2024版大二輪化學(xué)（新高考）：專題四選擇題專攻4電解原理的多方面應(yīng)用

選擇題專攻4.電解原理的多方面應(yīng)用核心精講011.圖解電解池工作原理(陽極為惰性電極)2.對比掌握電解規(guī)律(陽極為惰性電極)電解類型電解質(zhì)實例溶液復(fù)原物質(zhì)電解水型NaOH、H2SO4或Na2SO4水電解電解質(zhì)型HCl或CuCl2原電解質(zhì)放氫生堿型NaClHCl氣體放氧生酸型CuSO4或AgNO3CuO或Ag2O注意

電解后有關(guān)電解質(zhì)溶液恢復(fù)原態(tài)的問題應(yīng)該用質(zhì)量守恒法分析。一般是加入陽極產(chǎn)物和陰極產(chǎn)物的化合物，但也有特殊情況，如用惰性電極電解CuSO4溶液，Cu2＋完全放電之前，可加入CuO或CuCO3復(fù)原，而Cu2＋完全放電之后，溶液中H＋繼續(xù)放電，應(yīng)加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3復(fù)原。3.金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(1)電解池4.陌生電解池裝置圖的知識遷移(2)金屬腐蝕真題演練021.(2023·廣東，16)用一種具有“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜組裝電解池(下圖)，可實現(xiàn)大電流催化電解KNO3溶液制氨。工作時，H2O在雙極膜界面處被催化解離成H＋和OH－，有利于電解反應(yīng)順利進行。下列說法不正確的是A.電解總反應(yīng)：KNO3＋3H2O===

NH3·H2O＋2O2↑＋KOHB.每生成1molNH3·H2O，雙極膜

處有9mol的H2O解離C.電解過程中，陽極室中KOH的物質(zhì)的量不因反應(yīng)而改變D.相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜，“卯榫”結(jié)構(gòu)可提高氨生成速率√123456由大電流催化電解KNO3溶液制氨可知，在電極a處KNO3放電生成NH3，發(fā)生還原反應(yīng)，故電極a為陰極，電極反應(yīng)式為

＋8e－＋9H＋===123456NH3·H2O＋2H2O，電極b為陽極，電極反應(yīng)式為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，電解總反應(yīng)為KNO3＋3H2O===NH3·H2O＋2O2↑＋KOH，故A正確；每生成1molNH3·H2O，陰極得8mole－，同時雙極膜處有8molH＋進入陰極室，即有8mol的H2O解離，故B錯誤；電解過程中，陽極室每消耗4molOH－，同時有4molOH－通過雙極膜進入陽極室，KOH的物質(zhì)的量不因反應(yīng)而改變，故C正確；相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜，“卯榫”結(jié)構(gòu)具有更大的膜面積，有利于H2O被催化解離成H＋和OH－，可提高氨生成速率，故D正確。1234562.(2022·廣東，10)以熔融鹽為電解液，以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進行電解，實現(xiàn)Al的再生。該過程中A.陰極發(fā)生的反應(yīng)為Mg－2e－===Mg2＋B.陰極上Al被氧化C.在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽極泥D.陽極和陰極的質(zhì)量變化相等12345√6該題中以熔融鹽為電解液，以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進行電解，通過控制一定的條件，可使陽極區(qū)Mg和Al發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，分別生成Mg2＋和Al3＋，Cu和Si不參與反應(yīng)，陰極區(qū)Al3＋得電子生成Al單質(zhì)，從而實現(xiàn)Al的再生，A、B錯誤；陽極材料中Cu和Si不參與氧化反應(yīng)，在電解槽底部可形成陽極泥，C正確；因為陽極除了鋁參與電子轉(zhuǎn)移，鎂也參與了電子轉(zhuǎn)移，且還會形成陽極泥，而陰極只有鋁離子得電子生成鋁單質(zhì)，根據(jù)得失電子守恒及元素守恒可知，陽極與陰極的質(zhì)量變化不相等，D錯誤。1234563.(2021·廣東，16)鈷(Co)的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機械制造等領(lǐng)域。如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意圖。下列說法正確的是A.工作時，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大B.生成1molCo，Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減

