新高考化学二轮复习核心考点逐项突破专题九 电解池（专练）（解析版）

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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
注意事项：
1.答题前，务必将自己的姓名、考号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时，必须将答案书写在专设答题页规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答。在试题卷上答题无效。
5.考试结束后，只交试卷答题页。
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 S-32 Cl-35.5
一、选择题(本题含16小题，每题3分，共48分。每题只有一个选项符合题意)
1．（2023秋·上海徐汇·高三上海市西南位育中学校考期末）利用如图装置进行实验(U形管为耐压试管)，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法正确的是
A．铁丝的腐蚀速率：a>b
B．a、b管溶液的pH值都增大
C．一段时间后，a管液面低于b管
D．a、b两管中发生相同的电极反应为Fe-3e-=Fe3+
2．（2021秋·山东青岛·高三统考期中）FFC—剑桥法制取高纯硅是以夹有石英片的单晶硅和石墨作电极、氯化钙熔盐为电解质直接电解，同时产生CO和CO2等气体。下列说法错误的是
A．夹有石英片的单晶硅作阴极，石墨作阳极
B．阴极电极反应为：SiO2+4e-=Si+2O2-
C．将生成的O2转化为CO和CO2可促进电子的转移
D．将石英片夹在单晶硅中，可以避免对产物纯度的影响
3．（2023·安徽黄山·统考一模）电解废旧锂电池中的示意图如下(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)。下列说法正确的是
A．电极A的电极反应为：
B．电极B为阳极，发生还原反应
C．电解结束，溶液的增大
D．电解一段时间后溶液中浓度减小
4．（2020·河北张家口·一模）由于氯酸钠(NaClO3)具有吸湿性，不易保存，因此工业上常采用电渗析法将氯酸钠(NaClO3)转化成氯酸钾(KClO3)，其工作原理如图所示(a、b两电极均为石墨电极，c、d、e依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜），下列法说不正确的是（ ）
A．a电极连接电源负极
B．左池NaOH溶液出口浓度大于入口浓度
C．该电解池的工作原理实质是电解水
D．制备1mlKClO3，a、b两极共产生16.8L气体
5．（2022·全国·高三专题练习）因镍与盐酸反应缓慢，工业上以镍和盐酸为原料，利用离子膜电解技术制取氯化镍()，其原理如图。电解过程露不断往b极区补充盐酸。下列说法正确的是
A．a接外电源的负极
B．离子交换膜为阳离子交换膜
C．总反应为：
D．电解过程可用溶液代替盐酸
6．（2023·四川成都·一模）某种电催化法以为催化电极合成腈类化合物和偶氮化合物，装置示意图如图。下列说法错误的是
A．左侧电极的电势比右侧的高，且发生氧化反应
B．阴极发生反应：
C．从右侧经过阴离子交换膜向左侧移动
D．每当合成得到，同时合成
7．（2021·全国·高三专题练习）如图为CO2电甲烷化的装置图(MEC)，其利用微生物催化驱动工作，该生物电催化技术既有助于降低温室效应，也可处理有机废水。下列说法正确的是
A．b电极为MEC的阳极
B．若b电极转化1.5ml CO2，装置中转移的电子数是15NA
C．MEC工作时，质子将从a电极室向b电极室迁移
D．b电极的反应方程式为CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-
8．（2020秋·河北张家口·高三张家口市第一中学校考期中）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学能
B．管道右端腐蚀比左端快，右端电极反应式为Fe-2e-=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
