2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第一部分考點(diǎn)20電解原理及其應(yīng)用強(qiáng)化訓(xùn)練含解析

PAGE14-考點(diǎn)20電解原理及其應(yīng)用[題組一基礎(chǔ)小題]1．下列圖示中關(guān)于銅電極的連接錯(cuò)誤的是()答案C解析鍍件上鍍銅時(shí)，銅應(yīng)作陽極，與電源正極相連，鍍件作陰極，與電源負(fù)極相連。2.Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計(jì)的制取Cu2O的電解池示意圖如圖，電解總反應(yīng)為2Cu＋H2Oeq\o(=,\s\up17(電解))Cu2O＋H2↑。下列說法正確的是()A．石墨電極上產(chǎn)生氫氣B．銅電極發(fā)生還原反應(yīng)C．銅電極接直流電源的負(fù)極D．當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.1molCu2O生成答案A解析依據(jù)電解反應(yīng)方程式及圖可知，銅極發(fā)生氧化反應(yīng)，連接電源正極，當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.05molCu2O生成，石墨極發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生H2，因此A正確。3．某小組為探討電化學(xué)原理，設(shè)計(jì)如圖裝置。下列敘述不正確的是()A．a(chǎn)和b不連接時(shí)，鐵片上會(huì)有金屬銅析出B．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時(shí)，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=CuC．無論a和b是否連接，鐵片均會(huì)溶解，溶液由藍(lán)色漸漸變成淺綠色D．a(chǎn)和b分別連接直流電源的正、負(fù)極，電壓足夠大時(shí)，Cu2＋向銅電極移動(dòng)答案D解析a和b不連接時(shí)，發(fā)生置換反應(yīng)，A正確；a和b連接時(shí)，形成原電池，銅片作正極，溶液中Cu2＋放電，B正確；a、b不連接時(shí)，鐵片和硫酸銅溶液之間發(fā)生置換反應(yīng)，鐵片溶解；a、b用導(dǎo)線連接時(shí)，形成了原電池，鐵作負(fù)極，鐵片溶解，溶液從CuSO4的藍(lán)色漸漸變成FeSO4的淺綠色，C正確；a和b分別連接直流電源正、負(fù)極，a作陽極，銅片失去電子形成Cu2＋，Cu2＋向鐵電極移動(dòng)，D錯(cuò)誤。4．如圖裝置電解一段時(shí)間，當(dāng)某極析出0.32gCu時(shí)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中溶液pH分別為(常溫下，溶液足量，體積均為100mL且電解前后溶液的體積變更忽視不計(jì))()A．13、7、1B．12、7、2C．1、7、13D．7、13、1答案A解析Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)：2KCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up17(電解))2KOH＋Cl2↑＋H2↑，Ⅱ中反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是電解水，pH＝7，Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)：2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up17(電解))2Cu＋2H2SO4＋O2↑，三個(gè)電解槽串聯(lián)，則三個(gè)電解槽相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量相同：n(e－)＝2n(Cu)＝2×0.32g÷64g/mol＝0.01mol，所以Ⅰ中的產(chǎn)物：n(H2)＝0.005mol，n(KOH)＝0.01mol，c(OH－)＝eq\f(0.01mol,0.1L)＝0.1mol·L－1，則pH＝13，Ⅲ中的產(chǎn)物：n(H2SO4)＝n(Cu)＝0.005mol，c(H＋)＝eq\f(0.01mol,0.1L)＝0.1mol·L－1，所以pH＝1，故選A。5．金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是(已知：氧化性Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋)()A．陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：Ni2＋＋2e－=NiB．電解過程中，陽極質(zhì)量的削減量與陰極質(zhì)量的增加量相等C．電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2＋和Zn2＋D．