2023屆高考二輪總復習試題 化學（適用于山東、海南） 小題提速練13　電解原理及應(yīng)用

小題提速練13電解原理及應(yīng)用1.(2022河北唐山二模)某科研小組用堿性甲烷燃料電池制備Co(H2PO2)2,其工作原理如圖所示(已知電解裝置的電極材料分別為金屬鈷和不銹鋼):下列有關(guān)說法錯誤的是()A.N電極為不銹鋼B.電極n處電極反應(yīng)式為CH4-8e-+8OH-CO2+6H2OC.電解一段時間后,N電極區(qū)溶液pH增大D.膜a、膜c均為陽離子交換膜2.(2022安徽馬鞍山三模)用間接電解法對NO進行無害化處理,其原理如圖所示。下列說法正確的是()A.工作時電解池中H+從左室移向右室B.陽極電極反應(yīng)式為2HSO3-+2H++2e-S2O42C.理論上每處理1molNO,電解池中產(chǎn)生32gO2D.吸收塔中反應(yīng)的離子方程式為2NO+2S2O42-+2H2ON23.(2022湖南邵陽二模)我國科學家以CO2和辛胺為原料實現(xiàn)了甲酸鹽和辛腈的高選擇性合成,裝置工作原理如圖(以KOH溶液為電解質(zhì)溶液,隔膜a只允許OH-自由通過)。下列說法正確的是()A.m為直流電源正極B.In/In2O3-x電極上發(fā)生的反應(yīng)為CO2+2e-+H2OHCOO-+OH-C.若Ni2P電極上生成1molCH3(CH2)6CN,理論上電路中轉(zhuǎn)移2mole-D.工作一段時間后,左右兩室溶液的pH均保持不變4.(2022山東濰坊二模)科技工作者開發(fā)以乙醇為原料制備DDE()的電解裝置如圖所示。下列說法錯誤的是()A.電源的電極電勢:a>bB.陽極電極反應(yīng)式為C2H5OH+Cl--2e-C2H5OCl+H+C.乙醛為該轉(zhuǎn)化過程的催化劑D.每產(chǎn)生1molDDE,電路中通過2mole-5.(2022山東泰安三模)1,5-戊二胺()是生物法制備尼龍材料的重要原料,利用雙極膜(BPM)電滲析產(chǎn)堿技術(shù)可將生物發(fā)酵液中的1,5-戊二胺硫酸鹽(含和SO42-)轉(zhuǎn)換為1,5-戊二胺,實現(xiàn)無害化提取,工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是(A.a極的電勢比b極的低B.m膜為陽離子交換膜,n膜為陰離子交換膜C.電解過程中,H2SO4極室溶液的pH逐漸減小D.b極區(qū)每生成11.2L氣體(標準狀況),理論上可生成2mol1,5-戊二胺6.(雙選)(2022山東青島一模)利用電滲析法再生鈉堿循環(huán)脫硫中的吸收液,并獲取高濃度的SO2,工作原理如圖所示。已知雙極膜在電流作用下可將水解離,膜兩側(cè)分別得到H+和OH-。下列說法正確的是()圖1鈉堿循環(huán)脫硫圖2電滲析法再生吸收液A.雙極膜右側(cè)得到的是OH-B.再生吸收液從N室流出C.相同條件下,陽極和陰極產(chǎn)生的氣體體積比為2∶1D.M室中SO32-、HSO3-分別與7.(2022山東德州二模)捕集利用二氧化碳是我國能源領(lǐng)域的一個重要戰(zhàn)略方向,科學工作者利用電解法將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的原理如圖所示,下列說法錯誤的是()A.a電極為陽極B.陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)為CO2+6HCO3-+6e-CH3OH+6CO32C.產(chǎn)生1molO2時,通過質(zhì)子交換膜的質(zhì)子的物質(zhì)的量為4molD.