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1、2022届高三化学一轮复习电解池、电镀、精炼及冶金在物质制备种的应用专题训练1(2020晋中市高三月考)某镍冶炼车间排放的漂洗废水中含有一定浓度的Ni2和Cl，图甲是双膜三室电沉积法回收废水中的Ni2的示意图，图乙描述的是实验中阴极液pH与镍回收率之间的关系。下列说法不正确的是()A交换膜a为阳离子交换膜B阳极反应式为2H2O4e=O24HC阴极液pH1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 molL1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
2、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()AH2从阳极逸出B离子交换膜为阳离子交换膜Ca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2Cl2e=Cl2，Cl2H2OHClHClO4(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()AN室中硝酸溶液浓度：a%b%Ba、c为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜CM、N室分别产生氧气和氢气D产品室发生的反应为NHOH=NH3H2O5(20
3、20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H2Ca处可收集到(CH3)4NOHD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 gDM电极反应式：H2NCONH2H2O
4、6e=CO2N26H7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Cu2e=Cu2D阴极反应都只有Cu22e=Cu8(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)减小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
5、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Fe3e=Fe2B阳极反应为：2Cl2e=Cl2C若消耗5.6 L氧气，则电路中转移1 mol电子DFe3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
6、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NO的原理如图所示。AgPt电极上的电极反应式为_。若电解过程中转移了2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(m左m右)为_g。11(1)2018全国卷，27(3)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。写出电解时阴极的电极反应式：_。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_。12.按要求回答下列
7、问题(1)有人研究了用电化学方法把CO2转化为CH3OH，其原理如图1所示：则图中A电极接电源_极。已知B电极为惰性电极，则在水溶液中，该极的电极反应式为_。(2)以连二亚硫酸盐(S2O)为还原剂脱除烟气中的NO，并通过电解再生，装置如图2所示。阴极的电极反应式为_，电解槽中的隔膜为_(填“阳”或“阴”)离子交换膜。(3)2019江苏，20(2)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如图3。写出阴极CO2还原为HCOO的电极反应式：_。电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是_。(4)甲醛超标会危害人体健康，需对甲醛进行含量检测及污染处理。某
8、甲醛气体传感器的工作原理如图4所示，b极的电极反应式为_，当电路中转移4104 mol电子时，传感器内参加反应的甲醛(HCHO)为_mg。13.(1)酸性条件下，六价铬主要以Cr2O形式存在，工业上常用电解法处理含Cr2O的废水；该法用Fe作电极电解含Cr2O的酸性废水，随着电解不断进行，阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)3沉淀。电解时能否用Cu电极来代替Fe电极？_(填“能”或“不能”)，理由是_。电解时阳极附近溶液中Cr2O转化为Cr3的离子方程式为_。若初始溶液中含有0.1 mol Cr2O，则生成的阳离子全部转化成沉淀的质量是_g。(2)电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示
9、，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是_，说明理由：_。(3)由硫化氢获得硫单质有多种方法。将用烧碱吸收H2S后所得的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S22e=S，(n1)SS2=S。写出电解时阴极的电极反应式：_。电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成_。答案精析1D2.C3.A4.D5.BD6.C7.D8.BD9D阴极发生的电极反应为Fe3e=Fe2，故A错误；阳极反应为2HCl2e=Cl22H，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4HClO22H2OCl2，根据题中信息
10、得到Fe3在反应中起催化剂作用，故D正确。10(1)CH48e10OH=CO7H2O(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 mol(4)Ag(5)2NO10e12H=N26H2O14.4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CH48e10OH=CO7H2O。(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)
11、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12，O22Cl2224 L2 mol448 L xx0.4 mol则乙装置中C电极上生成的气体的物质的量为0.4 mol。(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)AgPt电极上，氮的化合价降低，发生还原反应，其电极反应式为2NO10e12H=N26H2O。若电解过程中转移电子为2 mol，2H2O4e=O24H2 mol4 mol4 moly 2 mol z解得y1 mol，z2 mol，2NO10e12H=N26H2O 10 mol 1 mol 2 mol c解得
12、c0.2 mol，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 mol28 gmol12 mol1 gmol13.6 g，m左m右18 g3.6 g14.4 g。11(1)2H2O2e=2OHH2K由a到b(2)4CO2H2O4e=4HCOO2H2解析(1)电解液是KOH溶液，阴极的电极反应式为2H2O2e=2OHH2。电解过程中阳极反应为I6OH6e=IO3H2O。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4CO2H2O4
13、e=4HCOO2，阴极发生还原反应：2H2O2e=H22OH，产物为H2。12.答案(1)负2H2O4e=4HO2(2)2SO4H2e=S2O2H2O阳(3)CO2H2e=HCOO(或CO2HCO2e=HCOOCO)阳极产生O2，pH减小，HCO浓度降低；K部分迁移至阴极区(4)HCHO4eH2O=CO24H3解析(2)阴极上亚硫酸根离子得电子生成S2O，电极反应式为2SO4H2e=S2O2H2O，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，右侧多余的氢离子通过离子交换膜进入左侧，所以电解池中的隔膜为阳离子交换膜。(4)由图可知，甲醛气体传感器为原电池原理，b极为负极，甲醛发生氧化反应生成CO2，电极反应
14、式为HCHO4e H2O=CO24H；由反应式可知，当电路中转移4104 mol电子时，传感器内参加反应的甲醛(HCHO)为30 gmol13103g3 mg。13.答案(1)不能阳极产生的 Cu2不能将Cr2O还原到低价态Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O84.8(2)NH3根据总反应：8NO7H2O3NH4NO32HNO3，电解产生了HNO3，应补充NH3(3)2H2O2e=H22OHS2H=(n1)SH2S解析(2)根据电解NO制备NH4NO3的工作原理示意图知：阴极反应式为3NO15e18H=3NH3H2O，阳极反应式为5NO15e10H2O=5NO20H，总反应式为8NO7H2O3NH4NO32HNO3，为了使电解产生的HNO3全部转化为NH4NO3，应补充NH3。(3)电解时阴极水溶液中的H放电生成H2。由题给反应可知，阳极区生成了S，S可以理解为(n1)SS2，加入稀硫酸生成S单质和H2S气体。