2022年高考化学一轮复习每日一练 第6章微题型51电解池原理、电镀、精炼及冶金在物质制备中的应用

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A．交换膜a为阳离子交换膜
B．阳极反应式为2H2O－4e－===O2＋4H＋
C．阴极液pH＝1时，镍的回收率低主要是有较多的H2生成
D．浓缩室得到1 L 0.5 ml·L－1的盐酸时，阴极回收得到11.8 g镍
2．(2020·江苏泰州高三期中)ECT电解污水(含Cl－)处理器处理的简化模型如图所示，下列有关说法正确的是( )
A．电极a与电源的负极相连
B．电解时b极附近溶液的pH变小
C．处理污水时，Cl－移向a极
D．可将铂电极a、b均换成Fe电极
3．(2020·贵州遵义期末)某同学在家中制备含氯消毒剂，实验装置原理如图所示，下列说法不正确的是( )
A．H2从阳极逸出
B．离子交换膜为阳离子交换膜
C．a为直流电源的正极，b为直流电源的负极
D．阳极区的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2＋H2OHCl＋HClO
4．(2020·湖北荆州期中)利用双离子交换膜电解法可以从含硝酸铵的工业废水中生产硝酸和氨，原理如图所示。下列叙述正确的是( )
A．N室中硝酸溶液浓度：a%＞b%
B．a、c为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜
C．M、N室分别产生氧气和氢气
D．产品室发生的反应为NHeq \\al(＋,4)＋OH－===NH3＋H2O
5．(2020·浙江月考)利用如图装置电解四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]的水溶液制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]。下列说法正确的是( )
A．电极A上发生还原反应
B．产物c是Cl2
C．a处可收集到[(CH3)4NOH]
D．阳离子交换膜可提高[(CH3)4NOH]的纯度
6．(2020·四川省仁寿第一中学北校区高三月考)如图甲是利用一种微生物将废水中的尿素(H2NCONH2)的化学能直接转化为电能，并生成环境友好物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中不正确的是( )
A．铜电极应与Y相连接
B．乙装置中溶液的颜色不会变浅
C．标准状况下，当N电极消耗5.6 L气体时，则铁电极质量增加64 g
D．M电极反应式：H2NCONH2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋
7．关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是( )
A．都用粗铜作阳极、纯铜作阴极
B．电解液的成分都保持不变
C．阳极反应都只有Cu－2e－===Cu2＋
D．阴极反应都只有Cu2＋＋2e－===Cu
8．(2020·杭州高三模拟)某电化学装置如图所示，a、b分别接直流电源两极。下列说法正确的是( )
A．溶液中电子从B极移向A极
B．若B为粗铜，A为精铜，则溶液中c(Cu2＋)保持不变
C．若A、B均为石墨电极，则通电一段时间后，溶液pH增大
D．若B为粗铜，A为精铜，则A、B两极转移的电子数相等
9．(2020·山东高三模拟)将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点，在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示。下列说法正确的是( )
A．正极发生的电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋
B．阳极反应为：2Cl－－2e－===Cl2↑
C．若消耗5.6 L氧气，则电路中转移1 ml电子
D．Fe3＋在反应中起催化剂作用
10．(2020·北京顺义牛栏山一中高三月考)如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题，其中乙装置中X为离子交换膜。
请按要求回答相关问题：
(1)甲烷燃料电池负极电极反应式是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)乙中X是________交换膜，向乙中加入几滴酚酞溶液，工作一段时间后铁电极附近溶液变红，请用化学用语解释相关原因：________________________________________________。
(3)若在标准状况下，有4.48 L氧气参加反应，则乙装置中C电极上生成气体的物质的量为________。
(4)欲用丙装置给铜镀银，b应是________(填化学式)。
(5)化学在环境保护中起十分重要的作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐污染，电化学降解NOeq \\al(－,3)的原理如图所示。
①Ag－Pt电极上的电极反应式为___________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
②若电解过程中转移了2 ml电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右)为________g。
11．(1)[2018·全国卷Ⅲ，27(3)①②]KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式：_________________________________________
________________________________________________________________________。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为________，其迁移方向是________________________________________________________________________。
(2)[2017·江苏，16(4)]电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为________________________________________________________________________，
阴极产生的物质A的化学式为________。
答案精析
1．D 2.C 3.A 4.D 5.D 6.C 7.D 8.D
9．D [阴极发生的电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，故A错误；阳极反应为2HCl－2e－===Cl2↑＋2H＋，故B错误；不清楚是否为标准状况，无法计算氧气的物质的量，故C错误；总的反应为4HCl＋O2eq \(=====,\s\up7(电解))2H2O＋Cl2↑，根据题中信息得到Fe3＋在反应中起催化剂作用，故D正确。]
10．(1)CH4－8e－＋10OH－===COeq \\al(2－,3)＋7H2O (2)阳离子 铁为阴极，氢离子放电，剩余氢氧根离子，氢氧根浓度不断增大，使得酚酞溶液变红 (3)0.4 ml (4)Ag (5)①2NOeq \\al(－,3)＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O ②14.4
解析 (1)甲烷燃料电池，燃料作负极，氧化剂作正极，其负极电极反应式是CH4－8e－＋10OH－===COeq \\al(2－,3)＋7H2O。(2)为了阻止阴极产生的OH－通过离子交换膜进入阳极室，和阳极产生的Cl2反应，乙中X采用的是阳离子交换膜，向乙中加入几滴酚酞溶液，工作一段时间后铁电极附近溶液变红，原因是铁为阴极，氢离子放电，剩余氢氧根离子，氢氧根浓度不断增大，使得酚酞溶液变红。(3)若在标准状况下，有4.48 L氧气参加反应，根据电子守恒，氧气和氯气的物质的量之比为1∶2，
O2 ～ 2Cl2
22．4 L 2 ml
4．48 L x
x＝0.4 ml
则乙装置中C电极上生成的气体的物质的量为0.4 ml。(4)电镀时镀件作阴极，镀层金属作阳极，所以丙装置给铜镀银，b是阳极，用Ag。(5)①Ag－Pt电极上，氮的化合价降低，发生还原反应，其电极反应式为2NOeq \\al(－,3)＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O。②若电解过程中转移电子为2 ml，
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
2 ml 4 ml 4 ml
y 2 ml z
解得y＝1 ml，z＝2 ml，
2NOeq \\al(－,3)＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O
10 ml 1 ml
2 ml c
解得c＝0.2 ml，左边质量减少即为消耗水的质量18 g，右边质量减少为生成氮气的质量再减去移动过来的氢离子的质量即0.2 ml×28 g·ml－1－2 ml×1 g·ml－1＝3.6 g，Δm左－Δm右＝18 g－3.6 g＝14.4 g。
11．(1)①2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ ②K＋ 由a到b
(2)4COeq \\al(2－,3)＋2H2O－4e－===4HCOeq \\al(－,3)＋O2↑ H2
解析 (1)①电解液是KOH溶液，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。②电解过程中阳极反应为I－＋6OH－－6e－===IOeq \\al(－,3)＋3H2O。阳极的K＋通过阳离子交换膜由电极a迁移到电极b。
(2)电解Na2CO3溶液，实际上是电解水，观察电解池装置可知，阳极产物有NaHCO3和O2，则阳极反应式为4COeq \\al(2－,3)＋2H2O－4e－===4HCOeq \\al(－,3)＋O2↑，阴极发生还原反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，产物为H2。