统考版2024版高考化学一轮复习微专题小练习专练31电解池原理及应用

这是一份统考版2024版高考化学一轮复习微专题小练习专练31电解池原理及应用，共6页。

A．阴极发生的反应为Mg－2e－===Mg2＋
B. 阴极上Al被氧化
C．在电解槽底部产生含Cu的阳极泥
D．阳极和阴极的质量变化相等
2．[2023·全国甲卷]用可再生能源电还原CO2时，采用高浓度的K＋抑制酸性电解液中的析氢反应可提高多碳产物（乙烯、乙醇等）的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是（ ）
A．析氢反应发生在IrOx­Ti电极上
B．Cl－从Cu电极迁移到IrOx­Ti电极
C．阴极发生的反应有：2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O
D．每转移1 ml电子，阳极生成11.2 L气体（标准状况）
3．[2023·辽宁卷]某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法正确的是（ ）
A．b端电势高于a端电势
B．理论上转移2 ml e－生成4 g H2
C．电解后海水pH下降
D．阳极发生：Cl－＋H2O－2e－===HClO＋H＋
4．[2022·辽宁卷]如图，c管为上端封口的量气管，为测定乙酸溶液浓度，量取10.00 mL待测样品加入b容器中，接通电源，进行实验。下列说法正确的是（ ）
A．左侧电极反应：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
B．实验结束时，b中溶液红色恰好褪去
C．若c中收集气体11.20 mL，则样品中乙酸浓度为0.1 ml·L－1
D．把盐桥换为U形铜导线，不影响测定结果
5．[2022·湖北卷]含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P（CN）2]，过程如图所示（Me为甲基）。下列说法正确的是（ ）
A．生成1 ml Li[P（CN）2]，理论上外电路需要转移2 ml电子
B．阴极上的电极反应为：
P4＋8CN－－4e－===4[P（CN）2]－
C．在电解过程中CN－向铂电极移动
D．电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH
6．[2021·天津卷]如下所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断错误的是 （ ）
A．a是电源的负极
B．通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色
C．随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大
D．当0.01 ml Fe2O3完全溶解时，至少产生气体336 mL（折合成标准状况下）
7．[素材创新]O3是一种常见的绿色氧化剂，可由臭氧发生器电解稀硫酸制得，原理如图。下列说法错误的是（ ）
A．电极a为阴极
B．a极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C．电解一段时间后b极周围溶液的pH下降
D．标准状况下，当有5.6 L O2反应时，收集到O2和O3混合气体4.48 L, O3的体积分数为80%
8．图中X为电源，Y为浸透过饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是（ ）
A.滤纸上c点附近会变红色
B．Cu电极质量减小，Pt电极质量增大
C．Z中溶液的pH先减小，后增大
D．溶液中的SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 向Cu电极定向移动
9．在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O­CO2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是电源负极
B．阴极的电极反应式是H2O＋2e－===H2＋O2－，CO2＋2e－===CO＋O2－
C．总反应可表示为H2O＋CO2 eq \(=====,\s\up7(通电)) H2＋CO＋O2
D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1
10．利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是（ ）
A．氯碱工业中，X电极上的反应式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
B．电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2＋浓度不变
C．在铁片上镀铜时，Y是纯铜
D．制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁
11．[2023·北京师大附中期中]某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，原理示意图如下。经过一段时间后，有Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀随废水排出，从而使废水中铬含量低于排放标准。下列说法不正确的是 （ ）
A．阴极区发生的电极反应包括：
2H＋＋2e－===H2↑
B．还原Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) 的主要方式是
Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
C．废水的pH过高或过低均会降低铬的去除率
D．电解工作时，Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) 通过阴离子交换膜从阳极室进入阴极室
专练31 电解池原理及应用
1．C 阴极得电子，发生还原反应，被还原，A项、B项错误；由金属活动性顺序可知，Mg、Al在阳极失电子，离子进入电解液，Cu金属活动性弱，则阳极泥主要含Si、Cu，C项正确；阴极Al3＋得电子生成Al单质，阳极上Mg、Al均失电子变成离子进入电解液中，故阳极和阴极的质量变化不相等，D项错误。
