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1课后限时集训20电能转化为化学能——电解(建议用时：35分钟)一、选择题(1～8题只有一个正确答案，9～12题有一个或两个正确答案)1．(2019·广东名校联考)“水”电池是一种利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电的电池，其总反应为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl，如图以“水”电池为电源电解酸性FeCl2溶液，X电极附近溶液先变黄，下列有关分析不正确的是()A．该装置只涉及两种能量之间的转化B．在线路中安装电压调节装置，可通过现象判断Fe2＋和Cl－的还原性强弱C．“水”电池内Na＋不断向正极移动D．Ⅱ为负极，其电极反应式为Ag＋Cl－－e－===AgClA[“水”电池工作时化学能转化为电能，同时伴随着热量的变化，A项错误；根据X电极附近溶液先变黄可知，先是Fe2＋被氧化，后是Cl－被氧化，若在线路中安装电压调节装置，则可根据电压和现象判断Fe2＋和Cl－的还原性强弱，B项正确；“水”电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故C项正确；结合上述分析，可知Ⅱ为“水”电池的负极，负极上Ag失电子发生氧化反应，其电极反应式为Ag＋Cl－－e－===AgCl，D项正确。]2．用如图所示装置电解一段时间后，下列叙述错误的是()A．电极Ⅰ、电极Ⅱ均为Fe，A为NaCl溶液，两电极间可能会出现白色沉淀B．电极Ⅰ、电极Ⅱ均为石墨，A为FeCl2溶液，电极Ⅱ附近溶液变成黄绿色C．电极Ⅰ、电极Ⅱ均为Pt，A为饱和Na2SO4溶液，电解质溶液中有晶体析出D．电极Ⅰ、电极Ⅱ均为Al，A为AlCl3溶液，电极Ⅰ质量增加D[A项，电极Ⅰ、电极Ⅱ均为Fe，A为NaCl溶液，则在阳极、阴极分别生成亚铁离子和氢氧根离子，两电极间可能会出现白色沉淀，正确；B项，电极Ⅰ、电极Ⅱ均为石墨，A为FeCl2溶液，电极Ⅱ上氯离子失电子变成氯气，而使其附近溶液变成黄绿色，正确；C项，电极Ⅰ、电极Ⅱ均为Pt，A为饱和Na2SO4溶液，电解后水减少，电解质溶液中有晶体析出，正确；D项，电极Ⅰ、电极Ⅱ均为Al，A为AlCl3溶液，电极Ⅰ上氢离子得电子生成H2，电极Ⅰ质量不增加，错误。]3．(2019·三晋质检)一种脱除废水中NH＋4的电化学装置如图所示，下列说法正确的是()A．该装置将化学能转变为电能2B．该装置工作时，Cl－向阴极移动C．NH＋4在阴极上被还原为N2，阴极周围溶液的pH增大D．阳极的电极反应式为Cl－＋H2O－2e－===ClO－＋2H＋D[该装置为电解池，将电能转变为化学能，故A错误；电解池中阴离子向阳极移动，故B错误；用电解法处理含有NH＋4的废水，阴极上是水电离出的氢离子得电子发生还原反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阳极的电极反应式为Cl－＋H2O－2e－===ClO－＋2H＋，ClO－、H＋再将NH＋4氧化为N2，故C错误，D正确。]4．一种将CO2和H2O转换为燃料H2、CO及CH4的装置如图所示(电解质溶液为稀疏酸)。下列关于该装置的叙述错误的是()A．该装置可将电能转化为化学能B．工作时，电极a周围溶液的pH增大C．电极b上生成CH4的电极反应式为CO2＋8H＋＋8e－===CH4＋2H2OD．若电极b上只产生1molCO，则通过质子膜的H＋数为2NAB[CO2和H2O转化为燃料的反应为非自发进行的氧化还原反应，该装置为电解装置。电极a为阳极，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋(或4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，OH－由水电离产生)，故电极a周围溶液的pH减小，B项错误。]5．高氯酸在化工生产中有广泛应用，工业上以NaClO4为原料制备高氯酸的原理如图所示。下列说法正确的是()A．上述装置中，f极为光伏电池的正极B．阴极的电极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑3C．d处得到较浓的NaOH溶液，c处得到HClO4D．