小题17 新型电解池装置 ——备战2021年高考化学经典小题考前必刷（全国通用）

小题17 新型电解池装置 1．构建模型，掌握工作原理 2．电解池的破题——阴、阳极判断 3．电解池的解题——阴、阳极电极反应式的书写 明确电解池的电极反应及其放电顺序 (1)阳离子在阴极上的放电顺序：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Pb2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)。 (2)阴离子在阳极上的放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－。 (3)新型阴、阳极反应式书写(以2题为例) 一步：利用信息判断反应物、生成物 阴极：CO2―→CO 二步：电子守恒 阴极：CO2＋2e－―→CO 三步：看环境补H＋、OH－、H2O，同时结合电荷守恒，阴极为酸性环境 则CO2＋2e－＋2H＋===CO＋H2O 难度：★★★☆☆ 建议用时： 20分钟 正确率 ： /15 1．采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是 A．阳极反应为 B．电解一段时间后，阳极室的pH未变 C．电解过程中，H+由a极区向b极区迁移 D．电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量 【答案】D 【分析】 a极析出氧气，氧元素的化合价升高，做电解池的阳极，b极通入氧气，生成过氧化氢，氧元素的化合价降低，被还原，做电解池的阴极。 【详解】 A.依据分析a极是阳极，属于放氧生酸性型的电解，所以阳极的反应式是2H2O-4e-=4H++O2↑，故A正确，但不符合题意； B.电解时阳极产生氢离子，氢离子是阳离子，通过质子交换膜移向阴极，所以电解一段时间后，阳极室的pH值不变，故B正确，但不符合题意； C.有B的分析可知，C正确，但不符合题意； D.电解时，阳极的反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，阴极的反应为：O2+2e-+2H+=H2O2，总反应为：O2+2H2O=2H2O2，要消耗氧气，即是a极生成的氧气小于b极消耗的氧气，故D错误，符合题意； 故选：D。 2．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 A．Ag为阳极 B．Ag+由银电极向变色层迁移 C．W元素的化合价升高 D．总反应为：WO3+xAg=AgxWO3 【答案】C 【分析】 从题干可知，当通电时，Ag+注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3器件呈现蓝色，说明通电时，Ag电极有Ag+生成然后经固体电解质进入电致变色层，说明Ag电极为阳极，透明导电层时阴极，故Ag电极上发生氧化反应，电致变色层发生还原反应。 【详解】 A．通电时，Ag电极有Ag+生成，故Ag电极为阳极，故A项正确； B．通电时电致变色层变蓝色，说明有Ag+从Ag电极经固体电解质进入电致变色层，故B项正确； C．过程中，W由WO3的+6价降低到AgxWO3中的+(6-x)价，故C项错误； D．该电解池中阳极即Ag电极上发生的电极反应为：xAg-xe- = xAg+，而另一极阴极上发生的电极反应为：WO3+xAg++xe- = AgxWO3，故发生的总反应式为：xAg + WO3 =AgxWO3，故D项正确； 答案选C。 【点睛】 电解池的试题，重点要弄清楚电解的原理，阴、阳极的判断和阴、阳极上电极反应式的书写，阳极反应式+阴极反应式=总反应式，加的过程中需使得失电子数相等。 3．在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如下，下列说法不正确的是（ ） 离子交换膜 A．电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．饱和NaCl从a处进，NaOH溶液从d处出 D．OH-迁移的数量等于导线上通过电子的数量 【答案】D 【分析】 氯碱工业中的总反应为2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑；电解池中阳极失电子发生氧化反应，氯碱工业中Cl2为氧化产物，所以电极A为阳极，电极B为阴极，据此作答。 【详解】 A.根据分析可知电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气，故A正确； B.阳极发生的方程式为：2Cl--2e-═Cl2↑，阴极：2H2O+2e-═H2↑+2OH-；为了防止生成的氯气与氢氧化钠发生反应，氢氧化钠要从d口流出，所以要防止OH-流向阳极即电极A，该离子交换膜为阳离子交换膜，故B正确； C.根据B选项的分析可知饱和NaCl从a处进，NaOH溶液从d处出，故C正确； D.因为有离子交换膜的存在，OH-不发生迁移，故D错误； 故答案为D。 4．在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O—CO2混合气体制备H2和CO是一种