内容正文:
考点15 电解原理及其应用
第一部分 考点通关练
01
狂刷小题 夯基础
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。
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3.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)可用作食品
加工的防腐剂,制备示意图如图。已知:
2NaHSO3===Na2S2O5+H2O。下列说法不
正确的是( )
A.采用的是阳离子交换膜
B.阳极的电极反应式为2H2O-4e-===4H++O2↑
C.当阴极生成0.2 g气体时,a室溶液质量减少1.6 g
D.电解后将b室溶液进行结晶、脱水,可得到Na2S2O5
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解析 电解池阳极与电源正极相连,阴极与电源负极相连,由装置图可知,a室为阳极室,电极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+;c室为阴极室,电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,c室中NaHSO3与产生的OH-反应转变为Na2SO3,b室中Na+透过离子交换膜进入c室;b室为产品室,a室中H+透过离子交换膜进入b室,与Na2SO3反应生成NaHSO3,NaHSO3脱水得到Na2S2O5。阴极生成0.2 g(0.1 mol)氢气转移电子0.2 mol,阳极生成O2,氧气从a室逸出,氢离子向b室移动,则a室中减少的质量为水的质量,根据各电极上转移电子数相等,知a室消耗水的物质的量为0.1 mol,质量为0.1 mol×18 g·mol-1=1.8 g,C错误。
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题组二 高考小题
4.(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
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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。由上分析可知,A、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。
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5.(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( )
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
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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,电极反应式为2H2O+Mn2+-2e-===MnO2+4H+,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。
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6.(2022·山东高考)(双选)设计如图装置回
收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定,借助其
降解乙酸盐生成CO2,将废旧锂离子电池的正
极材料LiCoO2(s)转化为Co2+,工作时保持厌氧
环境,并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电
极材料均为石墨材质,右侧装置为原电池。下列说法正确的是( )
A.装置工作时,甲室溶液pH逐渐增大
B.装置工作一段时间后,乙室应补充盐酸
C.乙室电极反应式为LiCoO2+2H2O+e-===Li++Co2++4OH-
D.若甲室Co2+减少200 mg,乙室Co2+增加300 mg,则此时已进行过溶液转移
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7.(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