分層作業24電解原理的應用A級必備知識基礎練題組1.電解原理的應用1.利用如圖所示裝置,當X、Y選用不同材料時,可將電解原理廣泛應用于工業生產。下列說法正確的是()A.氯堿工業中,X、Y均為石墨,X附近能得到NaOHB.銅的精煉中,X是純銅,Y是粗銅,Z是CuSO4C.電鍍工業中,X是待鍍金屬,Y是鍍層金屬D.若Z為AgNO3,X、Y均為石墨,電解過程中Y電極質量增大2.下列“鐵釘鍍銅”實驗裝置設計正確的是()3.電解原理具有廣泛的應用。下列裝置不正確的是()A.用裝置甲制取Cl2和NaOH溶液B.用裝置乙在金屬制品表面鍍銀C.用裝置丙電解精煉粗銅D.用裝置丁制取Na題組2.離子交換膜電解槽及應用4.利用石墨作電極,電解Na2SO4溶液制備NaOH和H2SO4的裝置如圖所示。下列說法不正確的是()A.Ⅰ區溶液pH下降B.Ⅲ區發生電極反應:2H2O+2e-2OH-+H2↑C.理論上,每生成1molNaOH,同時生成0.5molH2SO4D.離子交換膜a為陽離子交換膜5.以純堿溶液為原料,通過電解的方法可制備小蘇打,裝置如圖所示。裝置工作時,下列有關說法正確的是()A.乙池電極接電池正極,氣體X為H2B.Na+由乙池穿過交換膜進入甲池C.NaOH溶液Z比NaOH溶液Y濃度大D.甲池電極反應式:4CO32--4e-+2H2O4HCO6.電解法可以對含亞硝酸鹽(如亞硝酸鈉)的污水進行處理(工作原理如圖所示)。通電后,左極區產生淺綠色溶液,隨后生成無色氣體。下列說法不正確的是()A.陽極附近溶液中反應的離子方程式為6Fe2++2NO2-+8H+6Fe3++N2↑+4HB.兩極區產生的N2和H2的物質的量之比為6∶1C.該裝置中所用的離子交換膜是陽離子交換膜D.當Fe電極消耗8.4g時,理論上可處理NaNO2含量為5%的污水69g7.高鐵酸鉀(K2FeO4)是環保型水處理劑,以光伏電池為電源先制備高鐵酸鈉,再將其轉化為高鐵酸鉀,裝置如圖所示。下列說法不正確的是()A.石墨為陰極,鐵電極發生氧化反應B.a可能是H2,b為Na2FeO4溶液C.鐵電極反應式為Fe-6e-+8OH-FeO42-D.若電路中轉移1mol電子,則石墨電極區NaOH溶液質量增加23gB級關鍵能力提升練8.采用電化學方法使Fe2+與H2O2反應,可生成非常活潑的·OH(羥基自由基)中間體用于降解廢水中的有機污染物,原理如圖所示。下列說法不正確的是()A.X上發生的電極反應為2H2O-4e-O2↑+4H+B.可將X電極上產生的O2收集起來,輸送到Y電極繼續使用C.根據裝置推測,Y電極是陽極,·OH在該電極側產生D.起始時,在Y電極附近加入適量Fe2+或Fe3+,均能讓裝置正常工作9.用如圖所示裝置除去含CN-、Cl-廢水中的CN-時,控制溶液pH為9~10,陽極產生的ClO-將CN-氧化為兩種無污染的氣體。下列說法不正確的是()A.用石墨作陽極,鐵作陰極B.陽極的電極反應式:Cl--2e-+2OH-ClO-+H2OC.陰極的電極反應式:2H2O+2e-H2↑+2OH-D.除去CN-的反應:2CN-+5ClO-+2H+N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O10.(2024·河北邯鄲聯考)電解精制的濃縮海水制備酸堿的工作原理如圖所示。其中a、c為離子交換膜,BP為雙極膜(在直流電場的作用下,雙極膜內中間界面層的水會解離為H+和OH-,分別遷移進入雙極膜兩側)。下列說法正確的是()A.a、c分別為陽離子交換膜和陰離子交換膜B.電流流向:電源正極→X電極→Y電極→電源負極C.若去掉X電極與a膜之間的雙極膜,X電極區產物不變D.若外電路中通過1mol電子,雙極膜內有4molH2O解離C級學科素養拔高練11.某興趣小組的同學用如圖所示裝置研究有關電化學的問題。當閉合該裝置的電鍵時,觀察到電流表的指針發生了偏轉。(電解質溶液均足量)請回答下列問題:(1)甲池為(填“原電池”“電解池”或“電鍍池”),通入O2電極的電極反應式為。

(2)乙池中A(石墨)電極的名稱為(填“正極”“負極”“陰極”或“陽極”),總反應離子方程式為。

(3)當乙池中B極質量增加2.16g時,甲池中理論上消耗O2的體積為mL(標準狀況下),此時若要將乙池復原需向乙池加一定量的(填化學式)。

(4)丙池中電極C的電極反應式為,若丙池中電極不變,將其溶液換成NaCl溶液,電鍵閉合一段時間后,丙中溶液的pH將(填“增大”“減小”或“不變”)。

分層作業24電解原理的應用1.D解析氯堿工業中,用惰性電極電解飽和氯化鈉溶液,陰極反應式為2H2O+2e-2OH-+H2↑,故Y(陰極)附近能得到NaOH,A錯誤;銅的精煉中,粗銅作陽極X,純銅作陰極Y,硫酸銅溶液作電解質溶液,B錯誤;電鍍工業中,Y是待鍍金屬,X是鍍層金屬,C錯誤;利用石墨作電極,電解AgNO3溶液,Y電極是陰極,電極反應式為Ag++e-Ag,故Y電極質量增大,D正確。2.B解析要在鐵釘上鍍銅,則Cu應與電源正極相連,作為陽極,失去電子,陰極為鐵釘,接電源負極,電解質溶液應為含Cu2+的鹽溶液,故選B。3.A解析電解飽和NaCl溶液,飽和NaCl溶液應從陽極進入,氯氣在陽極產生,且應選用陽離子交換膜,A錯誤;在金屬制品表面鍍銀,Ag作陽極,與電源正極相連,金屬制品作陰極,與電源負極相連,B正確;粗銅精煉時,粗銅作陽極,與電源正極相連,精銅作陰極,與電源負極相連,C正確;制取金屬鈉,用惰性電極電解熔融的氯化鈉,D正確。4.D解析陽極區電解液是稀硫酸,則陽極反應式為2H2O-4e-4H++O2↑,反應生成H+,溶液的酸性增強,pH下降,A正確;右側是陰極,電解液是稀NaOH溶液,電極反應式為2H2O+2e-2OH-+H2↑,B正確;根據陰極反應可知,生成1molNaOH時,電路中通過1mol電子,結合陽極反應可知,陽極生成1molH+,故同時生成0.5molH2SO4,C正確;由圖可知,Ⅱ區中濃Na2SO4溶液變成稀Na2SO4溶液,說明Ⅱ區Na+、SO42-向兩側遷移,結合陽極反應生成H+推知,SO42-通過離子交換膜a向陽極區遷移5.D解析乙池電極為電解池陰極,與電源負極連接,溶液中氫離子放電生成氫氣,A錯誤;電解池中陽離子移向陰極,鈉離子移向乙池,B錯誤;陰極附近氫離子放電破壞了水的電離平衡,電極附近氫氧根離子濃度增大,NaOH溶液Y比NaOH溶液Z濃度大,C錯誤;放出氧氣的電極為陽極,電解質溶液中OH-放電生成氧氣,c(H+)增大,碳酸根離子結合氫離子生成碳酸氫根離子,出口為碳酸氫鈉,則電極反應式為4CO32-+2H2O-4e-4HCO3-6.B解析左側Fe電極是陽極,電極反應式為Fe-2e-Fe2+,生成的Fe2+與NO2-發生氧化還原反應生成Fe3+和N2:6Fe2++2NO2-+8H+6Fe3++N2↑+4H2O,A正確;根據得失電子守恒可得關系式:N2~6Fe2+~12e-~6H2,則產生N2和H2的物質的量之比為1∶6,B錯誤;陽極區生成Fe3+,但流出溶液為硫酸鈉溶液,故Fe3+透過交換膜向右側遷移,故離子交換膜是陽離子交換膜,C正確;當Fe電極消耗8.4g時,生成0.15molFe2+,理論上可處理0.05molNaNO2,m(NaNO2)=nM=0.05mol×69g·mol-1=3.45g,處理NaNO2含量為5%的污水7.D解析依題意,本裝置模擬制備高鐵酸鈉的工作原理,鐵電極發生氧化反應生成高鐵酸鈉,石墨電極為陰極,發生還原反應,A正確;石墨電極的電極反應式為2H2O+2e-2OH-+H2↑,a可能為H2、NaOH溶液,b為高鐵酸鈉溶液,B正確;鐵電極發生氧化反應,濃氫氧化鈉溶液中的OH-向右側遷移,C正確;每轉移1mol電子,濃氫氧化鈉溶液中有1molNa+向左遷移,2H2