少16gC.移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反

應(yīng)不變D.電解總反應(yīng)：2Co2＋＋2H2O

2Co＋O2↑＋4H＋12345√6由題圖分析可知，水放電生成的氫離子通過陽離子交換膜由Ⅰ室向Ⅱ室移動，使Ⅱ室中氫離子濃度增大，溶液pH減小，故A錯誤；陰極生成1mol鈷，陽極有1mol水放電，則Ⅰ室溶液質(zhì)量減少18g，故B錯誤；123456若移除離子交換膜，氯離子的放電能力強于水，氯離子會在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，則移除離子交換膜，石墨電極的電極反應(yīng)會發(fā)生變化，故C錯誤；1234564.(2023·浙江6月選考，13)氯堿工業(yè)能耗大，通過如圖改進的設(shè)計可大幅度降低能耗，下列說法不正確的是A.電極A接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B.電極B的電極反應(yīng)式為：2H2O＋2e－

===H2↑＋2OH－C.應(yīng)選用陽離子交換膜，在右室獲得濃

度較高的NaOH溶液D.改進設(shè)計中通過提高電極B上反應(yīng)物的氧化性來降低電解電壓，減少

能耗12345√6電極A是氯離子變?yōu)槁葰?，化合價升高，失去電子，是電解池陽極，因此電極A接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；電極B為陰極，通入的氧氣得到電子，123456其電極反應(yīng)式為2H2O＋4e－＋O2===4OH－，故B錯誤；右室生成氫氧根離子，應(yīng)選用陽離子交換膜，左室的鈉離子進入右室，在右室獲得濃度較高的NaOH溶液，故C正確；改進設(shè)計中增大了氧氣的量，提高了電極B處的氧化性，從而降低電解電壓，減少能耗，故D正確。5.(2023·北京，5)回收利用工業(yè)廢氣中的CO2和SO2，實驗原理示意圖如下。下列說法不正確的是A.廢氣中SO2排放到大氣中

會形成酸雨123456C.裝置a中溶液的作用是吸收廢氣中的CO2和SO2√SO2是酸性氧化物，廢氣中SO2排放到大氣中會形成硫酸型酸雨，故A正確；裝置a中溶液的溶質(zhì)為NaHCO3，溶液顯堿性，說明

的水解程度大于其電離程度，故B正確；裝置a中NaHCO3溶液的作用是吸收SO2氣體，NaHCO3溶液不能吸收CO2，故C錯誤。1234566.(2023·遼寧，7)某無隔膜流動海水電解法制H2的裝置如下圖所示，其中高選擇性催化劑PRT可抑制O2產(chǎn)生。下列說法正確的是A.b端電勢高于a端電勢B.理論上轉(zhuǎn)移2mole－生成4gH2C.電解后海水pH下降D.陽極發(fā)生：Cl－＋H2O－2e－===

HClO＋H＋√123456由題圖分析可知，a為正極，b為負(fù)極，則a端電勢高于b端電勢，A錯誤；右側(cè)電極上產(chǎn)生氫氣的電極方程式為2H＋＋2e－===H2↑，則理論上轉(zhuǎn)移2mole－生成2gH2，B錯誤；電解總反應(yīng)為Cl－＋H2O

ClO－＋H2↑，ClO－水解使溶液呈堿性，海水pH上升，C錯誤。123456考向預(yù)測031.(2023·廣州市高三模擬)雙極膜是一種離子交換復(fù)合膜，在直流電場作用下能將中間層的水分子解離成H＋和OH－，并分別向兩極遷移。用雙極膜電解制備金屬鈷，工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是A.電極a接電源的正極B.電解過程中溶液中的

透過陰離子

交換膜向左移動C.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移2mol電子時，陽極產(chǎn)生

22.4LH2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)D.電解池工作時，陰離子交換膜與雙極膜之間的溶液的pH減小1234567√89電解池中陽離子向陰極移動，則電極b是陰極，電極a是陽極，電極a接電源的正極，故A正確；電解池中陰離子向陽極移動，電解過程中溶液中的

