第4章 第2节 素养提升练-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1作业与测评课件PPT（人教版2019）

0 第四章　化学反应与电能 第二节　电解池 素养提升练 一、选择题 1．(甘肃卷)某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是(　　) A．电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积 B．电极2是阴极，发生还原反应：O2＋4e－===2O2－ C．工作时O2－从多孔电极1迁移到多孔电极2 D．理论上电源提供2 mol e－能分解1 mol H2O (建议用时：40分钟) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 解析：多孔电极1上H2O(g)发生得电子的还原反应，多孔电极1为阴极，电极反应为2H2O＋4e－===2H2↑＋2O2－；多孔电极2上O2－发生失电子的氧化反应，多孔电极2为阳极，电极反应为2O2－－4e－===O2↑，B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 A．C1电极处溶液首先变棕黄色 B．反应一段时间后，向溶液中加一定量的盐酸可复原 C．C2电极上可依次发生的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋、2Cl－－2e－===Cl2↑ D．当C1电极上有2 g物质生成时，就会有2NA个电子通过溶液发生转移 2．如图所示，在一定电压下用惰性电极电解由等物质的量浓度的FeCl2(aq)、HCl(aq)组成的混合溶液。已知在此电压下，该混合溶液中的阴阳离子都可能在阳极放电，下列说法正确的是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4 解析：C1电极与电源的负极连接，作阴极，溶液中的H＋在阴极放电，因此C1处的溶液有气泡产生，不会变成棕黄色，A错误；C2电极与电源的正极相连，作阳极，Fe2＋的还原性强于Cl－的还原性，则依次发生的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋、2Cl－－2e－===Cl2↑，反应一段时间后，溶液中Fe2＋逐渐减少，只加入盐酸不能将溶液复原，B错误，C正确；电子只能通过导线转移，不能通过溶液转移，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7 C．Ⅱ膜为阴膜，产品室发生反应的化学原理为强酸制弱酸 D．理论上每生成1 mol产品，阴极室可生成标准状况下5.6 L气体 4．H3BO3可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备，其工作原理如图。下列叙述错误的是(　　) A．M室的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ B．N室中：a%<b% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12 B．电解得到的钠在熔融混合盐的下层 C．D为Na­β­Al2O3固体隔膜时，制得的钠几乎无杂质，则电解的电流效率接近100% D．电解时阴极发生氧化反应：Na＋＋e－===Na，阴极上还可能有少量的钙单质生成 7．电解熔融氯化钠和氯化钙混合物制备金属钠的装置如图所示。阳极A为石墨，阴极为铁环K，两极用多孔隔离材料或膜隔离材料D隔开。氯气从上方的抽气罩H抽出，液态金属钠经铁管F流入收集器G。下列叙述正确的是(　　) A．氯化钙的作用是作助熔剂，降低氯化钠的熔点；也可以使用氯化镁代替 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13 解析：氯化钙的作用是作助熔剂，降低氯化钠的熔点，但不能用氯化镁代替，因为Mg2＋的氧化性比Na＋强，阴极上Mg2＋优先得电子，A错误；钠的密度小于混合盐的密度，金属钠在上部收集，B错误；电解时阴极得电子，发生还原反应，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 18 B．产生2.24 L O2时，转移的电子为0.4 mol C．惰性电极Ⅰ的电极反应：Fe2O3＋3H2O－6e－===2Fe＋6OH－ D．生成氨气的反应：2Fe＋N2＋3H2O===Fe2O3＋2NH3 10．纳米Fe2O3在常压电化学法合成氨过程中起催化作用，其电解装置如图所示。已知熔融的NaOH­KOH为电解液，Fe2O3在发生反应时生成中间体Fe。下列说法正确的是(　　) A．惰性电极Ⅱ是电解池的阴极，发生还原反应 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 19 解析：由装置图可知，惰性电极Ⅱ上OH－转化为氧气，氧元素化合价升高，发生氧化反应，故惰性电极Ⅱ是电解池的阳极，惰性电极Ⅰ为阴极，A错误；未说明氧气所处的状况，其物质的量无法计算，故转移电子的物质的量无法计算，B错误； 惰性电极Ⅰ上，Fe2O3得电子生成Fe单质，电极反应式为Fe2O3＋6e－＋3H2O===2Fe＋6OH－，C错误；惰性电极Ⅰ上，Fe2O3得电子生成的Fe为中间体，Fe2O3在该电解过程中起催化作用，结合题图可知，Fe和N2、H2O(g)反应，铁又被氧化成Fe2O3，同时生成氨气，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 20 B．交换膜为阳离子交换膜 C．当电路中转移1 mol e－时，阳极室溶液质量减少8 g D．若以CH4空气燃料电池为直流电源，则b极应与燃料电池中通入CH4的一极相连 11．