第25講 電解原理的應(yīng)用 （含答案）【暑假?gòu)澋莱?chē)】2024年新高二化學(xué)暑假講義+習(xí)題（人教版2019選擇性必修1）

這是一份第25講 電解原理的應(yīng)用 （含答案）【暑假?gòu)澋莱?chē)】2024年新高二化學(xué)暑假講義+習(xí)題（人教版2019選擇性必修1），文件包含第25講電解原理的應(yīng)用原卷版暑假?gòu)澋莱?chē)2024年新高二化學(xué)暑假講義+習(xí)題人教版2019選擇性必修1docx、第25講電解原理的應(yīng)用解析版暑假?gòu)澋莱?chē)2024年新高二化學(xué)暑假講義+習(xí)題人教版2019選擇性必修1docx等2份試卷配套教學(xué)資源，其中試卷共35頁(yè)， 歡迎下載使用。
1.變化觀念與平衡思想：通過(guò)對(duì)氯堿工業(yè)、電鍍、電解精煉銅、電冶金等原理的分析，認(rèn)識(shí)電能與化學(xué)能之間的能量轉(zhuǎn)化。
2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：建立電解應(yīng)用問(wèn)題的分析思維模型和電解相關(guān)計(jì)算的思維模型，加深對(duì)電解原理的理解和應(yīng)用。
一、電解飽和食鹽水
燒堿、氯氣都是重要的化工原料，習(xí)慣上把電解飽和食鹽水的工業(yè)生產(chǎn)叫做氯堿工業(yè)。
1．電解飽和食鹽水的原理
通電前：溶液中的離子是Na＋、Cl－、H＋、OH－。
通電后：①移向陽(yáng)極的離子是Cl－、OH－，Cl－比OH－容易失去電子，被氧化成氯氣。
陽(yáng)極：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反應(yīng))。
②移向陰極的離子是Na＋、H＋，H＋比Na＋容易得到電子，被還原成氫氣。其中H＋是由水電離產(chǎn)生的。
陰極：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(還原反應(yīng))。
③總反應(yīng)：
化學(xué)方程式為2NaCl＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑＋2NaOH；
離子方程式為2Cl－＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑＋2OH－。
2．氯堿工業(yè)生產(chǎn)流程
工業(yè)生產(chǎn)中，電解飽和食鹽水的反應(yīng)在離子交換膜電解槽中進(jìn)行。
(1)陽(yáng)離子交換膜電解槽
(2)陽(yáng)離子交換膜的作用：只允許Na＋等陽(yáng)離子通過(guò)，不允許Cl－、OH－等陰離子及氣體分子通過(guò)，可以防止陰極產(chǎn)生的氫氣與陽(yáng)極產(chǎn)生的氯氣混合發(fā)生爆炸，也能避免氯氣與陰極產(chǎn)生的氫氧化鈉反應(yīng)而影響氫氧化鈉的產(chǎn)量。
3．氯堿工業(yè)產(chǎn)品及其應(yīng)用
(1)氯堿工業(yè)產(chǎn)品主要有NaOH、Cl2、H2、鹽酸、含氯漂白劑等。
(2)電解飽和食鹽水為原理的氯堿工業(yè)產(chǎn)品在有機(jī)合成、造紙、玻璃、肥皂、紡織、印染、農(nóng)藥、金屬冶煉等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。
二、電鍍 電冶金
1．電鍍與電解精煉
電鍍是一種利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的加工工藝。電鍍的主要目的是使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力，增加表面硬度和美觀。
2.電冶金
(1)金屬冶煉的本質(zhì)：使礦石中的金屬離子獲得電子變成金屬單質(zhì)的過(guò)程。如Mn＋＋ne－===M。
(2)電解法用于冶煉較活潑的金屬(如鉀、鈉、鎂、鋁等)，但不能電解其鹽溶液，應(yīng)電解其熔融態(tài)。
如：電解熔融的氯化鈉可制取金屬鈉的電極反應(yīng)式：
陽(yáng)極：2Cl－－2e－===Cl2↑；
陰極：2Na＋＋2e－===2Na；
總反應(yīng)：2NaCl(熔融)eq \(=====,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑。
【歸納總結(jié)】
(1)電解精煉過(guò)程中的“兩不等”：電解質(zhì)溶液濃度在電解前后不相等；陰極增加的質(zhì)量和陽(yáng)極減少的質(zhì)量不相等。
(2)電鍍過(guò)程中的“一多，一少，一不變”：“一多”指陰極上有鍍層金屬沉積；“一少”指陽(yáng)極上有鍍層金屬溶解；“一不變”指電鍍液(電解質(zhì)溶液)的濃度不變。
三、電解原理在物質(zhì)制備中的應(yīng)用
1.多室電解池制備物質(zhì)原理
電解原理常用于物質(zhì)的制備，具有反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)試劑純凈和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，電解原理能使許多不能自發(fā)的反應(yīng)得以實(shí)現(xiàn)。工業(yè)上常用多室電解池制備物質(zhì)，多室電解池是利用離子交換膜的選擇透過(guò)性，即允許帶某種電荷的離子通過(guò)而限制帶相反電荷的離子通過(guò)，將電解池分為兩室、三室、多室等，以達(dá)到濃縮、凈化、提純及電化學(xué)合成的目的。
2.多室電解池的分析思路
四、電化學(xué)原理在污染治理中的應(yīng)用
利用電化學(xué)原理把空氣、水中的污染物去除或把有毒物質(zhì)變?yōu)闊o(wú)毒或低毒物質(zhì)，具有易于控制、無(wú)污染或少污染、高度靈活性和經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)。
考點(diǎn)01 電解原理的應(yīng)用
【例1】如圖是電解飽和食鹽水的裝置，a、b為石墨電極。下列判斷正確的是