透過陰離子交換膜向左移動，故B正確；當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移2mol電子時，陽極氫氧根離子失電子生成0.5molO2，故C錯誤；電解池工作時，

通過陰離子交換膜向左移動與氫離子結(jié)合生成硫酸，陰離子交換膜與雙極膜之間的溶液的pH減小，故D正確。1234567892.(2023·汕頭市高三一模)八鉬酸銨[(NH4)4Mo8O26]可用于染料、催化劑、防火劑等。該化合物可通過電滲析法獲得，工作原理如圖。下列說法錯誤的是A.a連接電源正極C.電解一段時間后，b極附近氨水的濃度減小D.雙極膜附近的OH－移向左側(cè)1234567√89由圖可知，b為陰極，水放電生成氫氣和氫氧根離子，a為陽極，連接電源正極，水放電生成氧氣和氫離子，A正確；1234567電解一段時間后，b極附近生成的氫氧根離子和左側(cè)遷移過來的銨根離子結(jié)合生成一水合氨，氨水的濃度增大，C錯誤；陰離子向陽極遷移，雙極膜附近的OH－移向左側(cè)，D正確。893.(2021·江蘇，12)通過下列方法可分別獲得H2和O2：①通過電解獲得NiOOH和H2(如圖)；②在90℃將NiOOH與H2O反應(yīng)生成Ni(OH)2并獲得O2。下列說法正確的是A.電解后KOH溶液的物質(zhì)的量濃度減小B.電解時陽極電極反應(yīng)式：Ni(OH)2＋OH－－e－

===NiOOH＋H2OC.電解的總反應(yīng)方程式：2H2O2H2↑＋O2↑D.電解過程中轉(zhuǎn)移4mol電子，理論上可獲得22.4LO21234567√89陰極水電離的氫離子得電子生成氫氣，陽極Ni(OH)2失電子生成NiOOH，電解過程總反應(yīng)為2Ni(OH)2

2NiOOH＋H2↑，電解后KOH溶液的物質(zhì)的量濃度不變，故A、C錯誤；電解時陽極Ni(OH)2失電子生成NiOOH，電極反應(yīng)式為Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O，故B正確；電解過程中轉(zhuǎn)移4mol電子，生成1mol氧氣，非標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積不一定是22.4L，故D錯誤。1234567894.(2023·成都高三一模)電解苯酚的乙腈(CH3CN)水溶液可在電極上直接合成撲熱息痛(

)，裝置如圖，其中電極材料均為石墨。下列說法錯誤的是

A.電極a為負(fù)極B.裝置工作時，乙室溶液pH減小C.電極c的電極反應(yīng)式為

＋CH3CN＋H2O－2e－―→

＋2H＋D.合成1mol撲熱息痛，理論上甲室質(zhì)量增重64g1234567√89根據(jù)題給信息可確定左側(cè)裝置為原電池，右側(cè)裝置為電解池。原電池中，陰離子向負(fù)極移動，故電極a是負(fù)極，電極b是正極，則電極c是陽極，電極d是陰極，A正確；工作時，H2O2在正極b上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為H2O2＋2e－＋2H＋===2H2O，反應(yīng)時c(H＋)減小，乙室溶液pH增大，B錯誤；123456789電極c為陽極，CH3CN在電極c上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，并與苯酚反應(yīng)生成撲熱息痛，電極反應(yīng)式為

＋CH3CN＋H2O－2e－―→

＋2H＋，C正確；123456789根據(jù)陽極c的電極反應(yīng)式，合成1mol撲熱息痛，轉(zhuǎn)移2mol電子，負(fù)極a上生成1mol氧氣，同時乙室轉(zhuǎn)移1mol到甲室，理論上甲室質(zhì)量增重96g·mol－1×1mol－32g·mol－1×1mol＝64g，D正確。5.對氨基苯酚是一種重要的有機精細化工中間體，可用惰性電極電解硝基苯生產(chǎn)，裝置如圖所示。下列說法正確的是A.a極區(qū)加入乙醇的目的是增強溶液的導(dǎo)電性B.a極的電極反應(yīng)為

