高考电化学分类大全修订稿
高考电化学分类大全 Document number【AA80KGB-AA98YT-AAT8CB-2A6UT-A18GG】
近两年高考化学电化学分类汇编1．电解法在金属精炼、保护环境、处理废水中起着十分重要的作用。
（1）如图为电解精炼银的示意图，________(填a或b)极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为______________________。
（2）电解法处理酸性含铬废水(主要含有2
27
Cr O-)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应2
27
Cr O-＋6Fe2＋＋14H＋2Cr3＋＋6Fe3＋＋
7H
2
O，最后Cr3＋以Cr(OH)
3
形式除去。回答下列问题：
①写出电极反应式：阴极________________，阳极________________。
②当生成1 mol Cr(OH)
3
时，电路中转移电子的物质的量至少为________mol。
③电解过程中有Fe(OH)
3
沉淀生成，原因是______________________________________。
（3）电解降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电解降解
3
NO-的原理如图所示。
①电源正极为________(填A 或B)，阴极反应式为______________________。
②若电解过程中转移了2 mol 电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm 左－Δm 右)为________g 。
【答案】（1）a 3NO -
＋3e －＋4H ＋NO↑＋2H 2O 或3NO -
＋e －＋2H ＋
NO 2↑＋H 2O
（2）①2H ＋＋2e －
H 2↑ Fe －2e －
Fe 2＋ ②6 ③阳极生成的Fe 2＋被溶液中的227Cr O -
氧化Fe 3＋，阴极H ＋放电，随着溶液中的酸性下
降，使Fe 3＋的水解平衡右移，生成Fe(OH)3沉淀 （3）①A 23NO -
＋6H 2O ＋10e －
N 2↑＋12OH － ②
3．Ⅰ.（1）研究钢铁的防腐蚀措施意义重大。利2.用如图所示装置可以模拟铁的电化学防护，其中Y为NaCl。
为减缓铁的腐蚀：
①若X为碳棒，开关K应置于(填字母)处，此时X极发生的电极反应式为。
②若X为锌，开关K置于M处，则此时铁极发生的电极反应式为。
（2）在城市中地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，地上还铺有铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道形成回路时，就会引起后者的腐蚀。为表示其原理，某班级的学生绘制了下列装置图(假设电极材料均为铁，电解质溶液均为NaCl溶液)。
你认为其中能合理模拟金属管道的腐蚀原理的是 ；c(Ⅱ)的总反应方程式
是 ；若图d 中接通电源，则平放的铁丝左侧附近产生的现象是 ；请你为防止地下金属管道腐蚀提供一种策略 。 Ⅱ.1 L 某溶液中含有的离子如下表：
离子
Cu 2+
Al 3+
3
NO Cl
物质的量浓度/(mol/L)
2 1
4
x
用惰性电极电解该溶液。当电路中有5 mol 电子通过时，溶液的pH= (忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)。
【答案】Ⅰ.（1）①N 2Cl2e Cl 2↑ ②O 2+2H 2O+4e
4OH
（2）acd Fe+2H 2O
Fe(OH)2↓+H 2↑ 铁丝左侧有无色的气体产生，附近产生少量白色沉淀，随后白色沉淀变成灰绿色，最后变为红褐
色 将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(塑料或油漆等) Ⅱ.0
4．离子交换膜法为目前普遍使用的制碱技术，其
极反应为： CO
2+3．(2017江苏卷)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al
2
O
3
，含SiO
2
和Fe
2
O
3
等杂质)为原料制备铝的一种工艺
流程如下：
注：SiO
2
在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
（3）“电解Ⅰ”是电解熔融Al
2O
3
，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___________。
（4）“电解Ⅱ”是电解Na
2CO
3
溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为_____________________，阴极产生的物质A的化学式为
____________
。
【答案】（3）石墨电极被阳极上产生的O
2氧化（4）4CO
3
2－+2H
2
O?4e=4HCO
3
－+O
2
↑ H
2
4．【2017天津卷】（14分）某混合物浆液含有Al(OH)
3、MnO
2
和少量Na
2
CrO
4
,。考虑到胶体的吸附作用使Na
2
CrO
4
不易完全被水浸出，某
研究小组利用设计的电解分离装置（见图2
），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。
Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用
（4）用惰性电极电解时，CrO
4
2-能从浆液中分离出来的原因是__________，分离后含铬元素的粒子是_________；阴极室生成的物质为___________（写化学式）。
【答案】（4）在直流电场作用下，CrO
4
2-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液
CrO
42-和Cr
2
O
7
2- NaOH和H
2
5．【2016新课标1卷】NaClO
2
是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：