A．a(chǎn)為正極，b為負(fù)極B．a(chǎn)極上有氯氣放出
C．b極上發(fā)生氧化反應(yīng)D．b極附近溶液顯酸性
【答案】B
【分析】電解裝置中與電源正極所連電極為陽(yáng)極，與電源負(fù)極所連電極為陰極，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。
【解析】A．a(chǎn)與電源正極相連為陽(yáng)極，b與電源負(fù)極相連為陰極，故A錯(cuò)誤；
B．a(chǎn)極為陽(yáng)極，電極上發(fā)生反應(yīng)：，故B正確；
C．b極為陰極發(fā)生還原反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；
D．b極生發(fā)生反應(yīng)：，b極附近溶液顯堿性，故D錯(cuò)誤；
故選：B。
【變式1-1】在鐵制品上鍍一層一定厚度的鋅層，以下方案設(shè)計(jì)正確的是
A．鋅作陽(yáng)極，鍍件作陰極，溶液中含有鋅離子
B．鉑作陰極，鍍件作陽(yáng)極，溶液中含有鋅離子
C．鐵作陽(yáng)極，鍍件作陰極，溶液中含有亞鐵離子
D．鋅作陰極，鍍件作陽(yáng)極，溶液中含有亞鐵離子
【答案】A
【解析】電鍍時(shí)，通常將鍍層金屬作陽(yáng)極，鍍件作陰極，含有鍍層金屬陽(yáng)離子的溶液作電鍍液。
故選A。
【變式1-2】以粗銅和碳棒作電極，硫酸銅溶液為電解質(zhì)溶液電解精煉銅。下列敘述錯(cuò)誤的是
A．與電源正極相連的是粗銅
B．陰極發(fā)生反應(yīng)：
C．通電過(guò)程中，溶液中向發(fā)生氧化反應(yīng)的電極移動(dòng)
D．通電一段時(shí)間，電解質(zhì)溶液中不變
【答案】D
【解析】A．電解精煉銅時(shí)，粗銅與與電源正極相連，做電解池的陽(yáng)極，故A正確；
B．電解精煉銅時(shí)，精銅做電解池的陰極，銅離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，電極反應(yīng)式為，故B正確；
C．電解精煉銅時(shí)，溶液中硫酸根離子向陽(yáng)極移動(dòng)，陽(yáng)極上鋅、鐵、銅等失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二價(jià)金屬陽(yáng)離子，故C正確；
D．電解精煉銅時(shí)，陽(yáng)極上鋅、鐵、銅等失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二價(jià)金屬陽(yáng)離子，銅離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，由得失電子數(shù)目守恒可知，通電一段時(shí)間，電解質(zhì)溶液中的銅離子濃度減小，故D錯(cuò)誤；
故選D。
考點(diǎn)02 電解的有關(guān)計(jì)算
【例2】以鉻酸鉀(K2CrO4)為原料，電化學(xué)法制備重鉻酸鉀(K2Cr2O7)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖。下列說(shuō)法正確的是
A．在陽(yáng)極放電，發(fā)生氧化反應(yīng)
B．裝置中的離子交換膜為陰離子交換膜
C．在陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為：2H2O+2e-=2OH-+H2↑
D．當(dāng)電路中有0.4ml電子轉(zhuǎn)移時(shí)，標(biāo)況下產(chǎn)生氣體的總體積為4.48L
【答案】C
【分析】根據(jù)裝置圖，惰性電極為陽(yáng)極，陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，2H2O-4e-=O2↑+4H+，根據(jù)2+2H+?+H2O，促進(jìn)了水的電離；不銹鋼為陰極，在陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為：2H2O+2e-=2OH-+H2↑， 電解池中陽(yáng)離子移向陰極，而圖中為陽(yáng)離子交換膜，所以電解過(guò)程中，H+、K+均從陽(yáng)極室通過(guò)陽(yáng)離子膜移向陰極室，但主要是K+，由此分析。
【解析】A．水在陽(yáng)極放電，發(fā)生氧化反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)闀r(shí)沒(méi)有化合價(jià)的變化，故沒(méi)有發(fā)生氧化反應(yīng)，故A不符合題意；
B．根據(jù)分析，裝置中的離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜，故B不符合題意；
C．在陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，故C符合題意；
D．根據(jù)電極反應(yīng)可知，該反應(yīng)原理為電解水，實(shí)質(zhì)為2H2O2H2↑+O2↑，氫的化合價(jià)從+1價(jià)降低為0價(jià)，當(dāng)電路中有4ml電子轉(zhuǎn)移時(shí)，產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量為3ml，當(dāng)電路中有0.4ml電子轉(zhuǎn)移時(shí)，產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量為0.3ml，標(biāo)況下氣體的總體積為0.3ml ×22.4L/ml=6.72L，故D不符合題意；
答案選C。
【變式2-1】二氧化碳的再利用是實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排的重要途徑之一、在稀H2SO4溶液中利用電催化可將CO2同時(shí)轉(zhuǎn)化為多種燃料，其原理如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．左側(cè)電極上的電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+
