三年高考(2023年)高考化學(xué)試題分項版解析專題17電化學(xué)原理綜合應(yīng)用(含解析)

17電化學(xué)原理綜合應(yīng)用【2023天津卷】CO是一種廉價的碳資源，其綜合利用具有重要意義。答復(fù)以下問題：2〔3〕O關(guān)心的Al～CO4COAl(CO2 2 2 2 243是重要的化工原料。電池的負(fù)極反響式： 。電池的正極反響式：6O+6e? 6O?2 26CO+6O?2 2

3CO2?24反響過程中O的作用是 。2該電池的總反響式： 。【答案】Al–3e–=Al3+〔2Al–6e–=2Al3+〕催化劑2Al+6CO=Al(CO【解析】

2 2 243【2023NO〔主要指NONO〕是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NO是環(huán)境保護的重x 2 x要課題。NOHNOHNO

的混合溶液，電解該混合溶液可獲得較濃的硝酸。寫出電解時陽x 3 2極的電極反響式： 。〕HNO2e+HO2 2【解析】

3H++NO?3精準(zhǔn)分析2〕HNO失去電子生成HNO1molHNO2 3 282molHNO-2e-+HO=NO-+3H+。2 2 3【20231〔NaSO〕在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛。答復(fù)以下問題：225制備NaSOSO堿吸取液中含有NaHSONaSO225 2 3 2 3極的電極反響式為 。電解后， 室的NaHSO3

濃度增加。將該室溶液進展結(jié)晶脫水，可得到NaSO225【答案】〔3〕2HO－4e－＝4H＋+O↑ a2 2【解析】【20231〔ZnSSiO和少2FeS、CdS、PbS〕為原料制備金屬鋅的流程如下圖：電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時，陰極的電極反響式為 ；沉積鋅后的電解液可返回 工序連續(xù)使用?！敬鸢浮俊?〕Zn2++2e－＝Zn 溶浸【解析】精準(zhǔn)分析：焙燒時硫元素轉(zhuǎn)化為SO，然后用稀硫酸溶浸，生成硫酸鋅、硫酸亞鐵和硫酸鎘，二氧化硅與稀21pH需要將其氧化為鐵離子，通過掌握pH得到氫氧化鐵沉淀；濾液中參加鋅粉置換出Cd，最終將濾液電解得到金屬鋅。則〔4〕電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時，陰極發(fā)生得到電子的復(fù)原反響，因此陰極是鋅離子放電，則陰極的電極反響式為Zn2++2＝Zn因此沉積鋅后的電解液可返回溶浸工序連續(xù)使用?！?0233KIO是一種重要的無機化合物，可作為食鹽中的補碘劑。答復(fù)以下問題：3〔3〕KIO也可承受“電解法”制備，裝置如下圖。3①寫出電解時陰極的電極反響式 。②電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為 ，其遷移方向是 。③與“電解法”相比，“KClO3

氧化法”的主要缺乏之處有 〔寫出一點?！?〕①2HO+2e－＝2OH－+HK+；ab③產(chǎn)生Cl易污染環(huán)境等2 2 2【解析】【2023AlO，含SiO

O

等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如下：

23 2 23注：SiO2

在“堿溶”時轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀?！半娊猗瘛笔请娊馊廴贏lO，電解過程中作陽極的石墨易消耗，緣由是 。23“電解Ⅱ”是電解NaCO2 3

溶液，原理如下圖。陽極的電極反響式為 ，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為 ?！敬鸢浮病呈姌O被陽極上產(chǎn)生的O氧化〔〕4CO－+2H4=4HCO+O↑ H2 3 2 3 2 2【2023Al(OH)MnONaCrONaCrO3 2 2 4 2 4易完全被水浸出，某爭論小組利用設(shè)計的電解分別裝置〔見圖液，并回收利用。答復(fù)Ⅰ和Ⅱ中的問題。Ⅱ．含鉻元素溶液的分別和利用〔4〕用惰性電極電解時，CrO2-能從漿液中分別出來的緣由是 ，分別后含鉻元素的粒子是4 ；陰極室生成的物質(zhì)為 〔寫化學(xué)式。〔4〕在直流電場作用下，CrO2-通過陰離子交換膜向陽極室移動，脫離漿液4CrO2-和CrO2-4 27

NaOHH2〔4〕CrO2-通過陰離子交換膜向陽極室移動，脫離漿液，從而使4CrO2-從漿液中分別出來；因2CrO2-+2H+4 4

CrO2-+HO，所以分別后含鉻元素的粒子是CrO2-和CrO2-；陰27 2 4 27H+HOH?Na+NaOH，所以陰極室生成的物質(zhì)為2NaOHH2【20231NaClO2