電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt答案D解析依據(jù)電解原理可知，與電源正極相連的電極是陽極，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；因氧化性Ni2＋>Fe2＋>Zn2＋，故陰極反應(yīng)為Ni2＋＋2e－=Ni，可見，陽極質(zhì)量削減的是溶解的Zn、Fe、Ni，而陰極質(zhì)量增加的只是析出的Ni，兩者質(zhì)量是不相等的，故B錯(cuò)誤；電解后，溶液中除留下Fe2＋、Zn2＋外，還有Ni2＋，C錯(cuò)誤；陽極反應(yīng)有：Zn－2e－=Zn2＋，F(xiàn)e－2e－=Fe2＋，Ni－2e－=Ni2＋，Pt為惰性金屬，不放電，而Cu要在金屬Ni全部轉(zhuǎn)化為Ni2＋后才能放電，但此時(shí)Cu已沒有了支撐物，最終和Pt一起落下，形成陽極泥，故D正確。6．利用如圖所示裝置(電極均為惰性電極)可汲取SO2，并用陰極排出的溶液汲取NO2。下列說法正確的是()A．a(chǎn)為直流電源的負(fù)極B．陰極的電極反應(yīng)式為：2HSOeq\o\al(－,3)＋2H＋＋e－=S2Oeq\o\al(2－,4)＋2H2OC．陽極的電極反應(yīng)式為：SO2＋2H2O－2e－=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋D．電解時(shí)，H＋由陰極室通過陽離子交換膜到陽極室答案C解析由裝置圖知，左側(cè)電極硫元素化合價(jià)從＋4(SO2)上升到＋6(H2SO4)，故左側(cè)電極是陽極，a為直流電源的正極，A錯(cuò)誤，C正確；陰極的電極反應(yīng)式為：2HSOeq\o\al(－,3)＋2H＋＋2e－=S2Oeq\o\al(2－,4)＋2H2O，B錯(cuò)誤；由于H＋在陰極上反應(yīng)，故電解時(shí)，H＋由陽極室通過陽離子交換膜到陰極室，D錯(cuò)誤。[題組二高考小題]7．(2024·天津高考)我國科學(xué)家研制了一種新型的高比能量鋅-碘溴液流電池，其工作原理示意圖如下。圖中貯液器可儲(chǔ)存電解質(zhì)溶液，提高電池的容量。下列敘述不正確的是()A．放電時(shí)，a電極反應(yīng)為I2Br－＋2e－=2I－＋Br－B．放電時(shí)，溶液中離子的數(shù)目增大C．充電時(shí)，b電極每增重0.65g，溶液中有0.02molI－被氧化D．充電時(shí)，a電極接外電源負(fù)極答案D解析依據(jù)題圖，放電時(shí)，a極的電極反應(yīng)式為I2Br－＋2e－=2I－＋Br－，b極的電極反應(yīng)式為Zn－2e－=Zn2＋，總反應(yīng)為I2Br－＋Zn=Zn2＋＋Br－＋2I－，故b為原電池負(fù)極，a為原電池正極，A正確；放電時(shí)，由總反應(yīng)可知離子數(shù)目增大，B正確；充電時(shí)，b極每增重0.65g，被還原的Zn2＋的物質(zhì)的量為0.01mol，則消耗0.02molI－，C正確；充電時(shí)，a極發(fā)生氧化反應(yīng)，做陽極，接電源正極，D錯(cuò)誤。8．(2024·全國卷Ⅲ)一種可充電鋰－空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時(shí)，O2與Li＋在多孔碳材料電極處生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列說法正確的是()A．放電時(shí)，多孔碳材料電極為負(fù)極B．放電時(shí)，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極C．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中Li＋向多孔碳材料區(qū)遷移D．充電時(shí)，電池總反應(yīng)為Li2O2－x=2Li＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(x,2)))O2答案D解析放電時(shí)，O2與Li＋在多孔碳材料電極處反應(yīng)，說明電池內(nèi)，Li＋向多孔碳材料電極移動(dòng)，因?yàn)殛栯x子移向正極，所以多孔碳材料電極為正極，A錯(cuò)誤。因?yàn)槎嗫滋疾牧想姌O為正極，外電路電子應(yīng)當(dāng)由鋰電極流向多孔碳材料電極(由負(fù)極流向正極)，B錯(cuò)誤。充電和放電時(shí)電池中離子的移動(dòng)方向相反，放電時(shí)，Li＋向多孔碳材料電極移動(dòng)，充電時(shí)向鋰電極移動(dòng)，C錯(cuò)誤。依據(jù)圖示和上述分析，可知放電時(shí)，電池的正極反應(yīng)是O2得電子與Li＋轉(zhuǎn)化為Li2O2－x，電池的負(fù)極反應(yīng)是單質(zhì)Li失電子轉(zhuǎn)化為Li＋，所以總反應(yīng)為：2Li＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(x,2)))O2=Li2O2－x，充電時(shí)的反應(yīng)與放電時(shí)的反應(yīng)相反，所以充電時(shí)，電池總反應(yīng)為Li2O2－x=2Li＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(x,2)))O2，D正確。9．(2024·全國卷Ⅱ)用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質(zhì)溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．待加工鋁質(zhì)工件為陽極B．