高考化学二轮专题复习 选择题押题练6 电解在生产、生活中的应用（含解析）

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A．阳极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
B．CO2还原产物可能为CO、HCHO、CH3OH、CH4等
C．阳极、阴极材料互换对制备太阳能燃料影响不大
D．若太阳能燃料为甲醇，则阴极电极反应式为
CO2＋6H＋＋6e－===CH3OH＋H2O
解析：选C 题图中阳极是水失电子，生成O2和H＋，电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，选项A正确；CO2被还原时，化合价降低，还原产物可能为CO、HCHO、CH3OH、CH4等，选项B正确；装置中阳极材料是光电催化材料，阴极是惰性电极Pt，二者不能互换，选项C错误；若太阳能燃料为甲醇，阴极反应物为CO2和H＋，则电极反应式为CO2＋6H＋＋6e－===CH3OH＋H2O，选项D正确。
2．我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置(如图所示)。闭合K2、断开K1时，制氢并储能；断开K2、闭合K1时，供电。下列说法错误的是( )
A．制氢时，溶液中K＋向Pt电极移动
B．制氢时，X电极反应式为
Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O
C．供电时，Zn电极附近溶液的pH降低
D．供电时，装置中的总反应为
Zn＋2H2O===Zn(OH)2＋H2↑
解析：选D 闭合K2、断开K1时，该装置为电解池，Pt电极生成氢气，则Pt电极为阴极，X电极为阳极；断开K2、闭合K1时，该装置为原电池，Zn电极生成Zn2＋，为负极，X电极为正极。供电时，正极为NiOOH被还原，而不是水，故D错误。
3．华中师范大学张礼知教授团队将电解食盐水的阳极反应与电催化还原CO2的阴极反应相耦合，能将CO2、NaCl高效转化为CO和NaClO。下列说法错误的是( )
A．阴极的电极反应式：CO2＋2e－＋2H＋===CO＋H2O
B．Y极接电源正极，发生氧化反应
C．从理论上讲，该转化反应的原子利用率不可能达到100%
D．当外电路中有2 ml电子通过时，会有2 ml阳离子通过阳离子交换膜
解析：选C A项，由题图知，CO2在阴极上发生得电子的还原反应，正确；B项，由题图知，Y极上Cl－失去电子发生氧化反应转化为ClO－，故Y极是阳极，接电源正极，正确；C项，由原料及产物可写出化学方程式CO2＋NaCleq \(=====,\s\up7(通电))NaClO＋CO，理论上该转化反应的原子利用率为100%，错误；D项，外电路通过2 ml e－，电解液中有2 ml阳离子通过阳离子交换膜，正确。
4．[双选]高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型的消毒剂，以Fe、Ni为电极制取Na2FeO4的原理如图所示。下列叙述错误的是( )
A．Fe电极的电极反应式为
Fe－6e－＋8OH－===FeOeq \\al(2－,4)＋4H2O
B．离子交换膜b为阳离子交换膜
C．通入Ⅰ室的水中加入少量NaOH，可以加快高铁酸钠的生成
D．每生成0.1 ml Na2FeO4，Ⅱ室中溶液减少的质量为32.0 g
解析：选BD 根据题图可知，Ni电极为阴极，Fe电极为阳极，该极上铁失去电子生成FeOeq \\al(2－,4)，电极反应式为Fe－6e－＋8OH－===FeOeq \\al(2－,4)＋4H2O，A项正确；根据电极可判断Ⅱ室中Na＋应移向Ⅰ室，OH－移向Ⅲ室，故离子交换膜a、b分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜，B项错误；通入Ⅰ室的水中加入少量NaOH可以增强溶液的导电性，加快电解速率，C项正确；每生成0.1 ml Na2FeO4，外电路中通过0.6 ml电子，则Ⅱ室溶液中减少的NaOH的物质的量为0.6 ml，质量为24.0 g，D项错误。
5．[双选]利用酸性介质下的丁烷燃料电池(固态电解质可传导O2－)电解NaHSO3溶液可制备Na2S2O4和NaHSO4溶液。下列说法正确的是( )
A．该燃料电池负极的电极反应式为
C4H10－26e－＋17O2－===4COeq \\al(2－,3)＋5H2O
B．A溶液是NaHSO4溶液
C．PbO2电极的电极反应式为
HSOeq \\al(－,3)－2e－＋H2O===SOeq \\al(2－,4)＋3H＋
D．若该燃料电池工作时消耗标准状况下5.6 L丁烷，理论上有6.5 ml H＋通过质子交换膜
解析：选CD 酸性介质下的丁烷燃料电池中通入丁烷的一极是负极，固态电解质可传导O2－，则负极的电极反应式为C4H10－26e－＋13O2－===4CO2＋5H2O，A错误。分析题图知Pb电极为电解池的阴极，阴极上NaHSO3得电子，发生还原反应，硫元素的化合价降低，结合题意知A溶液为Na2S2O4溶液，B错误。PbO2为电解池的阳极，阳极上NaHSO3失去电子，又NaHSO3溶液呈酸性，故阳极的电极反应式为HSOeq \\al(－,3)－2e－＋H2O===SOeq \\al(2－,4)＋3H＋，C正确。标准状况下5.6 L丁烷为0.25 ml，则消耗0.25 ml丁烷时电路中通过电子0.25 ml×26＝6.5 ml，理论上通过质子交换膜的H＋的物质的量为6.5 ml，D正确。
6．[双选]2019年王浩天教授团队在《Science》上发表文章，介绍了一种利用电化学法制取H2O2的方法，原理图如图(已知：H2O2H＋＋HOeq \\al(－,2))。下列说法错误的是( )
A．X膜为阴离子交换膜
B．a极电势比b极高
C．外电路中每转移4 ml e－，就产生1 ml H2O2
D．b极的电极反应式为O2＋H2O＋2e－===HOeq \\al(－,2)＋OH－
解析：选AC 阳极(a极)一侧通入H2，发生氧化反应，电极反应式为H2－2e－===2H＋，阴极(b极)一侧通入O2，电极反应式为O2＋H2O＋2e－===HOeq \\al(－,2)＋OH－，阳极产生的H＋和阴极产生的HOeq \\al(－,2)定向移动到多孔固体电解质中生成H2O2，D项正确；X膜为阳离子交换膜，A项错误；阳极电势比阴极电势高，B项正确；结合上述分析知，外电路中每转移4 ml e－，就产生2 ml H2O2，C项错误。
7．受新冠病毒疫情的影响，某市使用了大量漂白粉进行消毒，产生了大量污水(含Cl－)，利用ECT电解水处理器处理上述污水的简化模型图如图，通电后让水垢在阴极表面析出，并采用智能清扫系统去除阴极表面的水垢；让阳极区在线产生游离氯、臭氧等继续杀灭病毒，并防止包括军团菌在内的微生物污染。下列有关说法正确的是( )
A．b极为正极
B．处理污水时，Cl－移向a极，b极附近溶液的pH减小
C．阳极上产生臭氧的电极反应式为
O2＋2OH－－2e－===O3＋H2O
D．为了降低原材料成本，可将多孔铂电极a换成Fe电极
解析：选C 根据题干信息，让水垢在阴极表面析出，再结合题图可知，b极为阴极，A错误；b极电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，处理污水时，b极附近溶液的pH增大，产生的OH－与Ca2＋形成氢氧化钙(水垢)析出，B错误；阳极上产生臭氧的电极反应式为O2＋2OH－－2e－===O3＋H2O，C正确；a极为阳极，用Fe作阳极，Fe会参与电极反应，被氧化，故D错误。