2026版正禾一本通高三一輪總復(fù)習(xí)化學(xué)-熱點(diǎn)提升(八) 電解原理在生產(chǎn)、生活、科技中的創(chuàng)新應(yīng)用_第1頁
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熱點(diǎn)提升(八)電解原理在生產(chǎn)、生活、科技中的創(chuàng)新應(yīng)用1.如圖用鐵碳微電解技術(shù)處理酸性廢水,若上端口打開,并鼓入空氣,可得到強(qiáng)氧化性中間體羥基自由基(·OH);若上端口關(guān)閉,可得到強(qiáng)還原性中間體氫原子(·H)。下列說法錯誤的是()A.自由基均為陰極產(chǎn)物B.1molO2完全轉(zhuǎn)化為羥基自由基(·OH)時(shí)轉(zhuǎn)移了2mol電子C.若處理含酚類的酸性廢水,則上端口應(yīng)關(guān)閉D.處理含Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2-),\s\do1(7))的酸性廢水后,體系pH升高解析:選C。由題意可知,若上端口打開,并鼓入空氣,可得到強(qiáng)氧化性中間體羥基自由基(·OH),反應(yīng)為O2+2H++2e-=2·OH;若上端口關(guān)閉,可得到強(qiáng)還原性中間體氫原子(·H),反應(yīng)為H++e-=·H,故自由基均為陰極產(chǎn)物,A正確。1molO2完全轉(zhuǎn)化為羥基自由基(·OH)時(shí)轉(zhuǎn)移了2mol電子,B正確。除去含酚類的酸性廢水,需要氧化性的物質(zhì),所以上端口需要打開,生成羥基自由基氧化酚類,C錯誤。Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2-),\s\do1(7))在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性,需要還原劑,所以上端口需要關(guān)閉,得到強(qiáng)還原性中間體氫原子(·H)和Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2-),\s\do1(7))反應(yīng),需要消耗氫離子,則體系的pH升高,D正確。2.如圖用電解法制備Na2FeO4。下列說法正確的是()A.電解時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.電解時(shí)應(yīng)將鉑電極與直流電源正極相連C.電解時(shí)鐵電極的電極反應(yīng)式為Fe+8OH-+6e-=FeOeq\o\al(\s\up1(2-),\s\do1(4))+4H2OD.電解過程中每轉(zhuǎn)移1mole-,理論上可獲得標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2LH2解析:選D。電解法制備Na2FeO4裝置中鐵作陽極,F(xiàn)e失去電子生成FeOeq\o\al(\s\up1(2-),\s\do1(4)),在陰極上水放電生成氫氣和氫氧根離子。電解過程中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,故A錯誤;Fe作陽極,則鉑作陰極,與直流電源的負(fù)極相連,故B錯誤;電解時(shí)鐵電極的電極反應(yīng)式為Fe+8OH--6e-=FeOeq\o\al(\s\up1(2-),\s\do1(4))+4H2O,故C錯誤;電解過程中陰極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,每轉(zhuǎn)移1mole-生成0.5mol氫氣,標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.5mol氫氣的體積為11.2L,故D正確。3.環(huán)氧乙烷是一種高效消毒劑,一種新型電化學(xué)合成方法如圖所示,下列說法錯誤的是()A.電流方向:電極X→離子交換膜→電極YB.可用核磁共振氫譜跟蹤反應(yīng)中有機(jī)物種類的改變C.電解后兩極輸出液混合反應(yīng),可用丙酮萃取混合液獲得環(huán)氧乙烷D.若用丙烯代替乙烯,在制備過程中會有手性分子生成解析:選C。裝置分析:電極X上Cl-發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cl2,為陽極;電極Y為陰極,H2O發(fā)生還原反應(yīng)生成H2。陰、陽兩級物質(zhì)發(fā)生反應(yīng):+OH-→+Cl-+H2O、H++OH-=H2O。電極X上Cl-發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cl2,為陽極,連接電源的正極,電極Y為陰極,連接電源的負(fù)極,故電流由電極X經(jīng)離子交換膜流向電極Y,A正確;反應(yīng)過程涉及3種有機(jī)物:CH2=CH2、、,可用核磁共振氫譜跟蹤,B正確;丙酮易溶于水,不能用作萃取液,C錯誤;用丙烯時(shí)會有HOCH2CHCH3Cl或ClCH2CHCH3OH生成,含有手性碳原子,屬于手性分子,D正確。4.用下圖實(shí)現(xiàn)吸收一定量SO2后的鈉堿脫硫液(NaOH+Na2SO3)的“循環(huán)再生”。下列說法正確的是()A.m為陰膜B.出液1的溶質(zhì)主要是H2SO3C.出液2的pH大于進(jìn)液2的pHD.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí),a電極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12L氣體解析:選B。脫硫液在陰極區(qū)反應(yīng)析出H2,使陰極區(qū)pH上升,過量的OH-與HSOeq\o\al(\s\up1(-),\s\do1(3))反應(yīng)生成SOeq\o\al(\s\up1(2-),\s\do1(3)),脫硫液可再生,故a電極上水電離出的H+放電,電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,a電極是陰極,中間室中的Na+通過m移向左室,故m是陽膜,A錯誤。b電極作陽極,H+通過陽膜移向中間室,與SOeq\o\al(\s\up1(2-),\s\do1(3))結(jié)合生成H2SO3,故出液1的溶質(zhì)主要是H2SO3,B正確。b電極上水電離出的OH-放電,故右室中H2O減少,H2SO4濃度增大,出液2的pH略小于進(jìn)液2的pH,C錯誤。