＋4H＋＋4e－―→

＋H2OC.電解一段時間后，a極區(qū)需要補充稀硫酸D.生成1mol對氨基苯酚時，b極區(qū)理論上

放出氣體22.4L1234567√89圖為電解池裝置，硝基苯(

)發(fā)生還原反應(yīng)生成對氨基苯酚(

)，則a為陰極，電極反應(yīng)式為

＋4H＋＋4e－―→

＋H2O；b為陽極，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，b電極區(qū)的氫離子經(jīng)過質(zhì)子交換膜進入a電極區(qū)。乙醇為有機溶劑，a極區(qū)加入乙醇的目的是增大硝基苯的溶解度，A錯誤；123456789根據(jù)電極反應(yīng)，a極區(qū)不需要補充硫酸，C錯誤；生成氣體的溫度、壓強未知，無法計算氣體的體積，D錯誤。1234567896.(2023·佛山市高三下學(xué)期調(diào)研)電有機合成相對于傳統(tǒng)有機合成具有顯著優(yōu)勢，利用如圖所示裝置實現(xiàn)電催化合成2,5-呋喃二甲酸。下列說法錯誤的是A.催化電極b連接電源的負(fù)極B.陰極區(qū)溶液中c(H2SO4)不變C.陽極區(qū)的總反應(yīng)為D.每消耗1mol對硝基苯酚同時生成1mol2,5-呋喃二甲酸1234567√89由圖可知，a極上發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，則b極為陰極，連接電源的負(fù)極，A正確；123456789陽極區(qū)總反應(yīng)為

；陰極區(qū)反應(yīng)為

＋6e－＋6H＋―→

＋2H2O，反應(yīng)生成水，故溶液中c(H2SO4)減小，B錯誤，C正確；123456789由兩電極反應(yīng)式可知，根據(jù)得失電子守恒，每消耗1mol對硝基苯酚同時生成1mol2,5-呋喃二甲酸，D正確。1234567897.(2022·山東煙臺市、德州市高三一模)電解法處理含有Cl－、

的酸性廢水，其工作原理及電極b中鐵的化合物的催化機理如圖所示，H表示氫原子。下列說法錯誤的是A.電極b接電源負(fù)極B.處理1mol，電路中轉(zhuǎn)移5mole－C.HClO在陽極生成：Cl－＋H2O－2e－===HClO

＋H＋1234567√89由圖知，電極b上硝酸根離子轉(zhuǎn)變?yōu)殇@根離子，被還原，則電極b為陰極，接電源負(fù)極，A正確；硝酸根離子轉(zhuǎn)變?yōu)殇@根離子，N元素化合價從＋5價降低到－3價，則處理1mol，電路中轉(zhuǎn)移8mole－，B不正確；陽極氯離子失去電子被氧化，生成HClO：Cl－＋H2O－2e－===HClO＋H＋，C正確；1234567898.(2023·遼寧鞍山市普通高中高三一模)處理高濃度的乙醛廢水的新方法——隔膜電解法，總反應(yīng)為2CH3CHO＋H2OCH3CH2OH＋CH3COOH(不考慮其他反應(yīng))。實驗室中，以一定濃度的乙醛和H2SO4溶液為電解質(zhì)溶液，模擬含乙醛的工業(yè)廢水，用惰性電極進行電解，裝置如圖所示，下列說法錯誤的是A.b電極反應(yīng)式為CH3CHO－2e－＋H2O===

CH3COOH＋2H＋B.電解一段時間后，電解池右側(cè)pH增大C.若以CH4-空氣燃料電池為直流電源，a極

應(yīng)該與燃料電池中通入CH4的一極相連D.理論上處理1mol乙醛，將有1molH＋通過質(zhì)子交換膜√123456789b電極為陽極，電極反應(yīng)式為CH3CHO－2e－＋H2O===CH3COOH＋2H＋，故A正確；電解一段時間后，電解池右側(cè)消耗水，生成CH3COOH和H＋，H＋通過質(zhì)子交換膜移向左側(cè)，但電解質(zhì)n(H2SO4)不變，因此pH減小，故B錯誤；若以CH4-空氣燃料電池為直流電源，a極應(yīng)連負(fù)極，則應(yīng)該與燃料電池中通入CH4的一