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专题七 电解池应用
1．MnO₂常用于电池工业，现电解含MnSO₄的某工业废液来制备Mn和MnO₂，装置如图，下列说法不正确的是

A．电极b发生氧化反应

B．电极a、b均可用石墨作电极，且通电一段时间后，左、右两边溶液的pH均减小

C．通电时，溶液中的SO₄^2-通过离子交换膜向右移动

D．电极b的电极反应式为：Mn²⁺-2e^-+2H₂O=MnO₂+4H⁺

2．以铅蓄电池为电源电解FeSO₄溶液制备高纯铁的原理如图所示。其中X为高纯铁电极，Y为石墨电极。下列说法错误的是

A．a为铅蓄电池的负极

B．Y电极主要发生反应：Fe²⁺-e^-=Fe³⁺

C．电解液中SO₄^2-由右向左通过阴离子交换膜

D．电解法制备高纯铁总反应：3Fe²⁺Fe+2Fe³⁺

3．K₂S₂O₈(过硫酸钾)是强氧化剂，在水溶液中能将Mn²⁺、Cr³⁺氧化成MnO₄^-、Cr₂O₇^2-。某学习小组拟设计如图装置制备K₂S₂O₈。下列说法正确的是

A．铜极发生氧化反应

B．阳极反应式为2SO₄^2--2e^-=S₂O₈^2-

C．电解时，H⁺从交换膜左侧向右侧迁移

D．若产生22.4 L氢气，则转移电子为2mol

4．Cu₂O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu₂O的电解池示意图如右图所示，电解总反应为：2Cu＋H₂OCu₂O＋H₂↑。下列说法正确的是 

A．铜电极发生还原反应        B．石墨电极上产生氢气

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

5．模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，电解硫酸钾溶液可制备氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾，装置如图所示。下列说法不正确的是（　　）

A．通电开始后，阴极附近溶液pH增大

B．制得的氢氧化钾溶液从出口d流出

C．电解槽的阳极反应式为2H₂O﹣4e^-＝4H⁺+O₂↑

D．通过阴离子交换膜的离子数等于通过阳离子交换膜的离子数

6．采用电化学法还原CO₂是一种使CO₂资源化的方法。下图是利用此法制备ZnC₂O₄的示意图(电解液不参与反应)。下列说法中正确的是

A．Zn与电源的负极相连

B．ZnC₂O₄在交换膜右侧生成

C．电解的总反应为2CO₂＋ZnZnC₂O₄

D．通入11.2 L CO₂时，转移0.5 mol电子

7．在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如右图。接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。下列判断不正确的是(　　)

[来源:Z§xx§k.Com]

A．原上层液体可能是KI的水溶液，原下层液体可能是CCl₄

B．搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是I₂在CCl₄中的溶解度大于在水中溶解度，所以绝大部分I₂都转移到CCl₄中

C．阴极区域pH增大的原因是水分子得电子生成了OH^—

D．阳极上的电极反应式2H⁺+2e ^- =H₂↑

8．钛的电解冶炼法，如图所示。以含少量CaC1₂的CaO熔融物作为介质，电解时阴极生成的Ca进一步还原TiO₂得到钛。下列说法不正确的是

A．Ca还原TiO₂的化学方程式为2Ca+TiO₂===Ti+2CaO

B．阳极石墨稳定性强，在实际生产过程中质量几乎不会改变

C．CaC1₂的作用可能是增强导电性，同时起到助熔剂的作用

D．已知F=96500C·mol^-1，当I=0.5A，通电80分钟，理论上可得Ti的质量为(0.5×80×60×48)/4×96500g

9．下图为某二次电池充电时的工作原理示意图，该过程可实现盐溶液的淡化。下列说法错误的是

A．充电时，a 为电源正极

B．充电时，Cl^-向Bi 电极移动，Na⁺向NaTi₂(PO₄)₃ 电极移动[来源:Z§xx§k.Com]