回答下列问题：
（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为________、________。“电解”中阴极反应的主要产物是______。
【答案】（3）NaOH溶液；Na
2CO
3
溶液；ClO
2
(或NaClO
2
)；
【解析】（3）食盐溶液中混有Mg2+和Ca2+，可利用过量NaOH溶液除去Mg2+，利用过量Na
2CO
3
溶液除去Ca2+；向NaCl溶液中加入ClO
2
，进
行电解，阳极发生反应2Cl--2e-=Cl
2↑，反应产生Cl
2
，阴极发生反应产生NaClO
2
，可见“电解”中阴极反应的主要产物是NaClO
2
；
6．【2016北京卷】用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO
3
-）已成为环境修复研究的热点之一。
（1）Fe还原水体中NO
3
-的反应原理如图所示。
①作负极的物质是________。
②正极的电极反应式是_________。
（2）将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO
3
—的去除率和pH，结果如下：
初始pH pH=pH=
NO
3
—的去除率接近100%＜50%
24小时pH接近中性接近中性
铁的最终物质形
态
pH=时，NO
3
—的去除率低。其原因是________。
（4）其他条件与（2）相同，经1小时测定NO
3
—的去除率和pH，结果如下：
初始pH pH=pH=
NO
3
—的去除率约10%约3% 1小时pH接近中性接近中性
与（2）中数据对比，解释（2）中初始pH不同时，NO
3
—去除率和铁的最终物质形态不同的原因：__________。
【答案】（1）①铁②NO
3－+8e－+10H+=NH
4
++3H
2
O
（2）因为铁表面生成不导电的FeO(OH)，阻止反应进一步发生
（4）Fe＋2H＋=Fe2＋＋H
2↑，初始pH较小，氢离子浓度高，产生的Fe2+浓度大，促使FeO（OH）转化为可导电的Fe
3
O
4
，使反应进行的
更完全，初始pH高时，产生的Fe2+浓度小，从而造成NO
3
—去除率和铁的最终物质形态不同。
【解析】（1）①Fe是活泼的金属，根据还原水体中的NO
3
-的反应原理图可知，Fe被氧化作负极；
②正极发生得到电子的还原反应，因此正极是硝酸根离子被还原为NH
4
+，该溶液为酸性电解质溶液，结合元素和电荷守恒可知电极反
应式为：NO
3-+8e-+10H+=NH
4
++3H
2
O；
（2）从pH对硝酸根去除率的影响来看，初始pH=时去除率低，主要是因为铁离子容易水解生成FeO(OH)，同时生成的Fe
3O
4
产率降
低，且生成的FeO(OH)不导电，所以NO
3
-的去除率低；
（4）Fe＋2H＋=Fe2＋＋H
2↑，初始pH较小，氢离子浓度高，产生的Fe2+浓度大，促使FeO（OH）转化为可导电的Fe
3
O
4
，使反应进行的
更完全；初始pH高时，由于Fe3+的水解，Fe3+越容易生成FeO(OH)，产生的Fe2+浓度小，从而造成NO
3
—去除率和铁的最终物质形态不同。
7．【2016江苏卷】铁炭混合物（铁屑和活性炭的混合物）、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。
（1）铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有Cr
2
O
7
2–的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上Cr
2
O
7
2–转化为Cr3＋，其
电极反应式为_____________。
【答案】（1）Cr
2
O
7
2–+6e－+14H+＝2Cr3++7H
2
O
8．【2016天津卷】氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：（1）但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：____。
（5）化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na
2
FeO
4
，同时获得氢气：Fe+2H
2
O+2OH FeO
4
2+3H
2
↑，工作原
理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO
4
2，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐
色物质。已知：Na
2
FeO
4
只在强碱性条件下稳定，易被H
2
还原。
①电解一段时间后，c(OH)降低的区域在_______(填“阴极室”或“阳极室”)。电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是_______。
③c( Na
2FeO
4
)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na
2
FeO
4
)低于最高值的原因：_____________。
【答案】（1）H
2+2OH--2e-=2H
2
O （5）①阳极室②防止Na
2
FeO
4
与H
2
反应使产率降低
③M点：c(OH-)低，Na
2FeO
4
稳定性差，且反应慢(或N点：c(OH-)过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na
2
FeO
4
产率降低)。
9．【2016浙江卷】催化还原CO
2
是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。
（5）研究证实，CO
2
也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在极，该电极反应式是。
【答案】（5）阴 CO
2+6H++6e==CH
3
OH+H
2
O
【解析】（5）二氧化碳变甲醇，碳元素的化合价降低，得到电子，说明其在阴极反应，其电6H++6e-＝CH
3OH+H
2
O