2020年高考化学试题分项版解析专题17《电化学原理综合应用》含解析

专题17 电化学原理综合应用

1．【2019天津卷】CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：

（3）O2辅助的Al～CO2电池工作原理如图4所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。

电池的负极反应式：________。 电池的正极反应式：6O2+6e6CO2+6O2

?

?

6O2

?

3C2O4

2?

反应过程中O2的作用是________。 该电池的总反应式：________。

【答案】Al–3e=Al（或2Al–6e=2Al） 催化剂 2Al+6CO2=Al2(C2O4)3 【解析】

–

3+

–

3+

2．【2019江苏卷】NOx（主要指NO和NO2）是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。

（2）用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式：____________________________________。 【答案】（2）HNO2?2e+H2O【解析】

精准分析：（2）根据电解原理，阳极发生失电子的氧化反应，阳极反应为HNO2失去电子生成HNO3，1molHNO2

?

3H+NO3

+

?

反应失去2mol电子，结合原子守恒和溶液呈酸性，电解时阳极电极反应式为HNO2-2e+H2O=NO3+3H。 3．【2018新课标1卷】焦亚硫酸钠（Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题： （3）制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为_____________。电解后，__________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。

--+

【答案】（3）2H2O－4e－＝4H＋+O2↑ a 【解析】

4．【2018新课标1卷】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：

（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______________；沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用。

【答案】（4）Zn+2e＝Zn 溶浸 【解析】

精准分析：焙烧时硫元素转化为SO2，然后用稀硫酸溶浸，生成硫酸锌、硫酸亚铁和硫酸镉，二氧化硅与稀硫酸不反应转化为滤渣，由于硫酸铅不溶于水，因此滤渣1中还含有硫酸铅。由于沉淀亚铁离子的pH较大，需要将其氧化为铁离子，通过控制pH得到氢氧化铁沉淀；滤液中加入锌粉置换出Cd，最后将滤液电解得到金属锌。则

2+

－

（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极发生得到电子的还原反应，因此阴极是锌离子放电，则阴极的电极反应式为Zn2++2e－＝Zn；阳极是氢氧根放电，破坏水的电离平衡，产生氢离子，所以电解后还有硫酸产生，因此沉积锌后的电解液可返回溶浸工序继续使用。

5．【2018新课标3卷】KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题： （3）KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。 ①写出电解时阴极的电极反应式______。

②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_________，其迁移方向是_____________。 ③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有______________（写出一点）。

【答案】（3）①2H2O+2e＝2OH+H2↑②K；a到b③产生Cl2易污染环境等 【解析】

－

－

+

6．【2017江苏卷】铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：