B．離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜
C．一段時(shí)間后，陰極區(qū)溶液質(zhì)量會(huì)減少
D．若陰極只生成0.15mlCO和0.25mlC2H4，則電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為3.3ml
【答案】C
【分析】根據(jù)裝置圖可知，左側(cè)為電解池陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電解質(zhì)為稀硫酸，電極反應(yīng)式：2H2O-4e-=O2↑+4H+，右端為電解池陰極，發(fā)生還原反應(yīng)。
【解析】A．根據(jù)分析可知，左側(cè)為電解池陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式：2H2O-4e-=O2↑+4H+，A正確；
B．由電荷守恒可知，氫離子由左側(cè)向右側(cè)遷移，故離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜，B正確；
C．氫離子遷移進(jìn)入陰極區(qū)，發(fā)生的電極反應(yīng)式為：2H++CO2+2e-=CO+H2O、2H++CO2+2e-=HCOOH、12 H++2CO2+12e-=C2H4+4H2O、8H++CO2+8e-=CH4+2H2O，根據(jù)電極反應(yīng)式，二氧化碳和氫離子的質(zhì)量大于生成的氣體CO、CH4、C2H4的總質(zhì)量，一段時(shí)間后，陰極區(qū)溶液質(zhì)量會(huì)增加，C錯(cuò)誤；
D．二氧化碳生成CO時(shí)，碳元素化合價(jià)從+4價(jià)降低至+2價(jià)，二氧化碳生成C2H4時(shí)，碳元素化合價(jià)從+4價(jià)降低至-2價(jià)，若陰極只生成0.15mlCO和0.25mlC2H4，則電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量：，D正確；
答案選C。
【變式2-2】用電解法制備高純金屬鉻和硫酸的原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A．b為直流電源的負(fù)極
B．A膜是陽(yáng)離子交換膜，B膜是陰離子交換膜
C．陰極電極反應(yīng)式為2H＋＋2e-=H2↑
D．若有1ml離子通過(guò)A膜，理論上陽(yáng)極生成0.5ml氣體
【答案】D
【解析】A．該裝置制備高純金屬Cr和硫酸，左邊池中Cr電極上Cr3＋得到電子變?yōu)閱钨|(zhì)Cr，電極反應(yīng)式為：Cr3＋＋3e-=Cr，則Cr棒為陰極，a為電源的負(fù)極，b為電源的正極，A錯(cuò)誤；
B．陰極附近溶液中SO濃度增大，為維持溶液電中性，SO要通過(guò)A膜進(jìn)入中間區(qū)域；石墨電極上OH-不斷失去電子生成O2逸出，電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，使附近H＋濃度增大，為維持溶液電中性，H＋不斷通過(guò)B膜，所以A膜是陰離子交換膜，B膜為陽(yáng)離子交換膜，B錯(cuò)誤；
C．石墨電極為陽(yáng)極，溶液中OH-不斷失去電子生成O2逸出，電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，C錯(cuò)誤；
D．若有1 ml SO離子通過(guò)A膜，則電路中會(huì)轉(zhuǎn)移2 ml電子，則根據(jù)電子守恒可知理論上陽(yáng)極會(huì)產(chǎn)生0.5 ml O2，D正確。
答案選D。
考點(diǎn)03 電解原理在物質(zhì)制備中的應(yīng)用
【例3】環(huán)氧乙烷()可用于生產(chǎn)乙二醇。電化學(xué)合成環(huán)氧乙烷()的裝置如圖所示：
已知：
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．Pt電極接電源正極
B．制備1ml環(huán)氧乙烷，Ni電極區(qū)產(chǎn)生2mlH2
C．Pt電極區(qū)的反應(yīng)方程式為：CH2=CH2+Br2+H2O→HOCH2CH2Br
D．電解完成后，將陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)溶液混合才可得到環(huán)氧乙烷
【答案】B
【分析】
由題給信息：“ ”可知，在Pt電極，Br-失電子生成Br2，然后與水反應(yīng)的產(chǎn)物再與CH2=CH2發(fā)生反應(yīng)，所以Pt電極為陽(yáng)極，Ni電極為陰極，水分子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧根離子，鉀離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入陰極區(qū)，電解完成后，將陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)溶液混合，HOCH2CH2Br在堿性條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成環(huán)氧乙烷。
【解析】A．由分析可知，與直流電源正極相連的鉑電極為電解池的陽(yáng)極，故A正確；
B．由題意可知，生成1ml環(huán)氧乙烷需要消耗1ml溴，則由得失電子數(shù)目守恒可知，陰極上生成氫氣的物質(zhì)的量為1ml，故B錯(cuò)誤；
C．由題給轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，與直流電源正極相連的鉑電極為電解池的陽(yáng)極，溴離子在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成溴，通入的乙烯與溴、水反應(yīng)生成HOCH2CH2Br，Pt電極區(qū)的反應(yīng)方程式為：CH2=CH2+Br2+H2O→HOCH2CH2Br，故C正確；
