2014高考名师推荐化学电解池的工作原理、电极反应式的书写（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍(Ni)、铁做电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na₂FeO₄的装置如图所示。下列推断合理的是

A．铁是阳极，电极反应为Fe－6e^－＋4H₂O=＋8H^＋

B．镍电极上的电极反应为2H^＋＋2e^－=H₂↑

C．若隔膜为阴离子交换膜，则OH^－自右向左移动

D．电解时阳极区pH降低、阴极区pH升高，最终溶液pH不变

2. 难度：中等

某化学学习小组学习电化学后，设计了下面的实验装置图：

下列有关该装置图的说法中正确的是

A．合上电键后，盐桥中的阳离子向甲池移动

B．合上电键后，丙池为电镀银的电镀池

C．合上电键后一段时间，丙池中溶液的pH增大

D．合上电键后一段时间，当丙池中生成标准状况下560 mL气体时，丁池中理论上最多产生2.9 g固体

3. 难度：中等

有关如图装置的叙述中，正确的是

A．若X为锌棒，Y为NaCl溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为外接电源的阴极保护法

B．若X为碳棒，Y为饱和NaOH溶液，开关K置于N处，保持温度不变，则溶液的pH保持不变

C．若X为银棒，Y为硝酸银溶液，开关K置于N处，铁棒质量将增加，溶液中银离子浓度将减小

D．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加，此时外电路中的电子向铁电极移动

4. 难度：中等

电化学在日常生活中用途广泛，图甲是镁—次氯酸钠燃料电池，电池总反应为Mg＋ClO^－＋H₂O=Cl^－＋Mg(OH)₂↓，图乙是含的工业废水的处理。下列说法正确的是

A．图乙中向惰性电极移动，与该极近的OH^－结合转化成Cr(OH)₃除去

B．图乙的电解池中，有0.084 g阳极材料参与反应，阴极会有336 mL的气体产生

C．图甲中发生的还原反应是Mg^2＋＋ClO^－＋H₂O＋2e^－=Cl^－＋Mg(OH)₂↓

D．若图甲中3.6 g镁溶液产生的电量用以图乙废水处理，理论可产生10.7 g氢氧化铁沉淀

5. 难度：中等

研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF₂—CaO作电解质，利用右图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法中，正确的是   

A．由TiO₂制得1 mol金属Ti，理论上外电路转移2 mol电子

B．阳极的电极反应式为C＋2O^2－－4e^－=CO₂↑

C．在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少

D．若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“＋”接线柱应连接Pb电极

6. 难度：中等

下列与装置有关的说法中正确的是

A.图a中,随着电解的进行溶液中H⁺的浓度越来越大

B.图b中,Al电极作电池的负极,电极反应为Al-3e^-Al³⁺

C.图c中,发生的反应为Co+Cd²⁺Cd+Co²⁺

D.图d中，K分别与M、N连接,Fe电极均受到保护不会腐蚀

7. 难度：中等

如图所示，Ⓐ为直流电源，Ⓑ为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，Ⓒ为电镀槽。接通电路(未闭合K)后发现Ⓑ上的c点显红色。为实现铁片上镀铜，接通K后，使c、d两点短路。下列叙述不正确的是

A．b为直流电源的负极

B．f极为阴极，发生还原反应

C．e极材料为铁片，f极材料为铜片

D．可选用CuSO₄溶液或CuCl₂溶液作电镀液

8. 难度：中等

图甲中电极均为石墨电极，下列叙述中正确的是

A．电子沿a→d→c→d路径流动

B．b极的电极反应为O₂＋4e^－＋4H^＋=2H₂O

C．通电初期乙中的总反应为Cu＋H₂SO₄ CuSO₄＋H₂↑

D．反应过程中，甲、乙装置中溶液的pH都逐渐减小

二、填空题

9. 难度：困难

电化学原理在工业生产中有着重要的作用，请利用所学知识回答有关问题。

(1)用电解的方法将硫化钠溶液氧化为多硫化物的研究具有重要的实际意义，将硫化物转变为多硫化物是电解法处理硫化氢废气的一个重要内容。如是电解产生多硫化物的实验装置：

①已知阳极的反应为(x＋1)S^2－=S_x＋S^2－＋2xe^－，则阴极的电极反应式是____________________________

当反应转移x mol电子时，产生的气体体积为____________(标准状况下)。

②将Na₂S·9H₂O溶于水中配制硫化物溶液时，通常是在氮气气氛下溶解。其原因是(用离子反应方程式表示)：___________________________。

(2)MnO₂是一种重要的无机功能材料，制备MnO₂的方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO₄溶液，阳极的电极反应式为______________________。现以铅蓄电池为电源电解酸化的MnSO₄溶液，如图所示，铅蓄电池的总反应方程式为_______________________，

当蓄电池中有4 mol H^＋被消耗时，则电路中通过的电子的物质的量为________，MnO₂的理论产量为________g。

(3)用图电解装置可制得具有净水作用的。实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐生成

①电解过程中，X极区溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。

②电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe－6e^－＋8OH^－=＋4H₂O和______________________________，若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况时气体体积)，则Y电极(铁电极)质量减少________g。

10. 难度：困难

电解是最强有力的氧化还原手段，在化工生产中有着重要的应用。请回答下列问题：

(1)以铜为阳极，以石墨为阴极，用NaCl溶液作电解液进行电解，得到半导体材料Cu₂O和一种清洁能源，则阳极反应式为________，阴极反应式为________。

(2)某同学设计如图所示的装置探究金属的腐蚀情况。下列判断合理的是

_______(填序号)。

a．②区铜片上有气泡产生

b．③区铁片的电极反应式为2Cl^－－2e^－=Cl₂↑

c．最先观察到变成红色的区域是②区

d．②区和④区中铜片的质量均不发生变化

(3)最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、能耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应生成乙醇和乙酸，总反应式为2CH₃CHO＋H₂OCH₃CH₂OH＋CH₃COOH

实验室中，以一定浓度的乙醛－Na₂SO₄溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置如图所示。

①若以甲烷碱性燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入________(填化学式)，电极反应式为________。电解过程中，阴极区Na₂SO₄的物质的量________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

②在实际工艺处理中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m³乙醛含量为3 000 mg/L的废水，可得到乙醇________kg(计算结果保留小数点后一位)。