第六章 微题型66 电解原理的创新应用.docx

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1、微题型66电解原理的创新应用1.对氨基苯甲酸H）是一种用途广泛的化工产品和医药中间体，以对硝基苯甲酸（、U）（）H）为原料，采用电解法合成对氨基苯甲酸的装置如图。下直流电源e02金屈阳极1DSA（不参与电极反应）V=HzSOs、水列说法正确的是（阳离子交换膜少量气体X0对氨基笨甲酸-j.1铅合金85%乙醇-水H2SO1对硝叠苯甲酸A.电流由金属阳极DSA经导线流入直流电源B.阴极的主要电极反应式为H（M）CYINO?+6e-+6H+H（X）CY-NH?+2H2OC.每转移ImoIe一时，阳极电解质溶液的质量减少8gD.反应结束后阳极区PH增大答案B解析该电解池右侧为阳极，失电子发生氧化反应，则

2、也子由金属阳极DSA经导线流入直流电源，而也流方向相反，故A错误；阴极得电子发生还原反应，主要电极反应式为NQ+61+6H+一H（）OC_OnH2+2hq故B正确：阳极发生反应2HzO-4e1=2t4H+,每转移1mo1e一时，阳极电解质溶液减少0.5mo1水，质量为9g,故C错误；反应结束后阳极区硫酸浓度会增大，PH减小，故D错误。2.采用曝气一电解生物浮床法，可将河道水体中的NH；、FhPOi等离子转化为MgHPO小Mg3（PO4）2等沉淀，以实现水体高营养化治理，原理如图。通电一段时间后，生物质炭中发现大量块状白色沉淀。下列说法错误的是（）A.电解过程中，NHi向石墨电极区迁移B.阳极发

3、生的主要电极反应为Mg2e1=Mg2C.电解过程中，水体的PH将会降低D.当电路中通过ImoIe时，理论上阴极产生11.21（标准状况）气体答案C解析电解过程中，镁铝合金是阳极，石墨是阴极，阳离子向阴极移动，NHi向石墨电极区迁移，故A正确；阳极发生氧化反应，主要电极反应为Mg2ei=Mg2+,故B正确：电解过程中，阴极反应为2Hz+2e-=2OF+H21,水体的PH将会升高，故C错误；当电路中通过Imo1e一时，理论上阴极生成0.5mo1气体，体积为11.21（标准状况），故D正确。3 .研究发现，IIOOC时，加入合适的熔盐电解质可直接电解Si2,电解原理为SiO2=Si+O2tO利用如图

4、装置电解SiOK加热装置略去），得到的Si直接进入锌镁合金形成硅锌镁合金，再通过真空蒸储除去锌镁得到高纯硅。下列说法不正确的是（）A.X极接正极B.通入氨气的目的是防止高温时氧气氧化石墨电极C.阳极反应为20?-4e=O2fD.当电路中通过0.4mo1电子时，合金质量增加2.8g答案A解析电解SiCh得到的Si直接进入锌镁合金形成硅锌镁合金，同时为防止合金放电，X极应接电源的负极，Y极应接电源的正极，故A错误；阳极反应为2。2-4-=2f,产生氧气，防止高温时氧气氧化石墨电极，在阳极通入氮气，故B、C正确；由阴极的电极反应Si/+4C-=Si可知，当电路中通过0.4mo1电子时，产生0.1mo

5、1Si,即合金质量增加2.8g,故D正确。4 .含苯乙烯的废水排放会对环境造成严重污染，目前常采用电解法进行处理，其工作原理如图（电解液是含苯乙烯和硫酸的废水，pH=6.2）0已知：0H（羟基自由基）具有很强的氧化性,可以将苯乙烯氧化成CO?和H2O,下列说法错误的是（）e-1H2。2、,h+H2O4H+）52（溶解领）CBHG应、CO24eA.图中微粒X的化学式为HB.阴极的电极反应式为2+4H+4=2H2C.锁链式反应的方程式为C8H840OH=8CO2+24H2OD.26gC8%被羟基自由基完全氧化成CO2和H2O,转移的电子数为NA答案D5.游泳池水质普遍存在尿素超标现象，一种电化学除

