專練33電解池原理及應用一、單項選擇題1.[2022·廣東卷]以熔融鹽為電解液，以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進行電解，實現(xiàn)Al的再生。該過程中（）A．陰極發(fā)生的反應為Mg－2e－=Mg2＋B.陰極上Al被氧化C．在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽極泥D．陽極和陰極的質(zhì)量變化相等2.[2022·全國乙卷]Li-O2電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好應用前景。近年來，科學家研究了一種光照充電Li-O2電池（如圖所示）。光照時，光催化電極產(chǎn)生電子（e－）和空穴（h＋），驅(qū)動陰極反應（Li＋＋e－=Li）和陽極反應（Li2O2＋2h＋=2Li＋＋O2）對電池進行充電。下列敘述錯誤的是（）A．充電時，電池的總反應Li2O2=2Li＋O2B．充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)C．放電時，Li＋從正極穿過離子交換膜向負極遷移D．放電時，正極發(fā)生反應O2＋2Li＋＋2e－=Li2O23.[2021·遼寧卷]利用（Q）與（QH2）電解轉(zhuǎn)化法從煙氣中分離CO2的原理如圖。已知氣體可選擇性通過膜電極，溶液不能通過。下列說法錯誤的是（）A．a(chǎn)為電源負極B．溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變C．CO2在M極被還原D．分離出的CO2從出口2排出4.[2021·天津卷]如圖所示電解裝置中，通電后石墨電極Ⅱ上有O2生成，F(xiàn)e2O3逐漸溶解，下列判斷錯誤的是（）A．a(chǎn)是電源的負極B．通電一段時間后，向石墨電極Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出現(xiàn)紅色C．隨著電解的進行，CuCl2溶液濃度變大D．當0.01molFe2O3完成溶解時，至少產(chǎn)生氣體336mL（折合成標準狀況下）5.[2021·廣東卷]鈷（Co）的合金材料廣泛應用于航空航天、機械制造等領(lǐng)域。如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意圖。下列說法正確的是（）A．工作時，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大B．生成1molCo，Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少16gC．移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反應不變D．電解總反應：2Co2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2Co＋O2↑＋4H＋6.[2021·浙江1月]鎳鎘電池是二次電池，其工作原理示意圖如下（L為小燈泡，K1、K2為開關(guān)，a、b為直流電源的兩極）。下列說法不正確的是（）A．斷開K2、合上K1，鎳鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學能→電能B．斷開K1、合上K2，電極A為陰極，發(fā)生還原反應C．電極B發(fā)生氧化反應過程中，溶液中KOH濃度不變D．鎳鎘二次電池的總反應式：Cd＋2NiOOH＋2H2Oeq\o(KN*,\s\up7(放電),\s\do5(充電))Cd（OH）2＋2Ni（OH）27.[2021·全國乙卷]沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率。為解決這一問題，通常在管道口設(shè)置一對惰性電極（如圖所示），通入一定的電流。下列敘述錯誤的是（）A．陽極發(fā)生將海水中的Cl－氧化生成Cl2的反應B．管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClOC．陰極生成的H2應及時通風稀釋安全地排入大氣D．陽極表面形成的Mg（OH）2等積垢需要定期清理8.[素材創(chuàng)新]O3是一種常見的綠色氧化劑，可由臭氧發(fā)生器電解稀硫酸制得，原理如圖。下列說法錯誤的是（）A．電極a為陰極B．a(chǎn)極的電極反應式為O2＋4H＋＋4e－=2H2OC．電解一段時間后b極周圍溶液的pH下降D．標準狀況下，當有5.6LO2反應時，收集到O2和O3混合氣體4.48L，O3的體積分數(shù)為80%9.[情境創(chuàng)新]雙極膜（BPM）是陰、陽復合膜，在直流電的作用下，陰、陽膜復合層間的H2O解離成H＋和OH－，作為H＋和OH－離子源。利用雙極膜電滲析法電解食鹽水可獲得淡水、NaOH和HCl，其工作原理如圖所示，M、N為離子交換膜。下列說法不正確的是（）A．相同條件下，不考慮氣體溶解，陰極得到氣體體積是陽極兩倍B．電解過程中Na＋向左遷移，N為陰離子交換膜C．若去掉雙極膜（BPM），陽極室會有Cl2生成D．電解結(jié)束后，陰極附近溶液酸性明顯增強10.在固態(tài)金屬氧化物電解池中，高溫共電解H2O—CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式，基本原理如圖所示。下列說法不正確的是（）A．X是電源負極B．陰極的電極反應式是H2O＋2e－=H2＋O2－，CO2＋2e－=CO＋O2－C．總反應可表示為H2O＋CO2eq\o(=,\s\up7(通電))H2＋CO＋O2D．陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1∶1二、不定項選擇題11.利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應用。下列說法正確的是（）A．氯堿工業(yè)中，X電極上的反應式是4OH－－4e－=2H2O＋O2↑B．電解精煉銅時，Z溶液中的Cu2＋濃度變小C．在鐵片上鍍銅時，Y是純銅D．制取金屬鎂時，Z是熔融的氯化鎂12.[2021·全國甲卷]乙醛酸是一種重要的化工中間體，可采用如圖所示的電化學裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H＋和OH－，并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法正確的是（）A．KBr在上述電化學合成過程中只起電解質(zhì)的作用B．陽極上的反應式為：＋2H＋＋2e－→＋H2OC．制得2mol乙醛酸，理論上外電路中遷移了1mol電子D．雙極膜中間層中的H＋在外電場作用下向鉛電極方向遷移13.[2022·山西平遙高三測試]電解尿素[CO（NH2）2]的堿性溶液制氫氣的裝置如圖所示。下列說法錯誤的是（）A．為增強導電性，可用金屬銅作陽極B．電解過程中陰、陽極產(chǎn)生的氣體的物質(zhì)的量之比為1∶3C．陰極的電極反應式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－D．陽極的電極反應式為CO（NH2）2－6e－＋8OH－=COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋N2↑＋6H2O14.[2022·四川威遠中學月考]高鐵酸鹽在能源環(huán)保領(lǐng)域有廣泛用途。用鎳（Ni）、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鈉（Na2FeO4）的裝置如圖所示。下列說法正確的是（）A.鐵是陽極，電極反應為Fe－2e－＋2OH－=Fe（OH）2↓B．電解一段時間后，鎳電極附近溶液的pH減小C．每制得1molNa2FeO4，理論上可以產(chǎn)生67.2L氣體D．若離子交換膜為陰離子交換膜，則電解結(jié)束后左側(cè)溶液中含有FeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))[HT]三、非選擇題[HT]15.Ⅰ.氯堿工業(yè)以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的含氧酸鹽等系列化工產(chǎn)品。離子交換膜法電解食鹽水的裝置如圖所示，圖中的離子交換膜只允許陽離子通過。（1）A為____________極，X、Y分別是__________、______________。`（2）離子交換膜的作用是_______________________________________________、______________________________________________________________________。`（3）a、b、c、d加入或取出的物質(zhì)分別是________________、___________________、___________________、___________________。Ⅱ.實驗室用NH4Cl、鹽酸、NaClO2（亞氯酸鈉