2021屆高考化學(xué)二輪復(fù)習-備考提升指導(dǎo)與精練19-電解質(zhì)溶液的電解規(guī)律

2021屆高考化學(xué)二輪復(fù)習備考提升指導(dǎo)與精練19電解質(zhì)溶液的電解規(guī)律2021屆高考化學(xué)二輪復(fù)習備考提升指導(dǎo)與精練19電解質(zhì)溶液的電解規(guī)律PAGE8-2021屆高考化學(xué)二輪復(fù)習備考提升指導(dǎo)與精練19電解質(zhì)溶液的電解規(guī)律2021屆高考化學(xué)二輪復(fù)習備考提升指導(dǎo)與精練19電解質(zhì)溶液的電解規(guī)律年級：姓名：電解質(zhì)溶液的電解規(guī)律電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律類型電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律類型1.應(yīng)用①1.應(yīng)用①惰性電極電解水型例1．現(xiàn)有陽離子交換膜、陰離子交換膜、石墨電極和如圖所示的電解槽。利用氯堿工業(yè)中的離子交換膜技術(shù)原理，可通過電解Na2SO4溶液來生產(chǎn)NaOH溶液和H2SO4溶液。下列說法中不正確的是（）A．陽極反應(yīng)式為4OH?－4e?=2H2O+O2↑B．從A口流出的是硫酸溶液C．b是陽離子交換膜，允許Na+通過D．Na2SO4溶液從E口加入【解析】A．陽極上氫氧根離子放電，發(fā)生的反應(yīng)為4OH?－4e?=2H2O+O2↑，選項A正確；B．陽極上氫氧根離子放電，產(chǎn)生的氣體是氧氣，同時生成氫離子，則陽極附近生成硫酸，從A口流出的是H2SO4溶液，選項B正確；C．陰極上氫離子放電，溶液中生成氫氧根離子，故可在陰極區(qū)收集NaOH溶液，為保證溶液電荷平衡，需在陰極室一側(cè)放置陽離子交換膜，使Na+通過以補充陽離子，則b是陽離子交換膜，允許Na+通過，選項C正確；D．NaOH在陰極附近生成，H2SO4在陽極附近生成，故Na2SO4溶液應(yīng)從F口加入，選項D錯誤。答案選D?！敬鸢浮緿2.應(yīng)用②2.應(yīng)用②惰性電極電解電解質(zhì)型例2．用石墨做電極電解CuCl2溶液，下列說法正確的是（）A．在陽極上析出金屬銅B．在陰極上產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體C．在陰極上析出金屬銅D．陽極上發(fā)生還原反應(yīng)【解析】根據(jù)電解原理，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)：2Cl?－2e?==Cl2↑，陰極發(fā)生還原反應(yīng)：Cu2++2e?==Cu。因此陽極上產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體—氯氣，在陰極上析出銅。故C項正確。本題答案為C。【答案】C3.應(yīng)用③3.應(yīng)用③惰性電極電解水和電解質(zhì)型例3．下圖是電解飽和NaCl溶液的實驗裝置，x、y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，下列有關(guān)該實驗正確的說法是（）A．x電極為陽極，y電極為陰極B．x電極附近溶液變紅色，且有刺激性氣味氣體產(chǎn)生C．若將兩電極產(chǎn)生的氣體收集起來，X電極得到的氣體與Y電極得到的氣體之比之比略大于1∶1D．電解后，將溶液混勻，電解前后溶液的pH未發(fā)生變化【解析】與原電池正極連接的是電解池的陽極，氯離子在陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成黃綠色的氯氣；與負極連接的是電解池的陰極，氫離子在陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，生成無色無味的氫氣，同時有氫氧化鈉生成。y與原電池正極相連接，所以是陽極，x與原電池負極相連接，所以是陰極，A錯誤；B．x與原電池的負極相連，所以是陰極，溶液中的氫離子在陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，生成無色無味的氫氣，同時有氫氧化鈉生成，所以X電極附近溶液變紅色，但無刺激性氣味氣體產(chǎn)生，B錯誤；C．x電極上析出氫氣，y電極上析出氯氣，因為氯氣能溶于水，所以電解一段時間收集產(chǎn)生的氣體，y電極得到氣體體積稍小，所以將x、y兩極產(chǎn)生的氣體收集起來，其體積比略大于1∶1，C正確；電解后生成氫氧化鈉，所以溶液的堿性增強，故電解前后溶液的pH發(fā)生變化，D錯誤；選C?！