2021版化学名师讲练大一轮复习鲁科新高考地区专用版题组训练过关：第6章 考点2 6-3　电解池及其工作原理

2021版化学名师讲练大一轮复习鲁科新高考地区专用版题组训练过关：第6章 考点2 6-3　电解池及其工作原理

温馨提示：‎ ‎ 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。‎ 题组训练过关 电解原理的常规应用 ‎1.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Al3++3e-Al D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 ‎【解析】选C。题目用电解氧化法在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,即Al的化合价要升高,失电子,发生氧化反应,因此铝为阳极,故A项正确;阴极材料的选择不会对电解有影响,因此可以选择不锈钢网,且不锈钢网的接触面积大,能提高电解效率,故B项正确;阴极应为溶液中H+得电子生成氢气,电极反应式为2H++2e―H2↑,故C项错误;电解时,阴离子在电解池中移向阳极,故D项正确。‎ ‎2.金属镍有广泛的用途,粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是(已知:氧化性Fe2+Fe>Ni>Cu>Pt发生氧化反应,电极反应依次为Zn-2e-Zn2+、Fe-2e-Fe2+、Ni-2e-Ni2+,A项错误;电解过程中,阳极Zn、Fe、Ni溶解,Cu、Pt沉积到电解槽底部,阴极只析出Ni,结合两极转移的电子数相等,阳极质量的减少量与阴极质量的增加量不相等,B项错误;Cu和Pt还原性比Ni弱,不能失去电子,以沉淀的形式沉积在电解槽底部,形成阳极泥,C项正确;电解后,溶液中存在的金属阳离子除了Fe2+、Zn2+外,还有Ni2+,D项错误。‎ ‎1.电解精炼铜时,阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等,电解质溶液的浓度减小。‎ ‎2.粗铜中不活泼的杂质(金属活动性顺序中位于铜之后的银、金等),在阳极难以失去电子,当阳极上的铜失去电子变成离子之后,它们以金属单质的形式沉积于电解槽的底部,成为阳极泥。‎ ‎ 应用电解原理制备新物质 ‎3.(2020年山东等级考模拟)工业上电解NaHSO4溶液制备Na2S2O8。电解时,阴极材料为Pb;阳极(铂电极)电极反应式为2HS-2e-S2+2H+。下列说法正确的是 (　　)‎ A.阴极电极反应式为Pb+HS-2e-PbSO4+H+‎ B.阳极反应中S的化合价升高 C.S2中既存在非极性键又存在极性键 D.可以用铜电极作阳极 ‎【解析】选C。Na2S2O8的结构为,由此结构可以判断出以下信息:S2中含硫氧极性键和氧氧非极性键;S的化合价仍为+6价,中间的两个O均为-1价,其他的O均为-2价;电解时阳极的HS中O失去电子,S未变价;阴极电极反应式为2H++2e-H2↑;若用铜作阳极,则阳极反应式为Cu-2e-Cu2+,综上所述,答案为C。‎ ‎4.利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。可用电解LiCl溶液制备LiOH,装置如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A.电极B连接电源正极 B.A极区电解液为LiCl溶液 C.阳极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-‎ D.每生成1 mol H2,有1 mol Li+通过该离子交换膜 ‎【解析】选B。可以类比氯碱工业。由题意知,电解LiCl溶液制备LiOH,由于B电极生成氢气,A与B用阳离子交换膜隔开,所以B为阴极,B极区用LiOH溶液,A极区为LiCl溶液。A项,电极B上产生氢气,所以B为阴极,B连接电源负极,A不正确;B项,A极区电解液为LiCl 溶液,B正确;C项,阳极反应式为2Cl--2e-Cl2↑,C不正确;D项,每生成1 mol H2,有2 mol Li+通过该离子交换膜,D不正确。‎ 应用电解原理治理污染 ‎5.(2020·牡丹江模拟)再生铅行业是我国在重视环境保护和充分利用有色金属再生资源的情况下逐步发展起来的新兴产业。从废旧铅蓄电池中回收铅的工艺为 废铅PbONa2PbCl4Pb 电解原理如图所示。下列说法正确的是 (　　)‎ A.阴极区电极反应式为2H++2e-H2↑‎ B.电解过程中阳极附近pH明显增大 C.Na2PbCl4浓度下降后,在阴极区加入PbO,可实现电解质溶液的再生使用 D.电路中流经4 mol电子,阴极可得‎207 g铅 ‎【解析】选C。该装置为电解池,与电源正极相连的电极为阳极,与电源负极相连的电极为阴极,阴极发生还原反应,电极反应式为PbC+2e-Pb+4Cl-,阳极发生氧化反应,电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,据此分析解答。A.由上述分析可知,阴极区发生还原反应,‎ 电极反应式为PbC+2e-Pb+4Cl-,故A错误;阳极的电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,阳极区氢离子浓度增大,所以阳极附近pH减小,B错误;阴极电解一段时间后溶液为HCl和NaCl的混合溶液,根据流程图,将PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中,得到含Na2PbCl4的电解液,且根据电极反应式可知电解后减少的元素有Pb、O,因此向阴极区加PbO可恢复其浓度且实现物质的循环利用,C正确;电解Na2PbCl4溶液,阴极生成Pb,电极反应式为PbC+2e-Pb+4Cl-,所以n(Pb)=n(e-)=2 mol,‎ m(Pb)=2 mol×‎207 g·mol-1=‎414 g,故D错误。‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　(双选)人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素[CO(NH2)2]。下列有关说法正确的是 (　　)‎ A.a为电源的负极 B.电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比几乎不变 C.除去尿素的反应为CO(NH2)2+2Cl2+H2ON2+CO2+4HCl D.若两极共收集到气体0.6 mol,则除去的尿素为0.12 mol(忽略气体溶解,假设氯气全部参与反应)‎ ‎【解析】选B、D。A. 由题图可以知道,左室电极产物为CO2和N2,发生氧化反应,故a为电源的正极,右室　电极产物H2,发生还原反应,故b为电源的负极,故A错误;B. 阴极反应式为6H2O+6e-6OH-+3H2↑,阳极反应式为6Cl--6e-3Cl2↑,‎ CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl,根据上述反应式可以看出在阴、阳极上产生的OH-、H+的数目相等,阳极室中反应产生的H+,通过质子交换膜进入阴极室与OH-恰好反应生成水,所以阴极室中电解前后溶液的pH不变,故B正确;C. 由图可以知道,阳极室首先是氯离子放电生成氯气,氯气再氧化尿素生成氮气、二氧化碳,同时会生成HCl,阳极室中发生的反应依次为6Cl--6e-3Cl2↑,CO(NH2)2+3Cl2+‎ H2ON2+CO2+6HCl,故C错误;D. 如图所示,阴极反应式为6H2O+6e-6OH-+3H2↑,阳极反应式为6Cl--6e-3Cl2↑,CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl,若两极共收集到气体0.6 mol,则n(N2)=n(CO2)=0.6×mol=0.12 mol,由反应CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl可知所消耗的CO(NH2)2的物质的量也为 ‎0.12 mol,故D正确。‎ ‎ ‎ 关闭Word文档返回原板块