天津市2019年高考化学易错点(13)电解池(模拟题训练含答案)

易错点13 电解池

小题快练

1．多晶硅是单质硅的一种形态，是制造硅抛光片、太阳能电池等的主要原料。已知多晶硅第三代工业制取流程如图所示：

下列说法错误的是

A． Y、Z分别为H2、Cl2

B．制取粗硅时焦炭与石英发生副反应生成碳化硅，该副反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2 C． SiHCl3极易水解，产物为H2SiO3、H2、HCl，据此推测SiHCl3中硅为+2价

D．多晶硅是硅的一种同素异形体

【答案】C

2．如图所示，其中甲池的总反应式为，下列说法正确的是

A．甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化电能的装置

B．甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH－6e－＋2H2O===CO32-＋8H＋

C．反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体能使CuSO4溶液恢复到原浓度

D．甲池中消耗280 mL(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生1.45 g固体

【答案】D

3．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语正确的是

A．用铜作阴极，石墨作阳极，电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为

B．铅蓄电池放电时的正极反应式为

C．粗铜精炼时，与电源正极相连的应是粗铜，该极发生的电极反应只有

D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式为

【答案】A

【解析】A项，铜做阴极，不参与反应，石墨性质稳定做阳极，溶液中氯离子在阳极失电子生成氯气，故A 项正确；B项，铅蓄电池放电时的正极为二氧化铅得电子，发生还原反应，故B项错误；C项，粗铜精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，因此与电源正极相连的是粗铜，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，故C项错误；D项，钢铁发生电化学腐蚀的正极得电子，发生还原反应，故D项错误。

4．现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽。利用氯碱工业中的离子交换膜技术原理，可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。

下列说法中正确的是

A．阴极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑ B．从D口出来的是硫酸溶液

C． b是阳离子交换膜，允许Na+通过 D． Na2SO4溶液从E口加入

【答案】C

5．三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO42?可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是( )

A．通电后中间隔室的SO42?离子向正极迁移，正极区溶液pH增大

B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品

C．负极反应为4OH??4e?=O2↑+2H2O，负极区溶液pH降低

D．当电路中通过1mol电子的电量时,会有0.5mol的O2生成

【答案】B

【解析】A项，阴离子向阳极移动，氢氧根离子放电：4OH??4e?=O2↑+2H2O，溶液中氢离子浓度增大，pH减小，故A项错误；B项，直流电场的作用下，两膜中间的Na+、SO42—可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室，通电时，氢氧根离子在阳极区放电生成水和氧气，考虑电荷守恒，两膜中间的硫酸根离子会进入正极区，与氢离子结合成硫酸；氢离子在阴极得电子生成氢气，考虑电荷守恒，两膜中间的钠离子会进入负极区，与氢氧根离子结合成氢氧化钠，故可以得到NaOH和H2SO4产品，故B项正确；C项，负极即为阴极，发生还原反应，氢离子得电子生成氢气，故C项错误；D项，每生成1mol氧气转移4mol电子，当电路中通过1mol 电子的电量时，会有0.25mol的O2生成，故D项错误。

6．关于图中装置说法正确的是

A．装置中电流移动的途径:正极→Fe→M溶液→石墨→正极

B．若M为滴加酚酞的NaCl溶液,通电一段时间后,铁电极附近溶液显红色

C．若M为CuSO4溶液,可以实现石墨上镀铜

D．若将电源反接，M为NaCl溶液,可以用于制备Fe(OH)2并可以使其较长时间保持白色

【答案】B

7．工业上氟气可作为火箭燃料中的氧化剂。1886年法国化学家H．M0issan通过电解氟氢化钾(KHF2)的氟化氢无水溶液第一次制得氟气。已知：KF+HF===KHF2，制备氟气的电解装置如图所示。下列说法错误的是

A．钢电极与电源的负极相连 B．电解过程需不断补充的X是KF

C．阴极室与阳极室必须隔开 D．氟氢化钾在氟化氢中可以电离

【答案】B

【解析】电解熔融的氟氢化钾（KHF2）和氟化氢（HF）混合物制备氟单质，氟离子在阳极失电子生成氟气，阴极上KHF2得到电子生成氢气，电极反应为：2HF2-+2e-═H2↑+4F-。A. 根据图示，钢电极上产生氢气，发生还原反应，钢电极为阴极，与电源的负极相连，故A正确；B. 根据题意，电解过程中会不断消耗氟氢化钾（KHF2），

