从巩固到提高高考化学二轮微专题30 电解池

更新时间：2023-02-11 浏览次数：20 类型：二轮复习

一、单选题

1. (2022·内江模拟) 某电化学装置如图所示，该装置能将CO₂转化为燃料C₂H₅OH，从而实践“碳中和”。下列说法正确的是（）

A . 该电化学装置实现“碳中和”的同时将光能转化为电能 B . 该电化学装置工作时，溶液中的H⁺由a极区移向b极区 C . a电极的反应式为2CO₂+12H⁺+12e^-=C₂H₅OH+3H₂O D . 每生成3.36LO₂ ，有4.4gCO₂被还原

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2. (2022·柳州模拟) 电化学广泛应用于工业领域。下列叙述正确的是（）

A . 电解精炼铜时，与电源正极相连的是精铜 B . 锌铜原电池产生电流时，溶液中的阳离子移向Zn电极 C . 用惰性电极电解足量的饱和食盐水时，阳极的电极反应式： $\text{[math]}$ D . 外接电源保护海水中钢闸门时，应将钢闸门与电源的正极相连

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3. (2022·柳州模拟) 科学家近年发明了一种新型 $\text{[math]}$ 水介质电池。电池示意图如下，电极为金属锌和选择性催化材料。放电时，温室气体 $\text{[math]}$ 被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法正确的是（）

A . 放电时，负极区pH升高 B . 放电时，1mol $\text{[math]}$ 转化为HCOOH，转移的电子数为4mol C . 充电时，Zn电极连电源正极 D . 充电时，产生22.4L(标准状况下) $\text{[math]}$ ，生成的Zn为130g

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4. (2022·诸暨模拟) 如图所示电解装置中，通电后Ⅱ室溶液底部 $\text{[math]}$ 逐渐溶解，下列判断正确的是（）

A . a是电源的正极 B . 通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加酚酞溶液，出现红色 C . 随着电解的进行，Ⅰ室溶液的pH变大 D . 当0.01mol $\text{[math]}$ 全溶解时，至少产生气体672mL(标准状况下测得)

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5. (2022·乐山模拟) “电絮凝-电气浮法”污水处理装置原理如图所示。在外电压作用下，可溶性阳极产生阳离子体对胶体污染物发生凝聚效应，同时另一极产生气体，在气体上浮过程中将絮体上浮，从而实现污染物的分离和水的净化。下列有关说法错误的是（）

A . 外接电源a端为正极 B . 石墨极电极反应为：4OH^-- 4e^-=O₂↑+2H₂O C . 电解时阳极产生少量强氧化性新生态氧，有一定杀菌作用 D . 铝电极可以用铁替换

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6. (2022·吉林模拟) 如图是我国研发的某种石墨烯电池有关原理示意图，装置甲工作时的电极反应为Li_1-xC₆+xLi⁺+xe^-=LiC₆ ， Li[GS/Si]O₂-xe^-=Li_1-x[GS/Si]O₂+xLi⁺。下列说法错误的是（）

A . a与d电极上发生的反应类型相同，装置甲中b电极的电势高于a电极 B . 甲乙两个装置中的离子交换膜均为阳离子交换膜 C . 装置甲工作时电子经流：负极→a→离子交换隔膜→>b→正极 D . 电池放电时，正极反应为Li_1-x[GS/Si]O₂+xLi⁺+xe^-=Li[(GS/Si]O₂

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7. (2022·攀枝花模拟) 有一种清洁、无膜的氯碱工艺，它利用含有保护层的电极(Na_0.44MnO₂/Na_0.44-xMnO₂)中的Na⁺的脱除和嵌入机理，分两步电解得到氯碱工业产品，其原理如图所示。下列说法正确的是（）

A . 电解时产生的X气体是O₂ ， Y气体是Cl₂ B . b是直流电源的正极，c是直流电源的负极 C . 钠离子嵌入时的电极反应式为：Na_0.44MnO₂- xe^-= Na_0.44-xMnO₂+ xNa⁺ D . 第一步电解后，Na_0.44MnO₂/Na_0.44-xMnO₂电极不经清洗可直接用于第二步电解

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8. (2022高三下·池州模拟) 我国科学家最近研发出一种新型纳米硅锂电池，可反复充电3万次，电池容量只衰减了不到10%。电池反应式为Li_1-xTiO₂+Li_xSi $\text{[math]}$ LiTiO₂+Si。下列说法错误的是（）

A . 电池放电时，Li⁺由N极移向M极 B . 电池放电时，电池正极反应式为Li_1-xTiO₂+xLi⁺+xe^-=LiTiO₂ C . 精制的饱和食盐水通入阳极室 D . 负极质量减轻7g时，理论上最多可制得40gNaOH

