电化学一轮复习 专题练习 高考真题Word格式文档下载.docx
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D.当电路中通过1mol电子的电量时,会有0.5mol的O2生成
3.(2017年全国卷2)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为H2SO4-H2C2O4混合溶液。
下列叙述错误的是()
A.待加工铝质工件为阳极B.可选用不锈钢网作为阴极
C.阴极的电极反应式为:
D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
4.(2017年海南卷)一种电化学制备NH3的装置如图所示,图中陶瓷在高温时可以传输H+。
A.Pb电极b为阴极
B.阴极的反应式为:
N2+6H++6e﹣=2NH3
C.H+由阳极向阴极迁移D.陶瓷可以隔离N2和H2
5.(2015年浙江卷)在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。
下列说法不正确的是()
A.X是电源的负极
B.阴极的反应式是:
H2O+2e-═H2+O2-,CO2+2e-═CO+O2-
C.总反应可表示为:
H2O+CO2
H2+CO+O2
D.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1︰1
6.(2015年福建卷)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。
下列说法正确的是()
A.该装置将化学能转化为光能和电能
B.该装置工作时,H+从b极区向a极区迁移
C.每生成1molO2,有44gCO2被还原
D.a电极的反应为:
3CO2+18H+-18e-=C3H8O+5H2O
7.(2015年四川卷)用如图所示装置除去含有CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液pH为9~10,阳极产生
的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体,下列说法不正确的是()
A.用石墨作阳极,铁作阴极
B.阳极的电极反应式:
Cl-+2OH--2e-═ClO-+H2O
C.阴极的电极反应式:
2H2O+2e-═H2↑+2OH-
D.除去CN-的反应:
2CN-+5ClO-+2H+═N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O
二、填空题
1.(2019年全国卷2,节选)环戊二烯可用于制备二茂铁(Fe(C5H5)2结构简式为
),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下图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。
该电解池的阳极为____________,总反应为
。
电解制备需要在无水条件下进行,原因为。
2.(2019年全国卷3,节选)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,如下图所示:
负极区发生的反应有(写反应方程式)。
电路中转移1mol电子,需消耗氧气__________L(标准状况)。
3.(2019年天津卷,节选)氢化过程中所需
高纯度H2可用惰性电极电解KOH溶液制备,写出产生H2的电极名称(填“阳极”或“阴极”),该电极反应方程式为。
4.(2019年北京卷,节选)可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如下。
通过控制开关连接K1或K2,可交替得到H2和O2。
①制H2时,连接_______________
产生H2的电极反应式是_______________。
②改变开关连接方式,可得O2。
③结合①和②中电极3的电极反应式,说明电极3的作用:
________________________。
5.(2019年江苏卷,节选)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。
电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。
①写出阴极CO2还原为HCOO−的电极反应式:
②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是。
6.(2018年全国卷1,节选)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。
阳极的电极反应式为。
电解后,_______室的NaHSO3浓度增加。
将该室溶液进行结晶脱水,可得到Na2S2O5。
7.(2018年全国卷2,节选)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为。
8.(2018年全国卷3,节选)KIO3也可采用“电解法”制备,装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式。
②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_____________。
9.(2018年江苏卷,节选)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。
写出电解时阳极的电极反应式:
____________________________________。
10.(2017年天津卷,节选)某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。
考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小组利用设计的电解分离装置,使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液,并回收利用。
回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。
Ⅱ.含铬元素溶液的分离和利用
用惰性电极电解时,
能从浆液中分离出来的原因是
,分离后含铬元素的粒子是;
阴极室生成的物质为(写化学式)。
11.(2017年江苏卷,节选)铝是应用广泛的金属。
以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:
注:
SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
(1)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是。
(2)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液,原理如图所示。
阳极的电极反应式为_____________________,阴极产生的物质A的化学式为____________。
12.(2016年天津卷,节选)电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:
