优化方案2017高考化学总复习必修部分第六章化学反应与能量转化第2讲电能转化为化学能_电解课后达标检测鲁教版.doc

电能转化为化学能-电解一、选择题1下列说法正确的是()A氯碱工业中，烧碱在阳极区生成B电解熔融氯化铝制取金属铝C电镀时，用镀层金属做阳极D将钢闸门与外电源正极相连，可防止其腐蚀解析：选C。A选项，阳极是氯离子放电，生成氯气，阴极是氢离子放电生成氢气，同时生成氢氧化钠，错误；B选项，金属铝的制取是电解熔融的氧化铝，错误；C选项，电镀时，镀层金属做阳极，镀件做阴极，正确；D选项，将钢闸门与外电源负极相连，是外接电源的阴极保护法，错误。2下列图示中关于铜电极的连接错误的是()解析：选C。在镀件上镀铜时，铜应做阳极，与电源正极相连，镀件应做阴极，与电源负极相连。3. (2015·高考上海卷)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是()Ad为石墨，铁片腐蚀加快Bd为石墨，石墨上电极反应为O22H2O4e=4OHCd为锌块，铁片不易被腐蚀Dd为锌块，铁片上电极反应为2H2e=H2解析：选D。由图可知，若d为石墨，则活泼金属做负极，加快了铁片的腐蚀，A正确；d为石墨，电极反应为O22H2O4e=4OH，B正确；若d为锌块，则为负极，所以铁片不易被腐蚀，铁片上电极反应为O22H2O4e=4OH，C正确，D错误。4某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在下图中，下列有关分析完全正确的是()选项ABCDa电极阳极阴极阳极阴极d极正极正极负极负极Q离子阳离子阳离子阴离子阴离子解析：选B。电子由电源的负极流出，故a是阴极、d是正极，溶液中阳离子移向阴极。5如图装置中X和Y均为石墨电极，电解液为500 mL某蓝色溶液，电解一段时间，观察到X电极表面有红色的固态物质生成，Y电极有无色气体生成；溶液中原有溶质完全电解后，停止电解，取出X电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6 g(忽略电解质溶液体积变化)。下列有关说法中不正确的是()AX电极是阴极BY电极产生气体的体积为0.28 LC电解后溶液的pH1D要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的CuO或CuCO3解析：选B。根据X电极上有Cu析出，可以判断X为阴极，Y为阳极，电极反应式为阴极X：2Cu24e=2Cu 0.05 mol 0.025 mol阳极Y：4OH4e=2H2OO2 0.05 mol molC项，c(H)0.1 mol·L1，pH1；B项，在标准状况下产生O2的体积应为 mol×22.4 L·mol10.28 L。6制备单质锰的实验装置如图，阳极以稀硫酸为电解液，阴极以硫酸锰和硫酸混合液为电解液，电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向。下列说法不正确的是()AM是电源的负极B左侧气孔逸出的气体可能为副产物H2C电解槽中发生的总反应为MnSO42H2OMnO2H2H2SO4D若用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，阳极可能得到MnO2解析：选C。根据阴离子的移动方向，石墨为阳极，铂为阴极，M为负极，N为正极。电极反应式为阳极：2H2O4e=O24H，阴极：Mn22e=Mn或2H2e=H2，B项正确；C项应为2MnSO42H2O通电,2MnO22H2SO4；D项，若把阴离子交换膜改为阳离子交换膜，则Mn2在阳极发生反应：Mn22e2H2O=MnO24H。7(2016·河北保定检测)用惰性电极电解物质的量浓度为13的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能发生的反应有()2Cu22H2O2Cu4HO2Cu22ClCuCl22Cl2H2O2OHH2Cl22H2O2H2O2ABC D解析：选C。用惰性电极电解CuSO4和NaCl的混合溶液时，在阳极放电顺序：Cl>OH，在阴极放电顺序：Cu2>H。然后根据n(Cu2)n(Cl)13，分析可能发生的反应。8用如图装置电解硫酸钾溶液制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。从开始通电时，收集B和C处逸出的气体。