需不断补充的X是氟氢化钾（KHF2），故B错误；C. 电解制氟时，为了防止氟气和氢气发生剧烈反应，引发爆炸，阴极室与阳极室必须隔开，故C正确；D. 根据上述分析，氟氢化钾在氟化氢中可以电离出HF2-，故D 正确。

8．碱性硼化钒(VB 2)－空气电池工作时反应为：4VB2 ＋11O24B2O3 ＋2V2O5 。用该电池为电源，选用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如图所示。当电路中通过0.04mol电子时，B装置内共收集到0.448L 气体（标况），则下列说法中正确的是

A． VB2电极发生的电极反应为： 2VB2＋11H2O – 22e?V2O5＋2B2O3＋22H+

B．外电路中电子由c电极流向VB2电极

C．电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，然后有气泡产生

D．若B装置内的液体体积为200mL，则CuSO4溶液的浓度为0.05mol/L

【答案】D

9．现如今太阳能电池已经广泛地应用于生产生活中，现代四大发明之一的共享单车也用上了太阳能电池。哈罗单车前面载物篮的底座就是太阳能电池，电极材料是Li/LiCoO2，太阳能电池的原理如图所示：下列说法不正确的是（）

A．阳光照射该电池时，能量转化过程：太阳能→电能→化学能

B．光照时负极的质量减少

C．太阳能电池板材料是Si

D．开锁时，正极xLi++xe-+Li(1-x)CoO2=LiCoO2

【答案】B

1 0．如图装置(Ⅰ)为一种可充电电池的示意图，其中的离子交换膜只允许K＋通过，该电池充放电的化学方程

式为：2K2S2＋KI3 K2S4＋3KI，装置(Ⅱ)为电解池的示意图。当闭合开关K时，X附近溶液先变红。则下列说法正确的是( )

A．闭合K时，K＋从右到左通过离子交换膜

B．闭合K时，A的电极反应式为：3I－－2e－===I

C．闭合K时，X的电极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑

D．闭合K时，当有0.1 mol K＋通过离子交换膜，X电极上产生标准状况下气体1.12 L

【答案】D

1 1．某化学课外活动小组拟用铅蓄电池进行电絮凝净水的实验探究，设计的实验装置如图所示，下列叙述正确的是

A． Y 的电极反应： Pb－2e－ = Pb2+

B．铅蓄电池工作时SO42-向 Y 极移动

C．电解池的反应仅有2Al+6H 2O 2Al(OH)3+3H2

D．每消耗 103.5 gPb ，理论上电解池阴极上有0.5 molH2生成

【答案】D

【解析】A、铁电极上放氢生碱（2H2O＋2e－=H2↑＋2OH-），即铁电极上发生得电子的还原反应，铁为电解池的阴极，与阴极相连的X是铅电池的负极Pb，Y为铅电池的正极PbO2，电极反应式为PbO2+2e－ +4H++ SO42-= PbSO4+2H2O，选项A错误；B、铅蓄电池工作时SO42-向负极X 极移动，选项B错误；C、电解过程中电解池中

实际上发生了两个反应，分别为2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑和2H2O O2↑+2H2↑，故电解池反应不能用一个简单的总反应表示，选项C错误；D、103.5 g Pb的物质的量为0.5 mol，由铅蓄电池的负极反应Pb－2e－＋SO42－===PbSO4知，每消耗0.5 mol Pb，转移1 mol电子，再由电解池的阴极(铁)反应2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－得出有0.5 mol H2生成，选项D正确。

大题冲关

12．某小组同学利用下图装置对电解氯化铜实验进行了研究。

（1）甲认为电解过程中阳极产生的_________是溶液变绿的原因，写出产生该物质的电极反应式：_________________________。

（2）乙改用下图装置，在相同条件下电解CuCl2溶液，对溶液变色现象继续探究。

乙通过对现象分析证实了甲的观点不是溶液变绿的主要原因。乙否定甲的依据是______________。

（3）乙继续查阅资料：

i. 电解CuCl2溶液时可能产生[CuCl2]--，[CuCl2]- 掺杂Cu2+ 后呈黄色

ii. 稀释含[CuCl2]- 的溶液生成CuCl白色沉淀,据此乙认为：电解过程中，产生[CuCl2]＿掺杂Cu2+后呈黄色，与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。