C．放电时，正极的电极反应为BiOCl＋2H⁺＋3e^-＝Bi＋Cl^-＋H₂O

D．充电时，新增入电极中的物质：n(Na⁺):n(Cl^-) =1:3

10．用电解法处理含Cr₂O₇^2－的废水，探究不同因素对含Cr₂O₇^2－废水处理的影响，结果如表所示(Cr₂O₇^2－的起始浓度、体积、电压、电解时间均相同)。下列说法错误的是

A．实验ⅱ与实验i对比，其他条件不变，增加c(H⁺)有利于Cr₂O₇^2－的去除

B．实验ⅲ与实验ⅱ对比，其他条件不变，增加c(Fe³⁺)有利于Cr₂O₇^2－的去除

C．实验ⅳ中Fe²⁺循环利用提高了Cr₂O₇^2－的去除率

D．若实验ⅳ中去除0.01 mol Cr₂O₇^2－，生成的阳离子全部转化成沉淀，则沉淀的质量是2.06g

11．LiOH和钴氧化物可用于制备锂离子电池正极材料。利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。下列说法不正确的是(     )

A．B极区电解液为LiOH溶液

B．每产生2.24L氢气，就有0.2 mol阳离子通过交换膜进入阴极区

C．电解过程中Li^＋向B电极迁移

D．阳极电极反应式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑

12．常温下，NCl₃是一种黄色黏稠状液体，是制备新型水消毒剂ClO₂的原料，可以采用如图所示装置制备NCl₃。下列说法正确的是

A．每生成1 mol NCl₃，理论上有4 mol H^＋经质子交换膜右侧向左侧迁移

B．可用湿润的淀粉­KI试纸检验气体M

C．石墨极的电极反应式为NH₄⁺＋3Cl^－－6e^－= NCl₃ ＋4H^＋

D．电解过程中，质子交换膜右侧溶液的pH会减小

13．处理高浓度乙醛废水的新方法一隔膜电解法，让乙醛分别在阴、阳极发生反应，转化为乙醇和乙酸。实验室以一定浓度的乙醛一Na₂SO₄溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置如图所示。下列说法正确的是

A．若以CH₄一空气燃料电池为直流电源，燃料电池的a极应通入甲烷

B．电解过程中，阴极区Na₂SO₄的物质的量增大

C．阳极反应为CH₃CHO－2e^－+H₂O=CH₃COOH+2H⁺

D．阴极还原产物H₂

14．某地海水中主要离子的含量如下表，现利用“电渗析法”进行淡化，技术原理如图所示(两端为惰性电极，阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过)。下列有关说法错误的是

