新教材宁陕2024届高考化学一轮复习学案第6章化学反应与能量转化热点强化16电解原理创新应用鲁科版

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1．电解原理常见的考查点
电解原理及应用是高考高频考点，该类试题往往与生产、生活及新科技等相联系，以装置图或流程图为载体呈现，题材广、信息新，题目具有一定难度。主要考查阴、阳极的判断、电极反应式、电解反应方程式的书写、溶液离子浓度变化及有关计算等。
2．“5点”突破电解综合应用题
(1)分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极反应为“阳氧阴还”。
(2)剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。
(3)注意放电顺序，正确判断放电的微粒或物质。
(4)注意介质，正确判断反应产物，酸性介质不出现OH－，碱性介质不出现H＋；不能想当然地认为金属作阳极，电极产物为金属阳离子。
(5)注意得失电子守恒和电荷守恒，正确书写电极反应式。
题组一 电解原理在物质提纯中的应用
1．科学家采用电渗析法提纯乳清(富含NaCl的蛋白质)，有价值的蛋白质回收率达到98%，工作原理如图所示：
下列说法错误的是( )
A．膜1为阳离子交换膜，膜2为阴离子交换膜
B．膜1、膜2孔径不大于半透膜孔径
C．a极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
D．每转移2 ml电子，理论上乳清质量减少58.5 g
2．(2022·广东梅州模拟)电解法常用于分离提纯物质，某混合物浆液含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，某研究小组利用设计的电解分离装置(如图)，使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液进行回收利用(已知：2CrOeq \\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq \\al(2－,7)＋H2O)，下列说法不正确的是( )
A．阴极室生成的物质为NaOH和H2
B．阳极的电极反应式是2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
C．a离子交换膜为阳离子交换膜
D．当外电路中转移2 ml电子时，阳极室可生成1 ml Cr2Oeq \\al(2－,7)
题组二 电解原理在无机物制备中的应用
3．(2022·湖北，14)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P(CN)2]，过程如图所示(Me为甲基)。下列说法正确的是( )
A．生成1 ml Li[P(CN)2]，理论上外电路需要转移2 ml电子
B．阴极上的电极反应为：P4＋8CN－－4e－===4[P(CN)2]－
C．在电解过程中CN－向铂电极移动
D．电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH
4．(2022·四川模拟)科研工作者利用双功能催化剂实现了室温条件下电催化联合制备氨气和硝酸。下列说法错误的是( )
A．X端为化学电源的负极
B．b极的电极反应式为N2＋6H2O－10e－===2NOeq \\al(－,3)＋12H＋
C．理论上a、b电极消耗N2速率相等
D．离子交换膜可以是质子交换膜
5．(2022·浙江6月选考，21)通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是( )
A．电极A为阴极，发生还原反应
B．电极B的电极反应：2H2O＋Mn2＋－2e－===MnO2＋4H＋
C．电解一段时间后溶液中Mn2＋浓度保持不变
D．电解结束，可通过调节pH除去Mn2＋，再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3
题组三 电解原理在有机合成方面的应用
6．(2020·浙江7月选考，21)电解高浓度RCOONa(羧酸钠)的NaOH溶液，在阳极RCOO－放电可得到R—R(烷烃)。下列说法不正确的是( )
A．电解总反应方程式：2RCOONa＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(通电))R—R＋2CO2↑＋H2↑＋2NaOH
B．RCOO－在阳极放电，发生氧化反应
C．阴极的电极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
D．电解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷
7．(2022·长春模拟)乙醛酸(HOOCCHO)是有机合成的重要中间体。工业上以乙二醛(OHCCHO)和乙二酸(HOOCCOOH)为原料，用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图所示。该装置中阴、阳两极均为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极生成的物质反应生成乙醛酸。下列说法错误的是( )
A．M极与直流电源的正极相连
B．N极上的电极反应式为HOOCCOOH＋2e－＋2H＋===HOOCCHO＋H2O
C．电解一段时间后，N极附近溶液的pH变小
D．若有2 ml H＋通过质子交换膜，则该装置中生成2 ml乙醛酸
题组四 应用电解原理回收空气中的CO2
8．(2022·广西柳州模拟)实现“碳中和”的重要方式之一是将CO2重新转化成能源，在金属氧化物电解池，高温下电解H2O-CO2的混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．Y是电源的正极
B．阳极的电极反应式是2O2－－4e－===O2↑
C．总反应可表示为H2O＋CO2eq \(=====,\s\up7(通电))H2＋CO＋O2
D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶2
9.(2022·河北模拟)为实现碳回收，我国科学家设计的用电化学法还原CO2制备草酸的装置如图所示。下列有关该装置的说法错误的是( )
A．a、b分别为电源的负极、正极
B．电解装置左池发生的电极反应为2CO2＋2e－===C2Oeq \\al(2－,4)
C．为增强溶液导电性，左池中可加入少量Na2C2O4溶液
D．右池电解质溶液为稀硫酸，发生的电极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋
题组五 电解原理在污水处理方面的应用
10．某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水，原理如图所示，下列说法不正确的是( )
A．a接电源正极
B．阳极区溶液中发生的氧化还原反应为Cr2Oeq \\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
C．若不考虑气体的溶解，当收集到13.44 L(标准状况)H2时，有0.2 ml Cr2Oeq \\al(2－,7)被还原
D．阴极区附近溶液pH增大
11．工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染，模拟工艺如图所示，写出电解时铁电极发生的电极反应：________________________。随后，铁电极附近有无色气体产生，写出有关反应的离子方程式：____________________________________________________________。