高考化學(xué)一輪每天小練-電解池原理及電鍍、精煉、冶金、物質(zhì)制備的應(yīng)用

高三化學(xué)每天練習(xí)20分鐘——電解池原理及電鍍、精煉、冶金、物質(zhì)制備的應(yīng)用（有答案和詳細(xì)解析）一、選擇題：每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。1．以鉛蓄電池為電源，石墨為電極電解CuSO4溶液，裝置如下圖。若一段時(shí)間后Y電極上有6.4g紅色物質(zhì)析出，停止電解。下列說法正確的是()a為鉛蓄電池的負(fù)極電解過程中SOeq\o\al(2－,4)向右側(cè)移動(dòng)電解結(jié)束時(shí)，左側(cè)溶液質(zhì)量增重8g鉛蓄電池工作時(shí)，正極電極反應(yīng)式為：PbSO4＋2e－=Pb＋SOeq\o\al(2－,4)高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型綠色水處理劑。工業(yè)上可用電解濃NaOH溶液制備Na2FeO4，其工作原理如圖所示，兩端隔室中離子不能進(jìn)入中間隔室。下列說法錯(cuò)誤的是()陽(yáng)極反應(yīng)式：Fe－6e－＋8OH－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O甲溶液可循環(huán)利用離子交換膜a是陰離子交換膜當(dāng)電路中通過2mol電子的電量時(shí)，會(huì)有1molH2生成3．SO2和NOx是主要大氣污染物，利用下圖裝置可同時(shí)吸收SO2和NO。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()a極為直流電源的負(fù)極，與其相連的電極發(fā)生還原反應(yīng)陰極得到2mol電子時(shí)，通過陽(yáng)離子交換膜的H＋為2mol吸收池中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：2NO＋2S2Oeq\o\al(2－,4)＋2H2O=N2＋4HSOeq\o\al(－,3)陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)式為SO2＋2e－＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋4．(2019·山東臨沂一模)Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理論設(shè)計(jì)的制取Cu2O的電解池示意圖如下，電解總反應(yīng)為2Cu＋H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cu2O＋H2↑。下列說法正確的是()A．石墨電極上產(chǎn)生氫氣B．銅電極發(fā)生還原反應(yīng)C．銅電極接直流電源的負(fù)極D．當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.1molCu2O生成二、選擇題：每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意。5．如圖A為堿性硼化釩(VB2)—空氣電池示意圖，兩極用離子交換膜隔開，VB2放電時(shí)生成兩種氧化物。若用該電池為電源，用惰性電極電解硫酸銅溶液，實(shí)驗(yàn)裝置如圖B所示。則下列說法錯(cuò)誤的是()A．堿性硼化釩(VB2)—空氣電池中使用陰離子交換膜B．外電路中電流由VB2電極流向c電極C．電解過程中，b電極表面產(chǎn)生的氣體可以收集后充入A池中的電極循環(huán)利用D．VB2電極發(fā)生的電極反應(yīng)為2VB2－22e－＋11H2O=V2O5＋2B2O3＋22H＋6．(2019·瀘州質(zhì)檢)裝置(Ⅰ)為鐵鎳(Fe－Ni)可充電的堿性電池：Fe＋NiO2＋2H2Oeq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Fe(OH)2＋Ni(OH)2；裝置(Ⅱ)為電解示意圖。當(dāng)閉合開關(guān)K時(shí)，電極Y附近溶液先變紅。X、Y電極為惰性電極。下列說法正確的是()A．閉合K時(shí)，電極X上有無(wú)色無(wú)味的氣體產(chǎn)生B．閉合K時(shí)，電極X的反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑C．閉合K時(shí)，電子從電極A流向電極XD．閉合K時(shí)，電極A的反應(yīng)式為NiO2＋2e－＋2H＋=Ni(OH)2三、非選擇題7．(1)①電鍍時(shí)，鍍件與電源的________________(填“正”或“負(fù)”)極連接。②化學(xué)鍍的原理是利用化學(xué)反應(yīng)生成金屬單質(zhì)沉積在鍍件表面形成鍍層。若用銅鹽進(jìn)行化學(xué)鍍銅，應(yīng)選用________________(填“氧化劑”或“還原劑”)與之反應(yīng)。(2)粗銅的電解精煉如圖所示。在粗銅的電解過程中，粗銅板應(yīng)是圖中電極________(填圖中的字母)；在電極d上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_________________________________________；若粗銅中還含有Au、Ag、Fe，它們?cè)陔娊獠壑械拇嬖谛问胶臀恢脼開___________________________________________________________________________________________________。(3)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列說法中正確的是________(填字母)。a．電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能b．粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)c．溶液中Cu2＋向陽(yáng)極移動(dòng)d．利用陽(yáng)極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬(4)離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系。