可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極C．陰極的電極反應(yīng)式為Al3＋＋3e－=AlD．硫酸根離子在電解過程中向陽極移動(dòng)答案C解析鋁制品表面氧化形成致密的氧化膜，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以待加工鋁質(zhì)工件應(yīng)為陽極，A正確；陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，陰極可選用不銹鋼網(wǎng)作電極，B正確，C錯(cuò)誤；電解質(zhì)溶液中的陰離子向陽極移動(dòng)，D正確。10．(2024·全國卷Ⅰ)三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采納惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的Na＋和SOeq\o\al(2－,4)可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。下列敘述正確的是()A．通電后中間隔室的SOeq\o\al(2－,4)離子向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大B．該法在處理含Na2SO4廢水時(shí)可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品C．負(fù)極反應(yīng)為2H2O－4e－=O2＋4H＋，負(fù)極區(qū)溶液pH降低D．當(dāng)電路中通過1mol電子的電量時(shí)，會(huì)有0.5mol的O2生成答案B解析負(fù)極區(qū)(陰極)電極反應(yīng)為：4H＋＋4e－=2H2↑，正極區(qū)(陽極)電極反應(yīng)為：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。通電后SOeq\o\al(2－,4)向正極移動(dòng)，正極區(qū)OH－放電，溶液酸性增加，pH減小，A錯(cuò)誤；負(fù)極區(qū)反應(yīng)為4H＋＋4e－=2H2↑，溶液pH增大，C錯(cuò)誤；當(dāng)電路中通過1mol電子的電量時(shí)，會(huì)有0.25molO2生成，D錯(cuò)誤。[題組三模擬小題]11．(2024·廣東試驗(yàn)中學(xué)高三第三次階段考試)銀鋅蓄電池應(yīng)用廣泛，放電時(shí)總反應(yīng)為Zn＋Ag2O2＋H2O=Zn(OH)2＋Ag2O，某小組以銀鋅蓄電池為電源，用惰性電極電解飽和Na2SO4溶液制備H2SO4和NaOH，設(shè)計(jì)如圖所示裝置。連通電路后，下列說法正確的是()A．電池的a極反應(yīng)式為Ag2O2＋H2O＋2e－=Ag2O＋2OH－B．氣體Y為H2C．pq膜相宜選擇陽離子交換膜D．電池中消耗65gZn，理論上生成1mol氣體X答案D解析惰性電極電解飽和Na2SO4溶液制備H2SO4和NaOH，則在陰極上是氫離子發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，電極旁邊氫氧根離子濃度增加，顯堿性，鈉離子移向陰極，所以陰極區(qū)域旁邊氫氧化鈉濃度較高，產(chǎn)生氫氧化鈉，在陽極上是氫氧根離子失電子，產(chǎn)生氧氣，電極旁邊氫離子濃度增加，顯酸性，硫酸根離子移向陽極，所以陽極區(qū)域旁邊硫酸濃度較高，產(chǎn)生硫酸，所以N為陽極，b是電源的正極，a是電源的負(fù)極，pq是陰離子交換膜，mn是陽離子交換膜。a是電源的負(fù)極，a極反應(yīng)式為Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2，A錯(cuò)誤；N是陽極，在陽極是氫氧根離子失電子，產(chǎn)生氧氣，氣體Y為O2，B錯(cuò)誤；pq膜是陰離子交換膜，C錯(cuò)誤；電池中消耗65gZn，即1molZn，轉(zhuǎn)移電子是2mol，在M電極上發(fā)生反應(yīng)：2H＋＋2e－=H2↑，理論上生成1molH2，D正確。12．(2024·山東濰坊高三期中)O3是一種常見的綠色氧化劑，可由臭氧發(fā)生器(原理如圖)電解稀硫酸制得。下列說法錯(cuò)誤的是()A．電極a為陰極B．a(chǎn)極的電極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－=2H2OC．電解一段時(shí)間后b極四周的pH下降D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，當(dāng)有5.6LO2反應(yīng)時(shí)，收集到O2和O3混合氣體4.48L，O3的體積分?jǐn)?shù)為80%答案D解析電解池左側(cè)通入O2，由此可知，a極發(fā)生還原反應(yīng)，a極為陰極，其電極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－=2H2O，故A、B正確；b極為H2O電離出的OH－失去電子，生成O2和O3，電解一段時(shí)間后，b極旁邊水的電離平衡被破壞，溶液中H＋濃度增大，pH下降，C正確；陰極0.25molO2反應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)移電子為1mol，陽極生成混合氣體為0.2mol，設(shè)生成O2為mmol，O3為nmol，由此可列出二元一次方程組：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(4m＋6n＝1，,m＋n＝0.2，))解得n＝0.1，m＝0.1，故O3的體積分?jǐn)?shù)為eq\f(0.1,0.2)×100%＝50%，D錯(cuò)誤。