【讲练测】2017届高考化学一轮复习 模块三 基本理论 专题九 电化学 考点二 电解池 第2步

1．(2015·浙江卷)在固体金属氧化物电解池中，高温共电解H2O－CO2混合气备H2

和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是( ) ．．．

A．X是电源的负极

B．阴极的电极反应式是：H2O＋2e===H2＋O

CO2＋2e===CO＋O

通电

C．总反应可表示为：H2O＋CO2=====H2＋CO＋O2 D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1

解析：H2O和CO2混合气体转变为H2和CO的过程在接电源X极的电极上完成，说明该电极上发生了还原反应，该电极为阴极，则X为电源的负极，A项正确；阴极完成的是H2O→H2，CO2→CO，对应的电极反应式为H2O＋2e===H2＋O，CO2＋2e===CO＋O，B项正确；制备过程的总反应为H2O＋CO2通电,CO＋H2＋O2，C项正确；阴极与阳极产生的气体，其物质的量之比为2∶1，D项错误。

答案：D

2．(2015·福建卷)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是( )

－

2－

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2－

－

2－

－

2－

1

A．该装置将化学能转化为光能和电能 B．该装置工作时，H从b极区向a极区迁移 C．每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原

D．a电极的反应为：3CO2＋18H－18e===C3H8O＋5H2O

解析：该装置将光能转化为化学能，将电能转化为化学能，A项错误；该装置工作时，a极为阴极，b极为阳极，H从阳极(b极)区向阴极(a极)区迁移，B项正确；根据电路中通失4e得6e

1

过的电量相等，由2H2O――→O2、CO2――→C3H8O可得：3O2～2CO2，则每生成1 mol O2，被还

32

原的CO2的质量为：mol×44 g/mol＝29.3 g，C项错误；a极上CO2发生得电子的还原反应

3转化为C3H8O，D项错误。

答案：B

3．(2013·天津卷)为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下：

电池：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l) 电解

电解池：2Al＋3H2O=====Al2O3＋3H2↑

电解过程中，以下判断正确的是( ) A B C H移向Pb电极 每消耗3 mol Pb 正极：PbO2＋4H＋2e===Pb＋2H2O ＋－2＋＋－

－

＋

＋

－

＋

电池 H移向Pb电极 ＋电解池 生成2 mol Al2O3 阳极：2Al＋3H2O－6e===Al2O3＋6H －＋ 2

D ＋＋－ 解析：原电池中H移向正极，电解池中H移向阴极，A错误；由电子守恒3Pb～6e～Al2O3，B错误；C项中原电池正极反应：PbO2＋4H＋2e＋SO4===PbSO4＋2H2O，电解池中阳极反应：2Al＋3H2O－6e===Al2O3＋6H，C错误；D项中，原电池负极：Pb＋SO4－2e===PbSO4，Pb电极增重，电解池中Pb作阴极，阴极上析出H2，Pb电极质量不变，D正确。

答案：D

4．(2014·新课标全国卷Ι)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性，回答下列问题：

(1)H3PO2是一元中强酸，写出其电离方程式：______________。

(2)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag还原为银，从而可用于化学镀银。 ①H3PO2中，P元素的化合价为________。

②利用H3PO2进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1，则氧化产物为：__________________(填化学式)。

③NaH2PO2为________(填“正盐”或“酸式盐”)，其溶液显________性(填“弱酸性”、“中性”、或“弱碱性”)。

(3)H3PO2的工业制法是：将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2，后者再与H2SO4反应，写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式：__________________________。

(4)H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：

＋

－

＋

2－

－

＋

－

2－

①写出阳极的电极反应式______________________。 ②分析产品室可得到H3PO2的原因______________________。

3

③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室，其缺点是产品中混有________________杂质。该杂质产生的原因是__________________。

解析：(1)H3PO2是一元中强酸，其电离方程式为H3PO2H2PO2＋H。(2)①根据化合物中化合价代数和为零，可知P显＋1价；H3PO2具有较强还原性，氧化剂：4Ag～4Ag，得到4 mol电子，还原剂：H3PO2～P(化合价为x)，则4＝x－1，x＝5，故氧化产物是H3PO4；③H3PO2是一元中强酸，故NaH2PO2是正盐，水解显弱碱性。(3)由信息知，P4与氢氧化钡溶液发生歧化反应：2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O===3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑。(4)①酸性环境中，可认为水失去电子：2H2O－4e===O2↑＋4H。②根据“阳膜”性质，H通过“阳膜”与H2PO2结合生成H3PO2。③若撤去“阳膜”，由于H2PO2与H3PO2具有较强还原性，在阳极失去电子生成PO4。

答案：(1)H3PO2H2PO2＋H (2)①＋1 ②H3PO4 ③正盐 弱碱性

(3)2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O===3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑ (4)①2H2O－4e===O2↑＋4H

②阳极室的H穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO2穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2

③PO4 H2PO2或H3PO2被氧化

5．(2014·山东卷)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl7和AlCl4组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。

(1)钢制品应接电源的________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为

______________________________________________________。 若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为________。

(2)为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应转移6 mol电子时，所得还原产物的物质的量为________mol。

(3)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有________。 a．KCl c．MnO2

b．KClO3 d．Mg

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－

3－

－＋

－

－

＋

－

＋－

3－

－

＋

＋

－

＋

－

＋

取少量铝热反应所得的固体混合物，将其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象，________(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3，理由是____________________________________ ____________________(用离子方程式说明)。

解析：(1)钢制品为镀件，电镀时作阴极，连接电源的负极；电镀铝阴极应生成单质铝，所以阴极电极反应式为：4Al2Cl7＋3e===Al＋7AlCl4；若改用AlCl3水溶液作电解液，H2O

4

－

－

－

电离产生的H放电生成H2。(2)用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，铝失电子，H得电1

子，由电子得失守恒得：n(H2)＝×6 mol＝3 mol。(3)铝热反应需要用Mg燃烧提供反应温

2度，用KClO3分解提供O2，所以b、d正确；H2SO4与Fe2O3反应可生成Fe，但铝热反应生成的Fe可将Fe还原为Fe，发生的离子方程式为Fe2O3＋6H===2Fe＋3H2O、Fe＋2Fe===3Fe

＋

3＋

2＋

＋

3＋

3＋

2

3＋

＋＋

，加入KSCN溶液，可能无明显现象。

答案：(1)负 4Al2Cl7＋3e===Al＋7AlCl4 H2 (2)3

－

－

－

(3)bd ＋

)

不能 Fe＋

3＋

3＋

2O3＋6H===2Fe＋3H2O、Fe＋2Fe===3Fe2＋

(或只写Fe＋2Fe3＋

===3Fe

2

5