发布时间 : 星期六 文章2020年高考化学一轮复习一遍过专题23电解池及其应用(含解析)更新完毕开始阅读232b6888302b3169a45177232f60ddccdb38e684
专题23 电解池及其应用
1．用“四室电渗析法”制备H3PO2的工作原理如图所示(已知：H3PO2是一种具有强还原性的一元弱酸；阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)，则下列说法不正确的是( ) ．．．
A．阳极电极反应式为：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ B．工作过程中H+由阳极室向产品室移动
C．撤去阳极室与产品室之间的阳膜a，导致H3PO2的产率下降 D．通电一段时间后，阴极室中NaOH溶液的浓度一定不变 【答案】D
【解析】A项、阳极中阴离子为硫酸根离子和水电离出的氢氧根离子，阳极上氢氧根离子失电子发生氧化反应生成氧气，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，故A正确；B项、阳极上水电离出的氢氧根离子失电子发生氧化反应生成氧气，溶液中氢离子浓度增大，H通过阳膜向产品室移动，故B正确；C项、撤去阳极室与产品室之间的阳膜，阳极生成的氧气会把H3PO2氧化成H3PO4，导致H3PO2的产率下降，故C正确；
D项、阴极上水电离出的氢离子得电子发生还原反应生成氢气，溶液中氢氧根浓度增大，原料室中钠离子通过阳膜向阴极室移动，通电一段时间后，阴极室中NaOH溶液的浓度增大，故D错误。
2．如图所示，其中甲池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O。下列说法正确的是（ ）
+
A．1min内甲池消耗1mol O2转移的电子是乙池Ag电极转移电子数的4倍 B．甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH－6e－＋2H2O===CO32-＋8H＋
C．反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体能使CuSO4溶液恢复到原浓度 D．甲池中消耗280mL(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生1.45g固体 【答案】D
【解析】A项、1min内甲池消耗1mol O2，反应转移的电子为4mol，甲池和乙池中，转移的电子数目相等，
乙池Ag电极为阴极, 转移的也为4mol，析出2molCu，故A错误；B项、甲池是燃料电池，CH3OH燃料通入的极是电池的负极，发生氧化反应，因电解质是氢氧化钾，所以电极反应不会生成氢离子，故B错误； C项、电解硫酸铜时，阳极放氧气，阴极析出金属铜，所以要让电解质在电解后复原，应加入氧化铜，故C错误；D项、丙池中电解氯化镁溶液，电解的离子方程式为Mg+2Cl+2H2O
2+
-
H2↑+Cl2↑+Mg（OH）2↓，
甲池中标准状况下消耗280mLO2的物质的量为0.0125mol，转移的电子为0.05mol，此时析出氢氧化镁的物质的量为58g/mol×0.025mol=1.45g，故D正确。 3．电解法制取Na2FeO4的总反应为Fe＋2H2O＋2OH
－
FeO4＋3H2↑，工作原理如图所示。已知：Na2FeO4
2-
只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。下列叙述正确的是( )
A．铁电极上发生还原反应，生成FeO4 B．通电一段时间后，阳极区pH下降
C．通电后Na＋向右移动，阴极区Na＋浓度增大
D．当电路中通过1 mol电子时，阴极区有11.2 L H2生成 【答案】B
【解析】A．铁为阳极，发生氧化反应，生成FeO42-，故A错误；B．阳极的电极反应式为Fe－6e－＋8OH－=FeO42-＋4H2O，阴极反应式为6H2O＋6e－=3H2↑＋6OH－，电解过程中阳极消耗OH－，故阳极区pH下降，故B正确；C．为保障阳极区的强碱性条件，该电解池中离子交换膜只能是阴离子交换膜，因此通电后，阴极区的OH－向左移动，故C错误；D．阴极电极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，2mol电子转移生成1mol氢气，当电路中通过1mol电子的电量时，生成0.5mol氢气，温度压强不知，无法计算气体的体积，故D错误。