敬鸢浮緾提分訓(xùn)練提分訓(xùn)練1．LiOH常用于制備鋰離子電池正極材料。工業(yè)上常利用如圖裝置電解制備LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。下列說法正確的是（）A．a(chǎn)是電源的負極B．B極區(qū)電解液為LiOH溶液C．A電極的電極反應(yīng)式為4OH?－4e?==2H2O+O2↑D．外電路中每通過0.1mol電子，生成1.12L氫氣【解析】根據(jù)圖知，B電極上有氫氣生成，則B為電解池陰極，A為陽極，a為正極、b為負極，陰極電極反應(yīng)式為2H2O+2e?=2OH?+H2↑，陽極反應(yīng)式為2Cl?-2e?=Cl2↑，根據(jù)以上分析知，a是正極、b是負極，故A錯誤；A極區(qū)是陽極區(qū)、B極區(qū)是陰極區(qū)，B電極反應(yīng)式為2H2O+2e?=2OH?+H2↑，有氫氧根離子生成，所以B極區(qū)電解液為LiOH溶液，A極區(qū)電解質(zhì)溶液為LiCl溶液，所以B選項是正確的；A電極上氯離子放電，電極反應(yīng)式為2Cl?-2e?=Cl2↑，故C錯誤；陰極電極反應(yīng)式為2H2O+2e?=2OH?+H2↑，所以有0.1mol電子轉(zhuǎn)移，根據(jù)電子守恒知，生成氫氣0.05mol，標準狀況下體積為：0.05mol22.4L/mol=1.12L，但溫度壓強不知，不能計算氣體體積，故D錯誤?！敬鸢浮緽2．用惰性電極電解下列溶液一段時間后再加入一定量的另一純凈物(方括號內(nèi))，一定不能使溶液恢復(fù)的是（）A．NaOH[NaOH]B．CuCl2[CuCl2]C．AgNO3[Ag2O]D．CuSO4[Cu(OH)2]【解析】電解氫氧化鈉溶液時，OH?和H+分別在陽極和陰極放電，要使其復(fù)原，需加入適量的水，故A項錯誤；電解氯化銅溶液時，Cl?和Cu2+分別在陽極和陰極放電，要使其復(fù)原，需加入適量的氯化銅，故B項正確；電解硝酸銀溶液時，OH?和Ag+分別在陽極和陰極放電，要使其復(fù)原，需加入適量的氧化銀，故C項正確；電解硫酸銅溶液時，OH?和Cu2+分別在陽極和陰極放電，要使其復(fù)原，需加入適量的氧化銅，電解一段時間后，若硫酸銅被消耗盡，此時開始電解水，要使其復(fù)原，需加入適量的氫氧化銅，故D項正確?！敬鸢浮緼3．用惰性電極電解物質(zhì)的量濃度相同、體積比為1∶1的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能發(fā)生的反應(yīng)（）①2Cu2++2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu+4H++O2↑②Cu2++2Cl－eq\o(=,\s\up7(電解))Cu+Cl2↑③2Cl－+2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))H2↑+Cl2↑+2OH?④2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑+O2↑A．①②③ B．②④ C．②③④ D．①②④【解析】用惰性電極電解物質(zhì)的量濃度之比為1∶1的CuSO4和NaCl的混合溶液，設(shè)溶液體積為1L，c(CuSO4)=1mol/L，c(NaCl)=1mol/L，則n(CuSO4)=n(Cu2+)=1mol，n(NaCl)=n(Cl?)=1mol。根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒，第一階段：陽極上Cl?放電、陰極上Cu2+放電，則此時發(fā)生的電池反應(yīng)式為②；第二階段：陽極上OH?放電，陰極上Cu2+放電，則此時發(fā)生的電池反應(yīng)式為①；第三階段：陰極上H+放電，陽極上OH?放電生成O2，所以發(fā)生的電池反應(yīng)式為④；答案選D?！敬鸢浮緿4．500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NOeq\o\al(?,3))＝6.0mol/L，用石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到22.4L氣體(標準狀況)，假定電解后溶液體積仍為500mL，下列說法正確的是（）A．原混合溶液中c(K+)為2mol/L B．上述電解過程中共轉(zhuǎn)移2mol電子C．