9．（2022·青海海东·校考二模）某科研团队成功合成了具有拉伸应力的超薄多孔Pd纳米片，以超薄多孔Pd纳米片作阳极，在常温常压下通过电解将氮气直接转化为硝酸根离子。其工作原理示意图如图所示。已知：Pd会向PdO2发生转化，在极少量PdO2生成后开始有硝酸根离子生成，Pd溶于硝酸。下列说法错误的是
A．可采用阴离子交换膜
B．电解过程中，Pd、N2均在阳极附近发生反应
C．超薄多孔Pd纳米片有助于其转化为PdO2，提高硝酸根离子的产生效率
D．开始产生硝酸根离子时，电解的总反应式为
10．（2022·上海崇明·统考二模）我国研发的高效低压电催化还原CO2法居世界领先水平，工作原理如图所示，工作时总反应为NaCl + CO2CO + NaClO。a、b均为涂装催化剂的惰性电极。下列说法错误的是
A．工作时，电能转化为化学能
B．工作时，NaClO产生在a极区
C．若用铜-锌原电池作电源，则X极反应为Zn-2e→Zn2+
D．消耗0.05ml CO2时，有0.1ml H+通过质子交换膜
11．（2023秋·上海浦东新·高三统考期末）电解氧化法可在铝制品表面形成致密的氧化膜，从而提高铝制品的耐腐蚀性。电解时以铝制品和石墨为电极，溶液为电解液，阴极放出气体。下列叙述正确的是
A．待加工铝制品为阴极B．阴极放出的气体为氧气
C．电解时阴离子向阴极移动D．溶液碱性过强可能导致实验失败
12．（2022秋·北京海淀·高三清华附中校考阶段练习）CO2资源化利用是实现碳中和的一种有效途径。下图是CO2在电催化下产生合成气(CO和H2)的一种方法。下列说法不正确的是
A．a电极连接电源的负极B．从a极区向b极区移动
C．b极区中c(CH3COO-)逐渐增大D．a极区中c()逐渐增大
13．（2023秋·安徽·高三校联考期末）石墨烯基电催化转化为等小分子燃料的装置示意图如图所示。下列叙述正确的是
A．a电极应该连接电源的负极
B．电催化过程溶液中的由Ⅱ室向Ⅰ室迁移
C．Ⅱ室中每消耗气体，Ⅰ室生成
D．转化为的反应为
14．（2023秋·宁夏银川·高三六盘山高级中学校考期末）双盐Mg-CS2电池因具有高比容量与高安全性而日益受到关注，其充放电过程如图所示：
下列说法错误的是
A．放电时X电极电势低于Y电极
B．充电时X电极接电源正极，发生还原反应
C．放电时Y极上电极反应：CS2+4e-+4Li+=C+2Li2S
D．充电电压是2.75 V
15．（2022·上海松江·统考一模）利用如图装置探究铁在海水中的电化学防护，下列说法错误的是
A．若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀
B．若X为锌棒，开关K置于M处，海水降低
C．若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀
D．若X为碳棒，开关K置于N处，碳棒上发生氧化反应
16．（2023·湖北·统考一模）1，2-二氯乙烷主要用作聚氯乙烯单体制取过程的中间体，用电有机合成法合成1，2-二氯乙烷的装置如图所示。下列说法中正确的是
A．直流电源电极a为负极
B．X为阳离子交换膜，Y为阴离子交换膜
C．液相反应中，被氧化为1，2-二氯乙烷
D．该装置总反应为
二、非选择题 (本题共5小题，1-3题每题10分，4-5题每题11分，共52分)
17．（2023秋·北京西城·高三统考期末）石油中含有有机氯和无机氯(主要以的形式存在)，还含有少量的硫化氢、硫酸盐和碳酸盐等。微库仑滴定法可快速测定石油中的有机氯和无机氯的含量。
已知：库仑测氯仪中电解原理示意图如下。检测前，电解质溶液中的保持定值时，电解池不工作。待测物质进入电解池后与反应，测氯仪便立即自动进行电解到又回到原定值，测定结束。通过测定电解消耗的电量可以求出石油中氯的含量。
(1)库仑测氯仪电解池中的阳极反应是_______。
I.石油中有机氯含量的测定
(2)用过量KOH溶液和水除去石油样品中的和无机盐，再通过_______操作分离得到处理后的石油样品。KOH溶液除去的离子方程式是_______。
(3)经处理后的石油样品在高温、富氧条件下燃烧，有机氯转化为HCl。在库仑测氯仪中，待测气体通入电解池后与反应的离子方程式是_______。
(4)石油样品为ag，电解消耗的电量为x库仑，样品中有机氯的含量(按含氯元素计)为_______mg/g。
已知：电解中转移1ml电子所消耗的电量为F库仑
II.石油中无机氯含量的测定
在极性溶剂存在下加热石油样品，再用水提取其中的无机盐。含盐的待测液体注入库仑测氯仪进行测定。
已知：i.样品中存在的和CO不影响测定结果
ii.
