專題17電化原理綜合應(yīng)用三高考()化試題分項(xiàng)解析Word含解析

1．【2017江蘇卷】(12分)鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如下：注：SiO2在“堿溶”時(shí)轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。（3）“電解Ⅰ”是電解熔融Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是___________。（4）“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。陽極的電極反應(yīng)式為_____________________，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為____________?！敬鸢浮浚?）石墨電極被陽極上產(chǎn)生的O2氧化（4）4CO32－+2H2O?4e?=4HCO3－+O2↑H22．【2017天津卷】（14分）某混合物漿液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4,?？紤]到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小組利用設(shè)計(jì)的電解分離裝置（見圖2），使?jié){液分離成固體混合物和含鉻元素溶液，并回收利用。回答Ⅰ和Ⅱ中的問題。Ⅱ．含鉻元素溶液的分離和利用（4）用惰性電極電解時(shí)，CrO42-能從漿液中分離出來的原因是__________，分離后含鉻元素的粒子是_________；陰極室生成的物質(zhì)為___________（寫化學(xué)式）。【答案】（4）在直流電場作用下，CrO42-通過陰離子交換膜向陽極室移動，脫離漿液CrO42-和Cr2O72-NaOH和H23．【2016新課標(biāo)1卷】NaClO2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：回答下列問題：（3）“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時(shí)，為除去Mg2+和Ca2+，要加入的試劑分別為________、________?！半娊狻敝嘘帢O反應(yīng)的主要產(chǎn)物是______?！敬鸢浮浚?）NaOH溶液；Na2CO3溶液；ClO2?(或NaClO2)；【解析】（3）食鹽溶液中混有Mg2+和Ca2+，可利用過量NaOH溶液除去Mg2+，利用過量Na2CO3溶液除去Ca2+；向NaCl溶液中加入ClO2，進(jìn)行電解，陽極發(fā)生反應(yīng)2Cl--2e-=Cl2↑，反應(yīng)產(chǎn)生Cl2，陰極發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生NaClO2，可見“電解”中陰極反應(yīng)的主要產(chǎn)物是NaClO2；4．【2016北京卷】用零價(jià)鐵（Fe）去除水體中的硝酸鹽（NO3-）已成為環(huán)境修復(fù)研究的熱點(diǎn)之一。【解析】（4）正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故電極反應(yīng)式為：2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O；在電場作用下，陽離子向電池正極移動；由圖像得t1時(shí)刻電流方向改變，說明電負(fù)極發(fā)生變化，Al因?yàn)榘l(fā)生鈍化不再進(jìn)一步反應(yīng)。9．【2015北京卷】（14分）研究CO2在海洋中的轉(zhuǎn)移和歸宿，是當(dāng)今海洋科學(xué)研究的前沿領(lǐng)域。（4）利用下圖所示裝置從海水中提取CO2，有利于減少環(huán)境溫室氣體含量。①結(jié)合方程式簡述提取CO2的原理：。②用該裝置產(chǎn)生的物質(zhì)處理b室排出的海水，合格后排回大海。處理至合格的方法是?！敬鸢浮浚?）①a室：2H2O-4e－=O2↑+4H+，H+通過陽離子膜進(jìn)入b室，發(fā)生反應(yīng)：HCO3－+H+＝CO2↑+H2O。②c室的反應(yīng)：2H2O+2e-＝2OH-+H2↑，用c室排出的堿液將從b室排出的酸性海水調(diào)節(jié)至接近裝置入口海水的pH10．【2015新課標(biāo)2卷】（14分）酸性鋅錳干電池是一種一次電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是碳粉，MnO2，ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物，該電池在放電過程產(chǎn)生MnOOH，回收處理該廢電池可得到多種化工原料，有關(guān)數(shù)據(jù)下表所示：溶解度/（g/100g水）化合物Zn（OH）2Fe（OH）2Fe（OH）3Ksp近似值10-1710-1710-39回答下列問題：（1）該電池的正極反應(yīng)式為，電池反應(yīng)的離子方程式為（2）維持電流強(qiáng)度為0.5A，電池工作五分鐘，理論上消耗Zng。（已經(jīng)F＝96500C/mol）（3）廢電池糊狀填充物加水處理后，過濾，濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通過____分離回收；濾渣的主要成分是MnO2、______和，欲從中得到較純的MnO2，最簡便的方法是，其原理是。【答案】（1）MnO2＋e—＋H＋＝MnOOH；Zn＋2MnO2＋2H＋＝Zn2＋＋2MnOOH（2）0.05g（3）加熱濃縮、冷卻結(jié)晶；鐵粉、MnOOH；在空氣中加熱；碳粉轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2，MnOOH氧化為MnO2（3）廢電池糊狀填充物加水處理后，過濾，濾液中主要有氯化鋅和氯化銨。