2023年高考化学第一轮专项复习真题仿真—电解池(含解析)

2023届高考化学第一轮专题复习真题试卷模拟——电解池一、单选题
A．b为直流电源的负极
B．工作时，废水中NaCl的浓度保持不变
C．工作时，N极区NaCl溶液的质量基本不变
D．若导线中通过6mol电子，则理论上生成1molN2
2．（2023秋·山西运城·高三统考期末）从海水的母液中
的一种工艺流程如图，下列说法中错误的是
A．试剂X可以为石灰乳
B．“脱水”时采用直接灼烧的方法，得到MgCl2固体
C．“制备”采取电解熔融MgCl2的方法，Mg在阴极生成
D．“溶镁”的离子方程式为：Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O
3．（2023秋·山西运城·高三统考期末）以过剩的电力将CO2还原可加速实现碳中和。

学家研究在稀硫酸中利用电催化可将CO2转化HCOOH，其原理如图所示。

下列说法中正确
A．a是电源负极
B．反应过程中，H+从右池迁移到左池
C．Pt电极上的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
D．若生成1molHCOOH，则电路中转移电子的物质的量为4．（2023春·广东广州·高三广州市第二中学校联考开学考试）
能最主要方式之一。

图1为光伏发电装置，图2为电解制备绿色硝化剂
为Pt电极)。

下列说法不正确
．．．的是
A．光伏发电装置中N型半导体为负极
B．生成N2O5的电极反应式为N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+
A．电极a连接电源的正极
2H O+2e-
B．电极b上发生反应：2
C．通电后右室溶液质量减少
D．若电解效率为60%，电路中通过
6．（2023春·内蒙古赤峰·高三赤峰二中校考阶段练习）利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是
Al S固体
A．图Ⅰ装置可制备23
B．图Ⅱ装置可测定中和反应的反应热
CuSO溶液
C．图Ⅲ装置可实现铁上镀铜，a极为铜，电解质溶液可以是4
D．图Ⅳ装置可检验1-溴丁烷和氢氧化钠乙醇溶液反应的产物
7．（2023秋·广东肇庆·高三统考期末）设A N为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
8．（2023秋·广东深圳·高三校考期末）用如图所示装置电解饱和碳酸钠溶液，电极X为石墨电极，5min后澄清石灰水变浑浊。

某同学为探究CO2气体产生的原因，将电极X改为铂电极(其他条件不变)重新进行电解实验，发现澄清石灰水并未出现浑浊现象。

下列说法正确的是
A．X电极为阴极
B．电解过程中左侧电极附近溶液c(OH—)减小
C．电解过程中，溶液中一直++2---
c(Na)+c(H)=c(CO)+c(HCO)+c(OH)存在
33
D．实验结论：CO2产生的主要原因并不是阳极产生的H+与CO2-3反应9．（2023·全国·高三专题练习）一种无需离子交换膜的氮流电池的工作原理如图所示。

下列说法正确的是
A．充电时，a极接电源正极
B．充电时，左侧NaCl溶液储液罐中溶液的pH减小
C．放电时，a极的电极反应为Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+
D．放电时，有1molCl2参与反应，理论上NaCl溶液增重71g
A．图甲是原电池工作原理图，图乙是电池充电原理图B．放电时，正极液态电解质溶液的颜色变浅
C．充电时，Li+从左向右通过聚合物离子交换膜D．放电时，负极的电极反应式为：
A．除去Cl2中的HCl 燥B．制备无水AlCl
体
C．收集NO2气体D．铁钉上镀铜
A ．惰性电极a 为负极
B ．3NO -
在b 极被还原C ．相同时间内a 、b 两极产生2N 的物质的量之比为3∶5
D ．4NH +在硝化细菌的作用下被氧化成3NO -
二、原理综合题
(3)在配制4NaBH 溶液时，为了防止发生水解反应，可以加入少量的___________(填写化学式)。

(4)向4NaBH 水溶液中加入催化剂Ru/NGR 后，能够迅速反应，生成偏硼酸钠(2NaBO )和氢气。

写出该反应的化学方程式___________。

(5)在研究浓度对催化剂Ru/NGR 活性的影响时，发现B 点后(见图1)增加4NaBH 的浓度，制氢速率反而下降，推断可能的原因是___________。

(6)用惰性电极电解2NaBO 溶液可制得4NaBH ，实现物质的循环使用，制备装置如图2所示。

①钛电极的电极反应式是___________。

②电解过程中，阴极区溶液pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)
16．
（2023春·江苏南通·高三海安高级中学校考阶段练习）苯乙烯是生产塑料和合成橡胶的重要有机原料，国内外目前生产苯乙烯的方法主要是乙苯用金属氧化物催化脱氢法。

