2021届高考化学冲刺专题训练：-电解及电化学应用(解析版).docx

1、电解及电化学应用【原卷】1（2021河南高三一模）在直流电场作用下，双极膜能将水解离为H+和OH-，并实现其定向通过。工业上用双极膜电解槽电解糠醛溶液同时制备糠醇和糠酸盐，电解时，MnO2/MnOOH在电极与糠醛之间传递电子，电解过程如图所示，下列说法不正确的是AA接直流电源的负极，糠醛得到电子被还原为糠醇B电解时，阳极反应为MnOOH-e-+OH-=MnO2+H2OC生成糠酸盐的反应为：+2MnO2+OH-+2MnOOHD通电时双极膜将水解离为H+和OH-，OH-向阴极室方向移动2（2021福建福州市高三一模）国内某动力电池研究院运用FFC剑桥工艺实现熔盐电解SiO2制备硅材料，装置如图。下

2、列说法中错误的是A阳极反应为C-4e-+2O2-=CO2BSiO2电极减重60g时，生成CO2体积为22.4LC电解过程，熔盐中Ca2+移向SiO2所在电极的方向D若用其他情性电极代替石墨，可能会生成O2、Cl23（2021山东高三其他模拟）最近我国科学家以 CO2与辛胺为原料实现了甲酸盐和辛腈的高选择性合成，该装置的工作原理如图所示。下列说法正确的是Ab为电源的负极BIn/电极上可能有副产物 O2生成C每生成1mol辛腈，同时生成1mol HCOO-D在 Ni2P 电极上发生的反应为：4（2021广东梅州市高三其他模拟）如下图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究铜的精炼原理和电镀原理。下列说

3、法正确的是A一段时间后，甲装置中溶液 pH升高B电解一段时间后，乙、丙装置中 CuSO4溶液的浓度均不变C通入氧气的一极为正极，发生的电极反应为 D丙装置中实现铁片上镀铜，b 应为铁片5（2021辽宁高三其他模拟）验证钢铁腐蚀的类型与溶液pH的关系。腐蚀较快，主要产物Fe2+腐蚀较慢，主要产物Fe2O3腐蚀较快，主要产物FeO下列说法不正确的是A在pH=3溶液中，主要发生析氢腐蚀，现象是铁棒逐渐溶解，碳棒表面有气泡产生B在pH=7溶液中，主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-C在pH=7溶液中，主要发生吸氧腐蚀，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+D在pH=14溶液中，主

4、要发生吸氧腐蚀，正极反应式为Fe-3e-+4OH-=FeO+2H2O6（2021山东滨州市高三一模）（双选）科学家以石墨烯为电极材料，设计出一种处理工业尾气中的新方案，其原理如图所示。下列说法正确的是( )A装置工作时向阳极迁移，在阳极上发生氧化反应B阴极区发生的反应有，C该过程的总反应方程式为D电路中每转移，理论上需补充7 (2020全国卷)电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色。对于该变化过程，下列叙述错误的是()AAg为阳极BAg由银电极向变色层迁移CW元素的化合价升高D总反应为

5、：WO3xAgAgxWO38利用太阳能电解水制H2是解决能源危机的重要方向。采用固体氧化还原调节剂作为离子交换体系，实现H2、O2分离。下列分析正确的是()A左侧电解池应选用酸性溶液，a极反应式为：2H2eH2Bb极反应式：NiOOHH2OeNi(OH)2OHCc为阳极，发生氧化反应D电解一段时间后，可将b、c对调，循环利用物质9三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是()A通电后中间隔室的SO离子向正极迁移，正极区溶液pH增大B

6、该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C负极反应为2H2O4e=O24H，负极区溶液pH降低D当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成10某化学小组设计“全氢电池”如图中甲池(其中a、b为多孔石墨电极)，拟用该电池电解处理生活污水，达到絮凝净化的目的。其工作原理示意图如下。闭合K工作过程中，下列分析错误的是()A甲池中a极反应为：H22e2OH2H2OB乙池中Fe电极区附近pH增大C一段时间后，乙池的两极间出现污染物颗粒沉降现象D如果Al电极上附着较多白色物质，甲池中Na经过交换膜速率定会加快11(2019江苏卷)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl

7、溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是()A铁被氧化的电极反应式为Fe3eFe3B铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C活性炭的存在会加速铁的腐蚀D以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀12某研究小组为探究铁发生电化学腐蚀的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化(结果如图2)。下列叙述错误的是()A图2中，t2时容器中压强明显小于起始压强是因为铁粉发生了吸氧腐蚀B碳粉表面的电极反应式只有：O22H2O4e4OHC碳粉表面一定发生了还原反应 D图3中，发生腐蚀时电子

8、转移方向如箭头所示13 验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是()A对比，可以判定Zn保护了FeB对比，K3Fe(CN)6可能将Fe氧化C验证Zn保护Fe时不能用的方法D将Zn换成Cu，用的方法可判断Fe比Cu活泼14以铁和石墨为电极电解酸性废水，可将废水中的PO以FePO4形式除去，其装置如图所示。已知：常温下，Ksp(FePO4)1.31022；一般认为溶液中某离子浓度小于1105 molL1时，该离子已除尽。下列说法不正确的是()A电解过程中，PO向铁极迁移B电路中有6 mol

9、电子通过时理论上最多除去2 mol POC在该装置中，铁的电势高于石墨D当废水中c(Fe3)11015 molL1时，PO已除尽电解及电化学应用1（2021河南高三一模）在直流电场作用下，双极膜能将水解离为H+和OH-，并实现其定向通过。工业上用双极膜电解槽电解糠醛溶液同时制备糠醇和糠酸盐，电解时，MnO2/MnOOH在电极与糠醛之间传递电子，电解过程如图所示，下列说法不正确的是AA接直流电源的负极，糠醛得到电子被还原为糠醇B电解时，阳极反应为MnOOH-e-+OH-=MnO2+H2OC生成糠酸盐的反应为：+2MnO2+OH-+2MnOOHD通电时双极膜将水解离为H+和OH-，OH-向阴极室方

10、向移动【答案】D【解析】由图可知，该装置为电解池，A电极为电解池的阴极，与直流电源的负极相连，糠醛在阴极上得到电子发生还原反应生成糠醇，通电时双极膜将水解离出的氢离子向阴极室移动，氢氧根离子向阳极室移动，B电极为阳极，在碱性条件下，碱式氧化锰在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰，二氧化锰与糠醛碱性条件下发生氧化还原反应生成糠酸盐和碱式氧化锰。A由分析可知，A电极为电解池的阴极，与直流电源的负极相连，糠醛在阴极上得到电子发生还原反应生成糠醇，故A正确；B由分析可知，在碱性条件下，碱式氧化锰在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰，电极反应式为MnOOH-e-+OH-=MnO2+H2O，故B正确；

11、C由分析可知，碱式氧化锰在阳极失去电子发生氧化反应生成的二氧化锰与糠醛发生氧化还原反应生成糠酸盐和碱式氧化锰，故C正确；D由分析可知，通电时双极膜将水解离出的氢离子向阴极室移动，氢氧根离子向阳极室移动，故D错误；故选D。2（2021福建福州市高三一模）国内某动力电池研究院运用FFC剑桥工艺实现熔盐电解SiO2制备硅材料，装置如图。下列说法中错误的是A阳极反应为C-4e-+2O2-=CO2BSiO2电极减重60g时，生成CO2体积为22.4LC电解过程，熔盐中Ca2+移向SiO2所在电极的方向D若用其他情性电极代替石墨，可能会生成O2、Cl2【答案】B【解析】A石墨电极生成二氧化碳，所以石墨电极

12、为阳极，阳极反应为C-4e-+2O2-=CO2，故A正确；BSiO2电极减重60g时，消耗1mol SiO2，阳极生成1molCO2，非标准状况下，体积不一定为22.4L，故B错误；C电解过程，阳离子移向阴极，SiO2所在的电极为阴极，所以熔盐中Ca2+移向SiO2所在电极的方向，故C正确；D若用其他情性电极代替石墨作阳极，可能是O2-、Cl-失电子生成生成O2、Cl2，故D正确；选B。3（2021山东高三其他模拟）最近我国科学家以 CO2与辛胺为原料实现了甲酸盐和辛腈的高选择性合成，该装置的工作原理如图所示。下列说法正确的是Ab为电源的负极BIn/电极上可能有副产物 O2生成C每生成1mol

