2020届一轮复习鲁科版电能转化为化学能——电解作业(1) 4页

电能转化为化学能——电解 ‎1．以石墨为电极，电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是(　　) ‎ A．阴极附近溶液呈红色 B．阴极逸出气体 C．阳极附近溶液呈蓝色 D．溶液的pH变小 解析　以石墨为电极，电解KI溶液，发生的反应为2KI＋2H2O2KOH＋H2↑＋I2(类似于电解饱和食盐水)，阴极产物是H2和KOH，阳极产物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以阳极附近的溶液会变蓝(淀粉遇碘变蓝)，阴极附近的溶液会变红(溶液呈碱性)，A、B、C正确；由于电解产物有KOH生成，所以溶液的pH逐渐增大，D错误。‎ 答案　D ‎2．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(　　)‎ 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　A项，该装置是电解池，在电解和光的作用下H2O在光催化剂的表面转化为O2和H＋，故该装置是将电能和光能转化为化学能，错误；B项，根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引的原则，该装置工作时，H＋从阳极b极区向阴极a极区迁移，正确；C项，该电解池的总反应式为：6CO2＋8H2O2C3H8O＋9O2。根据总反应方程式可知，每生成1 mol O2，有 mol CO2被还原，其质量为 g，错误；D项，a电极为阴极，发生还原反应，电极反应式为：3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，错误。‎ 答案　B ‎3．用右图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是(　　)‎ A．用石墨作阳极，铁作阴极 B．阳极的电极反应式：Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O C．阴极的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ D．除去CN－的反应：2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O 解析　Cl－在阳极发生氧化反应生成ClO－，水电离出的H＋在阴极发生还原反应生成H2，又由于电解质溶液呈碱性，故A、B、C项正确；D项，溶液呈碱性，离子方程式中不能出现H＋，正确的离子方程式为2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，错误。‎ 答案　D ‎4．(1)MnO2可作超级电容器材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是 。‎ ‎(2)将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：‎ S2－－2e－===S ‎(n－1)S＋S2－===S ‎①写出电解时阴极的电极反应式： 。‎ ‎②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成 。‎ ‎(3)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。‎ 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。B极区电解液为 溶液(填化学式)，阳极电极反应式为 ，电解过程中Li＋向 电极迁移(填“A”或“B”)。‎ 解析　(1)阳极发生氧化反应，由MnSO4制得MnO2，锰元素化合价升高，MnSO4在阳极反应，根据原子守恒，反应物中有H2O参加，再根据电荷守恒，生成物中还有H＋，配平电极反应式。(2)①在阴极电解质溶液是NaOH溶液，同时图示显示产生了H2，因此阴极发生的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。②加入H2SO4后，H＋与S反应生成S和H2S。(3)B极区生成H2 ，同时会生成LiOH ，则B极区电解液为LiOH 溶液；电极A为阳极，在阳极区LiCl 溶液中Cl－ 放电，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑；在电解过程中Li＋(阳离子)向B电极(阴极区)迁移。‎ 答案　(1)Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋‎ ‎(2)①2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ ‎②S＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑‎ ‎(3)LiOH　2Cl－－2e－===Cl2↑　B ‎5．氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。‎ 完成下列填空：‎ ‎(1)写出电解饱和食盐水的离子方程式 ‎ ‎(2)离子交换膜的作用为： 、‎ ‎ 。‎ ‎(3)精制饱和食盐水从图中 位置补充，氢氧化钠溶液从图中 位置流出。(选填“a”、“b”、“c”或“d”)‎ 解析　(1)电解饱和食盐水时，溶液中的阳离子H＋在阴极得到电子变为H2逸出，使附近的水溶液显碱性，溶液中的阴离子Cl－在阳极失去电子，发生氧化反应，产生Cl2。反应的离子方程式是2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。(2)图中的离子交换膜只允许阳离子通过，是阳离子交换膜，可以允许阳离子通过，不能使阴离子通过，这样就可以阻止阴极溶液中的OH－进入阳极室，与氯气发生反应，阻止Cl－进入阴极室，使在阴极区产生的NaOH纯度更高。同时可以阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。(3)随着电解的进行，溶质NaCl不断消耗，所以应该及时补充。精制饱和食盐水从与阳极连接的图中a位置补充，由于阴极H＋不断放电，附近的溶液显碱性，氢氧化钠溶液从图中d位置流出；水不断消耗，所以从b口不断加入蒸馏水，从c位置流出的是稀的NaCl溶液。‎ 答案　(1)2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－‎ ‎(2)阻止OH－进入阳极室，与Cl2发生副反应：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O　阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸　(3)a　d