Fe+2H2O+2OH−
FeO42−+3H2↑,工作原理如图1所示。
装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO42−,镍电极有气泡产生。
若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。
已知:
Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。
①电解一段时间后,c(OH−)降低的区域在(填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是。
③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:
13.(2015年上海卷,节选)氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。
下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图,图中的离子交换膜只允许阳离子通过。
完成下列填空:
(1)写出电解饱和食盐水的离子方程式。
(2)离子交换膜的作用为:
、
。
(3)精制饱和食盐水从图中
位置补充,氢氧化钠溶液从图中
位置流出。
(选填“a”、“b”、“c”或“d”)
14.(2014年全国卷Ⅰ,节选)H3PO2(次磷酸)用电渗析法制备,“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):
①写出阳极的电极反应式。
②分析产品室可得到H3PO2的原因。
③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2,将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室。
其缺点是产品中混有杂质,该杂质产生的原因是。
15.(2014年全国卷Ⅱ,节选)PbO2可以通过石墨为电极,Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。
阳极发生的电极反应式,阴极观察到的现象是;
若电解液中不加入Cu(NO3)2,阴极发生的电极反应式,这样做的主要缺点是。
16.(2014年山东卷,节选)离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系,由有机阳离子、Al2Cl7-和AlCl4-组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝。
(1)钢制品应接电源的极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为。
若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极产物为。
17.(2014年江苏卷,节选)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。
由硫化氢获得硫单质有多种方法。
(1)将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如下图所示的电解池的阳极区进行电解。
电解过程中阳极区发生如下反应:
S2--2e-=S(n-1)S+S2-=Sn2-
①写出电解时阴极的电极反应式:
②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成。
18.(2012年全国卷Ⅰ,节选)粗铜的电解精炼如下图所示。
在粗铜的电解过程中,粗铜板应是图中电极_____(填图中的字母);
在电极d上发生的电极反应式为____________;
若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为。
参考答案
1.Fe电极Fe+2
=
+H2↑(Fe+2C5H6=Fe(C5H5)2+H2↑)
水会阻碍中间物Na的生成;
水会电解生成OH−,进一步与Fe2+反应生成Fe(OH)2
2.Fe3++e−=Fe2+,4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O5.6
3.阴极2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑
4.①K12H2O+2e-=H2↑+2OH-
②制H2时,电极3发生反应:
Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O。
制O2时,上述电极反应逆向进行,使电极3得以循环使用。
5.①CO2+H++2e−=HCOO−或CO2+HCO3-+2e−=HCOO−+CO32-
②阳极产生O2,pH减小,HCO3-浓度降低;
K+部分迁移至阴极区
6.2H2O-4e-=4H++O2↑a
7.Zn2++2e-=Zn
8.①2H2O+2e-=2OH-+H2↑
②K+a到b
9.HNO2−2e−+H2O=3H++NO3−
10.在直流电场作用下,CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动,脱离浆液。
CrO42-和Cr2O72-NaOH和H2
11.
(1)石墨电极被阳极上产生的氧气氧化
(2)4CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2↑H2
12.①阳极室②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低
③M点:
c(OH-)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢(或N点:
c(OH-)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使Na2FeO4产率降低)。
13.
(1)2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2OH-
(2)防止生成的Cl2与H2反应由于离子交换膜具有选择透过性,所有可以得到纯度较高的NaOH溶液(合理即给分)
(3)ad
14.①2H2O-4e-=O2↑+4H+
②阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的H2PO2-穿过阴膜扩散至产品室,二者反应生成H3PO2
③PO43-H2PO2-或H3PO2被氧化
15.Pb2++2H2O-2e-=PbO2↓+4H+石墨上包上铜镀层Pb2++2e-=Pb不能有效利用Pb2+
16.负4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4-H2
17.
(1)①2H2O+2e-=H2↑+2OH-②Sn2-+2H+=(n-1)S↓+H2S↑
18.c;
Cu2++2e-=Cu;
Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方,Fe以Fe2+的形式进入电解液中
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