若转移2mol电子，理论上生成100.5gHClO4C[电解时Na＋移向阴极区，则f为电源负极，A项错误；电解时，阳极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，Na＋移向阴极区，阳极区溶质逐渐由NaClO4转化为HClO4；阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极区产生NaOH，B项错误、C项正确；根据得失电子守恒，若转移2mol电子，理论上生成201gHClO4，D项错误。]6．(2019·沈阳模拟)氯碱工业的原理改进方法如图所示：分两个阶段进行，下列说法错误的是()A．在阶段Ⅰ中，a为电源正极、b为电源负极B．阶段Ⅱ阴极反应：Na0.44－xMnO2＋xe－＋xNa＋===Na0.44MnO2C．该方法比传统氯碱工业减少了阳离子交换膜，避免氢气和氯气混合，便于NaOH提纯D．阶段Ⅰ、Ⅱ的反应不能都在饱和食盐水的条件下进行A[阶段Ⅰ中，左侧电极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，则该电极为阴极，a为电源负极，b为电源正极，A项错误；阶段Ⅱ中，Na0.44－xMnO2在阴极发生还原反应生成Na0.44MnO2，其电极反应式为Na0.44－xMnO2＋xe－＋xNa＋===Na0.44MnO2，B项正确；和传统氯碱工业相比，该方法减少了阳离子交换膜，阶段Ⅰ和阶段Ⅱ分别产生H2和Cl2，便于NaOH提纯，C项正确；若阶段Ⅰ在饱和食盐水中进行，则阴极和阳极分别产生H2和Cl2，达不到改进目的，故阶段Ⅰ、Ⅱ的反应不能都在饱和食盐水中进行，D项正确。]7．(2019·武汉模拟)某化学课外活动小组拟用铅蓄电池进行电絮凝净水的实验探究，设计的实验装置如图所示，下列叙述正确的是()A．Y极的电极反应：Pb－2e－===Pb2＋B．铅蓄电池工作时SO2－4向Y极移动4C．电解池中发生的反应仅有2Al＋6H2O=====通电2Al(OH)3＋3H2↑D．每消耗103.5gPb，理论上电解池阴极上有0.5molH2生成D[根据电解池中Fe电极上H2O转化为H2，发生还原反应，知Fe电极为阴极，故X极为负极，Y极为正极，Y极的电极反应为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO2－4===PbSO4＋2H2O，A项错误；原电池中阴离子向负极移动，因此铅蓄电池工作时SO2－4向X极移动，B项错误；根据图像可知Al电极上既有铝离子生成，又有氧气放出，说明铝电极上发生的氧化反应有两个：Al－3e－===Al3＋、2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，因此电解池中发生的反应有2Al＋6H2O=====通电2Al(OH)3＋3H2↑、2H2O=====通电2H2↑＋O2↑，C项错误。]8．(2019·湖南四校联考)碳呼吸电池被誉为改变世界的创新技术，用碳呼吸电池为钠硫电池充电的装置如图所示。下列说法不正确的是()A．b极是多孔碳电极B．充电时，Na＋通过固体氧化铝陶瓷向M极移动C．随着反应的进行，碳呼吸电池中C2O2－4浓度不断减小D．充电过程中碳呼吸电池每消耗1molAl，N极上可生成1.5xmolS单质C[由题图可知，碳呼吸电池为原电池，钠硫电池充电装置为电解池，根据各电极上物质变化及固体氧化铝陶瓷可传导Na＋进行分析：电极电极反应碳呼吸电池(原电池)Al电极(负极)2Al＋3C2O2－4－6e－===Al2(C2O4)3多孔碳电极(正极)2CO2＋2e－===C2O2－4总反应2Al＋6CO2===Al2(C2O4)3钠硫电池充电装置(电解池)M极(阴极)Na＋＋e－===NaN极(阳极)S2－x－2e－===xS总反应Na2Sx===2Na＋xS由上述分析知N极为阳极，应接外接电源的正极，故b极为碳呼吸电池的正极，即b极为多孔碳电极，A项正确；电解池中，阳离子向阴极移动，即Na＋移向M极，B项正确；由碳呼吸电池的总反应知，C2O2－4浓度不变，C项错误；由各电极上转移电子数相等可知，每消耗1molAl，N极上可生成1.5xmolS单质，D项正确。]59．(2019·惠州模拟)如图是利用甲醇燃料电池进行电化学研究的装置图，下列说法正确的是()A．甲池是化学能转化为电能的装置，总反应式为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2OB．