专题21：电解池

试卷更新日期：2019-11-06 类型：一轮复习

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一、单选题

1. 利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV²⁺/MV⁺在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是（）

A、相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能 B、阴极区，在氢化酶作用下发生反应H₂+2MV²⁺=2H⁺+2MV⁺ C、正极区，固氮酶为催化剂，N₂发生还原反应生成NH₃ D、电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动

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2. 我国科学家研发了一种新型液硫二次电池，其工作原理如图所示。下列说法错误是（）

A、放电时，电池左侧为负极，发生氧化反应 B、充电时，电解质溶液中K⁺经交换膜向右侧移动 C、放电时，电池右侧的电极反应为I₃^-+2e^-=3S^2-+I₃^- D、充电时，电池的总反应为S₂^2-+3I^- $\underline{\underline{电解}}$ 2S^2-+I₃^-

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3. 已知CuCl难溶于水。电解合成1，2一二氯乙烷的实验装置如图所示。下列说法中不正确的是（）

A、阳极反应式：CuCl-e^-=Cu²⁺+Cl^- B、CuCl₂能将C₂H₄氧化为1，2-二氯乙烷 C、Ⅹ、Y依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜 D、该装置总反应为CH₂=CH₂+2H₂O+2NaCl $\underline{\underline{电解}}$ H₂↑+2NaOH+ ClCH₂CH₂Cl

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4. 为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3D−Zn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D−Zn—NiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H₂O(l) $⇌_{充电}^{放电}$ ZnO(s)+2Ni(OH)₂(s)。下列说法错误的是（）

A、三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高 B、充电时阳极反应为Ni(OH)₂(s)+OH⁻(aq)−e⁻=NiOOH(s)+H₂O(l) C、放电时负极反应为Zn(s)+2OH⁻(aq)−2e⁻=ZnO(s)+H₂O(l) D、放电过程中OH⁻通过隔膜从负极区移向正极区

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5. 某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，发现断开K₂ ，闭合K₁ ，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K₁ ，闭合K₂ ，发现电流表指针偏转，下列有关描述正确的是（）

A、断开K₂ ，闭合K₁时，石墨电极上的电极反应式为：2 H^＋+ 2e^－＝H₂↑ B、断开K₁ ，闭合K₂时，铜电极上的电极反应式为：Cl₂+ 2e^－＝2Cl^－ C、甲装置属于燃料电池，该电池正极的电极反应式为：CH₄+10OH^－－8e^－＝CO₃²^－+7H₂O D、甲烷燃料电池的总电极反应式为：CH₄+2O₂ +2NaOH＝Na₂CO₃+3H₂O

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6. 生产硝酸钙的工业废水常含有NH₄NO₃ ，可用电解法净化。其工作原理如图所示。下列有关说法正确的是（）

A、a极为电源负极，b极为电源正极 B、装置工作时电子由b极流出，经导线、电解槽流入a极 C、Ⅰ室能得到副产品浓硝酸Ⅲ室能得到副产品浓氨水 D、阴极的电极反应式为2NO₃^-＋12H^＋＋10e^－=N₂↑＋6H₂O

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7. 电渗析法淡化海水装置示意图如下，电解槽中阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列，将电解槽分隔成多个独立的间隔室，海水充满在各个间隔室中。通电后，一个间隔室的海水被淡化，而其相邻间隔室的海水被浓缩，从而实现了淡水和浓缩海水分离。下列说法正确的是（）

A、离子交换膜b为阳离子交换膜 B、各间隔室的排出液中，①③⑤⑦为淡水 C、通电时，电极l附近溶液的pH比电极2附近溶液的pH变化明显 D、淡化过程中，得到的浓缩海水没有任何使用价值

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8. 下图甲是一种在微生物作用下将废水中的尿素CO(NH₂)₂转化为环境友好物质，实现化学能转化为电能的装置，并利用甲、乙两装置实现在铁上镀铜。下列说法中错误的是（）

A、乙装置中溶液颜色不变 B、铜电极应与Y相连接 C、M电极反应式：CO(NH₂)₂+H₂O-6e^-=CO₂↑+N₂↑+6H^＋ D、当N电极消耗0.25 mol气体时，铜电极质量减少16g

