教育最新K122019高考化学总复习 第六章 化学反应与能量 6-3-2 考点二 电解原理的应用 多池组合装置基础小题

6-3-2 考点二电解原理的应用多池组合装置
一、电解原理的常规应用
1.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。

下列说法正确的是( )
A．氯碱工业中，X电极上反应式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
B．电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2＋浓度不变
C．在铁片上镀铜时，Y是纯铜
D．制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁
解析：氯碱工业中阳极是Cl－放电生成Cl2；电解精炼铜时阳极粗铜溶解，阴极Cu2＋放电析出Cu，但是粗铜中含有锌、铁、镍等杂质，使得溶液中Cu2＋浓度变小；铁片上镀铜时，阴极应该是铁片，阳极是纯铜。

答案：D
2．某同学用下图所示装置进行铜的电解精炼实验(粗铜中有锌、铁、镍、银等杂质，部分导线未画出)，下列说法正确的是( )
A．a应与c相连接，b应与d相连接
B．电解一段时间，b与d两极析出物质的物质的量相等
C．电解一段时间，b极附近溶液的pH降低
D．电解过程中，Y装置中Cu2＋的浓度始终不变
解析：A.X池中Zn为负极接Y池的纯铜，Cu为正极接Y池的粗铜，故A错误；B.b极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，d极电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，所以电解一段时间后，b、d两极析出物质的物质的量相同，故B正确；C.b极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，电解后pH升高，故C错误；D.Y池中c极电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Cu －2e－===Cu2＋，d极电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，故D错误。

答案：B
3．下列关于如图所示装置的说法，正确的是( )
A．①装置中阴极处产生的气体能够使湿润KI淀粉试纸变蓝
B．②装置中待镀铁制品应与电源正极相连
C．③装置中电子由b极流向a极
D．④装置中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应
解析：①装置是电解池，阴极是溶液中阳离子得到电子发生还原反应，应是铜离子得到电子生成铜，故A错误；②装置待镀制品和电源负极相连作电解池的阴极，故B错误；③装置是原电池，电子流向是从负极经导线流向正极，即从a极流向b极，故C错误；④装置中的离子交换膜允许Na＋通过，OH－、Cl－不能通过，可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应，故D正确。

答案：D
4．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的镍。

下列叙述中正确的是(已知：氧化性Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋)( )
A．阳极发生还原反应，其电极反应式为：Ni2＋＋2e－===Ni
B．电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等
C．电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
解析：电解时，阳极Zn、Fe、Ni失去电子，发生氧化反应，A错误；因氧化性Ni2＋>Fe2＋>Zn2＋，故阴极反应为Ni2＋＋2e－===Ni，可见，阳极质量减少是因为Zn、Fe、Ni溶解，而阴极质量增加是因为析出Ni，B错误；电解后溶液中的阳离子除Fe2＋和Zn2＋外，还有Ni2＋、H＋，C错误。

答案：D
二、电解原理的创新应用
5．某化工厂利用原电池原理处理废水并淡化海水。

工作示意图如下。

下列说法正确的是( )
A．电极a在装置中作正极
B．装置中膜A是阳离子交换膜
C．电极b的电极反应式是2NO－3＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O
D．若有机物表示为C4H8O2，每转移10 mol电子，电极a上产生22.4 L CO2(标准状况) 解析：在电极a上，有机物被氧化为CO2，该电极上发生氧化反应，则电极a为原电池的负极，A项错误；NO－3在电极b上被还原为无毒气体N2，则电极b为原电池的正极，其电极反应式为2NO－3＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O，C项正确；电极b上消耗溶液中的阳离子，故海水中的阳离子通过膜B(阳离子交换膜)进正极室，而海水中的阴离子透过膜A(阴离子交换膜)进入负极室，B项错误；C4H8O2中的C为－1价，转移10 mol电子时，电极a上产生2 mol CO2气体，D项错误。

答案：C
6．某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水，原理示意图如下，下列说法不正确的是( )
A ．A 为电源正极
B ．阳极区溶液中发生的氧化还原反应为Cr 2O 2－
7＋6Fe 2＋
＋14H ＋
===2Cr 3＋
＋6Fe 3＋
＋7H 2O C ．阴极区附近溶液pH 降低
D ．若不考虑气体的溶解，当收集到H 2 13.44 L(标准状况)时，有0.1 mol Cr 2O 2－
7被还原
解析：根据图示，A 作阳极，B 作阴极，电极反应式为 阳极：Fe －2e －
===Fe 2＋
阴极：2H ＋
＋2e －===H 2↑
然后，Cr 2O 2－
7＋6Fe 2＋
＋14H ＋
===2Cr 3＋
＋6Fe 3＋
＋7H 2O
由于在阴极区c (H ＋
)减小，所以pH 增大。

根据6H 2～6Fe 2＋
～Cr 2O 2－
7得，当有13.44 L(标准状况)H 2放出时，应有0.1 mol Cr 2O 2－
7被还原。

答案：C
7．以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：
下列说法不正确的是( )
A ．在阴极室，发生的电极反应为2H 2O ＋2e －
===2OH －
＋H 2↑
B ．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区H ＋
浓度增大，使平衡2CrO 2－
4＋2H
＋
2O 2－
7
＋H 2O 向右移动
C ．该制备过程总反应的化学方程式为4K 2CrO 4＋4H 2O=====通电
2K 2Cr 2O 7＋4KOH ＋2H 2↑＋O 2↑ D ．测定阳极液中K 和Cr 的含量，若K 与Cr 的物质的量之比(n K /n Cr )为d ，则此时铬酸
钾的转化率为1－d
2
解析：观察实验装置，阴极反应为4H 2O ＋4e －
===4OH －
＋2H 2↑，阳极反应为2H 2O －4e －
===4H
＋
＋O 2↑，阳极室OH －放电，导致H ＋浓度增大，使平衡2CrO 2－4＋2H
＋
2O 2－
7
＋H 2O 右移，从
而在阳极区得到K 2Cr 2O 7，故A 、B 、C 正确；D 项，设最初阳极室中的K 2CrO 4为1 mol ，通电
后转化的K 2CrO 4为x mol ，依题意有2(1－x )＋x 2×2＝d ×1，x ＝2－d ，K 2CrO 4的转化率为
2－d
1
×100%，故D 项错误。

答案：D。