乙池中的Ag电极反应式为Cu2＋＋2e－===CuC．反应一段时间后要使乙池恢复原状，可加入一定量Cu(OH)2固体D．当甲池中280mL(标准状况下)O2参加反应时，乙池中理论上可析出1.6g固体BD[甲池是化学能转化为电能的装置，属于碱性燃料电池，总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O，A项错误；乙池Ag电极上Cu2＋放电，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，B项正确；根据乙池中总反应知，要使乙池恢复原状，可加入一定量CuO，C项错误；甲池中消耗280mL(标准状况下)O2时转移电子0.05mol，根据各电极上转移电子数相等知，乙池中理论上生成0.025molCu，所以析出固体的质量＝0.025mol×64g·mol－1＝1.6g，D项正确。]10．(2019·唐山模拟)某科研小组将含硫化氢的工业废气进行了资源化利用，将获得的电能用于制取“84”消毒液。已知：2H2S(g)＋O2(g)===S2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－632kJ·mol－1。下图为该小组设计的原理图。下列说法正确的是()A．电极a为燃料电池正极B．电极b上发生的电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－C．电路中每流过4mol电子，电池内部释放热能小于632kJD．a极每增重32g，导气管e将收集到气体11.2L(标准状况)C[电极a上H2S转化为S2，发生氧化反应，为燃料电池的负极，A项错误；电极b上O2转化为H2O，电极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，B项错误；电路中每流过4mol电子，消耗1molO2，但该装置将化学能转化为电能，电池内部基本上不放出热量，故释放热能小于632kJ，C项正确；a极为负极，电极反应为2H2S－4e－===4H＋＋S2，电极c为阴极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，根据各电极上转移电子数目相等，可得关系式：S2～2H2，故导气管6e收集到的H2在标准状况下的体积为32g64g·mol－1×2×22.4L·mol－1＝22.4L，D项错误。]11．(2019·山西五地市联考)以纯碱溶液为原料，通过电解的方法可制备小苏打，原理装置图如下：上述装置工作时，下列有关说法正确的是()A．Na＋由乙池穿过交换膜进入甲池B．甲池电极反应为4CO2－3＋2H2O－4e－===4HCO－3＋O2↑C．乙池电极接电池正极，气体X为H2D．NaOH溶液Y比NaOH溶液Z浓度大BD[由题图可知，甲池逸出氧气，则甲池中的电极为阳极，乙池中的电极为阴极。A项，Na＋向阴极移动，即Na＋由甲池穿过交换膜进入乙池；B项，甲池电极上水放电生成氧气和氢离子，氢离子与碳酸根离子反应生成碳酸氢根离子，电极反应式为4CO2－3＋2H2O－4e－===4HCO－3＋O2↑；C项，乙池中的电极为阴极，应接电池负极，阴极上水放电生成氢气和氢氧根离子；D项，电解时，甲池得到碳酸氢钠，乙池得到氢氧化钠，则NaOH溶液Y比NaOH溶液Z浓度大。]12.(2019·试题调研)爱迪生蓄电池在充电和放电时发生的反应为Fe＋NiO2＋2H2O放电充电Fe(OH)2＋Ni(OH)2。用其电解NaOH浓溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4)的装置如图所示。下列说法正确的是()A．放电时，蓄电池Fe电极上的电极反应式为Fe＋2H2O－2e－===Fe(OH)2＋2H＋B．X极为NiO2极，Ni电极发生还原反应C．离子交换膜为阳离子交换膜D．当生成1.66gNa2FeO4时，通过离子交换膜的OH－为0.06molD[放电时蓄电池为原电池，由方程式可知此电池为碱性电池，铁电极不能生成H＋，负极反应式为Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2，A项错误；制备Na2FeO4，需由Fe作阳极失去电子，则Y极是正极，所以X极是负极，而蓄电池中Fe失电子，故Fe作负极，因此X极为Fe极，发生氧化反应，Ni电极为阴极，发生还原反应，B