I.直接脱氢法反应方程式为： +H 2(g)11ΔH =117.6kJ mol
-+⋅(1)经研究表明，在固定空速(恒压)条件下，该反应存在乙苯的转化率较低、金属氧化物表面存在积碳等问题。

若改通650℃水蒸气与乙苯混合气能够有效地解决这些问题，加入水蒸气的作用是___。

II.近年来，有研究者发现若将上述生产过程中通入水蒸气改为通入2CO ，在2CO 气氛中乙苯
催化脱氢制苯乙烯更容易进行，+CO 2(g)
()()2+CO g +H O g 1
ΔH 158.8kJ mol -=+⋅该反应由于催化剂金属氧化物的不同，可能存在三种反应机理
(2)①逆水煤气机理：即2CO 与2H 反应，促进反应正向进行，该反应的热化学方程式为_______。

②晶格氧机理：Ar 气氛下进行乙苯基本脱氢时消耗晶格氧，催化剂上金属钒(V)的化合价降低；将反应后的催化剂用2CO 再生，可以重新得到高价态的钒(V)，补充晶格氧。

因此高价态的钒(V)是反应的催化活性中心，2CO 的作用是保持钒(V)物种处于高价态。

催化循环可表示如下：
则上述机理图中物质X 为_______。

(填“m n+1MgV O ”或“m n MgV O ”)
③550℃2CO 耦合乙苯脱氢
由图中过程可知，酸性位和碱性位都是反应的活性中心，乙苯脱氢是催化剂上的酸碱位协同作用的结果。

酸性位上发生乙苯分子的吸附活化；弱碱性位参与脱去α-H ，而强碱性位活化2CO ，被活化的2CO 很容易和β-H 反应，生成苯乙烯。

由于催化剂的碱性不同，在23Al O 上发生的是直接脱氢，而在223Na O /Al O 上发生的基本上是耦合脱氢的原因是_______。

(3)从资源综合利用角度分析，乙苯与2CO 混合制苯乙烯的优点是：_______。

若电路中通过10mol 电子，则有_______g 苯乙烯被羟基自由基完全氧化成17．（2023春·北京丰台·高三北京市第十二中学校考阶段练习）将天然气中的2CO 、2H S 资源化转化在能源利用。

环境保护等方面意义重大。

(1)CO 转化为CO 、H S 【方案1】若3322M Fe M Fe
++
++=
①X 处V 元素的化合价为___________价。

②NO 在催化剂Y 处发生的反应为___________(不考虑钒元素参与反应)。

③烟气中杜绝含有2SO ，否则催化剂效率将严正下降，理由是___________。

(3)氨气也可以直接还原NO 从而达到消除污染的目的，其原理为
()()()()3224NH g 6N g 5N g 6H O g O +=+H 0∆<，已知该反应速率()()463NH NO v k c c =⋅⋅正正，()()5622N H O v k c c =⋅⋅逆逆(正k 、逆k 分别是正、逆反应速率常数)，其他条件不变，升高温度，正k 、逆k 增大倍数：正k ___________(填“<”、“>”或“=”)逆k 。

(4)电解硝酸工业的尾气NO 可制备43NH NO ，其工作原理如图所示。

①阴极的电极反应式为___________。

②将电解生成的3HNO 全部转化为43NH NO ，则通入的3NH 与实际参加反应的NO 的物质的量之比至少为___________。

答案：1．B
【详解】A ．由图知，N 极区生成2H ，N 极作阴极，b 为直流电源的负极，故A 正确；
B ．工作时，阳极区的反应为26Cl 6e 3Cl --
-↑═、()2222223Cl CO NH H O 6Cl 6H CO N -+++++↑+↑═，氢离子通过质子交换膜进入阴极区，阳极消耗水而使废水中NaCl 的浓度增大，故B 错误；
C ．工作时，H +由M 极区通过质子交换膜移向N 极区，转移相同量的电子，N 极区产生的2H 质量与H +进入N 极区的质量相等，N 极区NaCl 溶液的质量基本不变，故C 正确；
D ．阳极区的反应为26Cl 6e 3Cl ---↑═、()2222223Cl CO NH H O 6Cl 6H CO N -+++++↑+↑═，
若导线中通过6mol 电子，理论上应生成1mol 2N ，故D 正确；
选B 。