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9. 用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含Cl^－、Br^－、Na^＋、Mg²^＋)的装置如图所示(a、b为石墨电极)，下列说法正确的是（）

A、电池工作时，正极反应式为O₂＋2H₂O＋4e^－=4OH^－ B、电解时，电子流动路径是负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极 C、试管中NaOH溶液用来吸收电解时产生的Cl₂ D、当电池中消耗2.24 L(标准状况下)H₂时，b极周围会产生0.021 mol气体

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10. 如下图所示 $a$ 、 $b$ 装置电解氯化铜溶液和饱和食盐水。下列判断错误的是（）

A、阳极失电子的离子相同、产物相同 B、阴极产物因得电子的离子不同而不同 C、电解后两装置中溶液的pH都减小 D、电解后只有 $a$ 装置阴极的质量增加

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11. 对下图所示的钢铁电化学保护方法，分析正确的是（）

A、是牺牲阳极的阴极保护法 B、钢闸门失去电子 C、电子从负极流向阴极 D、电子从阴极经海水流向阳极

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12. 下列图中的实验方案，能达到实验目的的是（）

实验方案

目的

A．验证升高温度可加快H₂O₂分解

B.精练铜

C.验证AgCl沉淀

可以转变为Ag₂S

D.探究浓度对化学

反应速率的影响

A、A B、B C、C D、D

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13. 用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为升高、不变、降低的是（）

A、AgNO₃ CuCl₂ Cu(NO₃)₂ B、KCl Na₂SO₄ CuSO₄ C、CaCl₂ KOH NaNO₃ D、HCl HNO₃ K₂SO₄

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14. 关于下列各装置图的叙述中，错误的是（）

A、用装置①精炼铜，则a极为电源正极，电解质溶液可为CuSO₄溶液 B、用湿润的淀粉-KI试纸检验装置②中阳极气体产物时，试纸变为蓝色 C、装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连，该保护法称为“牺牲阳极的阴极保护法” D、装置④中反应一段时间后，取Fe电极附近溶液滴加铁氰化钾溶液，不会产生蓝色沉淀

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15. 若要在铜片上镀银时，下列叙述错误的是（）
①将铜片接在电源的正极 ②将银片接在电源的正极 ③在铜片上发生的反应是：Ag⁺ +e^-=Ag ④在银片上发生的反应是：4OH^- - 4e^-=O₂ +2H₂O ⑤可用硫酸溶液作电解质 ⑥可用硝酸银溶液作电解质

A、①③⑥ B、②③⑥ C、①④⑤ D、②③④⑥

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16. 如图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，将电源接通后，向（乙）中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色，则以下说法正确的是（）

A、电源B极是正极 B、装置（丁）中X极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷 C、欲用（丙）装置给铜镀银，H应该是Ag，电镀液是AgNO₃溶液 D、（甲）、（乙）装置的C，D，E，F电极均有单质生成，其物质的量之比为1 ： 2 ： 2 ： 2

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17. 用惰性电极电解足量的下列溶液，一段时间后，加入一定质量的另一种物质(中括号内)，溶液能与原来溶液完全一样的是（）

A、CuCl₂[CuSO₄] B、NaOH[H₂O] C、NaCl[H₂O] D、CuSO₄[Cu(OH)₂]

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二、填空题

18. 原电池是化学对人类的一项重大贡献。某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置：

①a和b不连接时，烧杯中现象是。

②a和b用导线连接，Cu极为原电池极(填“正”或“负”)，电极反应式为：；溶液中H⁺移向(填“Cu”或“Zn”)极。电池总反应式为：。

③若电解质溶液改为AgNO₃溶液，当转移0.2mol电子时，则理论上Cu片质量变化为g。

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三、实验探究题

19. 某同学采用如下装置对氯碱工业中电解食盐水的条件进行探究，记录如下：

装置	编号	条件控制				测定结果
		电极材料		溶液浓度	温度/℃	*电解电压/V	气体V_阴：V_阳
		阴极	阳极
	I	C	C	1mol/L	25	8	>1：1
	II			饱和	25	5	≈1：1
	III			饱和	50	4	≈1：1
	IV	Fe	C	饱和	50	3.5	≈1：1

