2023届新高考化学一轮复习电化学原理的应用作业.pdf

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1、电化学原理的应用考点一：电解法制备物质1.（2022.中山模拟）邻二滨（氯）化物常用作火焰阻滞剂、杀虫剂等。科研团队从价格低廉且安全友好的双卤代物出发，发展了电化学辅助的“穿梭”反应（即某基团能在两种分子间进行可逆地 穿梭”），实现了烯烬的双卤化反应。反应原理如下图所示（图中X 代表卤素原子，本题中为Br）。下列说法错误的是（）A.a 电极为阴极B.1,2二溪乙烷生成Br一的同时，会释放乙烯气体，从而为“穿梭”反应提供驱动力，推动新的邻二卤代物生成C.b 极反应为 RC H=C H2+2B F+2e=R CHBrCH2BrD.该方法可用于修复被有机氯农药（六氯代环己烷）残留污染的土壤，同时还能

2、生产有价值的化学药品【解析】选 C。a 电极反应B CHLCH2B r+2e-C H 2=C H 2+2B 中，碳元素化合价降低，发生还原反应，a 电极为阴极，A 正确；释放的乙烯气体具有推动力，可以为该“穿梭”反应提供驱动力，B 正确；b 极为阳极，反应为R-C H=C H2+2Br-2 e =R CHBrCH2Br,C 错误；六氯代环己烷曾被广泛用作杀虫剂，但是它具有高毒性且不易降解，选取六氯代环己烷作为实验对象，在经过三次连续的转移1,2双氯化反应后，生成了苯和有价值的邻二氯代物，D 正确。2.（2022日照模拟）铝阳极氧化处理后形成的氧化膜比铝的天然氧化膜耐磨性、耐腐蚀性及装饰性有明显

3、的提高，工业中以铝为阳极，置于硫酸溶液中电解，装置如图所示，下列说法正确的是（）A.阳极电极反应式为2Al-6e+6OH-=ALO3+3H2OB.随着电解的进行，溶液的pH 逐渐增大C.当阴极生成气体3.36 L（标准状况）时，阳极增重2.4 gD.电解过程中H+移向铝电极【解析】选 C。A 项，硫酸溶液显酸性，阳极反应式为2A16e+3H2O=Al2O3+6H*；B 项，阴极反应式为6 H+6 e =3H2t，电解过程中H z O 减少,p H 减小;C项,H 2 的物质的量为0.1 5 m ol,阳极由A lA b C h，增加 O 元素的质量，当 （H 2）=0.1 5 mol 时（A

4、L C）3）=0.0 5 mol,皿0）=0.0 5 molx 3 x l6 g-moL=2.4 g；D项，电解过程中H+移向阴极（石墨电极）。3.（2 0 2 2.云浮模拟）高铁酸盐在环保能源领域有广泛的用途。用锲（Ni）、铁作电极电解浓N a O H 溶液制备高铁酸盐Na 2 F e C 4 的装置如图所示。下列推断合理的是（）A.F e 电极是阳极，电极反应式F e+4 H 2 O-6 e-=F e O:+8 H B.电解时电子流向：负极-N i电极一电解液一F e 电极一正极C.若隔膜为阴离子交换膜，则电解结束后左侧溶液中含有F e OfD.电解时阳极区p H 减小、阴极区p H 增大

5、，撤去隔膜，溶液混合后，与原溶液相比，p H 减小（忽略体积变化）【解析1 选 D。利用该电解装置制备Na 2 F e C 4，F e 电极与直流电源的正极相连，则 F e 电极是阳极，由于电解质溶液是N a O H 溶液，故阳极反应式为F e 6 b +8 0 H =F e O+4 H2O,A项错误；电子只在电极和导线上流动，不能进入电解质溶液，B 项错误：阴极反应式为2 H 2 0+2 e =2O H+H2t，若隔膜为阴离子交换膜，为维持电解质溶液呈电中性，阴极产生的O F T 通过隔膜向右侧移动，故电解结束后右侧溶液中含有FeO f，C项错误；电解时阳极消耗O H阴极生成O H,则阳极区