乙进行如下实验：

a．取电解后绿色溶液2 mL，加20 mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。

b. 另取少量氯化铜晶体和铜粉，向其中加2 mL浓盐酸，加热获得含[CuCl2]＿的黄色溶液。

c. 冷却后向上述溶液……

d. 取c中2 mL溶液，加20 mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。

① a的目的是_______________________。

②写出b中生成[CuCl2]- 的离子方程式：_______________。

③补充c中必要的操作及现象：____________________________________________。

乙据此得出结论：电解时阴极附近生成[CuCl2]- 是导致溶液变绿的原因。

【答案】Cl2 2Cl－-2e－= Cl2↑ 阳极附近溶液仍为蓝色证明在上述实验条件下，电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]－ Cu2+ + 4Cl－+ Cu = 2[CuCl2]－加入CuCl2蓝色溶液，直至溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同。

1 3．研究电化学原理与应用有非常重要的意义。

（1）锌锰电池（俗称干电池）是一种一次电池，生活中应用广泛。

①锌锰电池负极上的电极反应式为：______________________________。

②与普通（酸性）锌锰电池相比较，碱性锌锰电池的优点是____________________（回答一条即可）。

（2）铅蓄电池是最常见的二次电池：Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。

①充电时阴极反应为：________________________________________。

②用铅蓄电池为电源进行电解饱和食盐水实验（石墨棒为阳极，铁为阴极，食盐水500mL，温度为常温），当电路中有0.05mol电子转移时，食盐水的pH为______（假设溶液体积不变，产物无损耗）。

（3）下图是金属(M)－空气电池的工作原理，我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，电池反应为：___________________________。

二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。Pt2上的电极反应式为：_______________________________________。

（4）高铁酸钠(Na2FeO4)易溶于水，是一种新型多功能水处理剂，可以用电解法制取：Fe＋2H2O＋

2OH?FeO42?＋3H2↑，工作原理如图所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO42?，镍电极有气泡

产生。电解一段时间后，c(OH?)降低的区域在_____________（填“阴极室”或“阳极室”）；阳极反应为：

____________。

【答案】Zn－2e－＝Zn2+比能量高（或可存储时间长、不易发生电解质的泄漏、或碱性电池使用寿命较长

其他合理答案也可） PbSO4＋2e－＝Pb＋SO42－ 13 4Al＋3O2＋6H2O＝4Al(OH)3 O2＋4H+＋4e－＝2H2O 阳极室 Fe＋8OH--6e－＝FeO42?＋4H2O

1 4．（1）重铬酸钾（K2Cr2O7）主要用于制革、印染、电镀等．其水溶液中存在平衡：Cr2O72﹣+H2O2CrO42﹣

+2H+。以铬酸钾（K2CrO4）为原料，用电化学法制备重铬酸钾的实验装置如图

①写出阴极区的电极反应式_________，透过离子交换膜的离子是_______，移动方向为_________（填“由左向右”或“由右向左）。

②阳极区能得到重铬酸钾溶液的原因为________________________。

（2）工业上采用下面的方法处理含有Cr2O72-的酸性工业废水：废水中加入适量NaCl，以铁为电极进行电解，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，关于上述方法，下列说法正确的是_______（填字母序号）。

A．阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑

B．阳极反应：Fe－3e－===Fe3＋

C．在电解过程中当电路转移0.6mol电子时，被还原的Cr2O72-为0.05mol

D．可以将铁电极改为石墨电极

【答案】2H2O+2e﹣=2OH﹣+H2↑ K+由右向左阳极OH﹣放电，溶液中H+浓度增大，使Cr2O72﹣+H2O2CrO42﹣+2H+向生成Cr2O72﹣方向移动，（部分K+通过阳离子交换膜移动到阴极区），使阳极区主要成分是K2Cr2O7 A、C

1

5．(1)利用反应Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2设计成如图所示原电池，回答下列问题：