是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等，其一種生產(chǎn)工藝如下：答復(fù)以下問題：〔3“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時，為除去Mg2和C2，要參加的試劑分別 、 “電解”中陰極反響的主要產(chǎn)物是 。〔3〕NaOH；NaCOClO?NaClO2 3 2 2〔3〕Mg2+和Ca2+，可利用過量NaOH溶液除去Mg2+，利用過量NaCO溶液除去Ca2+；2 3向NaCl溶液中參加ClO2C--2e=ClCl，陰極發(fā)生反響產(chǎn)生NaClO，2 2 2 2可見“電解”中陰極反響的主要產(chǎn)物是NaClO；2【2023北京卷】用零價鐵〔Fe〕去除水體中的硝酸鹽〔NO-〕已成為環(huán)境修復(fù)爭論的熱點之一。3Fe復(fù)原水體中NO-的反響原理如下圖。3①作負(fù)極的物質(zhì)是 。②正極的電極反響式是 。將足量鐵粉投入水體中，經(jīng)24小時測定NO3—的去除率和pH，結(jié)果如下：pH=2.5pH=4.5NONO—的去除率3＜50%24小時pH接近中性接近中性鐵的最終物質(zhì)形態(tài)pH=4.5時，NO—的去除率低。其緣由是 。3〔4〕其他條件與〔2〕1小時測定NO—的去除率和pH，結(jié)果如下：3pH=2.5pH=4.5NO—的去除率310%1小時pH接近中性接近中性〔2〕中數(shù)據(jù)比照解〔2〕中初始pH不同時，NO—去除率和鐵的最終物質(zhì)形態(tài)不同的緣由。3【答案〔1〕①鐵 ②NO－+8e－+10H+=NH++3HO3 4 2〔2〕由于鐵外表生成不導(dǎo)電的FeO(OH)，阻擋反響進一步發(fā)生〔4〕Fe＋2H＋=Fe2＋＋HpHFe2+FeO〔OH〕轉(zhuǎn)化為可導(dǎo)2FeOpH高時，產(chǎn)生的Fe2+濃度小，從而造成NO—去除率和鐵的最終物質(zhì)34 3形態(tài)不同。〔2從pHpH=4.5同時生成的Fe3O4產(chǎn)率降低，且生成的FeO(OH)不導(dǎo)電，所以NO3-的去除率低；〔4〕Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，初始pHFe2+濃度大，促使FeO〔OH〕轉(zhuǎn)化為可導(dǎo)電的Fe3O4pH高時，由于Fe3+的水解，F(xiàn)e3+越簡潔生成FeO(OH)，產(chǎn)生的Fe2+濃度小，從而造成NO3—去除率和鐵的最終物質(zhì)形態(tài)不同。【2023江蘇卷】鐵炭混合物〔鐵屑和活性炭的混合物、納米鐵粉均可用于處理水中污染物?！?〕鐵炭混合物在水溶液中可形成很多微電池。將含有Cr2O72–的酸性廢水通過鐵炭混合物，在微電池正極上Cr2O72–轉(zhuǎn)化為Cr3＋，其電極反響式為 。〔1〕Cr2O72–+6e－+14H+＝2Cr3++7H2O【2023〔1〕但是氫氣直接燃燒的能量轉(zhuǎn)換率遠(yuǎn)低于燃料電池，寫出堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反響式?！?〕NaFeOFe+2HO+2OH?2 4 2FeO2?+3H↑，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極四周生成紫紅色的FeO2?，鎳電極有氣泡產(chǎn)4 2 4生。假設(shè)氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。：NaFeO只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被2 4H2①電解一段時間后，c(OH?)降低的區(qū)域在 (填“陰極室”或“陽極室”)。②電解過程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體準(zhǔn)時排出，其緣由是 。③c(NaFeOc(NaOH2M、N兩點中的一點，分析c(NaFeO2 4 2 4 。〔1〕H+2OH--2e-=2HO〔5〕①陽極室②防止NaFeOH2 2 2 4 2③Mc(OH-)低，NaFeONc(OH-NaFeO2 4 2 4產(chǎn)率降低)。〔1〕堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反響式為H+2OH--2e-=2HO；2 2〔5〕①依據(jù)題意鎳電極有氣泡產(chǎn)生是氫離子放電生成氫氣，鐵電極發(fā)生氧化反響，溶液中的氫氧根離子減少，因此電解一段時間后，c(OH?)降低的區(qū)域在陽極室，故答案為：陽極室；②氫氣具有復(fù)原性，依據(jù)題意NaFeO只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被H復(fù)原。電解過程中，須將陰極產(chǎn)生的2 4 2氣體準(zhǔn)時排出，防止NaFeOH反響使產(chǎn)率降低，故答案為：防止NaFeO與H

反響使產(chǎn)率降低；2 4 2 2 4 2③依據(jù)題意Na2Fe4Mc(OH-Na2Fe4Nc(O