6、游泳池中尿素的实验装置如图所示（样品溶液成分见图示），其中钉钛常用作析氯电极，不参与电解。已知：3NaC1O+CO（NH2）2=SNaC1+2H2O+N2tCO2t,下列说法正确的是（）A.电解过程中不锈钢电极会缓慢发生腐蚀B.电解过程中钉钛电极上发生反应为2C-2b=C1tC.电解过程中不锈钢电极附近PH降低D.电解过程中每逸出22.41N2，电路中至少通过6mo1电子答案B解析根据题图知，a为电源负极，b为电源正极，不锈钢作阴极，相当于外加电流法，不发生腐蚀，A项错误；钉钛电极上氯离子失电子生成氯气，电极反应式为2C-2e-=Cbf,B项正确；电解过程中不锈钢电极上水得电子生成氢气和氢氧根

7、离子，电极反应式为2比04-2e-=H21+20H,其附近PH升高，C项错误；未说明标准状况下，无法计笄，D项错误。6.某科研团队利用连续闭合的电化学一化学反应循环实现氮还原的原理示意图如图所示，其中Fe-TiO2作为氮还原的催化剂，下列说法正确的是（）A.氢离子由A电极经过质子交换膜移向B电极B.电解液中POM2转化为POM1的过程为还原反应C.A电极的电势高于B电极D.该电池生成3mo1氧气时可还原标准状况下的氮气44.81答案D解析由图可知右边装置为电解池，B电极表面发生反应：2H2-4b=2f+4H+,为阳极，A电极为阴极，发生还原反应。电解池中阳离子由阳极移向阴极，故氢离子由B电极经

8、过质子交换膜移向A电极，A错误；A电极为阴极，POM1发生还原反应转化为POM2,故电解液中PoM2转化为PoMI的过程为氧化反应，B错误：A电极为阴极，与电源负极相连，B电极为阳极，与电源正极相连，故A电极电势低于B电极，C错误：根据得失电子守恒，有3。212e一2N2,阳极生成3mo1O2转移12mo1e-,可还原2mo1N2,标准状况下体积为44.81,D正确。7.有机物电化学合成是化学研究的重要方向。如图所示电解装置可以生成葡萄糖酸（C617）和山梨酥6日4。6）。葡萄糖酸再与CaCo3反应可以生产补钙剂葡葡糖酸钙。阳离了交换膜CHQ,下列说法错误的是（）A.a为电源正极，a连接的惰性

9、电极发生的反应为2Br一一2e=BnB.在电解质溶液I中，葡萄糖被HBrO还原成葡萄糖酸C.阳极区的H通过阳离子交换膜向阴极区移动D.阴极反应为C6H26+2H+2e-=C6HQ6答案B解析根据图示，在与电源a极相连电极上Br-失去电子生成Bj发生氧化反应，则该电极为阳极，在与史源b极相连电极上C6Hi26得到电子生成C6Hu6,发生还原反应，则该电极为阴极，因此a为也源正极，b为也源负极。a为电源正极，发生氧化反应，a连接的惰性电极发生的反应为2Bf-2e-=Br2,故A正确；在电解质溶液1中，HBro被还原为Br,则葡萄糖被HBro氧化成葡萄糖酸，故B错误；阴极上C6Hi26得到电子生成C

10、gHiKM电极反应为C6Hi26+2H+2e=C6H46,故D正确。8.（2023深圳模拟）利用电化学原理可对海水（主要成分NaCI和HzO,还含有少量微生物）进行消毒，并能清除残留的含氯消毒物质（工作原理如图，其中电极均为惰性电极）。已知：工作时，先断开K2,闭合K,一段时间后，断开K,闭合K2。下列说法不正确的是（）A.闭合Ki后的总反应为2C+2H2=C1tH2t+20H8 .闭合K?后，Na+通过离子交换膜从II室迁移至III室C.工作完成后，H室中有金属Na剩余D.残留的含氯消毒物质在III室放电被脱除答案A解析闭合K1后为电解池，海水中的C1一在阳极被氧化为氯气，阴极为含Na+的有