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9. (2022·汕头模拟) 某锂离子电池的总反应为： $\text{[math]}$ 。某小组以该电池为电源电解处理含 $\text{[math]}$ 废水和含 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的酸性废水，并分别获得 $\text{[math]}$ 溶液和单质镍。电解处理的工作原理如图所示[ $\text{[math]}$ 为锂离子电池的电解质]。下列说法错误的是（）

A . X与锂离子电池的FeS电极相连 B . a室的电极反应式为： $\text{[math]}$ C . 离子膜N为阳离子交换膜，离子膜M为阴离子交换膜 D . 若去掉离子膜M将a、b两室合并，则X电极将产生有毒气体

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10. (2022·潮州模拟) 一种氯离子介导的电化学合成方法，能将乙烯高效清洁、选择性地转化为环氧乙烷，电化学反应的具体过程如图所示。在电解结束后，将阴、阳极电解液输出混合，便可反应生成环氧乙烷。下列说法错误的是（）

A . Ni电极与电源正极相连 B . 该过程的总反应为：CH₂=CH₂+H₂O→+H₂ C . 工作过程中阴极附近pH增大 D . 在电解液混合过程中会发生反应： $\text{[math]}$

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11. (2022·呼和浩特模拟) 中科大经过多次实验发现，采用如图所示装置，阳极(Ti基)上产生羟基·OH(·OH氧化性仅次于F)，阴极上产生H₂O₂ ，分别深度氧化苯酚( C₆H₅OH)为CO₂ ，实现了对苯酚酸性废水的高效处理。下列有关说法错误的是（）

A . 电流从a极→Ti基→废水→不锈钢→b极 B . 阴极电极反应为2H⁺+ O₂+ 2e^-= H₂O₂ C . 阳极处理苯酚的方程式为C₆H₅OH + 28·OH = 6CO₂ +17H₂O D . 当消耗14molO₂时，理论上共氧化处理94g苯酚

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12. (2022·洛阳模拟) 我国科研团队开发了一种新型铠甲催化剂Ni/Co@石墨烯，可以高效去除合成气中的H₂S杂质并耦合产氢，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（）

A . M电极为阴极，电极上发生还原反应 B . 生成H₂和S_x的物质的量之比为1：x C . 阳极的电极反应式为xH₂S- 2xe^- =S_x +2xH⁺ D . 铠甲催化剂表面的石墨烯可以保护内部金属核免受环境的影响

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13. (2022·衡阳模拟) 甲是一种在微生物作用下将废水中的尿素 $\text{[math]}$ 转化为环境友好物质，实现化学能转化为电能的装置。利用甲、乙两装置，实现对冶金硅( $\text{[math]}$ 为硅源)进行电解精炼制备高纯硅。下列说法错误的是（）

A . 电极M与电极 $\text{[math]}$ 相连 B . 当甲池中消耗 $\text{[math]}$ 时，乙池得到 $\text{[math]}$ 高纯硅 C . 乙池中液态 $\text{[math]}$ 合金为阳极，液态铝为阴极 D . M上的电极反应式为： $\text{[math]}$

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二、多选题

14. (2022·琼海模拟) 我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池，其工作原理示意图如图。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述错误的是（）

A . 放电时，a电极反应为I₂Br^-+2e^-=2I^-+Br^- B . 放电时，溶液中离子的数目增大 C . 充电时，b电极每增重0.65g，溶液中有0.02molI^-被还原 D . 充电时，a电极接外电源负极

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15. (2022·济南模拟) 现有一种安全、高效的双极制氢系统，该系统能够从阳极低电压醛氧化和阴极析氢反应中得到氢气；其工作原理如图所示。下列说法正确的是（）

A . 电压越高，阳极制氢速率越快 B . 电解一段时间后，阴极室的pH不变 C . 制得1mol氢气，理论上有1molOH^-透过交换膜 D . 阳极反应为2R-CHO+4OH^--2e^-=2R-COO^-+H₂↑+2H₂O