6、p H减小、阴极区p H 增大；据得失电子守恒可知，转移电子数相等时，阳极消耗O H 一比阴极生成O P T 要多，撤去隔膜，溶液混合后,溶液的碱性减弱，则与原溶液相比，p H 减小，D项正确。4.（2 0 2 2 广州模拟）H 2 O2 和。3 都是较强的氧化剂，可用于环境消杀。以下电化学装置可协同产生H 2 O2 和03,产生H 2 O2 和。3 的物质的量之比为5 ：1,下列说法错误的是（）A.Y 电极电势低于X 电极B.膜为质子交换膜C.生成双氧水的电极反应式为O2+2 e-+2 H=H 2 O2D.X 极处可能还存在其他副反应【解析】选 A。Y 极氧元素从一2价升至0价，是阳极，电极

7、反应式：2 H 2 0 4 e=C h+4 H+,3 H2O-6 e=O3+6 H+,X 极是阴极，电极反应式为O?+2 e +2 H =H2O2;Y 极是阳极，X 极是阴极，Y 电极电势比X 电极高，A错误；H+由 Y 极向X 极移动，则膜为质子交换膜，B正确；X 极是阴极，生成双氧水的电极反应式为O2+2 e +2 H+=H 2 O2,C正确；Y 极可能发生的电极反应式为3 H 6 1=C h+6 H+,则 H 2 O2 和 O3 的物质的量之比为3 ：1,故应有其他副反应生成H 2 O2,才会有5：1,D正确。OFe5.(1)环戊二烯可用于制备二茂铁 F e(C 5 H 5)2,结构简式

8、为O，后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如图所示，其中电解液为溶解有澳化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(D M F 为惰性有机溶剂)。电解制备需要在无水条件下进行，原因为(2)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案,主要包括电化学过程和化学过程，如图所示:负极区发生的反应有(写反应方程式)。电路中转移1 m o l 电子，需消耗氧气 L(标准状况)。【解析】(1)由电解原理示意图可知，电解后铁变为+2价，由此可判断铁作电解池的阳极，阳极的电极反应 式 为 F e-2 e=Fe2+,阴极的电极反应为2c+2e =z tO

9、+lhT，由此可得总反应方程式为F eOFe+2()=0 +1 4 2 电解时如果有水，水会与钠反应，阻碍C)的生成，而且电解时会产生O H ,0 H 一会与F e?+反应生成F e(0 H)2 沉淀。(2)由题图知，左端的电极反应为F e3+e=Fe2+,应为阴极，接电源负极，右端的电极反应为2 H C 1 2 e-=C12+2 H+,应为阳极，接电源正极，负极产生的F e?+进一步被0 2 氧化生成F e3+,则 4 F e2+C)2+4 H+=4 F e31+2 H 2 O；由此可知，每消耗I m o l C h，需转移4 m o i 电子，则转移1 m o l 电子时，应消耗m o l

10、 C h,标准状况下，；m o l C h 的体积为!m o l x 2 2.4 L m o r1=5.6 L ooF e答案：（l）F e 电极 F e+2O?=Oi+H 2 T 或 F e+2 C 5 H 6=F e（C 5 H 5）2 +H 2 r 水会与 N a 反应，阻碍中间 物 的 生 成；水会电解生成0H,进一步与F e?+反应生成F e（0 H）2（2）F e3+e =Fe2 +,4 F e2+O 2+4 H =4 F e3+2 H 2考点二：电 镀 电 冶 金1.（2 0 2 2 江门模拟）下列有关铝土矿中提炼铝的说法不正确的是（）A.铝土矿中的铝元素是以化合态存在的，需用化

