第一部分 考点15 电解原理及其应用-【金版教程】2023高考化学一轮总复习首选用卷全书word（新教材，单选版）

考点15　电解原理及其应用 [题组一　基础小题] 1.Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图，电解总反应为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法正确的是(　　) A．石墨电极上产生氢气 B．铜电极发生还原反应 C．铜电极接直流电源的负极 D．当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成 答案　A 解析　根据电解反应方程式及图可知，铜电极发生氧化反应，连接电源正极，当有0.1 mol电子转移时，有0.05 mol Cu2O生成，石墨电极发生还原反应产生H2，因此A正确。 2.某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是(　　) A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出 B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液由蓝色逐渐变成浅绿色 D．a和b分别连接直流电源的正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动 答案　D 3．利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。下列说法正确的是(　　) A.a为直流电源的负极 B．阴极的电极反应式：2HSO＋2H＋＋e－===S2O＋2H2O C．阳极的电极反应式：SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋ D．电解时，H＋由阴极室通过阳离子交换膜到阳极室 答案　C 解析　由装置图知，左侧电极硫元素化合价从＋4(SO2)升高到＋6(H2SO4)，故左侧电极是阳极，电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋，a为直流电源的正极，A错误，C正确；阴极的电极反应式为2HSO＋2H＋＋2e－===S2O＋2H2O，B错误；由于H＋在阴极上发生反应，故电解时，H＋由阳极室通过阳离子交换膜到阴极室，D错误。 4．《Science》报道了一种氯离子介导的电化学合成方法，能将乙烯高效、清洁、选择性地转化为环氧乙烷，电化学反应的具体过程如图所示。在电解结束后，将阴、阳极电解液输出混合，便可反应生成环氧乙烷。下列说法错误的是(　　) A．Pt电极与电源正极相连 B．工作过程中阴极附近pH减小 C．该过程的总反应为CH2===CH2＋H2O―→ D．在电解液混合过程中会发生反应HCl＋KOH===KCl＋H2O 答案　B 解析　结合题意和电解池装置知，制备环氧乙烷的原理为：氯离子在阳极表面被氧化成氯气，氯气与水发生歧化反应生成HCl和HClO，HClO与通入电解液的乙烯反应生成氯乙醇，而HCl没有被消耗，因此在电解过程中阳极电解液变成酸性。在阴极表面，水得到电子生成氢气和氢氧根离子，因此在电解结束时，阴极电解液变为碱性。在电解结束后，将阳极电解液和阴极电解液输出混合，氢氧根离子与氯乙醇反应生成环氧乙烷。同时，在阴极处生成的氢氧根离子也可以中和阳极电解液中的HCl。根据制备原理知，左室电解液中乙烯与HClO反应转化为ClCH2CH2OH，则电解时Cl－转化为Cl2，因此Pt电极为阳极，与电源正极相连，A正确；工作过程中阴极发生反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，阴极附近c(OH－)增大，pH增大，B错误；由流程图知，该过程的总反应为乙烯和水的反应，化学方程式为CH2===CH2＋H2O―→C正确；电解时左室Cl－转化为Cl2，氯气与水反应生成HClO和HCl，右室得到KOH溶液，故电解液混合时会发生HCl和KOH的中和反应，D正确。 5．我国科学家合成了一种新型的Fe­SnO2催化剂，用该催化剂修饰电极，可实现在室温条件下电催化氮气制备铵盐和硝酸盐。下列说法错误的是(　　) A．电解过程中H＋由b极区向a极区迁移 B．阴极反应式为N2＋6e－＋8H＋===2NH C．电解一段时间，阳极区的pH减小 D．电解一段时间，阴极、阳极消耗N2的物质的量之比为3∶5 答案　D 解析　由图可知，a极上N2转化为NH，N元素化合价降低，发生得电子的还原反应，则a极为阴极，阴极反应式为N2＋6e－＋8H＋===2NH；b极上N2转化为NO，N元素化合价升高，发生失电子的氧化反应，则b极为阳极，阳极反应式为N2－10e－＋6H2O===2NO＋12H＋。电解池中阳离子往阴极移动，因此电解过程中H＋由b极区向a极区迁移，由电解池分析知，A、B、C正确；电解过程中阴、阳极得、失电子总数相等，根据电极反应式可知，阴、阳极消耗的N2的物质的量之比为5∶3，D错误。 [题组二　高考小题] 6．(2021·全国甲卷)乙醛酸是一种重要的化工中间体，可用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是(　　) A．KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用 D.双极膜中间层中