13、辛腈，同时生成1mol HCOO-D在 Ni2P 电极上发生的反应为：【答案】D【解析】由图示知，该装置为电解池，In/In2O3-x电极发生反应CO2转化为HCOO-，C元素化合价由+4价降到+2价，得电子被还原，故In/In2O3-x电极为阴极，则Ni2P为阳极，电源a极为负极，b极为正极。A由分析知，b为电源正极，A错误；B由分析知，In/In2O3-x电极为阴极，溶液中H+可能在阴极放电产生副产物H2，OH-可能在阳极放电产生副产物O2，B错误；C由辛胺（分子式：C8H19N）辛腈（分子式：C8H15N），C元素化合价由-2价升高到价（平均价），即转移电子关系为：辛胺辛腈4e-，故1

14、mol辛腈生成，电路中转移4 mol电子，由分析知，CO2转化为HCOO-，C元素化合价由+4价降到+2价，即生成1 mol HCOO-转移电子2 mol，故当电路中转移4 mol电子时，生成HCOO-应为2 mol，C错误；D由C选项分析知，1 mol辛胺辛腈转移4 mol电子，初步确定电极反应为：CH3(CH2)7NH2 - 4e-CH3(CH2)6CN，根据图示，可在左边添加4个OH-配平电荷守恒，右边添加4个H2O配平元素守恒，最终得电极反应为：CH3(CH2)7NH2 - 4e- + 4OH- = CH3(CH2)6CN + 4H2O，D正确；故答案选D。4（2021广东梅州市高三其

15、他模拟）如下图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究铜的精炼原理和电镀原理。下列说法正确的是A一段时间后，甲装置中溶液 pH升高B电解一段时间后，乙、丙装置中 CuSO4溶液的浓度均不变C通入氧气的一极为正极，发生的电极反应为 D丙装置中实现铁片上镀铜，b 应为铁片【答案】D【解析】A甲装置为甲醚燃料电池，电解质显碱性，总反应为CH3OCH3+4OH-+3O2=2CO+5H2O，反应过程中消耗氢氧根，碱性减弱，pH减小，A错误；B电解精炼铜时，阴极反应为Cu2+2e-=Cu，而阳极除了Cu反应还有比Cu活泼的金属如Zn、Fe等反应，所以乙装置中CuSO4溶液的浓度会发生改变，B错误；C燃料电池中

16、通入氧气的一极发生还原反应，为正极，电解质溶液显碱性，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，C错误；D电镀时，镀层金属阳离子在阴极发生还原反应生成金属单质，所以丙装置中实现铁片上镀铜，b 应为铁片，D正确；综上所述答案为D。5（2021辽宁高三其他模拟）验证钢铁腐蚀的类型与溶液pH的关系。腐蚀较快，主要产物Fe2+腐蚀较慢，主要产物Fe2O3腐蚀较快，主要产物FeO下列说法不正确的是A在pH=3溶液中，主要发生析氢腐蚀，现象是铁棒逐渐溶解，碳棒表面有气泡产生B在pH=7溶液中，主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-C在pH=7溶液中，主要发生吸氧腐蚀，负极反应式为

17、Fe-2e-=Fe2+D在pH=14溶液中，主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为Fe-3e-+4OH-=FeO+2H2O【答案】D【解析】根据实验，在酸性较强的溶液中，钢铁主要发生析氢腐蚀生成Fe2+，在弱酸性、中性、弱碱性溶液中，钢铁主要发生吸氧腐蚀生成Fe2+，Fe2+进一步被氧化生成Fe2O3，在强碱性溶液中，钢铁主要发生吸氧腐蚀生成Fe2+，Fe2+进一步被氧化生成FeO，据此分析判断。ApH=3溶液显酸性，酸性溶液中，钢铁主要发生析氢腐蚀，负极：Fe-2e-=Fe2+，铁棒逐渐溶解，正极：2H+2e-=H2，碳棒表面有气泡产生，故A正确；BpH=7溶液显中性，中性溶液中，钢铁主要发生吸氧腐

18、蚀，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故B正确；CpH=7溶液显中性，中性溶液中，钢铁主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故C正确；DpH=14溶液显碱性，在碱性溶液中，钢铁主要发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故D错误；故选D。6（2021山东滨州市高三一模）（双选）科学家以石墨烯为电极材料，设计出一种处理工业尾气中的新方案，其原理如图所示。下列说法正确的是( )A装置工作时向阳极迁移，在阳极上发生氧化反应B阴极区发生的反应有，C该过程的总反应方程式为D电