11、机电解液,所以应是Na+被还原生成Na单质，总反应为2C+2Na+=C1t+2Na,A错误；闭合K2后为原电池，室中Na单质被氧化为Na卡,所以为负极，IH室为正极，原电池中阳离子流向正极，所以Na卡通过离子交换膜从室迂移至HI室，B正确；闭合K1时在I室生成的氯气与水反应生成HC10（含氯消毒物质），假设此过程生成1mo1氤气，则生成1mo1HC1O,根据得失电子守恒可知生成2mo1钠单质；HCIO可以氧化微生物，进行消毒，未反应的HC1o在闭合K2后的HI室中被还原，由于部分HC1O是被微生物还原，所以在III室中被还原的HC1O的物质的量小于ImO1,则消耗的钠单质小于2mo1,所以有金

12、属Na剩余，C、D正确。.二氧化碳的再利用是实现温室气体减排的重要途径之一。在稀H2SO4中利用电催化可将CO2同时转化为多种燃料，其原理如图所示。下列说法错误的是（）A.阳极的电极反应为2HzO-4e=4H+O2tB.伯极上的电势比铜极上的高，且一段时间后铜极区溶液质量增大C.铜极上产生乙烯的电极反应式为2CCh+12H+12e=C2H4+4H2OD.若铜极上只生成0.34mo1CO和0.66mo1HCOOH,则电路中转移2.5mo1电子答案D解析该装置为电解池，相极为阳极，铜极为阴极，阳极的电极反应为2H2-4e-=4H+O2t,A项正确；阳极（粕极）上的电势比阴极（铜极）上的高，且根据碳

13、原子数守恒和电荷守恒可知，进入阴极区的H和CCh的质量之和大于从阴极上产生的气体（CH4、C2H4和CO）的质量之和，故一段时间后铜极区溶液质量增大，B项正确；若铜极上只生成0.34mo1CO和0.66mo1HCOOH,则电路中转移2mo1电子，D项错误。9 .我国科技工作者设计了一种电解装置，能将甘油（C3H8O3）和二氧化碳转化为甘油醛（C3H6O3）和合成气，原理如图所示。下列说法错误的是（）A.催化电极b与电源负极相连B.电解时催化电极a附近的PH增大C.电解时阴离子透过交换膜向a极迁移D.生成的甘油醛与合成气的物质的量相等答案B解析A项，催化电极b表面CCh还原为CO,为电解池的阴极

14、，与电源的负极相连，正确；B项，催化电极a为阳极，甘油（C3H8O3）氧化为甘油醛（C3H6O3）,发生的电极反应为QF3-2e+2CO=C3H6O3+2HCO7,则电极附近的PH减小，错误；C项，电解池工作时，阴离子向阳极区移动，即阴离子透过交换膜向a极迂移，正确；D项，阳极生成ImO1C3心。3转移2mo1e一，阴极生成ImO1CO和H2的合成气转移2mo1e一，阴、阳极转移电子的物质的量相等，则生成的甘油酸与合成气的物质的量相等，正确。A. .合成氨是催化界的经典反应，数次诺贝尔奖的获得，说明其从工业应用到机理认识都有着重要意义。当前，利用电化学手段进行氨的合成是人类化学控制合成的新目标

15、，一种电化学合成氨的装置（惰性电极）示意图如图所示。下列说法正确的是（）B. a电极连接电源的负极C. b电极的电极反应式为N2+6e+6H2O=2NH3+6OHC.当有ImO1NH3生成时，理论上产生16.81O2D.电流从b极经共熔物到a极，再经电源流回b极答案B解析由图可知，该装置为电解池装置，在共熔物作用下水蒸气在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气，a也极为阳极，连接电源的正极，b电极为阴极，氮气在阴极上得到电子发生还原反应生成氨A,电极反应式为Nz+6e-+6H2=2NH3+6OH,故A错误、B正确：未注明标准状况，无法计算Imo1氮气生成时生成氧气的体积，故C错误：由电解原理可知，电流从b极流向电源，再经电源流回a极，故D错误。12 .电化学溶解一沉淀法是一种回收利用HzS的新方法，其工艺原理如图所示。下列说法不正确的是()已知：Zn与强酸、强碱都能反应生成H2；Z/+在过量的强碱溶液中以Zn(OH)F一形式存在。A.锌棒连接直流电源的正极，发生氧化反应B.反应器中反应的离子方程式为H2S+Zn(OH)4狞=ZnSI+2H2O+2OH