高考化学一轮复习专题6.3电解池(知识讲解)(含解析)

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1、第三讲电解池【真题速递】1.(2019.天津)我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池,其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。()A.放电时,a电极反应为B.放电时,溶液中离子的数目增大C.充电时,b电极每增重,溶液中有被氧化D.充电时,a电极接外电源负极【答案】D【解析】放电时,Zn是负极,负极反应式为Zn-2e-═Zn2+,正极反应式为I2Br-+2e-=2I-+Br-,充电时,阳极反应式为Br-+2I--2e-=I2Br-、阴极反应式为Zn2++2e-=Zn,放电时,只有阳离子能穿过交换膜,阴离

2、子不能穿过交换膜,据此分析解答。A、放电时,a电极为正极,碘得电子变成碘离子,正极反应式为I2Br-+2e-=2I-+Br-,故A正确;B、放电时,正极反应式为I2Br-+2e-=2I-+Br-,溶液中离子数目增大,故B正确;C、充电时,b电极反应式为Zn2++2e-=Zn,每增加0.65g,转移0.02mol电子,阳极反应式为Br-+2I--2e-=I2Br-,有0.02molI-失电子被氧化,故C正确;D、充电时,a是阳极,应与外电源的正极相连,故D错误;2.(2017·全国卷Ⅰ,11)支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流的阴极保护

3、法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是(  )A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整【答案】 C【解析】 钢管桩接电源的负极,高硅铸铁接电源的正极,通电后,外电路中的电子从高硅铸铁(阳极)流向正极,从负极流向钢管桩(阴极),A、B正确;C项,题给信息高硅铸铁为“惰性辅助阳极”不损耗,错误。3.(2018·全国卷Ⅰ,13)最近我国科学家设计了一种CO2+H2

4、S协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下所示,其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为:①EDTA-Fe2+-e-===EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S===2H++S+2EDTA-Fe2+该装置工作时,下列叙述错误的是(  )A.阴极的电极反应:CO2+2H++2e-===CO+H2OB.协同转化总反应:CO2+H2S===CO+H2O+SC.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液

5、需为酸性【答案】 C【解析】 由题中信息可知,石墨烯电极发生氧化反应,为电解池的阳极,则ZnO@石墨烯电极为阴极。阳极接电源正极,电势高,阴极接电源负极,电势低,故石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的高,C项错误;由题图可知,电解时阴极反应式为CO2+2H++2e-===CO+H2O,A项正确;将阴、阳两极反应式合并可得总反应式为CO2+H2S===CO+H2O+S,B项正确;Fe3+、Fe2+只能存在于酸性溶液中,D项正确。4(2016·全国卷Ⅰ,11)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交

6、换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是(  )A.通电后中间隔室的SO离子向正极迁移,正极区溶液pH增大B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C.负极反应为2H2O-4e-===O2+4H+,负极区溶液pH降低D.当电路中通过1mol电子的电量时,会有0.5mol的O2生成【答案】 B【解析】 电解池中阴离子向阳极移动,阳离子向阴极移动,即SO离子向正极区移动,Na+向负极区移动,正极区水电离的OH-发生氧化反应生成氧气,H+留

7、在正极区,该极得到H2SO4产品,溶液pH减小,负极区水电离的H+发生还原反应生成氢气,OH-留在负极区,该极得到NaOH产品,溶液pH增大,故A、C错误,B正确;该电解池相当于电解水,根据电解水的方程式可计算出当电路中通过1mol电子的电量时,会有0.25mol的O2生成,D错误。5.[2018·全国卷Ⅲ,27(3)]KIO3也可采用“电解法”制备,装置如图所示。①写出电解时阴极的电极反应式______________________________________________。②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_______

8、,其迁移方向是_____________。③与“电解法”相比,“KClO3氧化法”的主要不足之处有_____________(写出一点)。【答案】 ①2H2O+2e-===2OH-+H2↑ ②

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