13．(2024·黃石調(diào)研)已知反應(yīng)：2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O。某科研小組用如圖電解裝置，由Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7溶液。下列有關(guān)敘述正確的是()A．Na2CrO4生成Na2Cr2O7的反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)，不能通過電解方法獲得B．a(chǎn)為電源正極C．d口流出的NaOH溶液的濃度與c口通入的NaOH溶液的濃度相同D．Na＋從右側(cè)通過陽離子交換膜進(jìn)入左側(cè)答案D解析雖然Na2CrO4轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7的反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)，但因?yàn)樵摲磻?yīng)必需在酸性環(huán)境中才能發(fā)生，反應(yīng)所需的H＋可以通過電解方法獲得，A錯(cuò)誤；電解裝置右側(cè)發(fā)生反應(yīng)時(shí)所需的H＋來源于H2O的電解，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，故右側(cè)電極為陽極，陽極連接電源正極，即b為電源正極，a為電源負(fù)極，B錯(cuò)誤；左側(cè)電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，故d口流出的NaOH溶液的濃度比c口通入的NaOH溶液的濃度大，C錯(cuò)誤；電解時(shí)，陽離子從陽極流向陰極，故Na＋從右側(cè)通過陽離子交換膜進(jìn)入左側(cè)，D項(xiàng)正確。14．(2024·湖北八校聯(lián)考)H3BO3可以通過電解NaB(OH)4溶液的方法制備，其工作原理如圖，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．M室發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋B．N室中：a%<b%C．b膜為陰膜，產(chǎn)品室發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)原理為強(qiáng)酸制弱酸D．理論上每生成1mol產(chǎn)品，陰極室可生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6L氣體答案D解析M室為陽極室，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，A正確；N室為陰極室，溶液中水電離的H＋得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成H2，促進(jìn)水的電離，溶液中OH－濃度增大，即a%<b%，B正確；陽極室的H＋穿過陽膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，原料室的B(OH)eq\o\al(－,4)穿過陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成H3BO3，則b膜為陰膜，C正確；每生成1mol產(chǎn)品，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol，陰極室生成0.5mol氫氣，其標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L，D錯(cuò)誤。[題組一基礎(chǔ)大題]15．如圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜。請按要求回答下列問題：(1)甲烷燃料電池負(fù)極反應(yīng)是________________________________________________________________________。(2)石墨(C)極的電極反應(yīng)是________________________________________________________________________。(3)若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，有2.24L氧氣參與反應(yīng)，則乙裝置中鐵極上生成的氣體體積為________L；丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為________g。(4)某同學(xué)利用甲烷燃料電池設(shè)計(jì)電解法制取漂白液或Fe(OH)2的試驗(yàn)裝置(如圖所示)。若用于制取漂白液，則a為電池的________極，電解質(zhì)溶液最好用________。若用于制取Fe(OH)2，運(yùn)用硫酸鈉作電解質(zhì)溶液，則陽極選用________作電極。