己二腈[NC(CH2)4CN]是工业制造尼龙­66的原料，利用丙烯腈(CH2===CHCN，不溶于水)为原料、四甲基溴化铵[(CH3)4NBr]为盐溶液制备己二腈的电有机合成装置如图所示。下列说法正确的是(　　) A．a电极反应为2CH2===CHCN－2e－＋2H＋===NC(CH2)4CN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 21 解析：由题图可知，a极丙烯腈发生还原反应生成己二腈：2CH2===CHCN＋2e－＋2H＋===NC(CH2)4CN，a为阴极，b为阳极，b极发生氧化反应，电极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑。由分析可知，A错误；氢离子通过交换膜由阳极室向阴极室移动，所以交换膜为阳离子交换膜，B正确； 阳极发生反应2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，当电路中转移1 mol e－时，放出0.25 mol氧气，同时有1 mol氢离子移入阴极室，所以阳极室溶液质量减少9 g，C错误；若以CH4空气燃料电池为直流电源，通入CH4的一极为负极，而b极(阳极)应与燃料电池的正极相连，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 22 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 23 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 24 二、非选择题 13．(1)右图是氯碱工业电解饱和NaCl溶液的示意图。 ①电解饱和NaCl溶液的化学方程式是 ____________________________________。 c ②NaOH溶液从____(填“b”或“c”)口导出。结合化学用语解释NaOH在此区域生成的原因：__________________________________________________________ ______________________________________________________________________。 右侧为阴极区，阴极发生反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，生成OH－，阳极区的Na＋通过阳离子交换膜进入阴极区，因此NaOH溶液在c口导出 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 25 ②阳极产生两种气体单质，电极反应式分别是_______________________； __________________。 (2)我国科学家通过电解从海水中提取锂单质，其工作原理如图所示。 ①金属锂在电极____(填“A”或“B”)生成，发生的是______(填“氧化”或“还原”)反应。 A 还原 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 2Cl－－2e－===Cl2↑ 解析：(2)②阳极上失电子发生氧化反应，且阳极附近主要含有OH－和Cl－等，阳极产生两种气体单质，则阳极对应的电极反应式分别是2H2O－4e－===O2↑＋4H＋、2Cl－－2e－===Cl2↑。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 26 　　　　　　　　　　　　　 R 3．电解K2MnO4水溶液制备KMnO4的装置如图所示。电解后测得b极区溶液中溶质的总物质的量增大。下列说法错误的是(　　) A．K2MnO4水溶液盛放在a极区 B．离子交换膜为阳离子交换膜 C．当外电路转移2 mol电子时，两极室溶液质量变化相差76 g D．a电极发生的反应为MnOeq \o\al(2－,4)－e－===MnOeq \o\al(－,4) 解析：电解K2MnO4水溶液制备KMnO4，阳极反应为MnOeq \o\al(2－,4)－e－===MnOeq \o\al(－,4)，阴极反应为2H2O＋ 2e－===H2↑＋2OH－，K＋向阴极移动，使KOH物质的量增大，所以b极为阴极，a极为阳极；当外电路转移2 mol电子时，阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，有2 mol K＋移向阴极，生成1 mol H2，阴极质量增大(39×2－2) g＝76 g，阳极质量减少(2×39) g＝78 g，两极室溶液质量变化相差154 g，C错误。 解析：A项，M室为阳极室，发生氧化反应，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，正确；B项，N室为阴极室，溶液中水电离的H＋得电子发生还原反应，生成H2，促进水的电离，溶液中OH－浓度增大，即a%<b%，正确；C项，阳极室的H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室的B(OH)eq \o\al(－,4)穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3BO3，则Ⅱ膜为阴膜，正确；D项，每生成1 mol产品，转移1 mol电子，阴极室生成0.5 mol H2，其标准状况下的体积为11.2 L，错误。 5．电解法处理含有Cl－、NOeq \o\al(－,3)的酸性废水，其工作原理及电极b中铁的化合物的催化机理如图所示，H表示氢原子。下列说法错误的是(　　) A．电极b接电源负极 B．处理1 mol NOeq \o\al(－,3)，电路中转移5 mol e－ C．HClO在阳极生成：Cl－＋H2O－2e－===HClO＋H＋ D．