4．二甲醚（CH3OCH3）直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，用二甲醚燃料电池电解甲基肼（CH3—NH—NH2）制氢的装置如图所示，其中X、Y、M、N均为惰性电极。下列说法正确的是
2-
A．M极的电极反应式为CH3—NH—NH2+12OH??10e?CO32-+N2+9H2O
B．若忽略水的消耗与生成，甲中电解质溶液的pH减小，乙中电解质溶液的pH增大 C．乙中的交换膜是阴离子交换膜，OH?透过交换膜向N极移动 D．理论上，当生成6.72 L H2时，消耗CH3OCH3的质量为2.3 g 【答案】A
【解析】A、乙装置为电解池，M为阳极，CH3—NH—NH2在阳极失去电子生成N2、H2O，生成的CO2与OH反应生成
，电极反应为：CH3—NH—NH2+12OH??10e?=
+N2+9H2O，A项正确；B、甲为二甲醚燃料电池，电
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池总反应为：CH3OCH3 +3O2=2CO2+3H2O，电解质溶液的pH基本不变，乙中N电极反应为：10H2O+10e=5H2↑+10OH，M电极消耗的OH大于N电极产生的OH，溶液pH减小，B项错误；C、乙中的交换膜是交换OH，为阴离子交换膜，OH?透过交换膜向M极移动，C项错误；D、生成6.72 L H2不一定是标准状况，无法得出消耗CH3OCH3的质量，D项错误。
5．空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池（RFC），RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图，有关说法正确的是（ ）
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A．当有0.8mol电子转移时，b极产生4.48LO2
B．为了增加导电性可以将左边容器中的水改为NaOH溶液 C．d极上发生的电极反应是：2H+ +2e－=H2
D．c极上进行氧化反应，A池中的H+可以通过隔膜进入B 【答案】B
【解析】A.没有指明气体所处的温度和压强，无法计算气体的体积，A项错误；B.电解NaOH溶液，实质是电解水，所以将左边的电解水装置中的水改为NaOH溶液，增大溶液中离子的浓度，增强导电性，B项正确；C.a电极为阴极，a电极上产生的是氢气，所以d电极发生的电极反应是：H2-2e-=2H+，C项错误； D.b电极为阳极，b极上产生的气体Y为氧气，c极上是氧气发生还原反应：O2+4e-+4H+=2H2O，c极为燃料电池的正极，d极为燃料电池的负极，B池中的H+通过隔膜进入A池，D项错误。
6．以CH4、O2、熔融Na2CO3组成的燃料电池电解制备N2O5，装置如图所示。下列说法正确的是
A．石墨1为电池负极，Pt2为电解池阳极 B．石墨2上的电极反应为：
C．阳极的电极反应为：N2O4+H2O-2e-=N2O5+2H+ D．每制得1molN2O5，理论上消耗标况下2．8L的CH4 【答案】C
【解析】A.根据上面分析可知石墨1为电池负极，Pt2为电解池阴极，故A错误；B.石墨2上的电极反应为：O2+4e-+2CO2=2CO3，故B错误；C.阳极的电极反应为：N2O4+2HNO3-2e═2N2O5+2H，故C正确；D.电极反应式：CH4+4CO32--8e-=6CO2，N2O4+2HNO3-2e-═2N2O5+2H+，根据转移电子数相等，每制得1molN2O5，理论上消耗标况下CH4
2--+
1?22.4 =2.8L，故D错误。 82+
7．锌电池是一种极具前景的电化学储能装置。VS2/Zn扣式可充电电池组成示意图如下。Zn可以在VS2晶体中可逆地嵌入和脱除，总反应为VS2＋xZn
ZnxVS2。下列说法错误的是
A．放电时不锈钢箔为正极，发生还原反应 B．放电时负极的反应为Zn－2e== Zn C．充电时锌片与电源的负极相连
D．充电时电池正极上的反应为：ZnxVS2＋2xe＋xZn==VS2＋2xZn 【答案】D
【解析】A. 根据上述分析，放电时不锈钢箔为正极，发生还原反应，故A正确；B. 放电时，锌为负极，发生氧化反应，负极的反应为Zn－2e－== Zn2+，故B正确；C. 充电时，原电池的负极接电源的负极充当阴极，因此锌片与电源的负极相连，故C正确；D. 充电时，原电池的正极接电源的正极充当阳极，失去电子，
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