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三、综合题

16. (2022·来宾模拟) 二氧化碳的排放越来越受到能源和环境领域的关注，其综合利用是目前研究的重要课题之一、回答下列问题：
1. （1）已知下列反应的正反应活化能(E₁)逆反应活化能(E₂)如表所示：
  序号
  化学反应
  E₁/(kJ·mol^-1)
  E₂/(kJ·mol^-1)
  ①
  H₂(g)+ $\text{[math]}$ O₂(g)=H₂O(1)
  685
  970
  ②
  2CH₃OH(1) + 3O₂(g)=2CO₂ (g) +4H₂O (1)
  3526
  4978
  CO₂与H₂合成液态甲醇的热化学方程式为。
2. （2）一定温度下，在2L密闭容器中充入3 mol CO₂和 6 mol H₂ ，发生反应：CO₂(g)+ 3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) + H₂O(g)，测定H₂的转化率[α(H₂) ]随时间的变化如图所示：
  ①0~ 20 min内，用CH₃OH的浓度变化表示的平均反应速率：v(CH₃OH)= mol·L^-1·min^-1。
  ②该温度下，反应的平衡常数K= (结果保留两位小数)。
  ③若在上述平衡状态下，再向容器中充入1mol CO₂和1molH₂O(g)，则反应速率 v_(正)v_(逆) (填“＞”“＜ “或“= “)。
3. （3）科学家提出利用CO₂与CH₄制备合成气： CO₂(g) +CH₄(g) $\text{[math]}$ 2CO(g)+ 2H₂(g)。在体积均为2L的密闭容器甲和乙中，分别充入1 molCO₂和1 mol CH₄、2 mol CO₂和2 mol CH₄ ，在相同温度下达到平衡状态时，CO₂的转化率：α(甲)α(乙)(填“＞”“＜“或“=” ，下同)，达到平衡所需的时间： t(甲) t(乙)。
4. （4）如图是利用太阳能电池电解C₂H₆分别转化成其它含碳化合物的原理示意图，碳电极上生成CO的电极反应式。若起始投入0.3mol C₂H₆全部反应完全，生成三种产物中C₂H₄的物质的量为0.1mol，则电路中转移的电子数目为。
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17. (2022·云南模拟) 目前人工固氨和二氧化碳利用技术，对人类生存、社会进步和经济发展都有着重大意义。
1. （1） Ⅰ.目前研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳，其总反应可表示为 $\text{[math]}$ 。
  该反应能自发的条件是(填“低温”或“高温”)。
2. （2）二氧化碳催化加氢制甲醇合成总反应在起始物 $\text{[math]}$ 时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH₃OH)，在t=250℃时x(CH₃OH)随压强(p)的变化及在 $\text{[math]}$ 时x(CH₃OH)随温度(t)的变化，如图所示。
  ①图中对应等温过程的曲线是(填“a”或“b”)，判断的理由是。
  ②t=250℃时，当x(CH₃OH)=0.10时， $\text{[math]}$ 的平衡转化率 $\text{[math]}$ ，(保留小数点后一位)此条件下该反应的Kp=。(保留小数点后两位)(对于气相反应，可以用分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
3. （3）研究表明，在电解质水溶液中， $\text{[math]}$ 电池中的 $\text{[math]}$ 气体可被还原， $\text{[math]}$ 在(填“正”或“负”)极发生电化学反应，而 $\text{[math]}$ 在碱性介质中被还原为正丙醇(CH₃CH₂CH₂OH)，其电极反应方程式为。
4. （4） Ⅱ.目前工业上利用氮气和氢气催化合成氨是人工固氮的主要手段。合成氨的反应历程和能量变化如图所示。请回答下列问题：
  合成氨反应的热化学方程式为。
5. （5）对总反应速率影响较大的步骤的能垒(活化能)为kJ，该步骤的化学方程式为。
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18. (2022·四川模拟) 次磷酸钠(NaH₂PO₂)广泛应用于电镀、材料等行业，在生产NaH₂PO₂的过程中会产生大量废渣[主要含NaH₂PO₂和CaHPO₃ ，还含有少量Ca(OH)₂]，一种回收NaH₂PO₂实现废渣资源化利用的工艺流程如下：
已知：CaHPO₃和Ca(OH)₂的K_sp分别为1 ×10^-4和6 ×10^-6 ， H₃PO₃为二元中强酸。
回答下列问题：
1. （1） “碱浸”发生反应的化学方程式为，“ 趁热过滤”的目的是。要使该操作后所得滤液中 $\text{[math]}$ 的浓度不小于0.01 mol·L^-1 ，则滤液pH不低于(lg6=0.8)。
2. （2） “试剂A”的化学式为，Na₂HPO₃属于 (填 “正盐”或“酸式盐”)。
3. （3）电解NaH₂PO₂溶液可制得Ni(H₂PO₂)₂ ，后者广泛用于化学镀镍，电解NaH₂PO₂溶液装置如图所示。阴极的电极反应式为，产品室能得到Ni(H₂PO₂)₂的原理是。
4. （4）化学镀镍的方法是：将镀件置于一定浓度的Ni(H₂PO₂)₂溶液中，加入NaOH溶液至碱性，产生的Ni可均匀地沉积在镀件上(同时生成 $\text{[math]}$ )，发生反应的离子方程式为。与电镀镍相比，化学镀镍工艺的优点是(写出一点)。
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19. (2022·郑州模拟) 火法炼铜过程中产生的碱性渣，其主要成分为TeO₂、Na₂TeO₃、Na₂SeO₃以及少量的CuO、PbO、SiO₂等。一种利用这种碱性渣提取高纯碲和粗硒的工艺流程如下图所示。
已知：Ksp (CuS)=6×10^-36；Ksp(PbS)=9×10^-29。
请回答以下问题：
1. （1） “碱浸”前应对碱性渣进行的操作是。
2. （2）下图分别是温度和NaOH溶液浓度对碲浸出率的影响，则碱浸时的合适温度是。实际生产中采用1mol·L^-1的NaOH溶液，而不用更大浓度 NaOH溶液的原因是。
3. （3）已知：CuO和PbO均具有一定的“两性”，“碱浸”时生成物类型类似于偏铝酸钠。则“碱浸”时PbO所发生反应的离子方程式为。
4. （4）滤渣3的主要成分为。滤液中Pb^2＋沉淀完全时，c(Cu^2＋)的最大值是mol·L^-1 ， (保留小数点后2位。某离子浓度低于1×10^-5mol·L^-1时，可认为该离子沉淀完全)
5. （5）电解制碲时阴极的电极反应式为。电解余液经处理后可循环使用于步骤。电解时电流为10A，电解时间为4h。若生成碲(Te)的电流利用率为95％，则生成碲的质量为。(法拉第常数为96500C·mol^-1 ，保留小数点后1位)
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四、实验探究题

