2022届高三化学一轮高考复习常考题型：78电解池中电极方程式书写综合题

这是一份2022届高三化学一轮高考复习常考题型：78电解池中电极方程式书写综合题，共21页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上，一种新型的合成氨的方法如图所示等内容，欢迎下载使用。
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2022届高三化学一轮高考复习常考题型：78电解池中电极方程式书写综合题
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上

第I卷（选择题）

一、单选题（共16题）
1．用三室电解槽处理废水中的，模拟装置(a为石墨电极﹐b为铁电极)如图所示。下列说法错误的是

A．离子交换膜d是阴离子交换膜
B．b极的电极反应式为：
C．电解一段时间后，阴极室溶液中的pH增大
D．电解一段时间后，气体甲是混合气体
2．科学家利用电化学装置实现了CH4和CO2的耦合转化，原理如图。下列说法错误的是

A．电极A的电极反应式为：CO2+2e-=CO+O2-
B．该装置工作时，固体电解质中O2-向电极A移动
C．若一定条件下生成的乙烯和乙烷的体积比为3：1，则消耗的CH4和CO2的体积比为8：7
D．电催化CO2被还原为CO可以改善温室效应，提供工业原料
3．下图所示在稀H2SO4中利用电化学方法将CO2同时转化为CO、甲烷、乙烯等产物的原理，下列说法错误的是

A．该转化过程中的能量转化方式为电能转化为化学能
B．一段时间后，Cu极区溶液质量不变
C．铜极上产生乙烯的电极反应式为
D．若阴极只生成0.17molCO和0.33molHCOOH，则电路中转移电子的物质的量为1mol
4．一种新型的合成氨的方法如图所示．下列说法正确的是

A．反应①中发生了氧化反应 B．反应①和②均属于“氮的固定”
C．反应③为 D．三步循环的总结果为
5．下图是一种利用锂电池“固定”的电化学装置，在催化剂的作用下，该电化学装置放电时可将转化为C和，充电时选用合适催化剂，仅使发生氧化反应释放出和下列说法中正确的是

A．放电时，向负极X方向移动
B．充电时，电极Y为阴极与外接直流电源的负极相连
C．放电时，正极上发生氧化反应生成C和
D．充电时，阳极反应式为：
6．为了抑制新型冠状病毒肺炎的蔓延，确保安全复工复产，需要在电梯间、办公场所等地方使用含氯消毒剂进行消毒。氯碱工业是制备含氯消毒剂的基础。如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法中错误的是

A．装置中出口①处的物质是氯气，出口②处的物质是氢气
B．该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过
C．装置中发生反应的离子方程式为Cl-+2H+Cl2↑+H2↑
D．该装置将电能转化为化学能
7．氨是非常重要的工业原料，中国合成氨产量位居世界第一位。有人提出常压下以电解法合成氨，装置如图所示，以熔融的NaOH—KOH为电解液，纳米Fe2O3起催化作用，在发生反应时生成中间体Fe。下列说法正确的是

A．电源b端为负极，惰性电极Ⅱ上发生还原反应
B．生成3.4克NH3理论上放出O2为3.36L
C．惰性电极I上发生反应：Fe2O3+3H2O-6e-=2Fe+6OH-
D．生成氨气的反应：2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3
8．利用CO2电催化还原法制取清洁燃料HCOOH，可实现温室气体CO2的资源化利用。其工作原理如图。下列有关说法不正确的是

A．M为阳极
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．N极的电极反应式为CO2+2e-+2H＋=HCOOH
D．消耗的CO2与生成的O2物质的量之比为2:1
9．将氯化氢转化为氯气是科学研究的热点。科学家设计了一种电解氯化氢回收氯气的方案，原理如图所示。下列叙述错误的是

A．阴极的电极反应式为
B．工作时，溶液中向b极移动
C．若消耗8g氧气，电路中转移1mol电子
D．总反应为
10．科学家设计了一种电解装置，能将甘油()和二氧化碳转化为甘油醛()和合成气，装置如下图所示。下列说法正确的是

A．催化电极b应与电源正极相连
B．电解一段时间后，催化电极b附近的pH增大
C．催化电极a上发生的电极反应方程式：
D．当外电路转移4mol 时，生成的合成气标况下的体积为22.4L
11．用电解法可以制备碘酸钾()，装置如图所示。下列说法错误的是

A．该装置为电能转化为化学能的装置
B．a极的电极反应式为
C．b极发生还原反应
D．阴极区每生成1mol气体转移2mol电子
12．采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是

A．阳极反应为2H2O-4e- =O2↑+ 4H+
B．b极是电解池的阴极
C．电解过程中，H+由a极区向b极区迁移
D．电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量
13．利用如图所示的工作原理可制备重要的化工原料乙烯。下列说法正确的是