2．B
【分析】盐卤水中加入试剂X ，生成Mg(OH)2、CaSO 4沉淀等，则X 应为成本较低的碱或碱性氧化物；加入盐酸溶镁，可生成MgCl 2溶液，CaSO 4不溶而成为滤渣；蒸发浓缩、冷却结晶，可从滤液中获得MgCl 2∙6H 2O 晶体；将晶体在HCl 气流中加热脱水，可得到无水氯化镁，熔融电解，可制得金属镁。

【详解】A ．由分析可知，X 应为成本较低的碱或碱性氧化物，则试剂X 可以为石灰乳，A 正确；
B ．“脱水”时若采用直接灼烧的方法，会导致MgCl 2水解，从而转化为Mg(OH)2，灼烧后可得到MgO 固体，B 错误；
C ．“制备”采取电解熔融MgCl 2的方法，Mg 2+在阴极获得电子，从而使Mg 在阴极生成，C 正确；
D ．“溶镁”时，Mg(OH)2与盐酸反应，生成氯化镁和水，离子方程式为：
Mg(OH)2+2H +=Mg 2++2H 2O ，D 正确；
故选B 。

3．D
【分析】在稀硫酸中利用电催化可将CO 2转化HCOOH ，二氧化碳在铜极发生还原反应，铜极为阴极，则a 为正极、b 为负极；
【详解】A ．由分析可知，a 是电源正极，A 错误；
B ．电解池中阳离子向阴极移动；反应过程中，H +从左池迁移到右池，B 错误；
C ．Pt 电极为阳极，水发生氧化反应生成氧气，电极反应式为：-+222H O- 4e =4H +O ↑，C 错
误；
D ．CO 2转化HCOOH ，碳元素化合价由+4变为+2，则若生成1molHCOOH ，则电路中转移电子的物质的量为2mol ，D 正确；
故选D 。

4．C
【详解】A ．图1中电子由P 型半导体移向N 型半导体，因此N 型半导体为负极，P 型半导体为正极，故A 正确；
B ．b 电极是正极，因此c 电极是阳极，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为N 2O 4－2e -+2HNO 3＝2N 2O 5+2H +，故B 正确；
C ．d 电极与a 电极相连，作阴极，氢离子放电，但同时阳极室产生的氢离子通过隔膜移向阴极室，导致溶液中氢离子浓度不变，溶液的pH 不变，故C 错误；
D ．图1中光能转化为电能，图2是电解池，电能又转化为化学能，所以通过该装置可以实现光能→电能→化学能的转化，故D 正确；
故选C 。

5．D
【详解】A ．CO 2在a 极发生还原反应生成乙烯，a 是阴极，电极a 连接电源的负极，故A 错误；
B ．CO 2在a 极发生还原反应生成乙烯，a 是阴极，b 是阳极，电极b 上发生反应：224OH -4e O 2H O --=↑+，故B 错误；
C ．根据224OH -4e O 2H O --=↑+，若电路中转移4mol 电子，阳极放出1mol 氧气，4molOH -
通过阴离子交换膜由左室移入右室，右室质量增加36g ，故C 错误；
D ．阴极反应式为22242CO 8H O 12e C H +12OH --++=，若电解效率为60%，电路中通过1mol
电子时，生成0.05mol 乙烯，标况下产生乙烯的体积为1.12L ，故D 正确；
选D 。

6．C
【详解】A ．S 2-和Al 3+发生双水解生成氢氧化铝和H 2S ，不能得到23Al S 固体，A 错误；B ．铜制搅拌器会导致热量损失，引起误差，B 错误；
C ．a 为阳极，电镀时，镀层金属作阳极，渡件作阴极，可实现铁上镀铜，C 正确；
D ．1-溴丁烷和氢氧化钠乙醇溶液反应生成丁烯，但乙醇挥发，两者均可使酸性高锰酸钾溶液褪色，无法检验，D 错误；
故选C 。