20. (2022·泸州模拟) 绿水青山和金山银山绝不是对立的，关键在人，关键在思路。消除NO_x、CO、SO₂等大气污染物对建设美丽环境具有重要意义。
1. （1）工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO₂ ，已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下：
  ①SO₂(g)+2NH₃·H₂O(aq)=(NH₄)₂SO₃(aq)+H₂O(l) △H₁
  
  ②(NH₄)₂SO₃(aq)+SO₂(g)+H₂O(l)=2NH₄HSO₃(aq) △H₂
  
  ③2NH₄HSO₃(aq)+2NH₃·H₂O+O₂(g)=2(NH₄)₂SO₄(aq)+2H₂O(l) △H₃
  
  则2SO₂(g)+4NH₃·H₂O(aq)+O₂(g)=2(NH₄)₂SO₄(aq)+2H₂O(l)的△H=。
2. （2）工业上可将SO₂和NO₂混合转化，反应为SO₂(g)+NO₂(g) $\text{[math]}$ SO₃(g)+NO(g) △H＜0，进而制取硫酸。欲使该反应的速率增大且平衡逆向移动，改变的反应条件为。一定温度下，能判断该反应已达到化学平衡状态的是(填字母)。
  A．SO₃和NO的浓度比保持不变
  B．混合气体的颜色保持不变
  C．容器中压强不再变化
  D．恒容混合气体的密度保持不变
3. （3） NO和NO₂尾气可用碱液吸收，生成的 $\text{[math]}$ 可用电化学原理降解，原理如图所示，则阴极为(填a或b)，电极反应式为。
4. （4）利用高效催化剂处理汽车尾气中的NO和CO，发生反应：2CO(g)+2NO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)+2CO₂(g) △H＜0。实验测得v_正=k_正·c²(NO)·c²(CO)，v_逆=k_逆·c(N₂)·c²(CO₂)，k_正、k_逆为速率常数，只与温度有关。
  ①达到平衡后，仅升高温度，k_正增大的倍数(填“＞”“＜”或“=”)k_逆增大的倍数。
  
  ②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO，总压为a，在一定温度下达到平衡时，CO的转化率为50%，则 $\text{[math]}$ =；在t₁min时再向容器内加入1molCO和1molNO，保持温度不变，则再次达平衡时NO的转化率(填“增大”“减小”或“不变”)。整个过程中容器中的气压(P)与反应时间(t)的关系曲线如图所示，则用平衡分压代替平衡浓度表示的压强平衡常数K_p=。
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试卷信息

小学

初中

高中

从巩固到提高高考化学二轮微专题30 电解池

副标题：

*注意事项：

从巩固到提高高考化学二轮微专题30 电解池

化学考试

试题分析

总体分析

题量分析

难度分析

知识点分析

序号	化学反应	E₁/(kJ·mol^-1)	E₂/(kJ·mol^-1)
①	H₂(g)+ $\text{[math]}$ O₂(g)=H₂O(1)	685	970
②	2CH₃OH(1) + 3O₂(g)=2CO₂ (g) +4H₂O (1)	3526	4978

小学

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高中

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化学考试

试题分析

总体分析

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知识点分析

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