A．b极是电源的正极
B．阴极反应式为
C．装置工作一段时间后，阳极区周围溶液的增大
D．当电路中有电子转移时，通入的一定为
14．研究表明，电解经CO2饱和处理的KHCO3溶液可制得甲醇，同时得到氧气。电解装置如图所示，Pt片和Pb片为电极，Pb为CO2的载体，使CO2活化。下列说法错误的是

A．Pt片电极发生的反应为4OH−−4e−=O2↑+2H2O
B．每转化生成1 mol CH3OH，转移4 mol电子
C．电解一段时间后，阳极室的pH减小，阴极室的pH增大
D．电解总反应为14CO2+12OH−+4H2O2CH3OH+12+3O2
15．硫酸工业尾气中的SO2可用Na2SO3溶液吸收，并通过电解方法实现吸收液的循环再生。如图所示，下列有关说法中正确的是

A．阳极发生的反应之一为SO+2OH--2e-=SO+2H2O
B．电解一段时间后，阴极室pH升高
C．电解一段时间后，b％a％，C项错误；
D．阳极产生1mol硫酸转移2mol电子，阴极消耗2mol电子产生2mol亚硫酸钠，两者物质的量不相等，D项错误；
答案选B。
16．C
【详解】
A． 由电解池的装置图可知，d电极上HCl中Cl元素失去电子，被氧化生成氯气，电极反应式为，即d电极为阳极，对应电源b极为正极，A错误；
B． c极为阴极，由装置图可知，发生还原反应：，生成的亚铁离子又被氧气氧化生成铁离子，故发生反应为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，但c极的电极反应为，B错误；
C． 装置中每生成22.4L(标准状况)氯气，即1mol氯气，由阳极反应式可知，溶液中就有2mol H+移向阴极，C正确；
D． 该装置中的电流流向为：b极→d极→电解质溶液→c极→a极，D错误；
故选C。
17．阳 NaOH溶液 -2e-+H2O=2H++ 2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O 阳 较浓的硫酸溶液 4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+ 还原 NO＋O2--2e-=NO2
【详解】
(1)①从C为硫酸可知，硫酸根来源于亚硫酸根放电。故b为阴离子交换膜，a为阳离子交换膜，在阴极区应为水放电生成氢气和氢氧根离子，故A为氢氧化钠，E为氢气；
②阳极应为亚硫酸根放电生成硫酸根，反应的离子方程式为-2e-+H2O=2H++；
(2)①b电极与电源的负极相连，作阴极，溶液中的CO2得到电子转化为乙烯，溶液显酸性，因此阴极上的电极反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O；
②为了防止OH-与CO2反应，因此该装置中使用的是阳离子交换膜；
(3)电解时，由转变成的过程中S元素失去电子被氧化，该反应在阳极发生，电极反应式为-2e-+H2O=+3H+，生成的H+使阳极区域酸性增强，部分与H+反应生成SO2气体，阴极2H++2e-=H2↑，所以A是电解池的阴极，B是阳极。从阴极通入的NaHSO3的通过阴离子交换膜进入阳极，放电生成，使得阳极区域通入的稀硫酸转变成较浓的硫酸后导出，所以C导出的是较浓的硫酸；如果将阴离子交换膜改成阳离子交换膜，则离子不能进入阳极区域，则阳极区域OH-放电生成O2，即4OH--4e-=O2+2H2O；
(4)①Pt电极上O2转化为O2-，O元素化合价降低，发生还原反应；
②NiO电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮，所以电极反应式为：NO+O2--2e-=NO2。
18．Al Al2(SO4)3 2Li++FeS+2e-=Li2S+Fe或 FeS+2e-=S2-+Fe 减小 0.01 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ 阻止OH-进入阳极室，与Cl2发生反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O d
【详解】
(1)①根据氧化还原反应：2Al(s)+3Cu2+(aq)=2Al3+(aq)+3Cu(s)设计原电池，Al作负极，则根据装置图可知，电极X为Cu，作正极，电极Y为Al；
②原电池中，阴离子移动向负极，则盐桥中的阴离子向Al2(SO4)3溶液中移动；
(2)①Li－Al/FeS是一种二次电池，其电池总反应为2Li+FeS=Li2S+Fe，由化合价变化可知，Li作负极，FeS作正极，则放电时的正极反应式为2Li++FeS+2e-=Li2S+Fe或 FeS+2e-=S2-+Fe；
②Al－空气燃料电池，Al作负极，空气从正极通入，该电池多使用NaOH溶液为电解液，负极反应式为，正极反应式为，总反应式为，故电池工作过程中，氢氧根离子浓度减小，则pH减小；
③1.08gAg的物质的量为0.01mol，Ag的化合价从+1价降低为0，则电路中转移的电子为0.01mol；
(3)①阳极上氯离子放电生成氯气，则阳极反应式为，阴极上水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根离子，则阴极反应式为，则电解饱和食盐水的离子方程式：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；
②离子交换膜的作用为：阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸、阻止OH-进入阳极室，与Cl2发生反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；
