专题7 热点强化练7 电解原理在工农业生产中的应用-【导与练】2024高考化学一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（新教材，苏教版）

热点强化练7　电解原理在工农业生产中的应用 1.(2022·浙江重点中学联考)电解精炼法提纯镓(Ga)是工业上常用的方法,具体原理如图所示。已知:金属活动性顺序为Zn>Ga>Fe,镓的化学性质与铝相似。下列说法错误的是(　C　) A.该装置中电流方向为N极→粗Ga→NaOH溶液→高纯Ga→M极 B.电解精炼镓时产生阳极泥的主要成分为Fe、Cu C.阴极发生的电极反应为Ga3++3e-Ga D.电解过程中需控制合适的条件,否则阴极可能会产生H2导致电解效率下降 解析:题图中粗Ga作阳极,纯Ga作阴极,N极为正极,M极为负极。电解池中电流由电源正极流向电解池阳极,经过电解质溶液到达电解池阴极,再由阴极流向电源负极,A项正确;根据题中给出的金属活动性顺序,镓比铁、铜活泼,故铁、铜在电解精炼过程中形成阳极泥,B项正确;镓的化学性质与铝相似,说明镓具有两性,结合电解质溶液显碱性,可知阴极反应为Ga+3e-+2H2OGa+4OH-,C项错误;电解池中,若电解质溶液为水溶液,阴极上会存在H+(或水电离出的H+)得电子被还原为H2的竞争反应,若没控制合适的条件,该竞争反应可能会更明显,导致电解效率下降,D项正确。 2.(2023·辽宁六校期中)对氨基苯甲酸()是一种用途广泛的化工产品和医药中间体,以对硝基苯甲酸()为原料,采用电解法合成对氨基苯甲酸的装置如图。 下列说法错误的是(　C　) A.b为直流电源正极 B.少量气体X为H2 C.质子交换膜中H+由左向右迁移 D.阴极的主要电极反应式为 +6e-+6H++2H2O 解析:题给电池右侧为阳极,失电子发生氧化反应,则b为直流电源正极,A正确;阴极还会电解一部分水,H+得电子产生氢气,B正确;阳离子向阴极移动,则H+向阴极移动,即应从右向左移动,C错误。 3.(2022·河南郑州二模)钛铁合金具有优异的性能,在航天和生物医学等领域有广泛的应用。如图是以二氧化钛、氧化亚铁混合粉末压制的块体和石墨坩埚分别作电极材料,以CaCl2熔盐为离子导体(不参与电极反应)制备钛铁合金的电解装置示意图。下列相关说法正确的是(　D　) A.石墨坩埚连接直流电源的负极 B.通入Ar气主要是为了保护石墨坩埚不被氧化 C.TiO2发生的电极反应为TiO2-4e-Ti+2O2- D.每生成16.0 g TiFe2时,流出气体在标准状况下的体积大于4.48 L 解析:题给装置的目的是制备钛铁合金,所以需要Fe2+、Ti4+发生还原反应,而CaCl2熔盐不参与电极反应,所以阳极应是O2-被氧化生成氧气,所以以二氧化钛、氧化亚铁混合粉末压制的块体应为阴极,连接电源的负极,A错误;Ti、Fe性质活泼,容易被生成的氧气氧化,所以通入Ar气主要是为了保护钛铁合金不被氧化,B错误;TiO2得电子发生还原反应,电极反应为TiO2+4e-Ti+2O2-,C错误;16.0 g TiFe2为=0.1 mol,需生成0.1 mol Ti、0.2 mol Fe,根据电极反应TiO2+4e-Ti+2O2-、FeO+2e-Fe+O2-可知,共转移0.8 mol电子,O2-在阳极被氧化,电极反应为2O2--4e-O2↑,所以生成 0.2 mol 氧气,标准状况下体积为0.2 mol×22.4 L/mol=4.48 L,但同时流出的气体还有Ar气,所以流出气体在标准状况下的体积大于4.48 L,D正确。 4.(2022·四川绵阳二模)科学家利用质子导体反应器实现了电化学合成NH3,证明了H2O作为氢源的可行性。以H2O替换H2作为氢源,可以免除H2的生产和提纯成本,进一步降低氨的生产成本,且可以以最小的成本生产纯O2,其工作原理如图所示。下列说法错误的是(　C　) A.氨电极为阴极,电极反应为N2+6H++6e-2NH3 B.在外电场作用下,H+由氢电极经固体电解质移向氨电极 C.每制得1 mol NH3,理论上消耗1.5 mol H2同时得到48 g氧气 D.若在氢电极通入水蒸气和甲烷,电极反应为CH4+2H2O-8e-CO2+8H+ 解析:阳极反应不消耗氢气,C错误;氢电极为阳极,通入水蒸气和甲烷,C元素化合价升高,电极反应为CH4+2H2O-8e-CO2+8H+,D正确。 5.(2022·河南洛阳三模)我国科研团队开发了一种新型铠甲催化剂Ni/Co@石墨烯,可以高效去除合成气中的H2S杂质并耦合产氢,其工作原理如图所示。下列说法错误的是(　B　) A.M电极为阴极,电极上发生还原反应 B.生成H2和Sx的物质的量之比为1∶x C.阳极的电极反应式为xH2S-2xe-Sx+2xH+ D.铠甲催化剂表面的石墨烯可以保护内部金属核免受环境的影响 解析:由题干电解池装置图可知,Na+由右侧电极室进入左侧电极室,说明n为电源的正极,铠甲催化剂电极为阳极,发