2．C 由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的IrOx­Ti电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，A错误；铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O、2CO2＋12H＋＋12e－===C2H5OH＋3H2O，C正确；电解池工作时，氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室，B错误；水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，每转移1 ml电子，生成0.25 ml O2，在标况下体积为5.6 L，故D错误；答案选C。
3．D 由图可知，左侧电极产生氧气，则左侧电极为阳极，a为电源正极，右侧电极为阴极，b为电源负极，该装置的总反应产生氧气和氢气，相当于电解水，以此解题。
由分析可知，a为正极，b为负极，则a端电势高于b端电势，A错误；右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2H＋＋2e－===H2↑，则理论上转移2 ml e－生成2 g H2，B错误；由图可知，该装置的总反应为电解海水，随着电解的进行，海水的浓度增大，但是其pH基本不变，C错误；由图可知，阳极上的电极反应为：Cl－＋H2O－2e－===HClO＋H＋，D正确；故选D。
4．A 根据题意结合图示知，通过测量b容器中溶液变红色时c管内收集的气体的体积，结合各电极上转移的电子数相等可计算乙酸溶液的浓度，则右侧Pt电极为阴极，CH3COOH放电，左侧Pt电极为阳极，H2O放电。具体分析如下：
由以上分析知，A项正确；实验结束时，b中CH3COOH被完全消耗生成CH3COO－，CH3COO－水解使溶液显碱性，故溶液为红色，B项错误；未指明气体所处的状况，不能根据体积计算其物质的量，C项错误；盐桥起传递离子使溶液呈电中性的作用，铜导线不能传递离子，D项错误。
5．D 石墨电极物质转化为：P4→Li[P(CN)2]，磷元素化合价升高，发生氧化反应，所以石墨电极为阳极，对应的电极反应式为：P4＋8CN－－4e－===4[P(CN)2]－，则生成1 ml Li[P(CN)2]，理论上外电路需要转移1 ml电子，右侧电极为阴极，A、B错误；电解池工作过程中阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，CN－应该向阳极移动，即移向石墨电极，C错误；由图示物质转化关系可知，HCN在阴极放电，产生CN－和H2，而HCN中的H来自LiOH，则电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH，D正确。
6．C 该装置为电解池，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，发生氧化反应，为阳极，则b为电源正极，a为电源负极，A项正确；石墨电极Ⅱ上发生的电极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，通电一段时间后，电极Ⅱ附近溶液呈酸性，故滴加石蕊溶液，出现红色，B项正确；通电后，石墨电极Ⅰ为阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，溶液中的Cl－通过阴离子交换膜向阳极移动，故CuCl2溶液浓度变小，C项错误；Fe2O3溶解的离子方程式为Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，可得关系式：Fe2O3～6H＋～6e－～1.5O2(阳极)，如果阴极上Cu2＋消耗完，还可能有H2放出，故当0.01 ml Fe2O3完全溶解时，至少产生气体0.015 ml，即336 mL(折合成标准状况下)，D项正确。
7．D 电极b上生成O2和O3，则电极b上发生失电子的氧化反应，则电极b为阳极，电极a为阴极，A项正确；电极a的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，B项正确；电极b上H2O失去电子，发生氧化反应生成O2、O3和H＋，故电解一段时间后b极周围溶液的pH下降，C项正确；标准状况下，当有5.6 L氧气参加反应时，转移电子1 ml，设收集到氧气x ml，臭氧y ml，则有x＋y＝0.2，4x＋6y＝1，解得x＝y＝0.1，故O3的体积分数为50%，D项错误。
8．A 紫红色斑即MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 向d端扩散，根据阴离子向阳极移动的原理，可知d端为阳极，即b为正极，a为负极，c为阴极，NaCl溶液中H＋放电，产生OH－，c点附近会变红色，A项正确；电解硫酸铜溶液时，Pt作阳极，溶液中的OH－放电，4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，Cu作阴极，溶液中的Cu2＋得电子生成铜，总反应式为2CuSO4＋2H2O eq \(=====,\s\up7(电解)) 2Cu＋O2↑＋2H2SO4，Pt电极附近生成H＋，则SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 向Pt电极移动，B、D两项均不正确；随着电解的进行，Z中溶液变为硫酸溶液，继续电解则为电解水，硫酸浓度增大，pH减小，C项不正确。
9．D 由图可知，X极产物H2与CO分别为H2O与CO2的还原产物，可判断在X极上发生还原反应，由此判断X极为电源的负极，A项正确；根据题意可知，电解质为固体金属氧化物，可传导O2－，故在阴极上发生的反应为H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－，B项正确；根据电极产物及B项发生的电极反应可知，该电解池的总反应化学方程式为H2O＋CO2 eq \(=====,\s\up7(通电)) H2＋CO＋O2，C项正确；根据C项的电解总反应化学方程式可知，阴、阳两极生成的气体的物质的量之比为2∶1，D项错误。
10．D 氯碱工业中阳极是Cl－放电生成Cl2；电解精炼铜时阳极上粗铜溶解，阴极上Cu2＋放电析出Cu，由于粗铜中含有锌、铁、镍等杂质，溶液中Cu2＋浓度变小；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极是纯铜。
11．D 在电解池中，阴离子移向阳极，左侧铁板为阳极，则Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) 通过阴离子交换膜进入阳极室，故D错误。