7．A
【详解】A ．2O 与3O 都由氧原子构成，16g 混合气体中所含的氧原子数为A N ，A 项正确；
B ．10.1mol L -⋅的3AlCl 溶液的体积不确定，无法计算3Al +数目，B 项错误；
C ．2N 与2H 的反应是可逆反应，故生成的3NH 分子数小于A 2N ，形成的N-H 键数小于A 6N ，C 项错误；
D ．电解精炼铜时，阳极材料中含有其他杂质，阳极质量减少64g ，转移电子数无法确定，D 项错误；
故选A 。

8．D
【分析】电极X 为石墨电极，5min 后澄清石灰水变浑浊，将电极X 改为铂电极(其他条件不变)重新进行电解实验，发现澄清石灰水并未出现浑浊现象，CO 2产生的主要原因并不是阳极产生的H +与2-
3CO 反应，则X 电极是石墨时，电解过程中，石墨被氧化为CO 2。

【详解】A ．由分析可知，X 电极是石墨时，电解过程中，石墨被氧化为CO 2，则X 电极是阳极，A 错误；
B ．X 电极是阳极，左侧石墨电极是阴极，电极反应式为2H 2O+2e -=H 2↑+2OH -，阴极上产生OH -，则左侧电极附近溶液c (OH -)增大，B 错误；
C ．电解过程中，溶液中存在的离子有Na +、H +、OH -、2-3CO 和-3HCO ，根据电荷守恒可知，c (Na +)+c (H +)=2c (2-3CO )+c (-3HCO )+c (OH -)，C 错误；
D ．由分析可知，CO 2产生的主要原因并不是阳极产生的H +与2-3CO 反应，D 正确；故选D 。

9．C
【分析】由图可知，放电时b 极氯气得到电子发生还原反应，为正极，则a 为负极；
【详解】A ．充电时，a 极为阴极，接电源负极，A 错误；
B ．充电时，a 极为阴极，NaTi 2(PO 4)3发生还原反应转化为Na 3Ti 2(PO 4)3，溶液中氯化钠浓度减小，溶液的pH 不变，B 错误；
C ．放电时，a 为负极，失去电子发生氧化反应，a 极的电极反应为
Na 3Ti 2(PO 4)3-2e -=NaTi 2(PO 4)3+2Na +，C 正确；
D ．放电时，有1molCl 2参与反应，理论上生成2molNaCl ，溶液增重117g ，D 错误；故选C 。

10．A
【详解】A ．由该电池工作原理可知，“电池的正极是含有I -、Li +的水溶液”且正极发生得电子还原反应，即I 3-+2e -=3I -，观察两张图可知，图乙是原电池工作原理图，图甲是电池充电原理图，故A 错误；
B ．放电时，正极反应式为I 3-+2e -=3I -，含I 3-的溶液呈棕黄色，c(I 3-
)减小，电解质溶液的颜色变浅，故B 正确；
C ．充电时，Li +由阳极移向阴极，Li +从左向右通过聚合物离子交换膜，故C 正确；
D ．放电时，负极固体有机聚合物发生失电子的氧化反应，电极反应式为
-2ne -=，故D 正确；
故选C 。

11．D
【分析】由图像可知，甲中活泼金属镁作原电池的负极，石墨为正极形成原电池，乙是电解池，左侧为阳极，电极反应为2Cl --2e -=Cl 2↑，生成的Cl 2与+4NH 反应，3Cl 2+2+
4NH =N 2+6Cl -+8H +，右侧为阴极，电极反应为2H ++2e -=H 2↑。

【详解】A 、根据分析，乙是电解池，电解池是将电能转变为化学能的装置，A 正确；
B 、根据分析，酸性条件下含氮离子氧化时转化为氮气，反应的离子方程式为3Cl 2+2+4NH =N 2+6Cl -+8H +，B 正确；
C 、
若生成H 2和N 2的物质的量之比为3∶1，设转移电子数为6，根据电极反应6H ++6e -=3H 2↑、3Cl 2+2+
4NH =N 2+6Cl -+8H +可知，生成的H +大于消耗的H +，因处理后废水的H +浓度增大，pH
B ．惰性电极b 为正极，其电极反应式为--+3222NO +10e +12H =N +6H O ，选项B 正确；
C ．根据得失电子守恒可知，a 、b 两极产生2N 的物质的量之比为5∶3，选项C 错误；
D ．4NH +在硝化细菌的作用下，N 元素由-3价升高为+5价，被氧化成3NO -
，选项D 正确；答案选C 。