19、路中每转移，理论上需补充【答案】BC【解析】由图示知，该方案为电解原理的应用，右侧电极上NH3失电子转化为N2，故右侧为阳极，对应电极反应为：2NH3-6e-=N2+6H+，产生氢离子移向左侧阴极，阴极上Fe3+得电子生成Fe2+，Fe2+与O2反应再生Fe3+，循环使用。A由分析知，H+移向左侧阴极，A错误；B阴极区Fe3+在电极表面得电子生成Fe2+，发生反应Fe3+e-=Fe2+，Fe2+与O2反应再生Fe3+，即发生反应4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O，B正确；C由图示知，Fe2+/Fe3+起催化剂作用，故过程总反应为：4NH3+3O22N2+6H2O，C正确；D由图示知，F

20、e3+可通过Fe2+与O2反应再生，理论上不需要补充，D错误；故答案选BC。7 (2020全国卷)电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色。对于该变化过程，下列叙述错误的是()AAg为阳极BAg由银电极向变色层迁移CW元素的化合价升高D总反应为：WO3xAgAgxWO3【答案】C【解析】通电时，Ag注入到无色WO3薄膜中生成AgxWO3，根据Ag移动方向判断，Ag电极是阳极，透明导电层是阴极，则Ag由银电极向变色层迁移，A、B均正确；WO3在阴极发生还原反应，W元素化合价降低，C错误；阳

21、极上Ag放电，阴极上WO3放电，反应生成AgxWO3，故电池总反应式为WO3xAgAgxWO3，D正确。8利用太阳能电解水制H2是解决能源危机的重要方向。采用固体氧化还原调节剂作为离子交换体系，实现H2、O2分离。下列分析正确的是()A左侧电解池应选用酸性溶液，a极反应式为：2H2eH2Bb极反应式：NiOOHH2OeNi(OH)2OHCc为阳极，发生氧化反应D电解一段时间后，可将b、c对调，循环利用物质【答案】D【解析】根据图示，左侧电解池应选用碱性溶液，连接电源负极的为阴极，则a为阴极，阴极发生还原反应，电极反应式为2H2O2eH22OH，A项错误；连接电源负极的为阴极，则a为阴极，b为阳

22、极，阳极失电子发生氧化反应，故电极反应方程式为Ni(OH)2OHeNiOOHH2O，B项错误；连接电源正极的为阳极，则d为阳极，c为阴极，阴极发生还原反应，C项错误；b电极发生的反应Ni(OH)2OHeNiOOHH2O，c电极发生的反应为NiOOHH2OeNi(OH)2OH，故电解一段时间后，可将b、c对调，循环利用，D项正确。9三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是()A通电后中间隔室的SO离子向正极迁移，正极区溶液pH增大B

23、该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C负极反应为2H2O4e=O24H，负极区溶液pH降低D当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成【答案】B【解析】电解池中阴离子向正极移动，阳离子向负极移动，即SO离子向正极区移动，Na 向负极区移动，正极区水电离的OH发生氧化反应生成氧气，H留在正极区，该极得到H2SO4产品，溶液pH减小，负极区水电离的H发生还原反应生成氢气，OH留在负极区，该极得到NaOH产品，溶液pH增大，故A、C项错误，B正确；该电解池相当于电解水，根据电解水的方程式可计算出当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.25 mol的

24、O2生成，错误。10某化学小组设计“全氢电池”如图中甲池(其中a、b为多孔石墨电极)，拟用该电池电解处理生活污水，达到絮凝净化的目的。其工作原理示意图如下。闭合K工作过程中，下列分析错误的是()A甲池中a极反应为：H22e2OH2H2OB乙池中Fe电极区附近pH增大C一段时间后，乙池的两极间出现污染物颗粒沉降现象D如果Al电极上附着较多白色物质，甲池中Na经过交换膜速率定会加快【答案】D【解析】甲池中a电极H2参与反应，b电极生成H2，则a电极是负极，电解质溶液是NaOH溶液，故负极反应式为H22e2OH2H2O，A正确；乙池中Fe电极是阴极，电极反应式为2H2O2e2OHH2，反应生成OH，

