2022年高考化学一轮复习 第6章 第32讲 专项提能特训11 电解原理在工农业生产中的应用
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1、专项提能特训专项提能特训 11 电解原理在工农业生产中的应用电解原理在工农业生产中的应用 1(2020 哈尔滨模拟)用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的 NH 4,模拟装置如 图所示。下列说法正确的是( ) A阳极室溶液由无色变成棕黄色 B阴极的电极反应式为 4OH 4e=2H 2OO2 C电解一段时间后,阴极室溶液中的 pH 升高 D电解一段时间后,阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO4 答案 C 解析 阳极上 Fe 发生氧化反应,溶液由无色变为浅绿色,A 项错误;阴极上 H 发生还原反 应:2H 2e=H 2,B 项错误;根据阴极上电极反应,阴极消耗 H ,电解一段时间后, 阴
2、极室溶液 pH 升高,C 项正确;电解一段时间后,阴极室溶液 pH 升高,NH 4与 OH 反应 生成 NH3 H2O,因此阴极室溶液中溶质除(NH4)3PO4外,还可能有 NH3 H2O,D 项错误。 2某混合物浆液中含有 Al(OH)3、MnO2和少量 Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使 Na2CrO4 不易完全被水浸出,某研究小组设计了利用石墨电极电解的分离装置(如图所示),使浆液分 离成固体混合物和含铬元素的溶液,并回收利用。下列说法错误的是( ) Aa 极室的电极反应式为 2H2O2e =2OHH 2 B上述装置中 a 极室的电极可换成金属铁 C电解后,b 极室得到 Na2SO4
3、和 Na2CrO4的混合液 D若电解后 b 极室溶液含铬元素 0.52 g,则电路中通过 0.02 mol e 答案 C 解析 通过装置图可知 CrO 4要透过阴离子交换膜向 b 极移动,可知 a 为阴极,b 为阳极,则 a 极室的电极反应式为 2H2O2e =2OHH 2,A 说法正确;a 极上发生还原反应,故将 电极换成铁电极,Fe 不会被消耗,B 说法正确;电解时 b 极发生反应:2H2O4e =O 2 4H ,b 极产生 H,发生反应 2CrO2 42H Cr2O2 7H2O,因此 b 极室还有 Cr2O 2 7存 在,C 说法错误;0.52 g 铬元素的物质的量为 0.01 mol,
4、说明有 0.01 mol CrO2 4透过阴离子交 换膜,则电路中通过 0.02 mol 电子,D 说法正确。 3Na2FeO4是制造高铁电池的重要原料,同时也是一种新型的高效净水剂。在工业上通常利 用如图装置生产 Na2FeO4,下列有关说法不正确的是( ) A右侧电极反应式: Fe8OH 6e=FeO2 44H2O B左侧为阳离子交换膜,当 Cu 电极生成 1 mol 气体时,有 2 mol Na 通过阳离子交换膜 C可以将左侧流出的氢氧化钠补充到该装置中部,以保证装置连续工作 DNa2FeO4具有强氧化性且产物为 Fe3 ,因此可以利用 Na 2FeO4除去水中的细菌、固体颗 粒以及 C
5、a2 等 答案 D 解析 根据图示,Cu 电极为阴极,Fe 电极为阳极。右侧电极为 Fe 电极,Fe 失去电子发生氧 化反应生成 FeO2 4,结合原子守恒和电荷守恒可得电极反应式为 Fe6e 8OH=FeO2 4 4H2O,A 项正确;左侧为阴极室,Cu 电极上的电极反应式为 2H2O2e =H 22OH , 当 Cu 电极上生成 1 mol 气体时,同时产生 2 mol OH ,此时中部有 2 mol Na通过阳离子交 换膜进入阴极室平衡电荷, B 项正确; 根据 B 项分析, 阴极室生成 NaOH, 左侧流出的 NaOH 溶液的浓度大于加入的 NaOH 溶液的浓度,即 b%a%,可将左侧