電解過程中左側(cè)需補充H2O,右側(cè)需補充KHCO3溶液8.(2022山東淄博二模)濃差電池是利用物質(zhì)的濃度差產(chǎn)生電勢的一種裝置。將兩個完全相同的電極浸入兩個溶質(zhì)相同但濃度不同的電解質(zhì)溶液中構(gòu)成的濃差電池,稱為雙液濃差電池。模擬工業(yè)上電滲析法實現(xiàn)海水(用氯化鈉溶液代替)淡化的裝置如圖所示。下列說法錯誤的是()A.SO42-B.C(2)極發(fā)生還原反應(yīng)C.膜1為陽離子交換膜D.C(2)極反應(yīng)為2H2O+2e-2OH-+H2↑

參考答案小題提速練13電解原理及應(yīng)用1.B解析根據(jù)圖示可知,M電極所在區(qū)域為陽極室,M電極為陽極,N電極為陰極,則堿性甲烷燃料電池中m電極為正極,n電極為負極。該裝置用于制備Co(H2PO2)2,M電極為陽極,則M電極為金屬Co,M電極的電極反應(yīng)為Co-2e-Co2+,N電極為不銹鋼,A正確;n電極為堿性甲烷燃料電池的負極,n電極通入CH4,電極反應(yīng)式為CH4-8e-+10OH-CO32-+7H2O,B錯誤;N電極為陰極,N電極電極反應(yīng)為2H2O+2e-H2↑+2OH-,電解一段時間后,N電極區(qū)堿性增強,溶液的pH增大,C正確;陽極室中的Co2+通過膜a進入產(chǎn)品室,膜a為陽離子交換膜,原料室中H2PO2-通過膜b進入產(chǎn)品室,膜b為陰離子交換膜,原料室中Na+通過膜c進入陰極室,膜c為陽離子交換膜2.D解析由圖示信息可知,在吸收塔中NO反應(yīng)生成了N2,N元素的化合價降低,S2O42-反應(yīng)生成了HSO3-,S元素的化合價升高。在電解池中,HSO3-變成了S2O42-,S的化合價從+4價降低到+3價,得到電子,電極Ⅰ為陰極,而在電極Ⅱ附近有氧氣生成,為H2O失去電子生成O2,為陽極。電極Ⅰ為陰極,電極Ⅱ為陽極,工作時電解池中H+從右室移向左室,A錯誤;陽極上H2O失去電子生成O2,電極反應(yīng)式為2H2O-4e-4H++O2↑,B錯誤;理論上每處理1molNO,轉(zhuǎn)移2mole-,電解池中同樣轉(zhuǎn)移2mole-,故產(chǎn)生O2的質(zhì)量為0.5mol×32g·mol-1=16g,C錯誤;吸收塔中反應(yīng)的離子方程式為2NO+2S2O43.B解析根據(jù)圖中In/In2O3-x電極上CO2→HCOO-可知,CO2發(fā)生得電子的還原反應(yīng),In/In2O3-x電極為陰極,陰極反應(yīng)為CO2+2e-+H2OHCOO-+OH-,則Ni2P電極為陽極,辛胺在陽極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成辛腈,電極反應(yīng)為CH3(CH2)6CH2NH2+4OH--4e-CH3(CH2)6CN+4H2O,陰極與外加電源的負極相連,陽極與外加電源的正極相連。In/In2O3-x電極為陰極,與電源負極相連,則m為直流電源負極,A錯誤;In/In2O3-x電極上電極反應(yīng)為CO2+2e-+H2OHCOO-+OH-,B正確;Ni2P電極為陽極,電極反應(yīng)為CH3(CH2)6CH2NH2+4OH--4e-CH3(CH2)6CN+4H2O,則生成1molCH3(CH2)6CN時,理論上電路中轉(zhuǎn)移4mole-,C錯誤;陰極電極反應(yīng)為2CO2+4e-+2H2O2HCOO-+2OH-,陽極電極反應(yīng)為CH3(CH2)6CH2NH2+4OH--4e-CH3(CH2)6CN+4H2O,OH-被消耗,工作一段時間后,左右兩室溶液的pH減小,D錯誤。