高考化学二轮专题大题练习专题25《电解池的基本原理》(含详解)

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1．电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：

（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则

①电解池中X极上的电极反应式为______________________。

②Y电极上的电极反应式为_________________________。

（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则X电极的材料是________________，电极反应式为_________________________。

【答案】2H++2e-=H2↑    2Cl--2e-=Cl2↑    纯铜    Cu2++2e-=Cu   

【解析】

【详解】

2．（1）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：________________________。

（2）制备焦亚硫酸钠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。 

（3）利用离子交换膜控制电解液中OH－的浓度而制备纳米Cu2O，装置如图所示，该电池的阳极反应式为____________________。(离子交换膜只允许OH－通过)

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【答案】HNO2－2e－＋H2O===3H＋＋NO3-    2H2O－4e－===4H＋＋O2↑    a   

2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O   

【解析】

【详解】

电极，电极本身发生失去电子的氧化反应，在碱性环境下，电极反应为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O，故答案为：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O。

【点睛】本题考查了电解原理的应用。本题的难点为（2）（3），（2）中要注意根据电解原理，结合微粒的移动方向判断；（3）中要注意根据题干的信息和要求书写电极反应式。

3．知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一。某学习小组将有关“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理，形成如下问题(显示的电极均为石墨)。

（1）图1中，电解一段时间后，气球b中的气体是__________(填化学式)，U形管________(填“左”或“右”)边的溶液变红。

（2）利用图2制作一种环保型消毒液发生器，电解可制备“84”消毒液的有效成分，则c为电源的________极；该发生器中反应的总离子方程式为_______________________________。

（3）二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。下图是目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。

①阳极产生ClO2的电极反应式：__________________________________________________。

②当阴极产生标准状况下112 mL气体时，通过阳离子交换膜的离子物质的量为________。

【答案】H2    右    负    Cl－＋H2OClO－＋H2↑    Cl－－5e－＋2H2O===ClO2↑＋4H＋   

0.01 mol   

【解析】

【详解】

（2）“84”消毒液的有效成分是NaClO，图2是制作消毒液发生器，阳极上Cl－生成Cl2，阴极上H2O得电子转化成H2和OH－，为了使反应更充分，下边电极生成氯气，上边电极有NaOH生成，则c为负极，该反应器的总离子方程式为Cl－＋H2OClO－＋H2↑；

【点睛】难点是电极反应式的书写，（3）①，阳极产生ClO2，根据图中所给原料，左侧为阳极，Cl－→ClO2，1molCl－参与反应失去5mole－，即Cl－－5e－→ClO2↑，根据所给原料，以及反应前后所带电荷守恒，电极反应式为Cl－＋2H2O－5e－=ClO2↑＋4H＋。 

4．某课外活动小组用如图装置进行实验，试回答下列问题：

（1）若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式为______________。   

（2）若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式为__________，总反应的离子方程式为____________。

（3）若开始时开关K与b连接.下列说法正确的是_______。

A．溶液中Na＋向A极移动

B．从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝

C．反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度

D．若标准状况下B极产生2.24 L气体，则溶液中转移0.2 mol电子

（4）该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

①该电解槽的阳极反应式为________。

②制得的氢氧化钾溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或 “D”)________导出。

③电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因_________________________。

【答案】Fe-2e- = Fe2＋    2H＋+2e- = H2↑    2Cl-+2H2O=2OH－+ H2↑+ Cl2↑    B    2H2O－4e- =4H＋ +O2↑（或4OH――4e－＝2H2O＋O2↑）    D    H2OH＋+ OH－，H＋在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c(OH－)>c(H＋)，溶液显碱性     

【解析】

【详解】