11、学方法把铝元素变成游离态B.提炼过程中，先将铝土矿净化提取氧化铝，再进行冶炼C.可用常见的还原剂把氧化铝中的铝还原出来D.冶炼铝的方法同工业冶炼钠、镁相似，可用电解法【解析】选 C。铝是活泼金属，常见的还原剂不能还原A I 2 O 3,只能用电解熔融氧化铝实现。2.（2 0 2 2.昆明模拟）如图是利用阳离子交换膜和过滤膜制备高纯度的C u 的装置示意图，下列有关叙述不正确的是（）电极A-膜B极B膜 浓CuSO 溶液A.电极A 是粗铜，电极B 是纯铜B.电路中通过1 mo l 电子，生 成 1 6 g铜C.溶液中SOf 向电极A 迁移D.膜 A 是过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区【解析】选

12、B。精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，根据电解原理，电极A 为粗铜，电极B 为纯铜，A项正确；阴极反应式为C u 2+2 e-=C u,当电路中通过1 mo l 电子时，生成0.5 mo l Cu,即生成32gCu,B 项错误；根据电解原理，SOf 向阳极移动，C 项正确；膜 A 为过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区，膜 B 为阳离子交换膜，D项正确。电解3.化学家戴维电解熔融氢氧化钠制得钠：4 N a O H（熔融）1 1 0 0 r O2t+4 N a t +2H2O；后来盖 吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠：3F e+4 N a O H=F e3O4+2H2f+4 N a t 下列有

13、关说法正确的是（）A.戴维法制钠，阳极的电极反应式为N a+e =N a TB.盖 吕萨克法制钠原理是利用铁的金属性比钠的强C.若用戴维法与盖 吕萨克法制得等量的钠，两方法转移电子总数相等D.还可以用电解熔融氯化钠法制钠【解析】选D。A项，阳极应发生氧化反应；B项，盖 吕萨克法制钠原理是根据钠的沸点较低、易从反应混合物中分离出来；C项，根据反应方程式可知，用戴维法制取金属钠，每产生4 mo i钠转移电子的物质的量是4 mo l,而用盖 吕萨克法制得4 mo i钠转移电子的物质的量是8 mo l,因此制取等量的金属钠，转移电子总数不相等；D项，由于N a Cl是离子化合物，可用电解熔融氯化钠的方

14、法制金属钠。4 .中学阶段介绍的电解原理的应用主要有三种：一是氯碱工业、二是电解精炼铜、三是电解冶金。下列关于这三个工业生产的描述中正确的是（）A.电解精炼铜时，负极反应式：Cu2+2e-=CuB.氯碱工业和电解精炼铜中，阳极都是氯离子放电放出氯气C.在氯碱工业中，电解池中的阴极产生的是H?,N a O H在阳极附近产生D.电解精炼铜时，应用粗铜作阳极、精铜作阴极，可溶性铜盐作电解质溶液【解析】选D。电解精炼铜时，两极分别是阴、阳极，阴极电极反应为Cu 2+2e=Cu,A项错误；在氯碱工业中，阳极是C放电生成氯气，电解精炼铜时，阳极是粗铜失电子，生成Cu?+,B项错误；水中存在H2O H+O

15、H ,在氯碱工业中，电解池的阴极氢离子放电生成氢气，水的电离平衡向右移动，N a+与O I F结合生成N a O H,C项错误；电解精炼铜时，应用粗铜作阳极、精铜作阴极，可溶性铜盐作电解质溶液，D项正确。5 .（20 22珠海模拟）某电化学装置如图所示，a、b分别接直流电源两极。下列说法正确的是（）B.若B为粗铜，A为精铜，则溶液中c（CF+）保持不变C.若A、B均为石墨电极，则通电一段时间后，溶液p H增大D.若B为粗铜，A为精铜，则A、B两极转移的电子数相等【解析】选D。电解质溶液通过离子移动导电，电解质溶液中没有电子移动，故A错误；若B为粗铜，A为精铜，电解质溶液是硫酸铜，该装置为电解精