③阴极上水电离出的氢离子放电生成氢气和氢氧根离子，钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室，则氢氧化钠溶液从图中d位置流出。
19．负 HCHO-4e-+6OH-=+4H2O 2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑ 3.1 1.45 2SO2+4H2O-4e-=2+8H+ O2+4H++4e-=2H2O
【分析】
(1)甲池为燃料电池，通入甲醛的一极为负极，通入氧气的一极为正极，乙池为电解池，左边的C电极为阳极，水电离的氢氧根放电；右边的C电极为阴极，铜离子放电；丙池为电解池，左边的C为阳极，右边的C为阴极；
(2) 通入SO2的为负极，发生氧化反应，SO2被氧化为硫酸；通入氧气的为正极，氧气被还原生成水；电池的总反应式为：2SO2+2H2O+O2=2H2SO4。
【详解】
(1)①燃料电池中，通入燃料的为负极，故通入甲醛的一极为负极，在碱性溶液中，甲醛失电子后变为碳酸根，电极反应式为：HCHO-4e-+6OH-=+4H2O；故答案为：负；HCHO-4e-+6OH-=+4H2O；
②乙池为电解池，以C为电极电解硫酸铜溶液，阴阳极分别是铜离子和水中的氢氧根放电，总反应的离子方程式为：2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2；甲池中根据电极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-，所以消耗280mL(标准状况下0.0125mol)O2，则转移电子0.05mol，乙池的阴极反应式为Cu2++2e-=Cu，当转移电子0.05mol时，析出的铜为0.025mol，根据铜原子守恒，要使电解质复原，加入的CuCO3也为0.025mol，质量为0.025mol124g/mol=3.1g；根据丙装置中，在阴极上是氢离子放电，减小的氢离子是0.05mol，则产生的氢氧根为0.05mol，镁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化镁为0.025mol，理论上最多产生氢氧化镁质量应该是0.25mol×58g/mol=1.45g固体；故答案为：2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑；3.1；1.45；
(2)由分析可知，则通入SO2一极为负极，SO2被氧化为硫酸，电极反应式为：2SO2+4H2O-4e-=2+8H+；通入氧气的为正极，氧气被还原为水，电极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O；故答案为：2SO2+4H2O-4e-=2+8H+；O2+4H++4e-=2H2O。
20．c 阴 2Cl--2e-=Cl2↑ 将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气 负 ClO- +2e-+H2O=Cl-+2OH- 0.8NA或4.816×1023 S-6e-+3O2-=SO3
【分析】
（1）①图1中，装置为原电池，A为钢闸门，要保护A，A应做正极，则材料B的金属性比A强。
②图2中，装置为电解池，要保护钢闸门C，C应不失电子。用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D电极为阳极，溶液中的Cl-失电子生成Cl2，检验该电极反应产物应使用湿润的淀粉碘化钾试纸。
（2）E为镁合金，在该电极，镁失电子，F电极上ClO- 转化为Cl-。
（3）①正极O2+4e-=2O2-，由此可计算电路中转移电子的数目。
②在负极S(g)失电子转化为SO3。
【详解】
（1）①图1中，装置为原电池，A为钢闸门，要保护A，A应做正极，则材料B应选择金属性比A强的锌。答案为：c；
②图2中，装置为电解池，要保护钢闸门C，C应做阴极。用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D电极为阳极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，检验该电极反应产物的方法为将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气。答案为：阴；2Cl--2e-=Cl2↑；将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气；
（2）E为镁合金，做该燃料电池的负极。F电极为正极，电极反应式为ClO- +2e-+H2O=Cl-+2OH-。答案为：负；ClO- +2e-+H2O=Cl-+2OH-；
（3）①正极O2+4e-=2O2-，n(O2)==0.2mol，则电路中转移电子的数目为0.2mol×4NA= 0.8NA或4.816×1023。答案为：0.8NA或4.816×1023；
②在负极S(g)在O2-存在的环境中失电子，转化为SO3，电极反应式为S-6e-+3O2-=SO3。答案为：S-6e-+3O2-=SO3。
【点睛】
要保护金属制品，把金属制成合金，成本过高。通常采用的方法是电化学防护法，也就是设法阻止被保护金属失电子，要么与更活泼的金属相连，要么与电源的负极相连。若在金属制品外表涂油或油漆，虽然也能对金属制品起保护作用，但效果相对较差。