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第一部分 小题保分
题型19
电解原理
题型专练
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1 (2022·广东高考)以熔融盐为电解液,以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解,实现Al的再生。该过程中( )
A.阴极发生的反应为Mg-2e-===Mg2+
B.阴极上Al被氧化
C.在电解槽底部产生含Cu的阳极泥
D.阳极和阴极的质量变化相等
答案
题型专练
[解析] 根据电解原理可知,电解池中阳极发生失电子的氧化反应,阴极发生得电子的还原反应,该题中以熔融盐为电解液,含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解,Mg和Al发生失电子的氧化反应,分别生成Mg2+和Al3+,Cu和Si不参与反应,阴极上Al3+得电子生成Al单质,从而实现Al的再生。Mg在阳极失电子生成Mg2+,A错误;Al在阳极上被氧化生成Al3+,B错误;阳极除了铝参与电子转移,镁也参与了电子转移,且还会形成阳极泥,而阴极只有铝离子得电子生成铝单质,阳极与阴极的质量变化不相等,D错误。
解析
题型专练
2 (2022·浙江6月选考)通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2,电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒,但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是( )
题型专练
A.电极A为阴极,发生还原反应
B.电极B的电极反应:2H2O+Mn2+-2e-===MnO2+4H+
C.电解一段时间后溶液中Mn2+浓度保持不变
D.电解结束,可通过调节pH除去Mn2+,再加入Na2CO3溶液以获得Li2CO3
答案
题型专练
[解析] 由电解示意图可知,电极B上Mn2+转化为了MnO2,锰元素化合价升高,失电子,电极B为阳极,则电极A为阴极,得电子,发生还原反应,A正确;由电解示意图可知,电极B上Mn2+失电子转化为了MnO2,电极反应式为2H2O+Mn2+-2e-===MnO2+4H+,B正确;电极A为阴极,LiMn2O4得电子,电极反应式为2LiMn2O4+6e-+16H+===2Li++4Mn2++8H2O,依据得失电子守恒,电解池总反应为2LiMn2O4+4H+===2Li++Mn2++3MnO2+2H2O,反应生成了Mn2+,Mn2+浓度增大,C错误;由分析可知,电解结束后,可通过调节溶液pH将锰离子转化为沉淀除去,然后再加入碳酸钠溶液,从而获得碳酸锂,D正确。
解析
题型专练
A.生成1 mol Li[P(CN)2],理论上外电路需要转移2 mol电子
B.阴极上的电极反应为:P4+8CN--4e-===4[P(CN)2]-
C.在电解过程中CN-向铂电极移动
D.电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH
3 (2022·湖北高考)含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备Li[P(CN)2],过程如图所示(Me为甲基)。下列说法正确的是( )
答案
题型专练
[解析] 石墨电极发生反应的物质:P4→Li[P(CN)2]化合价升高发生氧化反应,所以石墨电极为阳极,电极反应式为P4+8CN--4e-=== 4[P(CN)2]-,则生成1 mol Li[P(CN)2],理论上外电路需要转移1 mol电子,A、B错误;CN-应该向阳极移动,即移向石墨电极,C错误;由所给图示可知HCN在阴极放电,产生CN-和H2,而HCN中的H来自LiOH,则电解产生的H2中的氢元素来自于LiOH,D正确。
解析
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[方法技巧] 电解时电极反应式的书写步骤
(1)判—判断电解池的阴、阳极
(2)看—看清电解池的阳极材料是惰性电极还是活性电极(除Au、Pt外的金属电极一般为活性电极)
题型专练
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1.电解池工作原理
题型专练
2.电解池阴、阳极的判断
(1)根据所连接的外加电源判断:与直流电源正极相连的为阳极,与直流电源负极相连的为阴极。
(2)根据电子流动方向判断:电子流动方向为从电源负极流向阴极,从阳极流向电源正极。
(3)根据电解池里电解质溶液中离子的移动方向判断:阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动。
(4)根据电解池两极产物判断(一般情况下)
①阴极上的现象是析出金属(质量增加)或有无色气体(H2)放出。
②阳极上的现象是有非金属单质生成,呈气态的有Cl2、O2或电极质量减小(活性电极作阳极)。
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3.电化学计算的基本方法
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4.电解池中的注意事项
(1)只有水被电解时,不要误认为溶液的pH不变或一定变化。若电解NaOH溶液,pH增大;电解H2SO4溶液,pH减小;电解Na2SO4溶液,pH不变。
(2)在电解食盐水的过程中,阴极区显碱性。不要误认为阴极上产生的OH-因带负电荷,移向阳极,使阳极区显碱性。
(3)电解MgCl2和AlCl3溶液时,虽然放电离子和电解