D．由分析可知，電解完成后，將陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)溶液混合，HOCH2CH2Br在堿性條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成環(huán)氧乙烷，故D正確；
故選B。
【變式3-1】利用電沉積法制備納米級(jí)金屬鎳，具有制備晶體性能獨(dú)特操作方法簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，電解裝置如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．電解時(shí)，A 室發(fā)生的電極反應(yīng)為
B．電解一段時(shí)間后，B 室中氯化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小
C．為了提高電沉積效率，一段時(shí)間后，可向C室中補(bǔ)充溶液
D．電解時(shí)，C室中的Cl－經(jīng)過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入B室
【答案】B
【分析】碳棒為陽(yáng)極，陽(yáng)極上氫氧根離子失電子生成氧氣和水，陰極上Ni2+得電子生成Ni。
【解析】A．電解時(shí)，碳棒為陽(yáng)極，陽(yáng)極上氫氧根離子失電子生成氧氣和水，電極反應(yīng)為4OH--4e-=O2↑+2H2O，A正確；
B．碳棒為陽(yáng)極，A中鈉離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜向陰極移動(dòng)，最終留在B中，同時(shí)C中Cl-通過(guò)陰離子交換膜向陽(yáng)極移動(dòng)，最終留在B中，故電解一段時(shí)間后，B室中氯化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，B錯(cuò)誤；
C．隨著電解進(jìn)行，C中Ni2+被消耗，為提高電沉積效率，一段時(shí)間后，向C室中補(bǔ)充N(xiāo)iCl2溶液，C正確；
D．電解時(shí)，C室中的氯離子向陽(yáng)極移動(dòng)，故Cl-通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入B室，D正確；
故答案選B。
【變式3-2】工業(yè)上處理含的酸性工業(yè)廢水用Fe為電極進(jìn)行電解；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間有和沉淀產(chǎn)生；過(guò)濾回收沉淀，廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式為
B．轉(zhuǎn)變成的離子反應(yīng)方程式為
C．兩極都能用Cu電極來(lái)代替Fe電極
D．實(shí)驗(yàn)時(shí)若加入適量的電解效果更好
【答案】C
【解析】A．陽(yáng)極為Fe，為活潑電極，本身失去電子生成：，陰極上溶液中的得電子生成：，A正確；
B．陽(yáng)極上生成的具有還原性，與在酸性中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成和，離子方程式為：，B正確；
C．將Fe換為Cu，陽(yáng)極上Cu失去電子生成，而無(wú)還原性，不能與發(fā)生氧化還原反應(yīng)使之生成低價(jià)的，從而達(dá)不到處理廢水的目的，C不正確；
D．離子濃度越大，溶液的導(dǎo)電性越強(qiáng)，若污水中離子濃度較小，導(dǎo)電能力較差，可加入適量的來(lái)增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性，故D正確。
故選C。
考點(diǎn)04 電化學(xué)綜合考查
【例4】工業(yè)上利用雙極膜電滲析法制取鹽酸和氫氧化鈉的裝置如下圖所示。圖中的雙極膜中間層中的電離為和，并在直流電場(chǎng)作用下分別向兩極遷移。
下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．N表示陰離子交換膜
B．甲室流出的為氫氧化鈉溶液
C．電解總反應(yīng)：
D．相比現(xiàn)有氯堿工業(yè)制取氫氧化鈉，該方法更環(huán)保
【答案】C
【解析】A．由圖可知，左邊石墨為陰極，右邊石墨為陽(yáng)極，電流方向由右向左，陽(yáng)離子方向由右向左，陰離子方由左向右。氯離子由乙室向丙室遷移，N為陰離子交換膜，A正確；
B．鈉離子由乙室向甲室遷移，OH-由雙極膜向甲室遷移，甲室流出的為氫氧化鈉溶液，B正確；
C．電解總反應(yīng)為： ，C錯(cuò)誤；
D．相比現(xiàn)有氯堿工業(yè)制取氫氧化鈉，該方法無(wú)氯氣產(chǎn)生，更環(huán)保，D正確；
故選C。
【變式4-1】利用甲醇燃料電池電解溶液、溶液，裝置如圖所示：
已知甲醇電池總反應(yīng)式為。下列說(shuō)法正確的是
A．甲池是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，乙、丙池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置
B．反應(yīng)一段時(shí)間后，向乙池中加入一定量能使溶液恢復(fù)到原濃度
C．甲池通入的電極反應(yīng)式為
D．甲池中消耗280mL，此時(shí)丙池中理論上最多產(chǎn)生1.45g固體
【答案】C
【分析】該裝置中甲醇燃料電池為原電池裝置，是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，通入氧氣的電極為正極，通入甲醇的電極為負(fù)極。乙和丙裝置為電解池，與正極相連的為陽(yáng)極，為負(fù)極相連的為陰極，故電解中的電極從左往右依次為陽(yáng)極、陰極、陽(yáng)極、陰極，能量轉(zhuǎn)化方式為電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。
