三年高考人教版2023年高考化学试题分项版解析专题17电化学原理综合应用(含解析).docx

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1、专题 17 电化学原理综合应用1. 【2023 天津卷】CO 是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。答复以下问题：23O 关心的AlCO 电池工作原理如图 4 所示。该电池电容量大，能有效利用 CO ，电池反响产物 Al (C O )22222 4 3是重要的化工原料。电池的正极反响式：6O +6e26O 2电池的负极反响式：。6CO +6O 223C O 22 4反响过程中O 的作用是。2该电池的总反响式：。【答案】Al3e=Al3+或 2Al6e=2Al3+ 催化剂 2Al+6CO =Al (C O )8【解析】222 4 32. 【2023 江苏卷】NO 主要指NO 和 NO 是大

2、气主要污染物之一。有效去除大气中的NO 是环境保护的重x2x要课题。（2） 用稀硝酸吸取 NO ，得到 HNO 和 HNO的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳x32极的电极反响式：。【答案】2HNO 2e+H O223H+NO 3【解析】精准分析：2依据电解原理，阳极发生失电子的氧化反响，阳极反响为HNO 失去电子生成HNO ，1molHNO232反响失去 2mol 电子，结合原子守恒和溶液呈酸性，电解时阳极电极反响式为HNO -2e-+H O=NO -+3H+。2233. 【2023 课标 1 卷】焦亚硫酸钠Na S O 在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。答复以下问

3、题：2 2 5（3） 制备Na S O 也可承受三室膜电解技术，装置如下图，其中SO 碱吸取液中含有NaHSO 和 Na SO 。阳2 2 52323极的电极反响式为。电解后，室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进展结晶脱水，可得到Na S O 。2 2 5【答案】32H O4e4H+O a22【解析】4. 【2023 课标 1 卷】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿ZnS，含有 SiO 和少2量 FeS、CdS、PbS 杂质为原料制备金属锌的流程如下图：（4） 电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反响式为；沉积锌后的电解液可返回 工序连续使用。【答案】4Zn2+2eZn溶

4、浸【解析】精准分析：焙烧时硫元素转化为SO ，然后用稀硫酸溶浸，生成硫酸锌、硫酸亚铁和硫酸镉，二氧化硅与稀2硫酸不反响转化为滤渣，由于硫酸铅不溶于水，因此滤渣 1 中还含有硫酸铅。由于沉淀亚铁离子的 pH 较大， 需要将其氧化为铁离子，通过掌握pH 得到氢氧化铁沉淀；滤液中参加锌粉置换出Cd，最终将滤液电解得到金属锌。则4电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极发生得到电子的复原反响，因此阴极是锌离子放电，则阴极的电 极反响式为Zn2+2eZn；阳极是氢氧根放电，破坏水的电离平衡，产生氢离子，所以电解后还有硫酸产生，因此沉积锌后的电解液可返回溶浸工序连续使用。5. 【2023 课标 3 卷】KIO 是

5、一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。答复以下问题：33KIO 也可承受“电解法”制备，装置如下图。3写出电解时阴极的电极反响式。电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为，其迁移方向是。与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要缺乏之处有写出一点。【答案】32H O+2e2OH+H K+；a 到 b产生Cl 易污染环境等222【解析】6. 【2023 江苏卷】铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为 Al O ，含SiO和 Fe O等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：2 322 3注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。（3） “电解”是电解熔融Al O ，电解过程中作阳极的石墨

6、易消耗，缘由是。2 3（4） “电解”是电解Na CO23溶液，原理如下图。阳极的电极反响式为，阴极产生的物质A 的化学式为。【答案】3石墨电极被阳极上产生的 O 氧化 44CO 2+2H O4e=4HCO +O H2323227. 【2023 天津卷】某混合物浆液含有 Al(OH) 、MnO 和少量 Na CrO ,。考虑到胶体的吸附作用使Na CrO 不322424易完全被水浸出，某争论小组利用设计的电解分别装置见图 2，使浆液分别成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。答复和中的问题。含铬元素溶液的分别和利用4用惰性电极电解时， CrO 2- 能从浆液中分别出来的缘由是，分别后含铬元素的

7、粒子是4 ；阴极室生成的物质为写化学式。【答案】4在直流电场作用下，CrO 2-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液4CrO 2-和 Cr O 2- 42 7NaOH 和 H24用惰性电极电解时，在直流电场作用下， CrO 2-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液，从而使4CrO 2-从浆液中分别出来；因2 CrO 2-+2H+ 44Cr O 2-+H O，所以分别后含铬元素的粒子是CrO 2-和 Cr O 2-；阴2 7242 7极室 H+放电生成 H ，剩余的 OH与透过阳离子交换膜移过来的 Na+结合生成 NaOH，所以阴极室生成的物质为2NaOH 和 H 。28. 【2023 课标

