人教第6章 第38讲　电解原理的综合应用---2023年高考化学一轮复习（新高考）.docx

第38讲　电解原理的综合应用
复****目标　提升应用电解原理解决工业生产、生活中实际问题的能力。
1．电解原理常见的考查点
电解原理及应用是高考高频考点，该类试题往往与生产、生活及新科技等相联系，以装置图或流程图为载体呈现，题材广、信息新，题目具有一定难度。主要考查阴、阳极的判断、电极反应式、电解反应方程式的书写、溶液离子浓度变化及有关计算等。
2．“5点”突破电解综合应用题
(1)分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极反应为“阳氧阴还”。
(2)剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。
(3)注意放电顺序，正确判断放电的微粒或物质。
(4)注意介质，正确判断反应产物，酸性介质不出现OH－，碱性介质不出现H＋；不能想当然地认为金属作阳极，电极产物为金属阳离子。
(5)注意得失电子守恒和电荷守恒，正确书写电极反应式。
一、电解原理在物质制备中的应用
1．(2021·广东1月适应性测试，13)环氧乙烷(C2H4O)常用于医用消毒，一种制备方法为：使用惰性电极电解KCl溶液，用Cl－交换膜将电解液分为阴极区和阳极区，其中一区持续通入乙烯；电解结束，移出交换膜，两区混合反应：HOCH2CH2Cl＋OH－===Cl－＋H2O＋C2H4O。下列说法错误的是(　　)
A．乙烯应通入阴极区
B．移出交换膜前存在反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO
C．使用Cl－交换膜阻止OH－通过，可使Cl2生成区的pH逐渐减小
D．制备过程的总反应为H2C===CH2＋H2O===H2＋C2H4O
答案　A
解析　环氧乙烷的制备原理：Cl－在阳极失电子生成Cl2，Cl2与水发生反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO，HClO与乙烯发生加成反应生成HOCH2CH2Cl；阴极区发生反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，电解结束，移出交换膜，两区混合反应： HOCH2CH2Cl＋OH－===Cl－＋H2O＋C2H4O。根据分析可知阳极区会生成HCl，使用Cl－交换膜阻止OH－通过，HCl的浓度不断增大，pH逐渐减小，故C正确；根据分析可知该反应过程中KCl并没有被消耗，实际上是水、乙烯反应，总反应为H
2C===CH2＋H2O===H2＋C2H4O，故D正确。
二、电解原理应用与污水处理
2．用如图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是(　　)
A．阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
B．阳极的电极反应式为Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O
C．电解时使用锂钒氧化物二次电池(V2O5＋xLiLixV2O5)作电源，电池充电时a电极的电极反应式为LixV2O5－xe－===V2O5＋xLi＋
D．除去CN－的反应：2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O
答案　D
解析　阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，两种气体为CO2和N2，该反应在碱性环境中发生，反应的离子方程式不应出现H＋，D项错误。
三、电解原理在大气治理方面的应用
3．(2022·湖南衡阳市高三联考)用“吸收—电解”循环法脱除烟气中的SO2，可减少对大气的污染。室温下，电解液K再生的装置如图所示，其中电解液的pH随n(SO)∶n(HSO)变化的关系见下表，下列对此判断正确的是(　　)
电解液
n(SO)∶n(HSO)
pH
K
9∶91
6.2
L
1∶1
7.2
M
91∶9
8.2
A.当电解液呈中性时溶液中：c(Na＋)>c(SO)>c(HSO)>c(OH－)
B．再生液M吸收SO2主要反应的离子方程式为SO2＋OH－===HSO
C．HSO在b极发生的电极反应式为HSO＋H2O－2e－===SO＋3H＋
D．若产生标准状况下2.24 L气体N，则d膜上共通过0.2 mol阳离子
答案　D
解析　根据装置图，阴离子通过c膜向a极移动，可知a极为阳极，发生的反应为HSO－2e－＋H2O===SO＋3H＋；b极为阴极，发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑，气体N为H2。n(SO)∶n(HSO)＝9∶91时，电解液pH＝6.2，n(SO)∶n(HSO)＝1∶1时，电解液pH＝7.2，由此推知当电解液呈中性时，c(HSO)＞c(SO)，A项错误；M吸收SO2主要发生的反应为SO＋SO2＋H2O===2HSO，B项错误；若产生标准状况下2.24 L气体N(0.1 mol H2)，阴极消耗0.2 mol H＋，减少0.2 mol正电荷，需要补充0.