【解析】A．根據(jù)分析，甲池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，乙、丙池是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，A錯(cuò)誤；
B．乙池中陽(yáng)極電極反應(yīng)為：2H2O-4e-=O2+4H+，陰極的電極反應(yīng)為2Cu2++4e-=2Cu，電解池中失去的元素為Cu和O，且物質(zhì)的量之比為1:1，反應(yīng)一段時(shí)間后，向乙池中加入一定量能使溶液恢復(fù)到原濃度, B錯(cuò)誤；
C．甲池為原電池，根據(jù)已知甲醇轉(zhuǎn)化為碳酸根，電極反應(yīng)為：，C正確；
D．無(wú)標(biāo)況， 280mL的物質(zhì)的量無(wú)法計(jì)算，生成固體的質(zhì)量也無(wú)法計(jì)算，D錯(cuò)誤；
故選C。
【變式4-2】電解精煉銅的廢液中含有大量的Cu2+和SO，下圖為用雙膜三室電沉積法采用惰性電極回收廢液中銅的裝置示意圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．電極b為陰極
B．a(chǎn)極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑
C．交換膜n為陰離子交換膜
D．若濃縮室得到1L 0.5ml/L的Na2SO4溶液，則陰極可回收12.8g銅(不考慮副反應(yīng))
【答案】D
【解析】A．由題圖可知，與透過(guò)交換膜進(jìn)入濃縮室，由離子移動(dòng)方向可知電極b為陰極，電極a為陽(yáng)極，故A正確；
B．a(chǎn)極為陽(yáng)極，電極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成，發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為，故B正確；
C．陰極區(qū)通過(guò)交換膜n進(jìn)入濃縮室，故交換膜n為陰離子交換膜，故C正確；
D．若濃縮室得到1 L 0.5的溶液，則有0.4 ml 進(jìn)入濃縮室，電路上有0.8 ml電子通過(guò)，可析出0.4 ml Cu，其質(zhì)量為25.6 g，故D錯(cuò)誤；
答案選D。
1．下列圖示中關(guān)于銅電極的連接錯(cuò)誤的是
【答案】C
【解析】A．鋅、銅、稀硫酸原電池中，鋅作負(fù)極，銅作正極，A正確；
B．電解精煉銅時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，與電源正極相連，精銅作陰極，與電源負(fù)極相連，B正確；
C．在鍍件上鍍銅時(shí)，鍍件作陰極，與電源負(fù)極相連，鍍層金屬銅作陽(yáng)極，與電源正極相連，C錯(cuò)誤；
D．電解氯化銅溶液時(shí)，銅電極不參予電極反應(yīng)，則銅作陰極，與電源負(fù)極相連，D正確；
故選C。
2．電解與日常生活密切相關(guān)，下列符合生產(chǎn)實(shí)際的是
A．電解熔融的氯化鋁制取金屬鋁B．在鍍件上鍍鋅時(shí)，用鋅作陰極
C．電解法精煉粗銅時(shí)，用純銅作陽(yáng)極D．電解飽和食鹽水制燒堿時(shí)，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極
【答案】D
【解析】A．氯化鋁是由分子構(gòu)成的共價(jià)化合物，熔融氯化鋁不導(dǎo)電，不能用來(lái)制取金屬鋁，應(yīng)該用惰性電極電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，A錯(cuò)誤；
B．電鍍時(shí)，鍍層金屬作陽(yáng)極、鍍件作陰極，所以在鍍件上電鍍鋅，要用鋅作陽(yáng)極，B錯(cuò)誤；
C．電解精煉粗銅時(shí)，粗銅作陽(yáng)極、純銅作陰極，電解質(zhì)溶液為可溶性的銅鹽，C錯(cuò)誤；
D．反應(yīng)物的接觸面積越大，反應(yīng)速率越快，電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極，增大了反應(yīng)物的接觸面積，從而增大反應(yīng)速率，D正確；
故合理選項(xiàng)是D。
3．下列描述中，不符合生產(chǎn)實(shí)際的是
A．電解熔融的氯化鎂制取金屬鎂，用鐵作陽(yáng)極
B．電解法精煉粗銅，用純銅作陰極
C．工業(yè)上電解飽和食鹽水制燒堿，用陽(yáng)離子交換膜阻止OH-移向陽(yáng)極
D．在鍍件上電鍍銅，用銅作陽(yáng)極
【答案】A
【解析】A．鐵作陽(yáng)極時(shí)，F(xiàn)e失去電子，亞鐵離子的氧化性大于鎂離子，陰極上可能生成Fe，應(yīng)用惰性電極電解熔融氯化鎂制取金屬鎂，故A錯(cuò)誤；
B．電解法精煉粗銅，用純銅作陰極，在該電極上會(huì)析出大量的銅，電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu，故B正確；
C．工業(yè)上電解飽和食鹽水制燒堿，溶液中陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，用陽(yáng)離子交換膜阻止OH-移向陽(yáng)極，在陰極可制得燒堿，故C正確；
D．在鍍件上電鍍銅，用銅作陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2+，鍍件作陰極，電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu，可溶性的銅鹽溶液作電解質(zhì)溶液，故D正確；
答案為A。
4．粗銅中含有少量的Zn、Fe、Ag、Au等，采用電解法提純，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．可用硫酸銅溶液作電解質(zhì)溶液
B．粗銅與電源的正極相連
C．在精煉過(guò)程中，Ag、Au沉積于陽(yáng)極底部