答案(1)CH4＋10OH－－8e－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O(2)2Cl－－2e－=Cl2↑(3)4.4812.8(4)負(fù)飽和NaCl溶液鐵解析(1)甲烷燃料電池負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，即甲烷在負(fù)極上被氧化。在KOH溶液中甲烷被氧化的產(chǎn)物為碳酸鉀，負(fù)極反應(yīng)為CH4＋10OH－－8e－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O。(2)原電池的負(fù)極與電解池的陰極相接，鐵極為陰極，則C極為陽極，在C極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑。(3)n(O2)＝eq\f(2.24L,22.4L·mol－1)＝0.1mol，甲池中正極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，由得失電子守恒知，經(jīng)過甲、乙、丙裝置的電子的總物質(zhì)的量為0.4mol。鐵極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，n(H2)＝eq\f(0.4mol,2)＝0.2mol，V(H2)＝0.2mol×22.4L·mol－1＝4.48L。丙池中精銅為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu，n(Cu)＝eq\f(0.4mol,2)＝0.2mol，m(Cu)＝0.2mol×64g·mol－1＝12.8g。(4)漂白液的有效成分是次氯酸鹽，制備原理是2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up17(電解))2OH－＋Cl2↑＋H2↑，Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O，氣體與液體反應(yīng)，最好采納逆向接觸，即氣體在下端產(chǎn)生，堿溶液在上端生成，使其充分反應(yīng)，所以該裝置的下端為陽極，上端為陰極，陰極與電源負(fù)極相連，故a極為負(fù)極。生活中常見且廉價(jià)的氯化物是氯化鈉，故電解質(zhì)溶液最好用飽和NaCl溶液。若制備Fe(OH)2，用Na2SO4溶液作電解質(zhì)溶液，選用鐵作陽極。[題組二高考大題]16．高考組合題。(1)(2024·全國卷Ⅲ)在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采納碳基電極材料設(shè)計(jì)了一種新的工藝方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如下圖所示：負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有________________________(寫反應(yīng)方程式)。電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，需消耗氧氣________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。(2)(2024·北京高考)可利用太陽能光伏電池電解水制高純氫，工作示意圖如下。通過限制開關(guān)連接K1或K2，可交替得到H2和O2。①制H2時(shí)，連接________。產(chǎn)生H2的電極反應(yīng)式是________________________。②變更開關(guān)連接方式，可得O2。③結(jié)合①和②中電極3的電極反應(yīng)式，說明電極3的作用：________________________________________。(3)(2024·天津高考)將SiCl4氫化為SiHCl3有三種方法，對應(yīng)的反應(yīng)依次為：①SiCl4(g)＋H2(g)SiHCl3(g)＋HCl(g)ΔH1>0②3SiCl4(g)＋2H2(g)＋Si(s)4SiHCl3(g)ΔH2<0③2SiCl4(g)＋H2(g)＋Si(s)＋HCl(g)3SiHCl3(g)ΔH3氫化過程中所需的高純度H2可用惰性電極電解KOH溶液制備，寫出產(chǎn)生H2的電極名稱________(填“陽極”或“陰極”)，該電極反應(yīng)方程式為________________________________。答案(1)Fe3＋＋e－=Fe2＋，4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O5.6(2)①K12H2O＋2e－=H2↑＋2OH－③制H2時(shí)，電極3發(fā)生反應(yīng)：Ni(OH)2＋OH－－e－=NiOOH＋H2O。制O2時(shí)，上述電極反應(yīng)逆向進(jìn)行，使電極3得以循環(huán)運(yùn)用(3)陰極2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－(或2H＋＋2e－=H2↑)解析(1)由題圖中H＋的移動(dòng)方向知，左端的電極反應(yīng)為Fe3＋＋e－=Fe2＋，應(yīng)為陰極，接電源負(fù)極，右端的電極反應(yīng)為2HCl－2e－=Cl2＋2H＋，應(yīng)為陽極，接電源正極，負(fù)極產(chǎn)生的Fe2＋進(jìn)一步被O2氧化生成Fe3＋，則4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O；由此可知，每消耗1molO2，需轉(zhuǎn)移4mol電子，則轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)，應(yīng)消耗eq\f(1,4)molO2，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，eq\f(1,4)molO2的體積為eq\f(1,4)mol×22.4L/mol＝5.6L。