16、炼铜，溶液中c（C u 2，）略减小，故B错误；若A、B均为石墨电极，电解方程式是2C 11SO 4+2H 2O迪 里2C u+C h T+2H 2s C U,则通电一段时间后，溶液p H减小，故C错误；根据电子守恒，阴极、阳极转移电子数一定相等，故D正确。6.粗银（含A l、Z n、P t、A u等杂质）的精炼如图，其中b极有少量无色气体生成，该气体遇空气变红棕色,下列说法不正确的是（）AgNCh-HNCh溶液A.在电解过程中，含有杂质的粗银应是电极aB.b 极生成气体的电极反应式为NO3+3 5+4 H+=N 0 T+2H2。C.当纯银片增重2.16 g 时，电路中通过0.02 m ol电

17、子D.电解后Pt、A u以单质的形式沉积在a 极下方【解析】选 C。电解时.，粗银为阳极，接电源正极，A 项正确；b 电极生成N O,该气体是NO；得电子发生还原反应产生的，B 项正确；阳极上A g发生氧化反应，Al、Z n也发生氧化反应，阴极上Ag+发生还原反应，NO3也发生还原反应，故纯银片增重2.16 g 时，电路中通过的电子大于0.02 mol,C 项错误；Pt、A u不能发生氧化反应，D 项正确。7 .（改编题）锂锐氧化物二次电池成本较低，且对环境无污染，其 充 放 电 的 反 应 方 程 式 为 V2O5+放电xLi无电L iN 95。如图为用该电池电解含银酸性废水制取单质银的装置

18、。下列说法正确的是（）锂帆辄化物二次电池阴离子膜阳离子膜1棒碳镀银铁棒环5加I;目三l%NaCI斗 量Ni”Cl-4ENaOH 溶 液 三 一 二-1容 液-三 三-二-二 酸 性 溶 液-三A.该电池充电时，负极的电极反应式为LLV2O5=V2O5+XLB.该电池可以用LiCl水溶液作电解质溶液C.当电池中有14 g L i参与放电时，能得到29.5 g NiD.电解过程中，NaCl溶液的浓度会不断增大【解析】选 D。锂机氧化物二次电池充电时，负极连接外加电源的负极作电解池的阴极，发生的电极反应式 为 Li+e=Li,A 项错误：L i是活泼金属，能与水反应，故该锂锐氧化物二次电池不能用Li

19、Cl水溶液作电解质溶液，B 项错误；该电池放电时，负极反应式为Li鼠=口+,有 7 gLi（即 1 mol）参与放电时,电路中转移1 m ol电子；镀银铁棒发生的反应为Ni2+2e-=N i,通 过 1 m ol电子时析出0.5 mol N i,其质量为0.5molx59g-mo】=29.5g,C 项错误；电解过程中，阴极区C透过阴离子膜向NaCl溶液中迁移，阳极区Na+透过阳离子膜向NaCl溶液中迁移，故 NaCl溶液的浓度不断增大，D 项正确。考点三：金属的腐蚀与防护1.（2022 广州模拟）如图是钢铁在海水中锈蚀过程的模型，若有0.2 m ol电子发生转移，下列说法正确的是)B.有 5.

20、6 g 铁被腐蚀C.钢铁表面出现气体D.消耗气体体积约为2.24 L（标准状况）【解析】选 B。从题图中看出，空气中的氧气在正极放电，所以发生了吸氧腐蚀，A 项错误；原电池中，铁失电子为负极，发生氧化反应，电极反应为Fe2e-=Fe2+,所以有0.2 m ol电子发生转移时，有 5.6 g铁被腐蚀，B 项正确；铁失电子为负极，发生氧化反应生成Fe2，所以钢铁表面不会出现气体，C 项错误；吸氧腐蚀时，氧气在正极发生得电子的还原反应，电极反应为O2+2H2O+4e=4 O H ,所以有0.2 mol电子发生转移，消耗标准状况的气体体积约为竽molx22.4L-moir=1.12L,D 项错误。2.