由有機(jī)陽(yáng)離子、Al2Cleq\o\al(－,7)和AlCleq\o\al(－,4)組成的離子液體作電解液時(shí)，可在鋼制品上電鍍鋁。鋼制品應(yīng)接電源的______________(填“正”或“負(fù)”)極，已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽(yáng)離子不參與電極反應(yīng)，陰極電極反應(yīng)式為______________________________________________________________________________。若改用AlCl3水溶液作電解液，則陰極產(chǎn)物為________。8．Ⅰ.某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)對(duì)電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動(dòng)。(1)如圖1所示為某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的原電池裝置，反應(yīng)前電極質(zhì)量相等，一段時(shí)間后兩電極質(zhì)量相差12g，導(dǎo)線中通過________________mol電子。(2)如圖1，其他條件不變，若將乙燒杯中的CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，則石墨電極的電極反應(yīng)方程式為__________________________________________________________________。(3)如圖2，其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n形，乙裝置中與銅絲相連的石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)方程式為________________________________________________。Ⅱ.氫能是發(fā)展中的新能源，它的利用包括氫的制備、儲(chǔ)存和應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)?；卮鹣铝袉栴}：(4)與汽油等燃料相比，氫氣作為燃料的兩個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)是___________________________________________________________________________________________________(寫兩點(diǎn))。(5)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)品也是氫氣的來(lái)源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時(shí)獲得氫氣。總反應(yīng)方程式為Fe＋2H2O＋2OH－eq\o(=,\s\up7(電解))FeOeq\o\al(2－,4)＋3H2↑，工作原理如圖3所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色的FeOeq\o\al(2－,4)，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知：Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。①電解一段時(shí)間后，c(OH－)降低的區(qū)域在____________(填“陰極室”或“陽(yáng)極室”)。②電解過程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出，其原因是___________________________________________________________________________________________________________。③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖4所示，任選M、N兩點(diǎn)中的一點(diǎn)，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。9．(1)[2018·全國(guó)卷Ⅲ，27(3)①②]KIO3也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。①寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式__________________________________________________。②電解過程中通過陽(yáng)離子交換膜的離子主要為________，其遷移方向是_______________________________________________________________________________________________。(2)[2017·江蘇，16(4)]電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。陽(yáng)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_________________________________________________________________________________________________________。