D．在精煉過(guò)程中，陽(yáng)極、陰極的質(zhì)量變化量相等
【答案】D
【解析】粗銅中含有少量的Zn、Fe、Ag、Au等，采用電解法提純時(shí)，粗銅與電源的正極連接作陽(yáng)極，精銅與電源的負(fù)極連接作陰極，以含有Cu2+的溶液硫酸銅溶液作電解質(zhì)溶液。電解時(shí)，陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)主要為：Cu-2e-=Cu2+，活動(dòng)性比Cu強(qiáng)的Zn、Fe也會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，Zn-2e-=Zn2+，F(xiàn)e-2e-=Fe2+，變?yōu)榻饘訇?yáng)離子進(jìn)入溶液，而活動(dòng)性比Cu弱的金屬Au、Ag則沉淀在陽(yáng)極底部，形成陽(yáng)極泥；陽(yáng)極上發(fā)生反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu，在同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，可見(jiàn)在精煉過(guò)程中，陽(yáng)極減少的金屬質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量不一定相等，故合理選項(xiàng)是D。
5．用惰性電極進(jìn)行電解，下列說(shuō)法正確的是
A．電解稀硫酸，實(shí)質(zhì)上是電解水，故溶液不變
B．電解稀溶液，要消耗，故溶液減小
C．電解溶液，在陰極上和陽(yáng)極上生成氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為
D．電解溶液，在陰極上和陽(yáng)極上生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為
【答案】D
【解析】A．電解稀硫酸，實(shí)質(zhì)上是電解水，溶劑的質(zhì)量減小，溶質(zhì)的質(zhì)量不變，所以溶液的濃度增大，的濃度增大，溶液的變小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；
B．電解稀溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，溶劑的質(zhì)量減小，溶質(zhì)的質(zhì)量不變，所以溶液的濃度增大，的濃度增大，溶液的變大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；
C．電解溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，陰極上得電子生成氫氣，陽(yáng)極上失電子生成氧氣，根據(jù)得失電子守恒，在陰極上和陽(yáng)極上生成氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為，C項(xiàng)錯(cuò)誤；
D．電解溶液時(shí)，陰極上得電子生成銅，陽(yáng)極上失電子生成氯氣，根據(jù)得失電子守恒，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為，D項(xiàng)正確；
故選D。
6．利用電解法可將含有Fe、Zn、Ag、Pt等雜質(zhì)的粗銅提純。下列敘述中正確的是
A．電解時(shí)以精銅作陽(yáng)極
B．電解時(shí)陰極上發(fā)生的反應(yīng)為
C．粗銅連接電源的負(fù)極，其電極反應(yīng)為
D．電解后，電解槽底部會(huì)形成含有少量Ag、Pt等金屬的陽(yáng)極泥
【答案】D
【解析】A．將含有Fe、Zn、Ag、Pt等雜質(zhì)的粗銅提純時(shí)，以精銅作陰極，粗銅作陽(yáng)極，A不正確；
B．電解時(shí)，溶液中的Cu2+在陰極上得電子，發(fā)生的反應(yīng)為，B不正確；
C．電解精煉粗銅時(shí)．粗銅作陽(yáng)極，連接電源的正極，其電極反應(yīng)為Zn-2e-=Zn2+、Fe-2e-=Fe2+、Cu-2e-=Cu2+，C不正確；
D．電解時(shí)，粗銅中的Fe、Zn、Cu失電子轉(zhuǎn)化為金屬陽(yáng)離子，Ag、Au不失電子，則電解后，電解槽底部會(huì)形成含有少量Ag、Pt等金屬的陽(yáng)極泥，D正確；
故選D。
7．欲在金屬表面鍍銀，應(yīng)把鍍件掛在電鍍池的陰極。下列各組中，選用的陽(yáng)極金屬和電鍍液均正確的是
A．Ag和AgCl溶液B．Ag和AgNO3溶液
C．Fe和AgNO3溶液D．Pt和Ag2SO4溶液
【答案】B
【解析】欲在金屬表面鍍銀，應(yīng)把鍍件掛在電鍍池的陰極；選用的陽(yáng)極金屬為鍍層金屬，所以用銀作陽(yáng)極；電鍍液應(yīng)含有鍍層金屬離子，所以電鍍液可以是AgNO3溶液，AgCl不溶于水，故選B。
8．某化學(xué)興趣小組利用如圖裝置在鐵棒表面鍍上一層銅，下列有關(guān)的判斷正確的是
A．a(chǎn)為陽(yáng)極、b為陰極B．c為鐵棒、d為銅棒
C．電子流向從b→d→c→aD．溶液中Cu2+向d極移動(dòng)
【答案】D
【分析】根據(jù)裝置圖所示，該裝置接電源為電解池，由電源外電路電流的方向可得a為正極，b為負(fù)極，c為陽(yáng)極，d為陰極。根據(jù)題目要求，在鐵棒表面鍍上一層銅，即銅離子在鐵電極表面的電子變?yōu)殂~單質(zhì)，因此鐵做陰極，銅做陽(yáng)極，電解質(zhì)溶液可以使用硫酸銅溶液，銅離子向陰極移動(dòng)，在陰極表面得電子。
【解析】A. 根據(jù)上述分析，a為正極、b為負(fù)極，故A錯(cuò)誤；
B. 根據(jù)分析c為陽(yáng)極，d為陰極，因此c為銅棒、d為鐵棒，故B錯(cuò)誤；
C. 電子只能在導(dǎo)體內(nèi)流動(dòng)，不能在溶液中流動(dòng)，不能出現(xiàn)d→c的流動(dòng)過(guò)程，故C錯(cuò)誤；
D. 電解池溶液中陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，即Cu2+向d極移動(dòng)，故D正確；