由a電極的電極反應(yīng)式可知,當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí),a電極產(chǎn)生0.1molH2,標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為2.24L,D錯誤。5.某工廠采用電解法處理含鉻廢水,耐酸電解槽用鐵板作陰、陽極,槽中盛放含鉻廢水,原理如圖所示,下列說法不正確的是()A.a(chǎn)接電源正極B.陽極區(qū)溶液中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2-),\s\do1(7))+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2OC.若不考慮氣體的溶解,當(dāng)收集到13.44L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2時(shí),有0.2molCr2Oeq\o\al(\s\up1(2-),\s\do1(7))被還原D.陰極區(qū)附近溶液pH增大解析:選C。由圖可知,右側(cè)生成氫氣,發(fā)生還原反應(yīng),右側(cè)鐵板為陰極,則左側(cè)鐵板為陽極,故a接電源正極,A項(xiàng)正確;左側(cè)鐵板為陽極,鐵放電生成亞鐵離子,亞鐵離子被溶液中的Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2-),\s\do1(7))氧化,反應(yīng)的離子方程式為Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2-),\s\do1(7))+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,B項(xiàng)正確;標(biāo)準(zhǔn)狀況下,13.44L氫氣的物質(zhì)的量為eq\f(13.44L,22.4L·mol-1)=0.6mol,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得n(Fe2+)=eq\f(0.6mol×2,2)=0.6mol,根據(jù)Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2-),\s\do1(7))~6Fe2+可知,被還原的Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2-),\s\do1(7))的物質(zhì)的量為0.6mol×eq\f(1,6)=0.1mol,C項(xiàng)錯誤;陰極氫離子放電生成氫氣,氫離子濃度降低,溶液的pH增大,D項(xiàng)正確。6.(2023·廣東高考)用一種具有“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜組裝電解池(下圖),可實(shí)現(xiàn)大電流催化電解KNO3溶液制氨。工作時(shí),H2O在雙極膜界面處被催化解離成H+和OH-,有利于電解反應(yīng)順利進(jìn)行。下列說法不正確的是()A.電解總反應(yīng):KNO3+3H2O=NH3·H2O+2O2↑+KOHB.每生成1molNH3·H2O,雙極膜處有9mol的H2O解離C.電解過程中,陽極室中KOH的物質(zhì)的量不因反應(yīng)而改變D.相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜,“卯榫”結(jié)構(gòu)可提高氨生成速率解析:選B。在電極a處KNO3放電生成NH3,發(fā)生還原反應(yīng),故電極a為陰極,電極反應(yīng)式為NOeq\o\al(\s\up1(-),\s\do1(3))+8e-+7H2O=NH3·H2O+9OH-,電極b為陽極,電極反應(yīng)式為4OH--4e-=O2↑+2H2O,“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜中的H+移向電極a,OH-移向電極b。由分析中陰、陽極電極反應(yīng)式可知,電解總反應(yīng)為KNO3+3H2O=NH3·H2O+2O2↑+KOH,A正確;每生成1molNH3·H2O,陰極得8mole-,同時(shí)雙極膜處有8molH+進(jìn)入陰極室,即有8mol的H2O解離,B錯誤;電解過程中,陽極室每消耗4molOH-,同時(shí)有4molOH-通過雙極膜進(jìn)入陽極室,KOH的物質(zhì)的量不因反應(yīng)而改變,C正確;相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜,“卯榫”結(jié)構(gòu)具有更大的膜面積,有利于H2O被催化解離成H+和OH-,可提高氨生成速率,D正確。7.(2024·湖南高考)在KOH水溶液中,電化學(xué)方法合成高能物質(zhì)K4C6N16時(shí),伴隨少量O2生成,電解原理如圖所示,下列說法正確的是()A.電解時(shí),OH-向Ni電極移動B.生成C6Neq\o\al(\s\up1(4-),\s\do1(16))的電極反應(yīng):2C3N8H4+8OH--4e-=C6Neq\o\al(\s\up1(4-),\s\do1(16))+8H2OC.電解一段時(shí)間后,溶液pH升高D.每生成1molH2的同時(shí),生成0.5molK4C6N16解析:選B。Ni電極為陰極,Pt電極為陽極,電解過程中,陰離子向陽極移動,即OH-向Pt電極移動,A錯誤;Pt電極C3N8H4失去電子生成C6Neq\o\al(\s\up1(4-),\s\do1(16)),電解質(zhì)溶液為KOH水溶液,電極反應(yīng)為:2C3N8H4+8OH--4e-=C6Neq\o\al(\s\up1(4-),\s\do1(16))+8H2O,B正確;陽極主要反應(yīng)為:2C3N8H4-4e-+8OH-=C6Neq\o\al(\s\up1(4-),\s\do1(16))+8H2O,陰極反應(yīng)為:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,則電解過程中發(fā)生的總反應(yīng)主要為:2C3N8H4+4OH-eq\o(=,\s\up7(電解))C6Neq\o\al(\s\up1(4-),\s\do1(16))+4H2O+2H2↑,反應(yīng)消耗OH-,生成H2O,電解一段時(shí)間后,溶液pH降低,C錯誤;根據(jù)電解總反

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