(5)用离子方程式解释不影响测定结果的原因：_______。
(6)石油样品中存在的会影响测定结果。
①通过估算说明的存在会影响测定结果：_______。
②待测液体注入库仑测氯仪前，可加入_______(填序号)以消除的影响。
a.溶液 b.NaOH溶液 c.碘水
18．（2019秋·贵州黔东南·高三校考期末）钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可见，为此每年国家损失大量资金。请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。
（1）钢铁的电化学腐蚀原理如图所示：
①写出石墨电极的电极反应式______；
②将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在如图虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流动方向。______
③写出修改后石墨电极的电极反应式______。
（2）生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式_____。
(3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图：
①A电极对应的金属是__(写元素名称)，B电极的电极反应式是____。
②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为___ ml。
③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因___。
19．（山东日照·统考二模）电化学原理在金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
（1）通常可用图l、图2所示的两种方式减缓海水埘钢闸门A的腐蚀，则图l中材料B通常选择_________(填字母序号)，图2 中材料C最好选择_________(填字母序号)。
a．钠块 b．铜块 c．锌块 d．石墨
则图2中C上发生的主要电极反应式为___________________。
（2）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图3为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。
①D为该燃料电池的________极(填“正”或“负”)。E电极上的电极反应式为_______。
②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀使负极利用率降低，该过程中产生的气体a为_______(填化学式)。
（3）乙醇酸(HOOC—CHO)是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图4所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸。
①乙二醛(OHC—CHO)与M电极的气体产物反应生成乙醛酸，则反应的化学方程式为____________。
②该电解装置工作中若有0.5mlH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为____________ml。
20．（2023秋·北京通州·高三统考期末）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：
(1)已知：



反应I的热化学方程式：_______。
(2)反应I所得产物的溶液在碘过量时会自发分成两层。分离两层溶液的实验操作是_______。
(3)研究发现，通过电解方法实现反应I，既可减少碘的加入量，也可减少溶液后续纯化过程的能耗。写出通过电解法实现反应I时，阳极的电极反应式：_______。
(4)碘硫循环过程中反应I所制备出的HI浓度较低，必须对HI溶液进行浓缩。电解电渗析浓缩HI溶液的原理如下图所示，初始时阳极液和阴极液相同，溶液组成均为n(HI)：n(H2O)：n(I2)=1：6.8：2。
①电渗析过程中，阳极液中I2的浓度会_______(填“增大”或“减小”)。
②结合化学用语，解释阴极区进行HI浓缩的原理_______。
(5)某科研小组采用双极膜电渗析法制备高浓度氢碘酸，工作原理如下图所示。
已知：双极膜在直流电场作用下可将水解离，在双极膜的两侧分别得到H+和OH-。
①X极是_______(填“阳极”或“阴极”)。
②电解后，_______室获得较浓的氢碘酸(填“a”、“b”或“c”)。
21．（2023秋·天津河西·高三天津市新华中学校考期末）含SO2、NOx的烟气必须经过处理才可排放。回答下列问题：
(1)若烟气主要成分为SO2、NO，可通过电解法除去，其原理如图所示。阳极的电极反应式为_______。标准状况下，22.4LNO完全反应转移电子数约为_______。
(2)若烟气主要成分为SO2，可以用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化成(NH4)2SO4，已知H2SO3的Ka1=1.3×10-2、Ka2=6.2×10-8，NH3·H2O的Kb=1.75×10-5。则常温下，NH4HSO3溶液的pH_______7(填“”或“=”)。
(3)若烟气主要成分为NO，O3能有效地氧化NO。
①O3分子的空间结构与水分子的相似，O3是_______(填“极性”“非极性”)分子。
②已知：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H1=-114kJ/ml-1
2O3(g)=3O2(g) △H2=-284.2kJ/ml-1(活化能Ea=119.2kJ/ml-1)
NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H3=-119.1kJ/ml-1(活化能Ea=3.2kJ/ml-1)
NO可经O3处理后再用碱液吸收而实现脱除。为分析氧化时温度对NO脱除率的影响，将NO与O3混合反应一段时间，再用碱液吸收氧化后的气体。其他条件相同时，NO脱除率随NO与O3混合反应时温度变化情况为：温度在50~150℃时，随着温度升高，NO脱除率无明显变化；温度超过150℃时，随着温度升高，NO脱除率下降，其可能原因是_______。
(4)若烟气主要成分为NO2，用O3氧化NO2时，使用催化剂可提高氧化效率。研究发现NO2在某催化剂表面被O3氧化时反应机理如图所示，反应过程中，氮氧化物[M]与NO2按物质的量1：1反应生成N2O5，[M]的化学式为_______。该催化氧化过程总反应的化学方程式为_______。