答案選D。
9．以純堿溶液為原料，通過(guò)電解的方法可制備小蘇打，原理裝置圖如下：裝置工作時(shí)，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
A．乙池電極接電池正極，氣體X為H2
B．Na+由乙池穿過(guò)交換膜進(jìn)入甲池
C．NaOH溶液Z比NaOH溶液Y濃度大
D．甲池電極反應(yīng)：4-4e－+2H2O=4+O2↑
【答案】D
【分析】裝置圖分析可知放出氧氣的電極為陽(yáng)極，電解質(zhì)溶液中氫氧根離子放電生成氧氣，氣流濃度增大，碳酸根離子結(jié)合氫離子生成碳酸氫根離子，出口為碳酸氫鈉，則電極反應(yīng)，4+2H2O-4e-=4+O2↑，氣體X為陰極上溶液中氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，電極連接電源負(fù)極，放電過(guò)程中生成更多氫氧根離子，據(jù)此分析判斷。
【解析】A．乙池電極為電解池陰極，和電源負(fù)極連接，溶液中氫離子放電生成氫氣，A錯(cuò)誤；
B．電解池中陽(yáng)離子移向陰極，鈉離子移向乙池，B錯(cuò)誤；
C．陰極附近氫離子放電破壞了水的電離平衡，電極附近氫氧根離子濃度增大，NaOH溶液Y比NaOH溶液Z濃度大，C錯(cuò)誤；
D．放出氧氣的電極為陽(yáng)極，電解質(zhì)溶液中氫氧根離子放電生成氧氣，氫離子濃度增大，碳酸根離子結(jié)合氫離子生成碳酸氫根離子，出口為碳酸氫鈉，則電極反應(yīng)為4+2H2O-4e-=4+O2↑，D正確；
故選D。
10．如圖是某課題組設(shè)計(jì)的一種利用電解原理制取H2O2并用來(lái)處理工業(yè)廢氨水的裝置。為了不影響H2O2的產(chǎn)量，需向廢氨水中加入適量硝酸調(diào)節(jié)溶液的pH約為5。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．陰極的電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=4H++O2↑
B．陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為O2+2H++2e-=H2O2
C．處理廢氨水的過(guò)程中所發(fā)生的反應(yīng)為3H2O2+2NH3?H2O=8H2O+N2↑
D．工作過(guò)程中陽(yáng)極附近溶液的pH逐漸增大
【答案】C
【解析】A．根據(jù)題給裝置圖可知，陰極的電極反應(yīng)式為，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；
B．根據(jù)題給裝置圖可知，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；
C．根據(jù)題圖可知，可將氧化為，C項(xiàng)正確；
D．根據(jù)電極反應(yīng)式可知，工作過(guò)程中陽(yáng)極上生成氫離子，所以陽(yáng)極附近溶液的逐漸減小，D項(xiàng)錯(cuò)誤；
故選C。
11．用如圖所示裝置(X、Y是直流電源的兩極)分別進(jìn)行下列各組實(shí)驗(yàn)，則下表中各項(xiàng)所列對(duì)應(yīng)關(guān)系均正確的一項(xiàng)是
【答案】A
【解析】A．X為負(fù)極，則U形管右側(cè)為陽(yáng)極，電解氯化銅溶液時(shí)，陽(yáng)極氯離子被氧化生成氯氣，所以b管有氣體逸出，A正確；
B．電解NaOH溶液的實(shí)質(zhì)是電解水，所以NaOH的濃度會(huì)增大，pH增大，B錯(cuò)誤；
C．電源X極為正極，a管中石墨電極為陽(yáng)極，b管中石墨電極為陰極，電解硫酸鈉溶液的實(shí)質(zhì)是電解水，H+在陰極區(qū)放電，OH-在陽(yáng)極區(qū)放電，故在陰極區(qū)有大量的OH-，滴入酚酞后，b管中呈紅色，在陽(yáng)極區(qū)有大量的H+，a管中呈無(wú)色，C錯(cuò)誤；
D．電源X極為正極，則b管為陰極，電解硝酸銀溶液時(shí)，陰極反應(yīng)為Ag++e-=Ag，D錯(cuò)誤；
綜上所述答案為A。
12．用如圖所示裝置，可由乙二醛制備乙二酸，反應(yīng)原理+2Cl2+2H2O→+4HCl。下列說(shuō)法正確的是
A．該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
B．Pt1電極的反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C．鹽酸除起增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性的作用，還提供Cl-參與電極反應(yīng)
D．理論上每得到0.1ml乙二酸，將有0.2mlH+從右室遷移到左室
【答案】C
【解析】A．該裝置為電解池，可將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故A錯(cuò)誤；
B．為陰極，陰極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，左室電解質(zhì)溶液呈酸性，電極反應(yīng)式為，故B錯(cuò)誤；
C．鹽酸作為電解質(zhì)溶液，起提供的作用，在極放電生成，電極反應(yīng)式為，此外，鹽酸還有增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性的作用，故C正確；
D．由反應(yīng)可知，根據(jù)溶液電中性得，每生成1ml乙二酸轉(zhuǎn)移，將有從右室遷移到左室，則理論上每得到0.1ml乙二酸，將有從右室遷移到左室，故D錯(cuò)誤；
答案選C。
13．實(shí)驗(yàn)室用石墨電極電解含有酚酞的飽和NaCl溶液，裝置如右圖所示，下列說(shuō)法不正確的是
A．a(chǎn)極為電解池的陽(yáng)極
B．a(chǎn)極發(fā)生的電極反應(yīng)為：2Cl--2e-=Cl2↑
C．在電場(chǎng)作用下Cl-、OH-向陰極移動(dòng)