H＋与NOeq \o\al(－,3)反应的电极反应式为10H＋＋NOeq \o\al(－,3)＋8e－===NHeq \o\al(＋,4)＋3H2O 解析：由题图知，硝酸根离子转变为铵根离子，N元素化合价从＋5降低到－3，则处理1 mol NOeq \o\al(－,3)，电路中转移8 mol e－，B错误。 6．利用电化学原理可对海水(主要成分为NaCl和H2O，还含有少量微生物)进行消毒，并能清除残留的含氯消毒物质(工作原理如图，其中电极均为惰性电极)。已知：工作时，先断开K2，闭合K1，一段时间后，断开K1，闭合K2。下列说法不正确的是(　　) A．闭合K1后的总反应为2Cl－＋2H2Oeq \o(=====,\s\up17(通电))Cl2↑＋H2↑＋2OH－ B．闭合K2后，Na＋通过交换膜从Ⅱ室迁移至Ⅲ室 C．工作完成后，Ⅱ室中有金属Na剩余 D．残留的含氯消毒物质在Ⅲ室放电被脱除 解析：断开K2，闭合K1时为电解池，Ⅰ室电极为阳极，Ⅱ室电极为阴极，阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极反应为2Na＋＋2e－===2Na，总反应为2Cl－＋2Na＋eq \o(=====,\s\up17(通电))Cl2↑＋2Na，A错误；断开K1，闭合K2时为原电池，Ⅱ室中Na放电生成Na＋，故Ⅱ室电极为负极，Ⅲ室电极为正极，原电池中阳离子向正极移动，即Na＋通过交换膜从Ⅱ室迁移至Ⅲ室，B正确；闭合K1时在Ⅰ室生成的氯气与水反应生成HClO(含氯消毒物质)，HClO氧化海水中的少量微生物从而对海水进行消毒，而每生成1 mol HClO，需消耗1 mol氯气，同时Ⅱ室中会产生2 mol钠单质，结合题意和题图知，残留的含氯消毒物质可进入Ⅲ室被清除，由于部分HClO被微生物还原，所以在Ⅲ室中被还原的HClO的物质的量小于1 mol，则在Ⅱ室中被氧化的钠单质小于2 mol，所以工作完成后Ⅱ室中有金属Na剩余，C、D正确。 8．对氨基苯酚(，俗称PAP)是一种重要的精细化工中间体，工业上常采用电解硝基苯的方法制取，其装置原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．电源a为负极 B．电极c的电极反应式为＋4H＋＋4e－===＋H2O C．离子交换膜最好用质子交换膜 D．当生成1 mol时，右侧生成的CO2在标准状况下体积为44.8 L 解析：CH3COO－转化为CO2，碳元素化合价升高，属于氧化反应，则c为阴极，a为负极，A正确；NH4Cl溶液显酸性，c电极上发生反应的电极反应式为＋4H＋＋4e－===＋H2O，B正确；电解池中左侧消耗H＋，右侧产生H＋，故离子交换膜最好选用质子交换膜，C正确；d电极的反应式为CH3COO－－8e－＋2H2O===7H＋＋2CO2↑，当生成1 mol时转移4 mol e－，右侧生成的CO2在标准状况下体积为22.4 L，D错误。 9.某科研团队开发了一种电解精炼废钢的工艺：在废钢和炉渣(含硅的氧化物及硅酸盐)之间施加电动势，通过O2－在两极间的定向运动可实现废钢脱碳从而得到超低碳钢，同时还可以在阴极回收硅作为副产品。该工艺的原理如图所示，下列说法正确的是(　　) A．若x＝2，则电解过程的总反应为2C＋SiO2eq \o(=====,\s\up17(电解))2CO↑＋Si B．废钢和炉渣之间可以使用酸性电解质溶液 C．若阳极产生22.4 L CO，阴极所得硅的质量为14 g D．电子流向：电源负极→阴极→阳极→电源正极 解析：当x＝2，SiOeq \o\al(n－,x)即为SiO2，结合图中所给信息可知总反应为2C＋SiO2eq \o(=====,\s\up17(电解))2CO↑＋Si，A正确；废钢和炉渣之间若使用酸性电解质溶液，铁会与酸性溶液发生反应，且O2－也会转化为水，B错误；选项中未说明是标准状况下的22.4 L CO，无法计算所得硅的质量，C错误；阴极和阳极之间在电解池内部没有电子移动，而是O2－的定向运动，D错误。 12．电解苯酚的乙腈(CH3CN)水溶液可在电极上直接合成扑热息痛( A．电极d为阴极 B．装置工作时，乙室溶液pH增大 C．电极c的电极反应式为＋CH3CN＋H2O－2e－→ D．合成1 mol扑热息痛，理论上甲室质量增重96 g 解析：由题意可知，右侧装置为电解池，则左侧装置为原电池。由SOeq \o\al(2－,4)迁移的方向可确定a极为负极，b极为正极，c极为阳极，d极为阴极，A正确；装置工作时，乙室发生反应：H2O2＋2e－＋2H＋===2H2O，反应需要消耗H＋，溶液pH增大，B正确；电极c为阳极，CH3CN在电极上失电子与苯酚反应，生成2－,4) INCLUDEPICTURE "E:\\杨楠\\课件\\452化学（选择性必修1作业与测评（人教\\402HXB247.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\杨楠\\课件\\452化学（选择性必修1作业与测评（人教\\402HXB247.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\杨楠\\课件\\452化学（选择性必修1作业与测评（人教\\402HXB247.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\石维\\PPT\\化学\\25年\\452化学（选择性必修1作业与测评（人教\\402HXB247.TIF" \* MERGEFORMATINET ，电极反应式为 ＋CH3CN＋H2O－2e－→ ，C正确；a极为负极，H2O2失电子生成H2O和O2，电极反应式为H2O2－2e－＋2OH－===2H2O＋O2↑，合成1 mol扑热息痛，需要转移2 mol e－，理论上有1 mol SO由乙室转移入甲室，同时甲室生成1 mol O2，则甲室质量增重1 mol×96 g·mol－1－1 mol×32 g·mol－1＝64 g，D错误。 2NaCl＋2H2Oeq \o(=====,\s\up17(电解))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ $$