1、- 1 -专题 23 电解池的基本原理（满分 60分 时间 25分钟）姓名：_ 班级：_ 得分：_1工业上常采用吸收-电解联合法除去天然气中的 H2S气体，并转化为可回收利用的单质硫，其装置如下图所示。通电前，先通入一段时间含 H2S的甲烷气，使部分 NaOH吸收 H2S转化为 Na2S，再接通电源，继续通入含杂质的甲烷气，并控制好通气速率即可保证装置中反应的连续性。 下列说法正确的是A 与电源 a端相连的碳棒为阳极，气体 A为 O2B 与电源 b端相连的碳棒上电极反应为：2H 2O + 2e 2OH + H2C 通电过程中，右池溶液中的 OH-通过阴离子膜进入左池D 在通电前后，右池中的 c
2、(NaOH)与 c(Na2S) 之比基本不变【答案】D【解析】【详解】根据图中信息可知，右侧通入含有 H2S杂质的甲烷气，得到除杂后的甲烷气，结合题意，则右端答案选 D。- 2 -【点睛】本题考查电化学知识，必须通过溶液中离子放电情况判断电极，通过电极反应分析电极反应式，从而得解。2为了实现空间站的零排放，循环利用人体呼出的 CO2并提供 O2，我国科学家设计了如下图装置，反应完毕，电解质溶液的 pH保持不变。下列说法正确的是A 图中 N型半导体为正极，P 型半导体为负极B Y 电极的反应：4OH -4e-=2H2O +O2C 图中离子交换膜为阳离子交换膜D 该装置实现了“太阳能化学能电能”的
3、转化【答案】B3某小组设计电解饱和食盐水的装置如图所示，通电后两极均有气泡产生，下列叙述正确的是 （ ）A 铜电极附近观察到黄绿色气体 B 石墨电极附近溶液呈红色- 3 -C 溶液中的 Na 向石墨电极移动 D 铜电极上发生还原反应【答案】D【解析】【详解】电解饱和食盐水的电极反应：阳极：2Cl -2e-=Cl2，阴极：2H 2O+2e-=H2+2OH -；总反应：【点睛】该装置中若铜为阳极，阳极为铜失电子，总反应为：Cu+2H 2O Cu(OH)2+H2；若该装置中铜做阴极，铜就不失电子，总反应为：2CuSO 4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2；所以电解池中阳极材料的不同，决定了该反应
4、原理也不一样。4用电解法可提纯含有某些含氧酸根杂质的粗 KOH溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是（ ）A 阳极反应式为 4OH -4e 2H 2O+O2 B 通电后阴极区附近溶液 pH会增大C K +通过交换膜从阴极区移向阳极区 D 纯净的 KOH溶液从 b出口导出【答案】C【解析】根据图示，通入粗氢氧化钾的电极是阳极，阳极反应式为4OH 4e =2H2OO 2；通入水的电极是阴极，电极反应为 ，K 通过- 4 -交换膜从阳极区移向阴极区，生成氢氧化钾，纯净的 KOH溶液从 b口导出，阴极区附近溶液的 pH会增大，故 C错误；5一定条件下，利用如图所示装置可实现有机物的储氢，下列有
5、关说法不正确的是A 电源 A为负极，电极 C为阳极B 单一气体为 O2C 该储氢装置的电流效率约为 32.1%(电流效率计算公式为= 100%）D 电子流动方向为：AD；CB【答案】C【解析】【分析】根据图知，苯中的碳得电子生成环己烷，则 D作阴极，E 作阳极，所以 A是负极、B是正极，电子从负极流向阴极；该实验的目的是储氢，所以阴极上发生的反应为生产目标产物，阴极上苯得电子和氢离子生成环己烷，据此分析可得结论。 【详解】D. A为负极、B 为正极，D 为电解池的阴极，C 为电解池的阳极，则电子流动方向为：- 5 -AD；CB，故 D说法正确；答案选 C。 6把物质的量均为 0.1 mol 的
6、 CuCl2和 H2SO4溶于水制成 100 mL的混合溶液，用石墨作电极电解，并收集两电极所产生的气体，一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同。则下列描述正确的是A 电路中共转移 0.6NA个电子 B 阳极得到的气体中 O2的物质的量为 0.2 molC 阴极质量增加 3.2 g D 电解后剩余溶液中硫酸的浓度为 1molL1【答案】A【解析】【点睛】本题解答的关键在于厘清两极的反应原理，在阴极两种离子的放电顺序为 Cu2+H+，而在阳极为 Cl-OH-SO42-，所以最终的结果是阴极产生的氢气体积与阳极产生的氯气和氧气的总体积相等。7人工肾脏可用电化学方法除去代谢产物中的尿素CO
7、(NH 2)2，原理如图，下列有关说法正确的是- 6 -A B 为电源的正极B 电解结束后，阴极室溶液的 pH升高C 电子移动的方向是 B右侧惰性电极质子交换膜左侧惰性电极AD 阳极室中发生的反应依次为 2Cl2e=Cl2，CO(NH 2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl【答案】D【解析】【详解】8如图是以铅蓄电池为电源，模拟氯碱工业电解饱和食盐水的装置图（C、D 均为石墨电极） 。电解一段时间后，若在电解池中 C极一侧出来的气体无色无味，D 极一侧出来的气体呈黄绿色有刺激性气味。请回答以下问题：（1）已知铅蓄电池在放电时发生的反应：Pb+PbO 2+4H+2SO42-=2PbSO
8、4+2H2O，则 A极为电- 7 -源的_极（填“正”或“负” ） ，电极反应为_；（2）电解饱和食盐水的离子反应方程式是_；（3）电极 C的电极反应是_；（4）电解时为防止两种气体产物混合，用阳离子交换膜做隔膜。则电解时 Na+从_极区移向_极区（填“C”或“D” ） ；（5）若电路上有 0.2mol电子的电量通过，则铅蓄电池中消耗硫酸_mol。【答案】负 Pb+2e-+SO42-=PbSO42Cl-+2H2O 2OH-+H2+Cl 22H 2O+2e-=H2+2OH -或2H+2e-=H2DC0.2【解析】离子向阴极移动，因此电解时 Na+从 D极区移向 C极区；（5）根据方程式 Pb+PbO2+4H+2SO42-=2PbSO4+2H2O可知当转移 2mol电子时，消耗硫酸的物质的量是 2mol，则转移 0.2mol电子时消耗硫酸的物质的量是 0.2mol。 【点睛】本题考查了原电池和电解池原理，根据电解池电极上发生的反应来确定电解池阴阳极和原电池正负极，再根据物质和转移电子之间的关系式进行计算，电极反应式的书写是高考热点和难点。