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知氯化鋅的溶解度受溫度影響較大，因此兩者可以通過結(jié)晶分離回收，即通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶實(shí)現(xiàn)分離。二氧化錳、鐵粉、MnOOH均難溶于水，因此濾渣的主要成分是二氧化錳、碳粉、MnOOH。由于碳燃燒生成CO2，MnOOH能被氧化轉(zhuǎn)化為二氧化錳，所以欲從中得到較純的二氧化錳，最簡便的方法是在空氣中灼燒。11．【2015新課標(biāo)2卷】（15分）二氧化氯（ClO2，黃綠色易溶于水的氣體）是高效、低毒的消毒劑，回答下列問題：（2）實(shí)驗(yàn)室用NH4Cl、鹽酸、NaClO2（亞氯酸鈉）為原料，通過以下過程制備ClO2：①電解時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為?！敬鸢浮浚?）①NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3【解析】（2）①根據(jù)流程圖可知電解時(shí)生成氫氣和NCl3，則電解時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH4Cl＋2HCl3H2↑＋NCl3。12．【2015重慶卷】（14分）我國古代青銅器工藝精湛，有很高的藝術(shù)價(jià)值和歷史價(jià)值，但出土的青銅器大多受到環(huán)境腐蝕，故對其進(jìn)行修復(fù)和防護(hù)具有重要意義。（5）下圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理示意圖。①腐蝕過程中，負(fù)極是（填圖中字母“a”或“b”或“c”）；②環(huán)境中的Cl-擴(kuò)散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹u2（OH）3Cl，其離子方程式為；③若生成4.29gCu2（OH）3Cl，則理論上耗氧體積為L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。【答案】（5）①c②2Cu2＋+3OH－+Cl－=Cu2（OH）3Cl↓③0.44813．【2015四川卷】（16分）為了保護(hù)環(huán)境，充分利用資源，某研究小組通過如下簡化流程，將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣（鐵主要以Fe2O3存在）轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4（反應(yīng)條件略）。活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為：FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考慮其他反應(yīng)。請回答下列問題：（5）FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時(shí)的總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S，正極反應(yīng)式是?！敬鸢浮浚?）FeS2+4e－＝Fe+2S2－【解析】（5）正極得電子，化合價(jià)降低，可得正極方程式：FeS2+4e-＝Fe+2S2-。14．【2015上海卷】（本題共12分）氯堿工業(yè)以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的含氧酸鹽等系列化工產(chǎn)品。下圖是離子交換膜法電解食鹽水的示意圖，圖中的離子交換膜只允許陽離子通過。完成下列填空：（1）寫出電解飽和食鹽水的離子方程式。（2）離子交換膜的作用為：、。（3）精制飽和食鹽水從圖中位置補(bǔ)充，氫氧化鈉溶液從圖中位置流出（選填“a”、“b”、“c”或“d”）?！敬鸢浮浚?）2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。（2）阻止OH-進(jìn)入陽極室，與Cl2發(fā)生副反應(yīng)：2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O；阻止陽極產(chǎn)生的Cl2和陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生爆炸。（3）a；d；（2）圖中的離子交換膜只允許陽離子通，是陽離子交換膜，可以允許陽離子通過，不能使陰離子通過，這樣就可以阻止陰極溶液中的OH-進(jìn)入陽極室，與氯氣發(fā)生反應(yīng)，阻止Cl-進(jìn)入陰極室，使在陰極區(qū)產(chǎn)生的NaOH純度更高。同時(shí)可以阻止陽極產(chǎn)生的Cl2和陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生爆炸。（3）隨著電解的進(jìn)行，溶質(zhì)NaCl不斷消耗，所以應(yīng)該及時(shí)補(bǔ)充。精制飽和食鹽水從與陽極連接的圖中a位置補(bǔ)充，由于陰極H+不斷放電，附近的溶液顯堿性，氫氧化鈉溶液從圖中d位置流出；水不斷消耗，所以從b口不斷加入蒸餾水，從c位置流出的是稀的NaCl溶液。15．【2015山東卷】(15分)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。（1）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