①写出电极反应式：正极__________________________ ；

②图中X溶液是_______________，

③原电池工作时，盐桥中的________(填“阳”或“阴”)离子向X溶液方向移动。

(2)如图是一个化学过程的示意图。

①甲池中OH-移向__________极（填“CH3OH”或“O2”）。

②写出通入CH3OH的电极的电极反应式_______________。

③乙池中总反应的离子方程式___________________。

④当乙池中B（A g）极的质量增加5.40g，若此时乙池中溶液的体积为500ml，则溶液的C(H+)是___________；

此时丙池某电极析出 1.60g某金属，则丙中的某盐溶液可能是______________（填序号）。A．MgSO4 B．CuSO4 C．NaCl D．AgNO3

【答案】Fe3＋＋e-=Fe2＋FeCl3阳CH3OH CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O 4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+0.1mol·L－1 BD

【解析】 (1) ①反应Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2中，铜失电子发生氧化反应，Fe3+得电子发生还原反应，原

电池中正极发生还原反应，碳做正极，发生的还原反应为：Fe3＋＋e-=Fe2＋；综上所述，本题答案是：

1 6．过二硫酸钾(K2S2O8) 在科研与工业上有重要用途。

（1）H2S2O8的结构式如图，其中S元素的化合价为__________。在Ag+催化下，S2O82-能使含Mn2+的溶液变成紫红色，氧化产物是___________（填离子符号）。

（2）某厂采用湿法K2S2O8氧化脱硝和氨法脱硫工艺综合处理锅炉烟气，提高了烟气处理效率，处理液还可以用作城市植被绿化的肥料。

①脱硫过程中，当氨吸收液的pH=6时，n(SO32-)∶n(HSO3-)=________。

[巳知：25℃时，K a1(H2SO3)=1.5×10-2，K a2(H2SO3)=1.0×10-7]

②脱硝过程中依次发生两步反应：第1步，K2S2O8将NO氧化成HNO2，第2步，K2S2O8继续氧化HNO2，第2步反应的化学方程式为______________________________________；

（3）过二硫酸钾可通过“电解→转化→提纯”方法制得，电解装置示意图如图所示。

①电解时，铁电极连接电源的_________________极。

②常温下，电解液中含硫微粒的主要存在形式与pH的关系如下图所示。在阳极放电的离子主要是HSO4-，阳极区电解质溶液的pH范围为_________，阳极的电极反应式为________________________。

③往电解产品中加入硫酸钾，使其转化为过二硫酸钾粗产品，提纯粗产品的方法____。

【答案】+6 MnO4- 1:10 HNO2+K2S2O8+H2O=HNO3+K2SO4+H2SO4负 0—2 2HSO4--2e-= S2O82-+2H+重结晶

离子是HSO4-，电解产物是Na2S2O8，所以控制pH的范围是0—2；阳极的电极反应式为2HSO4--2e-= S2O82-+2H+；

③提纯过二硫酸钾的方法是重结晶。

17．对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施之一。

(1)硫酸厂的酸性废水中砷(As)元素(主要以H3AsO3形式存在)含量极高，为控制砷的排放，某工厂采用化学沉淀法处理含砷废水。请回答以下问题：

①已知砷是氮的同族元素，比氮原子多2个电子层，砷在元素周期表的位置为____________。

②工业上采用硫化法(通常用硫化钠)去除废水中的砷，生成物为难溶性的三硫化二砷，该反应的离子方程式为_____________________。

(2)电镀厂的废水中含有的CN-有剧毒，需要处理加以排放。处理含CN-废水的方法之一是在微生物的作用下，CN-被氧气氧化成HCO3-，同时生成NH3，该反应的离子方程式为_____________。

(3)电渗析法处理厨房垃极发酵液，同时得到乳酸的原理如图所示(图中“HA”表示乳酸分子，A-表示乳酸根离子)：

①阳极的电极反应式为________________________。

②简述浓缩室中得到浓乳酸的原理：________________________。

③电解过程中，采取一定的措施可控制阳极室的pH约为6～8，此时进入浓缩室的OH-可忽略不计。400 mL 10 g/L 乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升为145 g/L(溶液体积变化忽略不计)，阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为________L(提示：乳酸的摩尔质量为90 g/mol)。

