（新課改省份專版）2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測（三十一）化學(xué)能與電能（3）電解原理及應(yīng)用（過基礎(chǔ)）

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1、（新課改省份專版）2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測（三十一）化學(xué)能與電能（3）電解原理及應(yīng)用（過基礎(chǔ)） 1．工業(yè)上電解飽和食鹽水時，產(chǎn)生氫氣的電極是(　　) A．陽極　　　　　　　　　 B．陰極 C．正極 D．負(fù)極 解析：選B　電解飽和食鹽水總反應(yīng)：2NaCl＋2H2O電解,2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，陰極反應(yīng)式：2H＋＋2e－===H2↑，陽極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑，因此產(chǎn)生氫氣的電極是陰極，故B正確。 2.用石墨電極電解CuCl2 溶液的裝置如圖所示，下列關(guān)于該裝置的分析正確的是(　　) A．a(chǎn)電極表面析出紅色固體 B．a(chǎn)電極表面產(chǎn)生無色氣體 C．b電

2、極上發(fā)生還原反應(yīng) D．b電極的質(zhì)量保持不變 解析：選C　根據(jù)離子的移動方向可知a電極是陽極，氯離子放電生成氯氣，A錯誤；氯氣是黃綠色氣體，B錯誤；b電極是陰極，銅離子得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，C正確；b電極上析出銅，電極的質(zhì)量增加，D錯誤。 3．下列不是應(yīng)用了電解池原理的是(　　) A．電鍍 B．工業(yè)制鎂 C．犧牲陽極的陰極保護(hù)法 D．氯堿工業(yè)制Cl2等 解析：選C　電鍍是利用電解原理在某些金屬表面上鍍上一薄層其他金屬或合金的過程，故A不符合題意；工業(yè)用電解熔融MgCl2的方法制取金屬鎂，故B不符合題意；犧牲陽極的陰極保護(hù)法，是利用原電池原理使還原性較強(qiáng)的金屬作為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)

3、而消耗，被保護(hù)的金屬作為正極避免腐蝕，故C符合題意；氯堿工業(yè)通過電解飽和NaCl溶液來制Cl2等，故D不符合題意。 4．用鉑電極分別電解下列物質(zhì)的溶液(足量)，陰極和陽極上同時都有氣體產(chǎn)生，且溶液的pH下降的是(　　) A．H2SO4 B．CuSO4 C．HCl D．KCl 解析：選A　用鉑電極電解硫酸，相當(dāng)于電解水，陰極和陽極上同時都有氣體產(chǎn)生，硫酸濃度增大，溶液pH降低，A正確；用鉑電極電解硫酸銅溶液，生成銅、氧氣和硫酸，溶液pH降低，但陰極無氣體產(chǎn)生，B錯誤；用鉑電極電解HCl溶液，生成氫氣、氯氣，陰極和陽極上同時都有氣體產(chǎn)生，但消耗HCl，則溶液pH升高，C錯誤；用鉑電極電

4、解氯化鉀溶液，生成氫氧化鉀和氫氣、氯氣，溶液pH升高，D錯誤。 5．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．Pt和Ag2CO3溶液 D．Pt和Ag2SO4溶液 解析：選B　在金屬表面鍍銀，應(yīng)把鍍件掛在電鍍池的陰極，鍍層金屬銀作陽極，電鍍液是含有銀離子的可溶性的鹽溶液硝酸銀。 6．下列敘述正確的是(　　) A．電解精煉銅，粗銅中所含Ni、Fe、Zn等金屬雜質(zhì)，電解后以單質(zhì)形式沉積槽底，形成陽極泥 B．電解精煉銅時，純銅作為陽極，粗銅作為陰極 C．在鍍件上電鍍銅時可用

5、金屬銅作陽極 D．電解稀硫酸制H2、O2時銅作陽極 解析：選C　電解精煉銅時，粗銅作陽極，粗銅中所含Ni、Fe、Zn等金屬雜質(zhì)活潑性強(qiáng)的金屬，先于Cu放電，變?yōu)榻饘匐x子進(jìn)入溶液，活潑性比銅差的金屬不放電，電解后以單質(zhì)形式沉積槽底，形成陽極泥，故A錯誤；電解精煉銅時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)、陰極發(fā)生還原反應(yīng)，則純銅作為陰極，粗銅作為陽極，故B錯誤；在鍍件上電鍍銅時鍍件為陰極，陽極為鍍層金屬，所以可用金屬銅作陽極，故C正確；電解稀硫酸制H2、O2時，若銅作陽極，則陽極銅放電，陽極生成的是銅離子，不會生成氧氣，陽極應(yīng)該為惰性電極，故D錯誤。 7．用惰性電極電解如下物質(zhì)可制得對應(yīng)金屬的是(　　) A

6、．電解熔融AlCl3獲取金屬鋁 B．電解MgCl2溶液獲取金屬鎂 C．電解CuCl2溶液獲取金屬銅 D．電解飽和食鹽水來獲取金屬鈉 解析：選C　電解熔融的Al2O3才能夠制備金屬鋁，A錯誤；電解熔融的MgCl2獲取金屬鎂，B錯誤；電解CuCl2溶液，陰極得到銅，C正確；電解熔融的NaCl才能制備鈉，而電解飽和食鹽水得到NaOH溶液，D錯誤。 8.某同學(xué)設(shè)計如圖所示裝置，探究氯堿工業(yè)原理，下列說法正確的是(　　) A．石墨電極與直流電源負(fù)極相連 B．用濕潤 KI淀粉試紙在銅電極附近檢驗(yàn)氣體，試紙變藍(lán)色 C．氫氧化鈉在石墨電極附近產(chǎn)生，Na＋向石墨電極遷移 D．銅電極的反應(yīng)式為2

7、H＋＋2e－===H2↑ 解析：選D　設(shè)計本裝置的目的是探究氯堿工業(yè)原理，也就是電解NaCl溶液，故Cu電極只能作陰極，連接電源的負(fù)極，A不正確；Cu電極周圍得到的產(chǎn)物是H2，無法使?jié)駶橩I淀粉試紙變藍(lán)色，B不正確；NaOH是Cu電極周圍產(chǎn)物，Na＋向Cu電極遷移，C不正確；Cu電極發(fā)生的電極反應(yīng)為 2H＋＋2e－===H2↑，D正確。 9.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)所列對應(yīng)關(guān)系均正確的一組是(　　) 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 正極 Na2SO4溶液 U形管兩端滴入酚酞后，a管中呈紅色 B

8、正極 AgNO3溶液 b管中電極反應(yīng)式是4OH－－4e－===O2↑＋2H2O C 負(fù)極 CuCl2溶液 b管中有氣體逸出 D 負(fù)極 NaOH溶液 溶液pH降低 解析：選C　電解Na2SO4溶液時，陽極上是OH－發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即a管中OH－放電，酸性增強(qiáng)，酸遇酚酞不變色，即a管中呈無色，A錯誤；電解AgNO3溶液時，陰極上是Ag＋發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即b管中電極反應(yīng)是析出金屬Ag的反應(yīng)，B錯誤；電解CuCl2溶液時，陽極上是Cl－發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即b管中Cl－放電，產(chǎn)生Cl2，C正確；電解NaOH溶液時，陰極上是H＋放電，陽極上是OH－放電，實(shí)際上電解

9、的是水，導(dǎo)致NaOH溶液的濃度增大，堿性增強(qiáng)，pH升高，D錯誤。 10．用電解法制取KIO3的方法是以石墨和鐵為電極電解KI溶液，電解反應(yīng)方程式為KI＋3H2OKIO3＋3H2↑。下列說法中正確的是(　　) A．電解時石墨作陰極 B．電解時陽極上產(chǎn)生H2 C．電解過程中陰極溶液pH升高 D．陰極電極反應(yīng)式：I－－6e－＋3H2O===IO＋6H＋ 解析：選C　電解時，鐵作陰極，石墨作陽極，若鐵作陽極，則鐵放電，A錯誤；陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，I－失電子被氧化，電極反應(yīng)為I－－6e－＋3H2O===IO＋6H＋，B、D兩項(xiàng)錯誤；陰極水放電，2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，溶液的pH

10、升高，C項(xiàng)正確。 11．某同學(xué)將電解池工作時電子、離子流動方向及電極種類等信息表示在下圖中，下列有關(guān)分析完全正確的是(　　) 選項(xiàng) A B C D a電極 陽極 陰極 陽極 陰極 d電極 正極 正極 負(fù)極 負(fù)極 Q離子 陽離子 陽離子 陰離子 陰離子 解析：選B　電子從電源的負(fù)極流出，故a是陰極，d是正極，溶液中陽離子Q移向陰極a。 12.現(xiàn)用Pt電極電解1 L濃度均為0.1 mol·L－1的HCl、CuSO4的混合溶液，裝置如圖，下列說法正確的是(　　) A．電解開始時陰極有H2放出 B．電解開始時陽極上發(fā)生：Cu2＋＋2e－===C

11、u C．當(dāng)電路中通過電子的量超過0.1 mol時，此時陰極放電的離子發(fā)生了變化 D．整個電解過程中，SO不參與電極反應(yīng) 解析：選D　依據(jù)放電順序陰極先放電的是Cu2＋，故陰極開始析出的是Cu，陽極先放電的是Cl－，故陽極開始產(chǎn)生的是Cl2，故A、B錯誤；由陰極反應(yīng)Cu2＋＋2e－===Cu，n(Cu2＋)＝0.1 mol，當(dāng)電路中通過電子的量達(dá)到0.2 mol時，此時Cu2＋消耗完畢，陰極放電離子變?yōu)镠＋，故C錯誤；陽極先是Cl－放電，當(dāng)Cl－消耗完畢，此時H2O電離產(chǎn)生的OH－開始在陽極放電，SO不參與電極反應(yīng)，故D正確。 13.用如圖所示裝置(熔融CaF2-CaO作電解質(zhì))獲得金屬

12、鈣，并用鈣還原TiO2制備金屬鈦。下列說法正確的是(　　) A．電解過程中，Ca2＋向陽極移動 B．陽極的電極反應(yīng)式為C＋2O2－－4e－===CO2↑ C．在制備金屬鈦前后，整套裝置中CaO的總量減少 D．若用鉛蓄電池作該裝置的供電電源，“＋”接線柱是Pb電極 解析：選B　電子從外接電源負(fù)極流出，經(jīng)導(dǎo)線到陰極，吸引溶液中的陽離子，即陽離子向陰極移動，選項(xiàng)A錯誤。陽極有CO2生成，熔融CaF2-CaO作電解質(zhì)，則陽極反應(yīng)式為C＋2O2－－4e－===CO2↑，B選項(xiàng)正確。2Ca＋TiO2===Ti＋2CaO，在制備金屬鈦前后，整套裝置中CaO的總量增加，C選項(xiàng)錯誤。鉛蓄電池PbO2是

13、正極，Pb為負(fù)極，若用鉛蓄電池作該裝置的供電電源，“＋”接線柱是PbO2電極，D選項(xiàng)錯誤。 14.用石墨電極完成下列電解實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：a處試紙變藍(lán)；b處變紅，局部褪色；c處無明顯變化；d處試紙變藍(lán)。下列對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋或推測不合理的是(　　) A．a(chǎn)為電解池的陰極 B．b處有氯氣生成，且與水反應(yīng)生成了鹽酸和次氯酸 C．c處發(fā)生了反應(yīng)：Fe－3e－===Fe3＋ D．d處：2H＋＋2e－===H2↑ 解析：選C　a處試紙變藍(lán)，為陰極，生成OH－，氫離子放電，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，A正確；b處變紅，局部褪色，是因?yàn)槁入x子放電產(chǎn)生氯氣，氯氣溶于水發(fā)生反應(yīng)Cl2＋H2O

14、===HCl＋HClO，HCl的酸性使溶液變紅，HClO的漂白性使局部褪色，B正確；鐵絲c處為陽極，發(fā)生反應(yīng)：Fe－2e－===Fe2＋，C錯誤；d處試紙變藍(lán)，為陰極，生成OH－，氫離子放電，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，D正確。 15.取一張用飽和NaCl溶液浸濕的pH試紙，兩根鉛筆芯作電極，接通直流電源，一段時間后，發(fā)現(xiàn)a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個雙色同心圓，內(nèi)圓為白色，外圓呈淺紅色。下列說法錯誤的是(　　) A．b電極是陰極 B．a(chǎn)電極與電源的正極相連接 C．電解過程中，水是氧化劑 D．b電極附近溶液的pH變小 解析：選D　a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個雙色同心圓，內(nèi)圓為

15、白色，外圓呈淺紅色，說明a極附近產(chǎn)生了Cl2，所以a極與電源的正極相連，即a為陽極，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑，b為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，所以水作氧化劑，b極附近溶液的pH增大。 16．如圖電解裝置可將霧霾中的NO、SO2分別轉(zhuǎn)化為NH和SO。下列關(guān)于該裝置的說法錯誤的是(　　) A．SO2通入陽極，該電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B．物質(zhì)A為硫酸 C．陰極的電極反應(yīng)為NO－5e－＋6H＋===NH＋H2O D．(NH4)2SO4可作為肥料 解析：選C　電解裝罝可將霧霾中的NO、SO2分別轉(zhuǎn)化為NH和SO，SO2被氧化生成SO，故通入二

16、氧化硫的一極為陽極，A項(xiàng)正確；電解方程式為5SO2＋2NO＋8H2O(NH4)2SO4＋4H2SO4，物質(zhì)A為硫酸，B項(xiàng)正確；陰極為NO被還原為NH，其電極反應(yīng)式為NO＋5e－＋6H＋===NH＋H2O，C項(xiàng)錯誤；(NH4)2SO4可作為氮肥，D項(xiàng)正確。 17.電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。如圖表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連。請回答以下問題： (1)若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞溶液，則 ①電解池中X極上的電極反應(yīng)式為_________________________________