(2)①電解時(shí)，陰極產(chǎn)生H2，即電極1產(chǎn)生H2，此時(shí)開關(guān)連接K1，陰極H2O得電子生成H2，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－。③連接K1時(shí)，電極3反應(yīng)為Ni(OH)2－e－＋OH－=NiOOH＋H2O；當(dāng)連接K2制O2時(shí)，電極3反應(yīng)為NiOOH＋e－＋H2O=Ni(OH)2＋OH－。由以上電極反應(yīng)可看出，不同的連接方式，可使電極3循環(huán)運(yùn)用。(3)電解KOH溶液制H2，實(shí)質(zhì)是電解水。生成H2的一極為陰極，反應(yīng)為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－或2H＋＋2e－=H2↑。17．高考組合題。(1)(2024·山東高考)利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備，鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得。利用如圖裝置電解制備LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為__________溶液(填化學(xué)式)，陽極電極反應(yīng)式為______________________，電解過程中Li＋向________(填“A”或“B”)電極遷移。(2)(全國卷Ⅰ)H3PO2也可用電滲析法制備，“四室電滲析法”工作原理如圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)：①寫出陽極的電極反應(yīng)式：________________________________________________________________________。②分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的緣由________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③早期采納“三室電滲析法”制備H3PO2，將“四室電滲析法”中陽極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的陽膜，從而合并了陽極室與產(chǎn)品室。其缺點(diǎn)是產(chǎn)品中混有________雜質(zhì)，該雜質(zhì)產(chǎn)生的緣由是________________________________________________________________________。(3)(北京高考)電解NO制備NH4NO3，其工作原理如圖所示，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，需補(bǔ)充物質(zhì)A，A是________，說明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)LiOH2Cl－－2e－=Cl2↑B(2)①2H2O－4e－=O2↑＋4H＋②陽極室的H＋穿過陽膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，原料室的H2POeq\o\al(－,2)穿過陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室，二者反應(yīng)生成H3PO2③POeq\o\al(3－,4)H2POeq\o\al(－,2)或H3PO2被氧化(3)NH3依據(jù)反應(yīng)：8NO＋7H2Oeq\o(=,\s\up17(通電))3NH4NO3＋2HNO3，可知電解過程中還產(chǎn)生HNO3解析(1)B極產(chǎn)生H2，依據(jù)反應(yīng)：2H＋＋2e－=H2↑，說明B極為陰極，隨著電解進(jìn)行，溶液中c(H＋)減小、c(OH－)增大，B極旁邊電解液為LiOH溶液，隨著電解的進(jìn)行，溶液中c(LiOH)增大。A極為陽極，電解液為LiCl溶液，電極反應(yīng)：2Cl－－2e－=Cl2↑；在電解過程中Li＋向陰極旁邊移動(dòng)，即向B極遷移。(2)②中應(yīng)當(dāng)從閉合回路的角度，陰、陽離子的流向分析。③留意陽極反應(yīng)生成O2，O2具有氧化性，H3PO2和H2POeq\o\al(－,2)均具有還原性，二者會(huì)被O2氧化生成POeq\o\al(3－,4)。(3)電解NO制備硝酸銨，陽極反應(yīng)為5NO－15e－＋10H2O=5NOeq\o\al(－,3)＋20H＋，陰極反應(yīng)為3NO＋15e－＋18H＋=3NHeq\o\al(＋,4)＋3H2O，從兩極反應(yīng)產(chǎn)物分析電解產(chǎn)物，每生成3molNH4NO3同時(shí)還生成2molHNO3，因此，要全部轉(zhuǎn)化成NH4NO3需補(bǔ)充NH3。[題組三模擬大題]18．(