A．甲室的电极反应式为：2Cl^-－2e^-= Cl₂↑

B．淡化过程中易在戊室形成水垢

C．乙室和丁室中部分离子的浓度增大，淡水的出口为 b

D．当戊室收集到22.4L(标准状况)气体时，通过甲室阳膜的离子的物质的量一定为2mol

15．Na₂SO₃溶液中混有 NaHSO₃，要提纯Na₂SO₃溶液，可用三室法电解实现，如图所示。下列说法不正确的是

A．A为阳离子交换膜，B为阴离子交换膜

B．X为直流电源的负极，阳极区pH减小

C．图中的n<m

D．阴极的电极反应式为2H⁺+2^e-=H₂↑

16．乙醛酸(HOOC－CHO)是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。下列说法正确的是

A．M极与直流电源的负极相连

B．每得到lmol乙醛酸将有2molH⁺从右室迁移到左室

C．N电极上的电极反应式:HOOC-COOH－2eˉ+2H⁺ = HOOC-CHO+H₂O

D．每消耗0.1mol乙二醛在M电极放出2.24L气体（标准状况）

17．将如图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是

A．b电极上发生还原反应    B．片刻后甲池中c（Cl^-）增大

C．电子沿Zn→a→b→Cu 路径流动    D．片刻后可观察到滤纸b点变红色

18．实验室模拟工业制备高纯铁。用惰性电极电解FeSO₄溶液制备高纯铁的原理如下图所示。下列说法正确的是（   ）

A．阳极主要发生反应：Fe²⁺ + 2e^- =Fe

B．向阴极附近滴加KSCN溶液，溶液变红

C．电解一段时间后，阴极附近pH减小

D．电解法制备高纯铁总反应：3Fe²⁺Fe + 2Fe³⁺

19．在不同电压下用惰性电极电解饱和NaCl溶液制备少量NaClO，实验结果如下：

下列分析不正确的是

A．①、②、③中，a极均发生了还原反应

B．①、②、③中均能发生Cl₂+2NaOH =NaCl+NaClO+H₂O

C．电解时OH^- 由b极向a极移动

D．不宜采用实验③的电压制备NaClO

20．全钒液流储能电池一次性充电后，续航能力可达1000 km，而充电时间只需3～5 min，被誉为“完美电池”，其原理如图所示(已知V²⁺呈紫色，V³⁺呈绿色)。电池放电时，左槽溶液质量增加。下列说法正确的是（    ）

A．放电时的正极反应为V³⁺+e^-=V²⁺

B．放电过程中，右槽溶液由紫色变为绿色

C．充电时的电流方向由B电极流向A电极

D．充电时的阴极反应为VO₂⁺+2H⁺+e^-=VO²⁺+H₂O

21．Co(H₂PO₂)₂广泛用于化学镀钴，以金属Co和NaH₂PO₂为原料，采用四室电渗析槽电解法制备，原理如图。下列叙述正确的是

A．b为阳离子交换膜

B．通电后原料室的H₂PO₂⁻向产品室迁移，阴极区溶液pH增大

C．石墨电极反应为4OH⁻−4e⁻O₂↑+2H₂O

D．当产生1 mol Co(H₂PO₂)₂时，产生标准状况下气体11.2 L

22．如图是一个用铂丝作电极，电解MgSO₄溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6．8—8．0，酸色—红色，碱色—黄色，Mg(OH)₂沉淀的pH=9)，下列叙述不正确的是

A．电解过程中电极附近溶液颜色变化是A管溶液由红变黄，B管溶液不变色

B．A管中发生的反应：2H₂O+2e^-+Mg²⁺=H₂↑+Mg(OH)₂↓

C．取出a试管，将带有火星的木条伸入试管内，看到木条复燃

D．电解一段时间后，A管产生白色沉淀，切断电源，将电解液倒入烧杯内，白色沉淀溶解或部分溶解

23．是一种常见的绿色氧化剂，可由臭氧发生器（原理如图）电解稀硫酸制得。下列说法错误的是                                    

A．电极a为阴极

B．标准状况下，当反应时收集到和混合气体，的体积分数为80％

C．电解一段时间后b极周围的下降

D．a极的电极反应为

24．研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融的­CaO作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法中错误的是

A．在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量保持不变

B．阳极的电极反应式为C＋2O^2－－4e^－===CO₂↑

C．由TiO₂制得1 mol金属Ti，理论上外电路通过2 mol 电子

D．若用铅蓄电池作供电电源，“－”接线柱应连接Pb电极

25．高铁酸钠(Na₂FeO₄)是一种新型高效多功能净水剂，电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠的装置如图①所示。下列说法不正确的是(　　)

A．X为电源负极，铁电极发生的电极反应式是：Fe - 6e^- + 8OH^- = FeO₄^2- + 4H₂O

B．离子交换膜为阳离子交换膜

C．当生成1.66 gNa₂FeO₄时，收集到的气体在标准状况下的体积是672 mL

D．NaOH溶液的初始浓度与电解后生成的Na₂FeO₄浓度的变化关系如图②所示，c(Na₂FeO₄)降低的原因可能是发生了副反应