21、某小组同学用如图装置研究钢铁在海水中的腐蚀与防护。下列说法正确的是（)铁片n n石墨铁 片 舟 石 墨铁片1%石墨海水图1海水图2海水图3A.图 1 中铁片为负极，石墨为正极B.图 2 中发生的是析氢腐蚀C.图 3 为外加电流法D.钢铁被腐蚀的速率：图 3图 2图 1【解析】选 C。图 1中铁片和石墨未用导线连接，不能形成原电池，A 项错误；图 2 铁片和石墨用导线连接，插入海水中，海水呈弱碱性，铁片发生吸氧腐蚀，B 项错误；图 3 中有外加直流电源，铁片与电源的负极相连，该保护方法是外加电流法，C 项正确；图 2 中铁片作原电池的负极，腐蚀速率最快，图 3 中铁片作阴极，受保护，腐蚀最慢，故

22、钢铁被腐蚀的速率：图 2 图 1 图 3,D 项错误。3.城市地下潮湿的土壤中常埋有纵横交错的管道和输电线路，当有电流泄漏并与金属管道形成回路时，就会引起金属管道的腐蚀。原理如图所示，但若电压等条件适宜，钢铁管道也可能减缓腐蚀，此现象被称为“阳极保护下列有关说法不正确的是（）A.该装置能够将电能转化为化学能B.管道右端腐蚀比左端快，右端电极反应式为Fe2 b=F e 2+C.如果没有外加电源，潮湿的土壤中的钢铁管道比较容易发生吸氧腐蚀D.钢铁“阳极保护”的实质是在阳极金属表面形成一层耐腐蚀的钝化膜【解析】选 B。该装置相当于电解池，能将电能转化为化学能，A 正确：左端是阳极，腐蚀更快，B 错误

23、;如果没有外加电源，潮湿的土壤（接近中性）中的钢铁管道发生原电池反应，所以发生的是吸氧腐蚀，C 正确；根据题意可知“阳极保护”实质上是在金属表面形成了一层致密的保护膜，D 正确。4.（改编题）下列关于如图装置说法正确的是（）门气体出去_ 族_ 石墨:五三盘二M溶液A.装置中电子移动的途径是负极-F e-M 溶液一石墨一正极B.若 M 为 NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClOC.若 M 为 FeCL溶液，可以实现石墨上镀铁D.若 M 是海水，该装置是通过“牺牲阳极法”使铁不被腐蚀【解析】选 B。装置中电子移动的途径：负极-F c 电极，然后是溶液中的阴离子在阳极（石墨）放电-电源

24、的正极，A 项错误；若 M 为 NaCl溶液，通电一段时间后，阳极产生CL，溶液中的NaOH与阳极产生的C h发生反应生成NaCl和 N aClO,所以溶液中可能有NaClO,B 项正确；若 M 为 FeCb溶液，在阳极，溶液中的Fe2+失去电子变为Fe3+,所以不可能实现石墨上镀铁，C 项错误；若 M 是海水，该装置是电解池,是通过外加电流法使铁不被腐蚀，不是通过“牺牲阳极法”，D 项错误。5.（2022 江门模拟）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会生锈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，若金属M比Fe活泼，可防止输水管腐蚀【解析】选C。形成原电池需要电解质溶液，所以干燥空气中不易形成原电池，则铁钉不会生锈，A正确;中性、碱性和弱酸性条件下易发生吸氧腐蚀，所以若断开电源，钢闸门会发生吸氧腐蚀，B正确；与原电池的正极相连作阳极，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，会加速钢闸门的腐蚀，C错误；若M比Fe活泼，则M、Fe形成原电池时，Fe作正极，M作负极，Fe被保护，D正确。