D．b極酚酞變紅的原因是：H+放電，導(dǎo)致H2O?H++OH-正向移動(dòng)，c(OH-)＞c(H+)
【答案】C
【分析】根據(jù)裝置圖可知，該裝置為電解池，電極均為石墨，則a極為陽(yáng)極，氯離子失電子生成氯氣，b極為陰極，水得電子生成氫氣和氫氧根離子。
【解析】A．a(chǎn)極與電池的正極相連，則其為電解池的陽(yáng)極，A說(shuō)法正確；
B．a(chǎn)極上氯離子失電子生成氯氣，發(fā)生的電極反應(yīng)為：2Cl--2e-=Cl2↑，B說(shuō)法正確；
C．此裝置為電解池，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，故在電場(chǎng)作用下Cl-、OH-向陽(yáng)極移動(dòng)，C說(shuō)法錯(cuò)誤；
D．b極酚酞變紅的原因是水提供的H+放電，則c(H+)減小，導(dǎo)致H2O?H++OH-正向移動(dòng)，c(OH-)＞c(H+)，D說(shuō)法正確；
答案為C。
14．根據(jù)反應(yīng)2CrO＋2H＋＋H2O，用惰性電極電解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7。下列說(shuō)法不正確的是
A．a(chǎn)連接電源負(fù)極
B．b極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑＋4H＋
C．通過(guò)2 ml電子時(shí)生成1 ml
D．c為陽(yáng)離子交換膜
【答案】C
【分析】如圖所示，裝置右室通入的溶液生成了溶液，則右室發(fā)生了反應(yīng)，則在右室應(yīng)有氫離子生成，說(shuō)明b極是氫氧根離子失電子，同時(shí)生成了氫離子，則b極為陽(yáng)極，則與b極相連的是電源的正極；a極為陰極，與a相連的是電源的負(fù)極。據(jù)此解答
【解析】A.陽(yáng)極氫氧根離子失電子，同時(shí)生成氫離子，則與b極相連的是電源的正極，與a極相連的是電源的負(fù)極，故A正確；
B.b極為陽(yáng)極,水中的氫氧根離子發(fā)生氧化反應(yīng),生成氧氣,電極反應(yīng)式為：2H2O?4e?=O2↑+4H+，故B正確；
C.b極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為2H2O?4e?=O2↑+4H+，則通過(guò)2 ml電子,產(chǎn)生2ml的氫離子,而是可逆反應(yīng)，則產(chǎn)生的2ml氫離子不可能全部轉(zhuǎn)化為1ml,故C錯(cuò)誤。
D.a極為陰極，陰極上氫離子失電子生成氫氣，同時(shí)生成氫氧根離子，與右邊流過(guò)來(lái)的鈉離子結(jié)合成氫氧化鈉而從左邊溢出，所以c為陽(yáng)離子交換膜，故D正確。
故答案選C。
15．尿素［］是一種重要的化工原料，也是環(huán)境污染物之一，尿素廢水對(duì)環(huán)境的影響會(huì)造成土地堿性化植物枯萎死亡等。因此，各國(guó)化學(xué)家都在致力“變廢為寶”?？茖W(xué)家研發(fā)出一體化——雙池處理尿素的裝置如圖所示。已知電極材料均為石墨。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．左側(cè)裝置為原電池，a口排出的是、
B．丙電極是陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為
C．若左側(cè)裝置的電解質(zhì)溶液是硫酸，工作一段時(shí)間后，負(fù)極室溶液pH變小
D．若裝置中生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72L氫氣時(shí)，消耗尿素的總質(zhì)量為12g
【答案】B
【分析】電極甲為負(fù)極尿素[CO(NH2)2]被氧化，電極乙為正極，電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+=2H2O；電解含有尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液過(guò)程中，電極丙作陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為，電極丁作陰極，電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-；
【解析】A． 左側(cè)裝置為原電池，電極反應(yīng)為，a口排出的是、，故A正確；
B． 丙電極是陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為，故B錯(cuò)誤；
C． 若左側(cè)裝置的電解質(zhì)溶液是硫酸，工作一段時(shí)間后，電極反應(yīng)為，消耗水，負(fù)極室溶液pH變小，故C正確；
D． 若裝置中生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72L氫氣時(shí)，轉(zhuǎn)移電子=0.6ml，兩極共消耗尿素 =0.2ml，消耗尿素的總質(zhì)量為0.2ml×60g/ml=12g，故D正確；
故選B。
電鍍
電解精煉
裝置
陽(yáng)極材料
鍍層金屬Cu
粗銅(含鋅、銀、金等雜質(zhì))
陰極材料
鍍件金屬Fe
純銅
陽(yáng)極反應(yīng)
Cu－2e－===Cu2＋
Zn－2e－===Zn2＋、Cu－2e－===Cu2＋等
陰極反應(yīng)
Cu2＋＋2e－===Cu
Cu2＋＋2e－===Cu
溶液變化
Cu2＋濃度保持不變
Cu2＋濃度減小，金、銀等金屬沉積形成陽(yáng)極泥
A．銅鋅原電池
B．電解精煉銅
C．在鍍件上鍍銅
D．電解氯化銅溶液
選項(xiàng)
X極
實(shí)驗(yàn)前U形管中液體
通電后現(xiàn)象及結(jié)論
A
負(fù)極
CuCl2溶液
b管中有氣體逸出
B
負(fù)極
NaOH溶液
溶液pH降低
C
正極
Na2SO4溶液
U形管兩端滴入酚酞后，a管中呈紅色
D
正極
AgNO3溶液
b管中電極反應(yīng)式是