電解得到銅的物質(zhì)的量為0.5mol D．電解后溶液中c(H+)為2mol/L【解析】電解硝酸鉀和硝酸銅混合溶液時，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，陰極上先銅離子放電生成銅單質(zhì)，當銅離子完全析出時，氫離子放電生成氫氣，氣體的物質(zhì)的量==1mol；每生成1mol氧氣轉(zhuǎn)移4mol電子，每生成1mol氫氣轉(zhuǎn)移2mol電子，每生成1mol銅轉(zhuǎn)移2mol電子，所以根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得n(Cu)==1mol，則c(Cu)==2mol/L，根據(jù)電荷守恒得c(K+)=6mol/L?2mol/L×2=2mol/L，故A正確；轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=1mol×4=4mol，故B錯誤；銅的物質(zhì)的量為1mol，故C錯誤；根據(jù)題目已知條件，推出有兩極都生成1mol氣體時，電極總反應(yīng)式為，所以生成H+的物質(zhì)的量是2mol，c(H+)===4mol/L，故D錯誤；故答案為A?！敬鸢浮緼5．環(huán)戊二烯（）可用于制備二茂鐵（，結(jié)構(gòu)簡式為），后者廣泛用于航天、化工等領(lǐng)域。二茂鐵的電化學(xué)制備原理如圖所示，下列說法正確的是（）A．為電解池的陽極B．電解質(zhì)溶液可以是的水溶液C．電解池的總反應(yīng)方程式為：eq\o(=,\s\up7(電解))D．電解質(zhì)溶液中，當有的向電極移動時，同時在電極上產(chǎn)生了22.4L的氫氣【解析】根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，需要獲得Fe2+，則陽極為Fe電極，陰極為Ni，陰極上鈉離子先得到電子生成金屬Na，然后鈉與環(huán)戊二烯反應(yīng)生成氫氣，實質(zhì)為氫離子得到電子，陽極上Fe失去電子生成亞鐵離子，中間產(chǎn)物Na與水反應(yīng)，且水解水時生成的氫氧根離子與亞鐵離子反應(yīng)，影響了反應(yīng)產(chǎn)物。依據(jù)反應(yīng)過程，可發(fā)現(xiàn)鐵做陽極，，做陰極，故A錯誤；在整個過程中，做催化劑，由于有鈉單質(zhì)生成，因此，必須是無水的環(huán)境，故B錯誤；得到電子轉(zhuǎn)化為鈉單質(zhì)，鈉單質(zhì)再與環(huán)戊二烯發(fā)生反應(yīng)，環(huán)戊二烯失去電子和結(jié)合生成二茂鐵，故C正確；沒有標明氣體的狀態(tài)，故D錯誤?！敬鸢浮緾6．pH=a的某電解質(zhì)溶液中，插入兩支惰性電極，通直流電一段時間后，溶液的pH<a，則電解質(zhì)可能是（）A．Na2SO4B．Na2SC．NaOHD．AgNO3【解析】電解Na2SO4溶液，消耗水，一段時間后，溶液的濃度增大，但pH不變，A不符合；電解Na2S溶液，消耗硫化鈉和水，一段時間后，溶液的pH增大，B不符合；電解NaOH溶液，消耗水，一段時間后，溶液的濃度增大,pH增大，C不符合；電解溶液AgNO3，消耗硝酸銀和水，生成硝酸、氧氣和銀，一段時間后，溶液的pH減小，D符合。【答案】D7．某小組采用電滲析法從含NH4H2PO4和(NH4)2HPO4的廢水中回收NH3·H2O和H3PO4，裝置如圖所示。下列說法錯誤的是（）A．膜1為陽離子交換膜，膜2為陰離子交換膜B．每放出11.2L（標準狀況）H2時，能回收98gH3PO4C．陰極區(qū)總反應(yīng)式為2H2O+2NHeq\o\al(+,4)+2e?=2NH3·H2O+H2↑D．a(chǎn)處進入稀氨水，d處流出濃H3PO4溶液【解析】由圖可知，左側(cè)放出氫氣，為陰極，右側(cè)放出氧氣為陽極，電解含NH4H2PO4和(NH4)2HPO4的廢水溶液時，陽極附近是OH?放電，生成氧氣，右側(cè)為陽極，所以c口進入的是稀H3PO4，d口流出的是濃H3PO4，則離子交換膜2為陰離子交換膜；陰極附近時H+放電生成氫氣，左側(cè)為陰極，則a口進入稀氨水，b口排出的為濃氨水，離子交換膜1為陽離子交換膜。A．由分析可知，離子交換膜1為陽離子交換膜，膜2為陰離子交換膜，故A正確；B．每放出11.2L(標準狀況)H2時，則轉(zhuǎn)移×2=1mol電子，所以將有1molH2POeq\o\al(?,4)或者0.5molHPOeq\o\al(2?,4)移到陽極區(qū)，所以能回收H3PO4小于1mol，質(zhì)量小于98g，故B錯誤。