6、流出的 NaOH 补充到该装 置中部,以保证装置连续工作,C 项正确;Na2FeO4具有强氧化性,可利用 Na2FeO4除去水 中的细菌,Na2FeO4的还原产物为 Fe3 ,Fe3水解生成 Fe(OH) 3胶体,Fe(OH)3胶体可吸附固 体颗粒,但二者均不能除去水中的 Ca2 ,D 项错误。 4某些无公害免农药果园利用如图所示电解装置,进行果品的安全生产,解决了农药残留所 造成的生态及健康危害问题。下列说法正确的是( ) Aa 为直流电源的负极,与之相连的电极为阴极 B离子交换膜为阴离子交换膜 C“酸性水”具有强氧化性,能够杀菌 D阴极反应式为 H2O2e =H 2O 2 答案 C 解析
7、由“碱性水”可推知 b 为直流电源的负极,a 为直流电源的正极,A 项错误;右侧生 成 OH ,K穿过离子交换膜移到右侧,即该离子交换膜为阳离子交换膜,B 项错误;阳极反 应为 2Cl 2e=Cl 2,Cl2H2O HClHClO,故“酸性水”中含 HClO,具有强氧化 性,能杀菌,C 项正确;水溶液中不可能存在 O2 ,D 项错误。 5 城市地下潮湿的土壤中常埋有纵横交错的管道和输电线路, 当有电流泄漏并与金属管道形 成回路时,就会引起金属管道的腐蚀。原理如图所示,但若电压等条件适宜,钢铁管道也可 能减缓腐蚀,此现象被称为“阳极保护”。下列有关说法不正确的是( ) A该装置能够将电能转化为化
8、学能 B管道右端腐蚀比左端快,右端电极反应式为 Fe2e =Fe2 C如果没有外加电源,潮湿的土壤中的钢铁管道比较容易发生吸氧腐蚀 D钢铁“阳极保护”的实质是在阳极金属表面形成一层耐腐蚀的钝化膜 答案 B 解析 该装置相当于电解池,能将电能转化为化学能,A 正确;左端是阳极,腐蚀得更快, B 错误;如果没有外加电源,潮湿的土壤(接近中性)中的钢铁管道发生原电池反应,所以发 生的是吸氧腐蚀,C 正确;根据题意可知“阳极保护”实际上是在金属表面形成了一层致密 的保护膜,D 正确。 6(2020 广西南宁三中月考)FFC 电解法可由金属氧化物直接电解制备金属单质,西北稀有 金属材料研究院利用此法成功
9、电解制备钽粉(Ta),其原理如图所示。下列说法正确的是( ) A该装置将化学能转化为电能 Ba 极为电源的正极 CTa2O5极发生的电极反应式为 Ta2O510e =2Ta5O2 D常温常压下,石墨电极上生成 22.4 L O2,则电路中转移的电子数为 4NA 答案 C 解析 该装置是电解池,将电能转化为化学能,A 错误;电解池工作时,O2 向阳极移动, 则石墨电极为阳极,b 极为电源的正极,a 极为电源的负极,B 错误;Ta2O5极为阴极,发生 还原反应,电极反应式为 Ta2O510e =2Ta5O2,C 正确;常温常压下,22.4 L O 2的物 质的量小于 1 mol,阳极还有 CO 和
10、 CO2生成,转移电子数无法计算,D 错误。 7在固态金属氧化物电解池中,高温共电解 H2OCO2混合气体制备 H2和 CO 是一种新的 能源利用方式,基本原理如下图所示。下列说法不正确的是( ) AX 是电源的负极 B阴极的电极反应式是 H2O2e =H 2O 2,CO 22e =COO2 C总反应可表示为 H2OCO2= 电解 H2COO2 D阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是 11 答案 D 解析 根据图示可知,X 连接的多孔电极的产物为 H2和 CO,是 H2O 与 CO2的还原产物, 可判断在 X 连接的多孔电极上发生还原反应,此电极为阴极,由此判断 X 为电源的负极,A 项正确;
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