。下列说法错误的是甲池中N极电极反应式为:O2+4 H+4 e-2H2OB.反应过程中电子从Fe流向M 极、电流从

14、C u 极流向N极C.该电源工作过程中废水中的乙二胺 H2N(C H2)2N H2 被氧化为N 2和 C 02D.甲池中H+透过质子交换膜从左向右移动，乙池中硫酸铜溶液离子浓度保持不变【答案】B【解析】A.N是正极，酸性条件下，氧气在正极N上得电子、发生还原反应，电极反应式为O2+4 H+4 e-2H2O,故 A 正确；B.电子从负极M 流向Fe、电流从正极N极流向C u 极，故 B错误；C.乙二胺 H2N(C H2)2N H2 在负极M 上失电子，发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，故 C正确；D.阳离子向正极移动，M 是负极，N是正极，所以质子由左向右移动，乙部分是在铁上镀铜，电解液浓度

15、基本不变，所以乙中C u S04 溶液浓度基本保持不变，故 D正确：故选B。12.电解法精炼含有F e、Z n、A g 等杂质的粗铜。下列叙述正确的是A.电解时以硫酸铜溶液作电解液，精铜作阳极B.粗铜与电源负极相连，发生氧化反应C.阳极上发生的反应有F e-2 e=F e 2+D.电解后F e、Z n、A g 等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥【答案】C【解析】A.电解精炼铜时以硫酸铜溶液为电解质溶液，粗铜作阳极，精铜作阴极，A错误；B.粗铜作阳极，与电源的正极相连，B错误;c.F e比 C u活泼，电解时优先发生失电子的氧化反应：Fe-2e-=Fe2+,C 正确；D.Fe、Z n等比C u活

16、泼，电解时Fe、Z n等在阳极发生失电子的氧化反应，生成Fe?+、Zn2+)等进入电解质溶液中，Ag等活动性不如C u的杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥，D 错误；答案选C。1 3.下列说法正确的是A.用惰性电极电解饱和食盐水，阴极逸出的气体可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝B.粗铜电解精炼时，若电路中通过2moie,阳极减少64gC.用惰性电极电解MgCL溶液所发生反应的离子方程式为2cr+2 氏0 电解CLT+H2T+20FTD.在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的负极【答案】D【解析】A.用惰性电极电解饱和食盐水，阳极逸出的气体可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，故 A 错误；B.在电解精炼铜时，阳极

17、上是粗铜，故阳极上放电的不只是铜，还有比铜活泼的铁、锌等金属杂质，故当转移2 m oi电子转移时，阳极上减少的质量不一定等于6 4,故 B 错误；C.用惰性电极电解MgCb溶液所发生反应的离子方程式为Mg2+2C+2比0 电解CbT+HzT+Mg(O H R,故C 错误；D.在镀件上电镀铜时，镀件应做阴极，与连接电源的负极，故 D 正确；答案选D。1 4.关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是A.都用粗铜作阳极、纯铜作阴极B.电解液的浓度保持不变C.阳极反应都只有Cu-2e-=Cu2+D.阴极反应都只有Cu2+2e-Cu【答案】D【解析】A.镀铜时，纯铜作阳极，镀件作阴极，故 A 错误；B.

18、镀铜时，电解液中C d+浓度保持不变，电解精炼铜时，电解液中CL+浓度减小，故 B 错误；C.由于粗铜中含有金属性强于铜的锌、铁等杂质，电解精炼铜时，活泼金属首先失去电子，所以还有其他阳极反应，故 C 错误;D.阴极反应都只有且电极反应式为：C u 2+2 e=C u,故D正确;答案选D。15.下面有关电化学的图示，完全正确的是A.精铜粗铜CuSO4粗铜的精炼nZnCl2溶液铁片镀锌D.颓 却 电 流碳棒碘化钾淀物溶饱和食盐水液验证NaCI溶液（含附酸）电解产物【答案】D【解析】A.该原电池中，Z n在Z n S C U中失电子，C/+在C u S O4中得电子，若将Z n插入到C u S O

19、4中Z n可以把C M+置换出来，而正极没有任何反应，故不会出现电流，A错误;B.粗铜的精炼中，粗铜作阳极，阳极上电极材料铜失电子发生氧化反应，纯铜作阴极，阴极上铜离子得电子发生还原反应，B错误;C.电镀时，镀层锌作阳极，镀件铁作阴极，C错误;D.根据电流方向知，碳棒作阳极，铁棒作阴极，电解氯化钠溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，氯气和碘离子发生置换反应生成碘单质，碘遇淀粉试液变蓝色，所以能检验阳极产物，D正确;故选D。16.如图 为直流电源，为浸透饱和氯化钠溶液和酚配试液的滤纸，为 电 镀 槽。接通电路后，发现K 一a b ：c d .A R滤纸上的c点显红色，请填

20、空：（1）电源上的a 为一极。（2）滤纸上发生的总化学反应方程式为。（3）欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通点，使 c、d 两点短路，则电极e 上 发 生 的 反 应 为 电 极 f 上发生的反应为一,槽中盛放的镀液可以是_ 或_（只要求填写两种电解质溶液）。【答案】正 2NaCl+2H2。幽2NaOH+C12f+H2T Zn-2e-Zn2+Zn2+2e-Zn Z11SO4溶液ZnCk溶液【解析】（1）B 连接外接电源，所以B 是电解氯化钠溶液的电解池，B 上的c 点显红色，说明c 点有耙氧根离子生成，根据离子的放电顺序知，该极上为水电离的氢离子得电子放电，同时生成氢氧根离子，所以c 是阴极，外电

21、源b 是负极，a 是正极；故答案为：正；（2）电解氯化钠溶液时，溶液中的离子放电顺序为：氢离子放电能力大于钠离子，氯离子放电能力大于氢氧根离子，所以电解氯化钠时生成物是氯气、氢气、氢氧化钠，所以其反应方程式为2NaCl+2H20电解2NaOH+Cht+H2t；故答案为：2NaCl+2H?O 电解 2NaOH+CbT+H?T：（3）电镀时，e 是阳极，f 是阴极，镀层锌作阳极，镀件铁作阴极，阳极上失电子变成离子进入溶液，阴极上锌离子得电子生成锌单质，所 以 阳 极 e 上电极反应式为Zn-2e=Zn-+;阴 极 f 上的电极反应式为Zn2+2e=Zn；电镀液的选取：用含有镀层金属离子的溶液作电镀液，所以可选ZnCb亿nSOQ溶液作电镀液;故答案为：Zn-2e-Zn2+：Zn2+2e-Zn；ZnSCh溶液；ZnCk溶 液（合理即可）。