C．陰極附近時H+放電生成氫氣，銨根離子通過陽離子交換膜移到陰極區(qū)與剩余氫氧根結(jié)合成NH3·H2O，總反應(yīng)式為2H2O+2NHeq\o\al(+,4)+2e?=2NH3·H2O+H2↑，故C正確；D．由分析可知，a口進入稀氨水，d處流出濃H3PO4溶液，故D正確；故答案為B?！敬鸢浮緽8．鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如下：注：SiO2在“堿溶”時轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀?！半娊猗颉笔请娊釴a2CO3溶液，原理如圖所示。陽極的電極反應(yīng)式為____________________，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為____________?！窘馕觥坑蓤D可知，陽極反應(yīng)為4COeq\o\al(2?,3)+2H2O-4e－=4HCOeq\o\al(?,3)+O2↑，陰極上氫離子得到電子生成氫氣，則陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為H2。【答案】（1）4COeq\o\al(2?,3)+2H2O?4e?=4HCOeq\o\al(?,3)+O2↑H29．第三代混合動力車，可以用電動機、內(nèi)燃機或二者結(jié)合推動車輪。汽車上坡或加速時，電動機提供推動力，降低汽油的消耗；在下坡時，電池處于充電狀態(tài)。（1）混合動力車目前一般使用鎳氫電池，該電池中鎳的化合物為正極，儲氫金屬(以M表示)為負極，堿液(主要為KOH)為電解質(zhì)溶液。鎳氫電池充放電原理如圖1所示，其總反應(yīng)式為H2+2NiOOH2Ni(OH)2。根據(jù)所給信息判斷，混合動力車上坡或加速時，乙電極周圍溶液的pH___(填“增大”、“減小”或“不變”)，該電極的電極反應(yīng)式為_________。圖1圖2（2）Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，可通過如圖2所示的電解裝置制取，電解總反應(yīng)式為2Cu+H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cu2O+H2↑，陰極的電極反應(yīng)式是________。用鎳氫電池作為電源進行電解，當電池中有1molH2被消耗時，Cu2O的理論產(chǎn)量為___g。【解析】（1）混合動力車上坡或加速時，發(fā)生的是放電過程，在乙電極，發(fā)生電極反應(yīng)：NiOOH+H2O+e?=Ni(OH)2+OH?，該極附近氫氧根濃度增大，所以堿性增強，電極周圍溶液的pH增大，故答案為：增大；NiOOH+H2O+e?=Ni(OH)2+OH?；（2）在電解池中，陰極是陽離子氫離子發(fā)生得電子得還原反應(yīng)，即2H++2e?=H2↑，根據(jù)電子守恒，當蓄電池中有1molH2被消耗時，轉(zhuǎn)移電子是2mol，當轉(zhuǎn)移2mol電子時，根據(jù)電解反應(yīng)：2Cu+H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cu2O+H2↑，Cu2O的生成量為1mol，質(zhì)量為144g，故答案為：2H++2e?=H2↑；144?！敬鸢浮浚?）增大NiOOH+H2O+e?＝Ni(OH)2+OH?（2）2H++2e?＝H2↑14410．下圖所示甲、乙是電化學(xué)實驗裝置。（1）若甲、乙兩燒杯中均盛有NaCl溶液。①甲中石墨棒上的電極反應(yīng)式為__________________________________。②乙中總反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。③將濕潤的淀粉KI試紙放在乙燒杯上方，發(fā)現(xiàn)試紙先變藍后褪色，這是因為過量的Cl2氧化了生成的I2。若反應(yīng)中Cl2和I2的物質(zhì)的量之比為5∶1，且生成兩種酸，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________。（2）若甲、乙兩燒杯中均盛有CuSO4溶液。①甲中鐵棒上的電極反應(yīng)式為__________________________。②如果起始時乙中盛有200mLpH＝5的CuSO4溶液(25℃)，一段時間后溶液的pH變?yōu)?，若要使溶液恢復(fù)到電解前的狀