17、______。 在X極附近觀察到的現(xiàn)象是____________________________________________。 ②Y電極上的電極反應(yīng)式為_____________________________________________， 檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是_________________________________________。 (2)如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則 ①X電極的材料是__________，電極反應(yīng)式為________________________________。 ②Y電極的材料是__________，電極反應(yīng)

18、式為________________________________。(說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出) (3)工業(yè)上可用電解法來處理含Cr2O的酸性廢水。具體方法是首先通過電解制得還原劑，然后還原劑將Cr2O還原為Cr3＋，最終轉(zhuǎn)化成Cr(OH)3沉淀而除去。如圖為電解裝置示意圖(電極材料分別為鐵和石墨)。 ①裝置中b電極的材料是______ (填“鐵”或“石墨”)。 ②上述處理過程中，Cr2O被還原成Cr3＋的離子方程式為__________________。 解析：(1)①X電極與電源的負(fù)極相連，作陰極，溶液中的氫離子放電，因此電解池中X極上的電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－==

19、=H2↑。氫離子放電破壞了水的電離平衡，X電極附近氫氧根的濃度大于氫離子，溶液顯堿性，所以在X極附近觀察到的現(xiàn)象是放出氣體，溶液變紅。②Y電極是陽極，溶液中的氯離子放電，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑，氯氣具有強(qiáng)氧化性，檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色。(2)①粗銅精煉時純銅作陰極，粗銅作陽極，所以X電極的材料是純銅，電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu。②Y電極的材料是粗銅，電極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋。 (3)①Cr2O具有強(qiáng)氧化性，將Cr2O轉(zhuǎn)化成Cr(OH)3沉淀需要還原劑，F(xiàn)e作陽極，該電極上Fe失電子生成Fe2＋，

20、Fe2＋具有還原性，能還原將Cr2O轉(zhuǎn)化成Cr3＋，同時自身被氧化生成Fe3＋，所以a電極材料是石墨、b電極材料是Fe。②根據(jù)電荷守恒、原子守恒配平方程式為Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。 答案：(1) ① 2H＋＋2e－===H2↑　放出氣體，溶液變紅?、?Cl－－2e－===Cl2↑　把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色　(2)①純銅　Cu2＋＋2e－===Cu?、诖帚~　Cu－2e－===Cu2＋　(3)①鐵　②Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O 18．如圖所示，E為蘸有Na2SO4溶液的濾紙，并滴上幾

21、滴酚酞。A、B分別為Pt片，壓在濾紙兩端，R、S為電源的電極。M、N是多微孔的Ni電極，在堿溶液中可以視為惰性電極。G為電流計，K為開關(guān)。C、D和電解池中都充滿濃KOH溶液。若在濾紙中央點(diǎn)上一滴紫色的KMnO4溶液，K斷開，接通電源一段時間后，C、D中有氣體產(chǎn)生。 (1)外電源的R極為________極。 (2)A極附近的現(xiàn)象是______________，B極的電極反應(yīng)式為___________________。 (3)濾紙上的紫色點(diǎn)向________(填“A”或“B”)極移動。 (4)當(dāng)C、D里的氣體產(chǎn)生到一定量時，切斷外電源并接通開關(guān)K，經(jīng)過一段時間，C、D中氣體逐漸減少，主

22、要因?yàn)開_______________________________________；C極的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。 解析：(1)電解KOH溶液，陰極的電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，陽極的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，通過相同的電量，陰極上產(chǎn)生氣體的體積是陽極上產(chǎn)生氣體體積的2倍，通過題圖可知M為陰極，N為陽極，根據(jù)電解原理，R為負(fù)極，S為正極。(2)A接電源的負(fù)極，B接電源的正極，A為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，因此A極附近的現(xiàn)象是變紅，B極的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。(3)根據(jù)電解原理，陰離子向陽極移動，陽離子向陰極移動，因此MnO移向B極，即濾紙上的紫色點(diǎn)向B極移動。(4)切斷電源后，H2、O2與KOH溶液構(gòu)成氫氧燃料電池，C為負(fù)極，電極反應(yīng)式為H2＋2OH－－2e－===2H2O。 答案：(1)負(fù)　(2)變紅　4OH－－4e－===O2↑＋2H2O (3)B　(4)H2、O2與KOH溶液構(gòu)成氫氧燃料電池　H2＋2OH－－2e－===2H2O