【精准解析】2021新高考化学鲁科版：第6章专项提能特训11电解原理在工农业生产中的应用

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专项提能特训 11　电解原理在工农业生产中的应用

一、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。

1．(2019·山东潍坊期中)O3是一种常见的绿色氧化剂，可由臭氧发生器(原理如图)电解稀硫

酸制得。下列说法错误的是(　　)

A．电极 a为阴极

B．a极的电极反应为 O2＋4H＋＋4e－===2H2O

C．电解一段时间后 b极周围的 pH 下降

D．标准状况下，当有 5.6 L O2反应时，收集到 O2和O3混合气体 4.48 L，O3的体积分数为

80%

答案　D

解析　电解池左侧通入 O2，a极发生还原反应，为阴极，其电极反应式为 O2＋4H＋＋4e－

===2H2O；b极为阳极，A、B项正确；b极为 H2O电离出的 OH－失去电子生成 O2和O3，电

解一段时间后，b极附近水的电离平衡被破坏，溶液中 H＋浓度增大，pH 下降，C项正确；

阴极上有 0.25 mol O2反应时，转移电子为 1 mol，即阳极消耗 0.5 mol H2O，且生成的混合气

体为 0.2 mol，设生成 O2为m mol，O3为n mol，由此可列出：2m＋3n＝0.5，m＋n＝0.2，解

得n＝0.1，m＝0.1，故 O3的体积分数为 50%，D项错误。

2．我国预计在 2020 年前后建成自己的载人空间站。为循环利用人体呼出的 CO2并提供氧气，

我国科学家设计了一种装置(如图所示)，实现“太阳能→电能→化学能”转化，总反应为

2CO2===2CO＋O2，下列有关说法不正确的是(　　)

A．该装置属于电解池

B．X极发生氧化反应，Y极发生还原反应

C．人体呼出的水蒸气参与 Y极反应：CO2＋H2O＋2e－===CO＋2OH－

D．X极每产生标准状况下 22.4 L 气体，有 2 mol 的OH－从Y极移向 X极

答案　D

解析　A项，该装置实现“太阳能—电能—化学能”转化，将电能转化为化学能的装置为

电解池，正确；B项，根据图中电子的流向“X→Y”可知，X极为阳极，失电子发生氧化

反应，Y为阴极，得电子，发生还原反应，正确；C项，Y为阴极，根据总反应可知，阴极

为CO2得电子，生成 CO，电极反应为 CO2＋H2O＋2e－===CO＋2OH－，正确；D项，X极

为阳极，OH－放电生成氧气，电极反应为 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，生成 1 mol O2，阳极

有4 mol OH－放电，根据溶液电中性原理，X电极区阴离子减少，则会有 4 mol OH－从Y极

透过阴离子交换膜移向 X极，使得溶液保持电中性，错误。

3．(2019·山东青岛调研)再生铅行业是我国在重视环境保护和充分利用有色金属再生资源的

情况下逐步发展起来的新兴产业。从废旧铅蓄电池中回收铅的工艺为：

―→――――→――→

电解原理如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．阴极区电极反应式为 2H＋＋2e－===H2↑

B．电解过程中阳极附近 pH 明显增大

C．Na2PbCl4浓度下降后，在阴极区加入 PbO，可实现电解质溶液的再生使用

D．电路中流经 4 mol 电子，阴极可得 414 g 铅

答案　CD

解析　阳极反应为 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，同时阳极区的 H＋移向阴极，阳极区硫酸浓度

增大，pH 降低，B项错误；阴极发生的反应为 PbCl＋2e－===Pb＋4Cl－，同时 H＋通过质子

交换膜，阴极区形成 HCl/NaCl 溶液，电解后向阴极区加入 PbO，可以生成 PbCl，A项错误、

C项正确；电路中通过 4 mol 电子时，阴极可得 414 g 铅，D项正确。

4．(2020·西安质检)采用电化学法还原 CO2是一种使 CO2资源化的方法。下图是利用此法制

备ZnC2O4的示意图(电解液不参与反应)。下列说法中正确的是(　　)

A．Zn 与电源的正极相连

B．ZnC2O4在交换膜右侧生成

C．电解的总反应为 2CO2＋Zn=====ZnC2O4

D．通入 11.2 L CO2时，转移 0.5 mol 电子

答案　AC

解析　电解过程中 Zn 被氧化，作阳极，所以 Zn 与电源的正极相连，A正确；Zn2＋透过阳离

子交换膜到达左侧与生成的 C2O形成 ZnC2O4，B错误；没有给出气体所处的温度和压强，D

错误。

5．用惰性电极电解法制备硼酸[H3BO3或B(OH)3]的工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允

许阳离子和阴离子通过)。下列有关说法正确的是(　　)

A．阴极与阳极产生的气体体积比为 2∶1

B．b极的电极反应式为 2H2O－2e－===O2↑＋4H＋

C．产品室中发生的反应是 B(OH)3＋OH－===B(OH)

D．每增加 1 mol H3BO3产品，NaOH 溶液增重 22 g

答案　AD

解析　由图可知，b电极为阳极，电解时阳极上水失电子生成 O2和H＋，a电极为阴极，电

解时阴极上水得电子生成 H2和OH－，原料室中的钠离子通过阳膜进入 a极室，溶液中

c(NaOH)增大，原料室中 B(OH)通过阴膜进入产品室，b极室中氢离子通过阳膜进入产品室，

B(OH) 、H＋发生反应生成 H3BO3；a、b电极反应式分别为 2H2O＋2e －===H2↑＋2OH

－、2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，理论上每生成 1 mol 产品，b极生成 1 mol H＋、a极生成 0.5

mol H2，质量减少 1 g，此时 1 mol Na＋进入 NaOH 溶液中，即增重 23 g，故 NaOH 溶液增重

22 g。

6．SO2和NOx是主要大气污染物，利用下图装置可同时吸收 SO2和NO。下列有关说法错误

的是(　　)

A．a极为直流电源的负极，与其相连的电极发生还原反应

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