电解电压：开始发生电解反应时的电压

(1)、对比实验I和II的阴、阳极气体体积比，推测实验I阳极可能有其他气体生成，这种气体的化学式为。

(2)、解释实验IV更有利于节能降耗的原因。

(3)、以上实验探究了影响电解食盐水反应的哪些因素？

(4)、根据以上探究，提出一条氯碱工业中电解食盐水反应条件控制的建议。

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四、综合题

20. 电解原理在化学工业中有着广泛的应用。下图表示一个电解池，装有电解液a，X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：

(1)、若用U型管电解滴有酚酞的饱和食盐水，电解一段时间后，极（选填X或Y）附近溶液呈红色， Y极产生的现象是，电解前溶液的pH7（填“大于”、“小于”或“等于”，下同），电解后溶液的pH7。

(2)、写出电解饱和食盐水的化学方程式。

(3)、若a是CuCl₂溶液，则Y极上的产物是。X极现象。

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21. 铋为第五周期VA族元素，利用湿法冶金从辉铋矿(含Bi₂S₃、Bi、Bi₂O₃等)提取金属铋的工艺流程如下图所示：

已知：BiCl₃水解的离子方程式为：BiCl₃+H₂O BiOCl+2H⁺+2Cl^－。

(1)、矿浆浸出时加入盐酸的作用是。

(2)、浸出时，Bi溶于FeCl₃溶液的化学方程式为。

(3)、残渣中含有一种单质，该单质是。

(4)、滤液的主要溶质是(化学式) ，该物质可在工艺中转化为循环利用的原料，转化的反应方程式为。

(5)、精辉铋矿中含有Ag₂S，被氧化溶解后不会进入浸出液，银元素以(填化学式)进入残渣中。

(6)、粗铋提纯时，粗铋应放在极，阴极的电极反应式。

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22. 多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。

回答下列问题：

(1)、Ⅰ．硅粉与 $HCl$ 在300℃时反应生成 $1 {mol SiHCl}_{3}$ 气体和 $H_{2}$ ，放出 $225 kJ$ 热量，该反应的热化学方程式为。 ${SiHCl}_{3}$ 的电子式为。

(2)、Ⅱ．将 ${SiCl}_{4}$ 氢化为 ${SiHCl}_{3}$ 有三种方法，对应的反应依次为：
① ${SiCl}_{4} (g) + H_{2} (g) \overset{}{⇌} {SiHCl}_{3} (g) + HCl (g)$       $Δ H_{1} > 0$
② $3 {SiCl}_{4} (g) + 2 H_{2} (g) + Si (s) \overset{}{⇌} 4 {SiHCl}_{3} (g)$       $Δ H_{2} < 0$
③ $2 {SiCl}_{4} (g) + H_{2} (g) + Si (s) + HCl (g) \overset{}{⇌} 3 {SiHCl}_{3} (g)$    $Δ H_{3}$
氢化过程中所需的高纯度 $H_{2}$ 可用惰性电极电解 $KOH$ 溶液制备，写出产生 $H_{2}$ 的电极名称（填“阳极”或“阴极”），该电极反应方程式为。

(3)、已知体系自由能变 $Δ G = Δ H - T Δ S$ ， $Δ G < 0$ 时反应自发进行。三个氢化反应的 $Δ G$ 与温度的关系如图1所示，可知：反应①能自发进行的最低温度是；相同温度下，反应②比反应①的 $Δ G$ 小，主要原因是。

(4)、不同温度下反应②中 ${SiCl}_{4}$ 转化率如图2所示。下列叙述正确的是（填序号）。
a．B点： $v_{正} > v_{逆}$       b． $v_{正}$ ：A点 $> E$ 点      c．反应适宜温度： $480 \sim 520$ ℃

(5)、反应③的 $Δ H_{3} =$ （用 $Δ H_{1}$ ， $Δ H_{2}$ 表示）。温度升高，反应③的平衡常数 $K$ （填“增大”、“减小”或“不变”）。

(6)、由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除 ${SiCl}_{4}$ 、 ${SiHCl}_{3}$ 和 $Si$ 外，还有（填分子式）。

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