4.C解析電解池陽極連接電源正極,陰極連接電源負極,右側(cè)電極的電極反應(yīng)為2H++2e-H2↑,則右側(cè)電極為陰極,故左側(cè)電極為陽極,a為電源正極,b為電源負極,電極電勢a>b,A正確;左側(cè)電極為陽極,電極反應(yīng)式為C2H5OH+Cl--2e-C2H5OCl+H+,B正確;C2H5OCl先轉(zhuǎn)化為CH3CHO,CH3CHO再與C2H5OH反應(yīng)生成水和DDE,則CH3CHO為中間產(chǎn)物,C錯誤;產(chǎn)生1molDDE需要消耗1molCH3CHO,而1molCH3CH2OH轉(zhuǎn)化為1molCH3CHO需要轉(zhuǎn)移2mole-,每產(chǎn)生1molDDE,電路中通過2mole-,D正確。5.D解析將生物發(fā)酵液中的1,5-戊二胺硫酸鹽轉(zhuǎn)換為1,5-戊二胺,實現(xiàn)無害化提取,則生物發(fā)酵液中SO42-應(yīng)通過n膜進入H2SO4溶液,應(yīng)通過m膜進入產(chǎn)品室,并與BPM表面產(chǎn)生的OH-生成水和產(chǎn)品。陽離子向a極移動,a極是陰極,則b極是陽極,故a極的電勢比b極的低,A正確;m膜為陽離子交換膜,n膜為陰離子交換膜,B正確;電解過程中SO42-進入H2SO4極室生成H2SO4,溶液pH逐漸減小,C正確;b極區(qū)是陽極區(qū),電滲析過程生成O2,每生成11.2L氣體(標準狀況)轉(zhuǎn)移2mol電子,而生成1mol時,a極轉(zhuǎn)移2mol電子,故理論上可生成1mol1,5-6.BD解析根據(jù)圖1鈉堿循環(huán)脫硫示意可知,Na2SO3吸收SO2得到NaHSO3,溶液從pH>8變成pH<6,則圖2中要再生吸收液,NaHSO3需要轉(zhuǎn)化為Na2SO3;M室亞硫酸根和亞硫酸氫根與H+結(jié)合生成高濃度SO2;N室NaHSO3與OH-生成Na2SO3。在電解池中,陽離子向陰極方向遷移,陰離子向陽極方向遷移,故雙極膜右側(cè)得到的是H+,左側(cè)得到OH-,A錯誤;N室的HSO3-與雙極膜解離出的OH-反應(yīng)生成SO32-,從而實現(xiàn)再生,再生吸收液從N室流出,B正確;陽極發(fā)生的電極反應(yīng)是2H2O-4e-O2↑+4H+,陰極發(fā)生的電極反應(yīng)是4H2O+4e-4OH-+2H2↑,則根據(jù)得失電子數(shù)相等,相同條件下,陽極和陰極產(chǎn)生的氣體體積比為1∶2,C錯誤;M室中SO32-、HSO3-分別與雙極膜解離出的H7.D解析根據(jù)圖示,電極a放出氧氣,電極a為陽極,A正確;陰極上二氧化碳得電子生成甲醇,電極反應(yīng)式為CO2+6HCO3-+6e-CH3OH+6CO32-+H2O,B正確;陽極上發(fā)生反應(yīng)2H2O-4e-4H++O2↑,產(chǎn)生1molO2時,電路中轉(zhuǎn)移4mol電子,為平衡電荷,應(yīng)有4mol氫離子通過質(zhì)子交換膜由左向右移動,C正確;總反應(yīng)為2CO2+4H2O2CH3OH+3O2,電解過程中左側(cè)需補充H2O,不需補充KHCO38.C解析該濃差電池最終交換膜兩側(cè)硫酸銅溶液濃度相等,即陰離子交換膜左側(cè)溶液c(CuSO4)增大,右側(cè)c(CuSO4)減小,又因為只允許陰離子遷移,故交換膜左側(cè)銅極溶解,使左側(cè)溶液中c(Cu2+)增大;交換膜右側(cè)銅極上析出銅,使右側(cè)溶液中c(Cu2+)減小,即Cu(1)極為負極,發(fā)生氧化反應(yīng)Cu-2e-Cu2+;Cu(2)極為正極,發(fā)生還原反應(yīng)Cu2++2e-Cu,SO42-由陰離子交換