2020年高考一轮复习题型归纳--电解池原理在工业生产中的应用、与电解池有关的计算（精品解析、规律小结、易错警示、方法技巧）

2020年高考一轮复习题型专练 与电解有关的计算（一） 【方法技巧】　 　与电化学有关的计算方法 考点二 与电解有关的计算 典例1、 已知:2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O。以铬酸钾(右室起始加入0.4 mol K2CrO4)为原料,电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如图所示,下列说法正确的是 (　　) A.在阳极室,通电后溶液逐渐由橙色变为黄色 B.电路中有0.2 mol电子通过时,阳极与阴极溶液减少的质量差为1.4 g C.若测得右室中K与Cr的物质的量之比为3∶2,则此过程电路中共转移电子数为0.1NA D.若测定阳极液中K与Cr的物质的量之比为d,则此时铬酸钾的转化率为2-d 【答案】D　 【解析】 阳极室水失去电子,电极反应为2H2O-4e-4H++O2↑,使阳极区氢离子浓度增大,平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O右移,溶液逐渐由黄色变为橙色,A错误;由于阳极反应2H2O-4e-4H++O2↑和阴极反应4H++4e-2H2↑,如果不考虑阳离子能由阳极移向阴极,则当有0.2 mol电子通过时,阳极室质量减少1.6 g,阴极室质量减少0.2 g,此时阳极与阴极溶液减少的质量差为1.4 g,但溶液中的H+、K+能由阳极向阴极移动,故阳极与阴极溶液减少的质量差不是1.4 g,B错误;加入反应容器内的K2CrO4的物质的量为0.4 mol,反应过程中有x mol K2CrO4转化为K2Cr2O7,则阳极区剩余K2CrO4的物质的量为(0.4-x)mol,对应的n(K)=2(0.4-x)mol,n(Cr)=(0.4-x)mol,生成的K2Cr2O7的物质的量为 mol,对应的n(K)=x mol,n(Cr)=x mol,根据K与Cr的物质的量之比为3∶2,=3∶2,计算得到x=0.2,由反应式4CrO42-+4H2O2Cr2O72-+4OH-+2H2↑+O2↑可知反应4 mol CrO42-,转移4 mol电子,所以反应0.2 mol K2CrO4,转移0.2 mol电子,C错误;根据C项中计算可得=d,解得x=0.8-0.4d,铬酸钾的转化率为=2-d,D正确。 典例2、(1) 图中,Ⅰ是甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH 溶液)的结构示意图,该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜,则b处通入的是　　　　(填“CH4”或“O2”), a 处电极上发生的电极反应式是　　　　　　　;铁为电解池的　　　　极,当铜电极的质量减轻 3.2 g,则消耗的 CH4在标准状况下的体积为　　　　L。  (2)电化学降解NO3-的原理如图所示。 ①电源正极为　　　　(填“A”或“B”),阴极反应式为　　　　。  ②若电解过程中转移了2 mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)为　　　　g。   【答案】(1)O2　CH4-8e-+10OH-CO32-+7H2O　阴　0.28 (2)①A　2NO3-+6H2O+10e-N2↑+12OH- ②14.4 【解析】 (1)甲烷碱性燃料电池为电源,总电极反应式为CH4+2O2+2KOHK2CO3+3H2O,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,电镀时,镀件铁作电解池的阴极,连接甲烷燃料电源的负极,所以a应通入CH4,镀层金属作电解池的阳极,发生氧化反应,连接甲烷燃料电池的正极,所以b应通入O2。甲烷碱性燃料电池a处电极上CH4放电,发生氧化反应,电极反应式是CH4-8e-+10OH-CO32-+7H2O,根据电子转移守恒8n(CH4)=2n(Cu)=2×=0.1 mol,所以n(CH4)= mol,所以V(CH4)= mol×22.4 L/mol=0.28 L。(2)①由图示知在Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应,因此Ag-Pt电极为阴极,则B为负极,A为电源正极;在阴极反应是NO3-得电子发生还原反应生成N2,利用电荷守恒与原子守恒知有H2O参与反应,所以阴极上发生的电极反应式为2NO3-+6H2O+10e-N2↑+12OH-;②转移2 mol电子时,阳极(阳极反应为H2O失电子氧化为O2和H+)消耗1 mol水,产生2 mol H+进入阴极室,阳极室质量减少18 g;阴极室中放出0.2 mol N2(5.6 g),同时有2 mol H+(2 g)进入阴极室,因此阴极室质量减少3.6 g,故膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)=18 g-3.6 g=14.4 g。 　 $$2020年高考一轮复习题型专练 与电解有关的计算（二） 精练1、500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3-)=0.6 mol·L-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到2.24 L气体(标准状况下),假定电解后溶液体积仍为500 mL,下