15．(1)CH 3OH(g)+H 2O(g) CO 2(g)+3H 2(g)ΔH=+50kJ·mol 1
-(2)将H 2分离出来降低H 2浓度或者减小压强
(3)NaOH
(4)4NaBH +2H 2O Ru/NGR =2NaBO +4H 2↑
(5)4NaBH 浓度过高会导致催化剂Ru/NGR 活性降低
(6)6H 2O+BO 2-+8e -=BH 4-+8OH -增大
【详解】（1）已知①()()()32CH OH g CO g 2H g + Δ91H =+kJ·mol 1-；
②()()()()222CO g H O g CO g H g ++ Δ41H =-kJ·mol 1-；由盖斯定律可知，①+②即可得到甲醇为原料制取氢气的热化学方程式：CH 3OH(g)+H 2O(g) CO 2(g)+3H 2(g)ΔH=+91kJ·mol 1--41kJ·mol 1-=+50kJ·mol 1-。

（2）理论上，及时将H 2分离出来降低H 2浓度或者减小压强都可以使平衡正向移动，提高2H 平衡产率。

（3）4NaBH 是强碱弱酸盐，其溶液呈碱性，可以加入少量的NaOH 抑制且的水解。

（4）向4NaBH 水溶液中加入催化剂Ru/NGR 后，能够迅速反应，生成偏硼酸钠(2NaBO )和氢气，该反应的化学方程式为：4NaBH +2H 2O Ru/NGR =2NaBO +2H 2↑。

（5）在研究浓度对催化剂Ru/NGR 活性的影响时，发现B 点后(见图1)增加4NaBH 的浓度，制氢速率反而下降，可能的原因是4NaBH 浓度过高会导致催化剂Ru/NGR 活性降低。

（6）①用惰性电极电解2NaBO 溶液可制得4NaBH ，钛电极为阴极，BO 2-
在阴极得到电子生成BH 4-，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：6H 2O+BO 2-+8e -=BH 4-
+8OH -；
②阴极电极方程式为：6H 2O+BO 2-+8e -=BH 4-
+8OH -，阴极区OH -浓度增大，pH 增大。

16．(1)水蒸气可以促衡向正向移动，增大乙苯的平衡转化率；水蒸气可以与C 发生反应有效降低积碳
(2)()()()()222CO g +H g CO g +H O g 12ΔH =41.2kJ mol -+⋅m n+1MgV O Al
活泼性比Na 弱，23Al O 上O 带负电荷少，为弱碱性位，不能活化2CO ，发生直接脱氢；而2Na O
中O 带负电荷较多为强碱性位，可以活化2CO 发生耦合脱氢
(3)耗能更低；可以利用温室气体2CO ，有利于碳减排
(4)26
【详解】（1）恒压条件下，改通650℃水蒸气与乙苯混合气，减小了乙苯的分压，有利于平衡向正向移动，提高乙苯的利用率，另外水蒸气与碳在高温下可以反应有效降低积碳，故水蒸气可以促衡向正向移动，增大乙苯的平衡转化率；水蒸气可以与C 发生反应有效降低积碳。

（2）已知a. +H 2(g)11ΔH =117.6kJ mol
-+⋅ b.+CO 2(g) ()()2+CO g +H O g 1ΔH 158.8kJ mol -=+⋅，
由b-a 可得：()()()()222CO g +H g CO g +H O g 12ΔH =41.2kJ mol -+⋅，故
()()()()222CO g +H g CO g +H O g 12ΔH =41.2kJ mol -+⋅。

②根据“Ar 气氛下进行乙苯基本脱氢时消耗晶格氧，催化剂上金属钒(V)的化合价降低”可知机理图中物质X 中钒元素化合价较高，应该为：m n+1MgV O ，故m n+1MgV O 。

③根据信息可知在23Al O 上发生的是直接脱氢，而在223Na O /Al O 上发生的基本上是耦合脱氢的原因是：Al 活泼性比Na 弱，23Al O 上O 带负电荷少，为弱碱性位，不能活化2CO ，发生直接脱氢；而2Na O 中O 带负电荷较多为强碱性位，可以活化2CO 发生耦合脱氢；故Al
8molNO 和32molNH 才能全部转化为43NH NO ，物质的量之比为1:4。