【答案】第四周期第ⅤA族

2H3AsO3+3S2-+6H+═As2S3↓+6H2O4H2O+2CN-+O2═2HCO3-+2NH32H2O-4e-═4H++O2↑阳极H2O放电，c(H+)增大，H+从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室，A-从阴极通过阴离子交换膜进入浓缩室，H++A-═HA，乳酸浓度增大6.72 【解析】 (1)①砷原子电子层数=周期数=4，最外层电子数=族序数=5，所以砷位于第四周期第ⅤA族；因此

1 8．KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：

(1)KIO3的化学名称是______________。

(2)利用“K ClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示：

“酸化反应”所得产物有 KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是___________。“滤液”中的溶质主要是________。“调pH”中发生反应的化学方程式为_______________。

(3)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。

①写出电解时阴极的电极反应式_____________________________________。

②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_______________，其迁移方向是____________________。（“左

到右”或“右到左”）

【答案】碘酸钾加热 KCl KH(IO3)2＋KOH===2KIO3＋H2O或(HIO3＋KOH===KIO3＋H2O) 2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ K＋由a到b

1 9．完成下列填空：

（1）在Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液,溶液先由棕黄色变为浅绿色，过一会又变为棕黄色，溶液先变为浅绿色的原因是_________________（用文字表达），又变为棕黄色的离子方程式是_____________________。（2）近几年开发的甲醇燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下：

Pt(a)电极是电池的________极，电极反应式为________________________；Pt(b)电极发生________反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式为_________________________

（3）已知铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，现用如图装置进行电解(电解液足量)，测得当铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。请回答下列问题。

①A是铅蓄电池的________极，铅蓄电池正极反应式为_____________________，

②Ag电极的电极反应式是__________________________，

③Cu电极的电极反应式是________________________________，

CuSO4溶液的浓度________(填“减小”“增大”或“不变”)。

【答案】Fe3+被还原为Fe2+ 3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O负

2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2↑+12H+还原3O2＋12H＋＋12e－=6H2O负PbO2+4H++SO42-+2e-═PbSO4+2H2O2H＋＋2e－=H2↑Cu －2e－=Cu2＋不变

2 0．铝氢化钠(NaAlH4) 是有机合成的重要还原剂。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质) 为原料制备铝氢化钠的一种工艺流程如下:

注: SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠(Na2Al2Si x O8) 沉淀。

（1）铝硅酸钠(Na2Al2Si x O8) 可以用氧化物的形式表示其组成，形式为________。

（2）“过滤I”中滤渣主要成分有________(写名称)。向“过滤I”所得滤液中加入NaHCO3溶液，反应的

离子方程式为_______________、______________。

（3）“电解I”的另一产物在1000℃时可与N2反应制备AlN，在这种产物中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN 的制备，其主要原因是__________________。

（4）“电解II”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。

阳极的电极反应式为_________________。

（5）铝氢化钠遇水发生剧烈反应产生大量气泡，其反应的化学方程式为_____________，每产生1mol 气体

转移电子数为______。

【答案】Na2O·Al2O3·2SiO2铝硅酸钠、氧化铁 OH-+HCO3-=CO32-+H2O AlO2-+HCO3-+H2O=CO32-+Al(OH)3↓ 氯化铵分解产生的氯化氢能够破坏铝表面的氧化铝薄膜4CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2↑ NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑ N A

2 1．钛工厂TiCl4烟尘中含有大量的ScCl3、MgCl2及SiO2小颗粒等物质，某研究所利用上述烟尘回收Sc2O3，并制备钛白粉(TiO2)，其工艺流程如下所示：

（1）酸浸过程中，HCl的作用是_______________________。

（2）已知Sc3++3HTBP Sc(TBP)3+3H+，则上述洗脱剂最好选择___________(选填“酸性”、“碱性”或“中性”)溶液。在实验室模拟完成上述操作Ⅰ和操作Ⅱ所涉及的玻璃仪器有______________。

（3）草酸“沉钪”得到草酸钪的化学反应类型为____________________________。

（4）在空气中灼烧草酸钪即可得到氧化钪(Sc2O3)，其化学反应方程式为__________________________。（5）“水相”的主要离子有TiOCl42-、H+、Cl- 及________，写出加入大量的水并加热发生的相关离子反应方程式__________________________。

（6）钛的冶炼新法是剑桥电解法（如右图）。

以含少量CaCl2的CaO熔融物作为介质，电解时。在阴极生成的Ca进一步还原TiO2得钛。写出阳极电极主要