8、 1 卷】NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：答复以下问题：3“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和 Ca2+，要参加的试剂分别为 、 。“电解”中阴极反响的主要产物是。【答案】3NaOH 溶液 ；Na CO 溶液 ；ClO (或 NaClO )；2322【解析】3食盐溶液中混有 Mg2+和Ca2+，可利用过量NaOH 溶液除去Mg2+，利用过量Na CO 溶液除去Ca2+；23向NaCl 溶液中参加ClO ，进展电解，阳极发生反响 2Cl-2e-=Cl ，反响产生 Cl ，阴极发生反响产生NaClO ，2222可见“电解”中阴极反

9、响的主要产物是NaClO ；29. 【2023 北京卷】用零价铁Fe去除水体中的硝酸盐NO -已成为环境修复争论的热点之一。3（1） Fe 复原水体中NO -的反响原理如下图。 3作负极的物质是。正极的电极反响式是。（2） 将足量铁粉投入水体中，经24 小时测定NO3的去除率和pH，结果如下：初始 pHpH=2.5pH=4.5NO 的去除率3接近 100%50%24 小时pH接近中性接近中性铁的最终物质形态pH=4.5 时，NO 的去除率低。其缘由是。 34其他条件与2一样，经 1 小时测定NO 的去除率和pH，结果如下：3初始 pHpH=2.5pH=4.5NO 的去除率3约 10%约 3%1

10、 小时pH接近中性接近中性与2中数据比照，解释2中初始 pH 不同时，NO 去除率和铁的最终物质形态不同的缘由：。3【答案】1铁NO +8e+10H+=NH +3H O3422由于铁外表生成不导电的FeO(OH)，阻挡反响进一步发生4Fe2H=Fe2H ，初始 pH 较小，氢离子浓度高，产生的 Fe2+浓度大，促使 FeOOH转化为可导2电的 Fe O ，使反响进展的更完全，初始pH 高时，产生的Fe2+浓度小，从而造成NO 去除率和铁的最终物质 3 43形态不同。2从 pH 对硝酸根去除率的影响来看，初始 pH=4.5 时去除率低，主要是由于铁离子简洁水解生成 FeO(OH)，同时生成的Fe

11、3O4 产率降低，且生成的FeO(OH)不导电，所以NO3-的去除率低；4Fe2H=Fe2H2，初始 pH 较小，氢离子浓度高，产生的 Fe2+浓度大，促使 FeOOH转化为可导电的 Fe3O4，使反响进展的更完全；初始 pH 高时，由于 Fe3+的水解，Fe3+越简洁生成 FeO(OH)，产生的 Fe2+ 浓度小，从而造成NO3去除率和铁的最终物质形态不同。10. 【2023 江苏卷】铁炭混合物铁屑和活性炭的混合物、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。1铁炭混合物在水溶液中可形成很多微电池。将含有Cr2O72的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极 上 Cr2O72转化为Cr3，其电极反响式为。【

12、答案】1Cr2O72+6e+14H+2Cr3+7H2O11. 【2023 天津卷】氢能是进展中的能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。答复以下问题：1但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反响式：。5化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的 Na FeO ，同时获得氢气：Fe+2H O+2OHFeO 2+3H ，工作原理如图 1 所示。装置通电后，铁电极四周生成紫红色的FeO 2，镍电极有气泡产424242生。假设氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。：Na FeO 只在强碱性条件下稳定，易被24H 复原。2电解一段时间后，c(

13、OH)降低的区域在(填“阴极室”或“阳极室”)。电解过程中，须将阴极产生的气体准时排出，其缘由是。c(Na FeO )随初始 c(NaOH)的变化如图 2，任选 M、N 两点中的一点，分析c(Na FeO )低于最高值的缘由：2424 。【答案】1H +2OH-2e-=2H O 5阳极室 防止Na FeO 与 H 反响使产率降低22242M 点：c(OH-)低，Na FeO 稳定性差，且反响慢(或 N 点：c(OH-)过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使 Na FeO2424产率降低)。【解析】1碱性氢氧燃料电池的负极反响式为H +2OH-2e-=2H O；225依据题意镍电极有气泡产生是氢离子放

14、电生成氢气，铁电极发生氧化反响，溶液中的氢氧根离子减 少，因此电解一段时间后，c(OH)降低的区域在阳极室，故答案为：阳极室；氢气具有复原性，依据题意Na FeO 只在强碱性条件下稳定，易被H 复原。电解过程中，须将阴极产生的242气体准时排出，防止Na FeO 与 H 反响使产率降低，故答案为：防止Na FeO 与H反响使产率降低；242242依据题意Na2FeO4 只在强碱性条件下稳定，在 M 点，c(OH-)低，Na2FeO4 稳定性差，且反响慢，在 N 点：c(OH-)过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使 Na2FeO4 产率降低，故答案为：M 点：c(OH-)低，Na2FeO4 稳定性差，且反响慢(或N 点：c(OH-)过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4 产率降低)。12. 【2023 浙江卷】催化复原CO2 是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。5争论证明，CO2 也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反响发生在极，该电极反响式是。【答案】5阴CO2+6H+6e=CH3OH+H2O