答案精析1．C解析Y極有Cu析出，發(fā)生還原反應(yīng)，Y極為陰極，故b為負(fù)極，a為正極，A錯(cuò)誤；電解==O2↑＋2H2O，當(dāng)有6.4gCu析出時(shí)，轉(zhuǎn)移0.2mole－，左側(cè)生成1.6gO2，同時(shí)有0.1mol(9.6g)SOeq\o\al(2－,4)進(jìn)入左側(cè)，則左側(cè)質(zhì)量?jī)粼黾?.6g－1.6g＝8g，C正確；鉛蓄電池的負(fù)極是Pb，正極是PbO2，正極反應(yīng)式為PbO2＋2e－＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4＋2H2O，D錯(cuò)誤。2.C解析A項(xiàng)，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式：Fe－6e－＋8OH－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O，正確；B項(xiàng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，水電離出的氫離子放電生成氫氣和氫氧根，甲溶液為濃的氫氧化鈉溶液，可循環(huán)利用，正確；C項(xiàng)，電解池中陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，通過離子交換膜a的是Na＋，故a為陽(yáng)離子交換膜，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，水電離出的氫離子放電生成氫氣和氫氧根，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，當(dāng)電路中通過2mol電子的電量時(shí)，會(huì)有1molH2生成，正確。3．D解析A項(xiàng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，亞硫酸氫根離子得電子生成硫代硫酸根離子，a是直流電源的負(fù)極，正確；B項(xiàng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2HSOeq\o\al(－,3)＋2e－＋2H＋=S2Oeq\o\al(2－,4)＋2H2O，陰極得到2mol電子時(shí)，通過陽(yáng)離子交換膜的H＋為2mol，正確；C項(xiàng)，硫代硫酸根離子與一氧化氮發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氮?dú)?，離子反應(yīng)方程式為：2NO＋2S2Oeq\o\al(2－,4)＋2H2O=N2＋4HSOeq\o\al(－,3)，正確；D項(xiàng)，陽(yáng)極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，錯(cuò)誤。4．A[由電解總反應(yīng)可知，Cu參加了反應(yīng)，所以Cu作電解池的陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；石墨作陰極，電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，A選項(xiàng)正確；陽(yáng)極與電源的正極相連，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；陽(yáng)極反應(yīng)為2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O，當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.05molCu2O生成，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。]5．BD6．B[閉合K時(shí)，電極Y附近溶液先變紅，說明Y極H＋放電產(chǎn)生氫氣，是陰極，則X極是陽(yáng)極，Cl－放電產(chǎn)生氯氣，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；電極A是正極，電極B是負(fù)極，電子從B極流出，C項(xiàng)錯(cuò)誤；裝置(Ⅰ)為堿性電池，故A極放電時(shí)的電極反應(yīng)式為NiO2＋2e－＋2H2O=Ni(OH)2＋2OH－，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]7．(1)①負(fù)②還原劑(2)cCu2＋＋2e－=CuAu、Ag以單質(zhì)的形式沉積在c(陽(yáng)極)下方，F(xiàn)e以Fe2＋的形式進(jìn)入電解質(zhì)溶液中(3)bd(4)負(fù)4Al2Cleq\o\al(－,7)＋3e－=Al＋7AlCleq\o\al(－,4)H28．(1)0.2(2)2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－＋2H2O=2NH3·H2O＋H2↑(3)2Cl－－2e－=Cl2↑(4)燃燒熱值高、燃燒無(wú)污染、是可再生能源(任寫兩點(diǎn))(5)①陽(yáng)極室②防止生成的H2與高鐵酸鈉反應(yīng)，使高鐵酸鈉的產(chǎn)率降低③M點(diǎn)：氫氧根濃度偏低，高鐵酸鈉的穩(wěn)定性差，且反應(yīng)較慢(或N點(diǎn)：氫氧根濃度較高，鐵電極上容易生成氫氧化鐵，使高鐵酸鈉的產(chǎn)率降低)解析(1)圖1為原電池反應(yīng)，F(xiàn)e為負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)Fe－2e－=Fe2＋，石墨為正極，發(fā)生反應(yīng)Cu2＋＋2e－=Cu，總反應(yīng)式為Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu。一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量相差12g，則Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu質(zhì)量差Δm轉(zhuǎn)移電子56g64g(56＋64)g＝120g2mol12gn則n＝0.2mol。(2)若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，電極反應(yīng)式為2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－＋2H2O=2NH3·H2O＋H2↑。(3)若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n形，甲裝置發(fā)生鐵的吸氧腐蝕，鐵為負(fù)極，銅為正極，則乙裝置石墨為陽(yáng)極，石墨(Ⅰ)為陰極，乙為電解池裝置，陽(yáng)極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑。(5)①根據(jù)題意鎳電極有氣泡產(chǎn)生是H＋放電生成氫氣，鐵電極發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液中的OH