25、故Fe电极附近溶液pH增大，B正确；Al电极是阳极，电极反应生成Al3，乙池中电解质溶液pH增大，加速Al3水解生成Al(OH)3胶体，吸附水中悬浮污染物颗粒，产生沉降现象，C正确；Al电极上附着较多白色物质，会影响Al电极自身放电，电路中通过的电流减弱，故甲池中Na经过交换膜速率减慢，D错误。11(2019江苏卷)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是()A铁被氧化的电极反应式为Fe3eFe3B铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C活性炭的存在会加速铁的腐蚀D以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀【答案】C【解析】铁

26、和炭的混合物用NaCl溶液湿润后构成原电池，铁作负极，铁失去电子生成Fe2，电极反应式为Fe2eFe2，A 错误；铁腐蚀过程中化学能除了转化为电能外，还可转化为热能等，B 错误；构成原电池后，铁腐蚀的速率变快，C正确；用水代替NaCl溶液，Fe和炭也可以构成原电池，Fe失去电子，空气中的O2得到电子，铁发生吸氧腐蚀，D错误。12某研究小组为探究铁发生电化学腐蚀的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化(结果如图2)。下列叙述错误的是()A图2中，t2时容器中压强明显小于起始压强是因为铁粉发生了吸氧腐蚀B碳粉表

27、面的电极反应式只有：O22H2O4e4OHC碳粉表面一定发生了还原反应 D图3中，发生腐蚀时电子转移方向如箭头所示【答案】B【解析】滴加醋酸溶液，开始阶段铁粉发生析氢腐蚀，由于产生H2，装置内气体压强不断增大，待醋酸消耗完后，铁粉又发生了吸氧腐蚀，由于消耗O2，装置内气体压强逐渐减小，A正确；开始阶段，碳粉表面的反应为2H2eH2，后来碳粉表面发生的反应为O22H2O4e4OH，B错误；发生腐蚀时，碳粉作正极，表面发生还原反应，C正确；发生腐蚀时，Fe作负极，碳粉作正极，则电子由Fe转移到碳粉，并在碳粉表面被O2或H获得而发生还原反应，D正确。13 验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均

28、为经过酸化的3%NaCl溶液)。在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是()A对比，可以判定Zn保护了FeB对比，K3Fe(CN)6可能将Fe氧化C验证Zn保护Fe时不能用的方法D将Zn换成Cu，用的方法可判断Fe比Cu活泼【答案】D【解析】中Zn作负极，发生氧化反应生成Zn2，Fe作正极被保护，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，试管内无明显变化。但中没有Zn保护Fe，Fe在酸性环境中发生析氢腐蚀，Fe作负极被氧化生成Fe2，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，生成蓝色沉淀，对比可知Zn保护了Fe，A项正确；与的区别在于：前者是将铁氰

29、化钾溶液直接滴入烧杯中，而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加铁氰化钾溶液，中出现了蓝色沉淀，说明有Fe2生成。对比分析可知，可能是铁氰化钾氧化Fe生成了Fe2，B项正确；通过上述分析可知，验证Zn保护Fe时不能用的方法，C项正确；若将Zn换成Cu，铁氰化钾仍会将Fe氧化为Fe2，在铁的表面同样会生成蓝色沉淀，所以无法判断Fe2是不是负极产物，即无法判断Fe与Cu的活泼性，D项错误。14以铁和石墨为电极电解酸性废水，可将废水中的PO以FePO4形式除去，其装置如图所示。已知：常温下，Ksp(FePO4)1.31022；一般认为溶液中某离子浓度小于1105 molL1时，该离子已除尽。下列说法

30、不正确的是()A电解过程中，PO向铁极迁移B电路中有6 mol电子通过时理论上最多除去2 mol POC在该装置中，铁的电势高于石墨D当废水中c(Fe3)11015 molL1时，PO已除尽【答案】B【解析】利用Fe3沉淀PO，铁为阳极，石墨为阴极，故a极为正极，b极为负极。在电解池中，阴离子向阳极迁移，即PO向铁极迁移，A项正确；铁极的电极反应式为Fe2e=Fe2，O2氧化Fe2生成Fe3，废水中发生的总反应为4Fe2O24H4PO=4FePO42H2O，则电路中通过6 mol电子时理论上最多除去3 mol PO，B项错误；在电解池中，阳极的电势高于阴极，故铁的电势高于石墨，C项正确；当c(Fe3)11015 molL1时，c(PO)1.3107 molL11105 molL1，PO已除尽，D项正确。