1 min后测得B口的气体体积为C口处的一半，下列说法不正确的是()A电源左侧为正极B电解槽左侧的电极反应方程式为2H2O4e=O24HCD口导出的溶液为KOH溶液，且浓度比刚加入电解槽右侧时的浓度大D在标准状况下，若1 min后从C口处收集到的气体比B口处收集到的气体多2.24 L，则有0.1NA个SO通过阴离子膜解析：选D。根据题意，电极应为惰性电极，左侧电极为阳极，右侧电极为阴极，电极反应式为阳极：2H2O4e=O24H；阴极：4H2O4e=2H24OH；A、B均正确；C项，右侧由于H放电，产生KOH，所以其浓度比刚加入电解槽右侧时的浓度大；D项，设产生O2为x mol，则产生H2为2x mol,2xx0.1 mol，则x0.1 mol，消耗的OH为0.4 mol，则有0.2NA个SO通过阴离子膜。9用惰性电极电解100 mL 4 mol·L1的CuSO4溶液，一定时间后在阳极收集到1.12 L气体，向电解后的溶液中加入足量的铁粉，充分作用后溶液中的Fe2浓度为(设溶液的体积不变，反应前后均为标准状况)()A2.7 mol·L1 B3 mol·L1C4 mol·L1 D1 mol·L1解析：选C。惰性电极电解硫酸铜，生成物是氧气、硫酸和铜。加入铁粉后发生氧化还原反应，生成硫酸亚铁，所以根据S原子守恒可知，硫酸亚铁的物质的量浓度与原硫酸铜的物质的量浓度应该是相等的，所以反应后溶液中Fe2浓度为4 mol·L1。二、非选择题10按下图所示装置进行实验，并回答下列问题：(1)判断装置的名称：A池为_，B池为_。(2)锌极为_极，电极反应式为_；铜极为_极，电极反应式为_；石墨棒C1为_极，电极反应式为_；石墨棒C2附近的实验现象为_。(3)当C2极析出224 mL气体(标准状况)时，锌的质量_(填“增加”或“减少”)_g，CuSO4溶液的质量_(填“增加”或“减少”)_g。解析：(1)A池中Zn、Cu放入CuSO4溶液中构成原电池，B池中两个电极均为石墨电极，在以A为电源的情况下构成电解池，即A原电池为B电解池的电源。(2)A池中Zn为负极，Cu为正极，B池中C1为阳极，C2为阴极，阴极区析出H2，周围OH富集，酚酞变红。(3)n(H2)0.224 L/ 22.4 L·mol10.01 mol，故电路中转移电子的物质的量为0.01 mol×20.02 mol，根据得失电子守恒，锌极有0.01 mol Zn溶解，即Zn极质量减少0.01 mol×65 g·mol10.65 g，铜极上有0.01 mol Cu析出，即 CuSO4溶液增加了0.01 mol×65 g·mol10.01 mol×64 g·mol10.01 g。答案：(1)原电池电解池(2)负Zn2e=Zn2正Cu22e=Cu阳2Cl2e=Cl2有无色气体产生，附近溶液出现红色(3)减少0.65增加0.0111(1)(2015·高考上海卷)氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。 完成下列填空：离子交换膜的作用为_、_。精制饱和食盐水从图中_位置补充，氢氧化钠溶液从图中_位置流出。(选填“a”“b”“c”或“d”)(2)(2014·高考四川卷)MnO2可作超级电容器材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是_。MnO2是碱性锌锰电池的正极材料。碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是_。(3)(2014·高考江苏卷) 硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。将烧碱吸收H2S后的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S22e=S(n1)SS2=S写出电解时阴极的电极反应式：_。电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成：_。解析：(1)这里的离子交换膜采用的是阳离子交换薄膜，目的是以防阴极产生的OH到达阳极会与氯气反应，从而得不到NaOH和Cl2，也避免了H2与Cl2混合发生反应而爆炸。因为在阳极处是Cl失去电子生成Cl2，所以Cl的量会减少，需要外加补充，所以应该从a处补充精制饱和食盐水，在阴极处水得到电子生成OH和H2，而阳极的Na从阳极到达阴极与OH结合生成NaOH，所以从d处收集到NaOH。(2)用惰性电极电解MnSO4溶液制取MnO2时，在阳极上Mn2失电子后生成MnO2，根据电荷守恒和原子守恒可得电极反应式Mn22H2O2e=MnO24H。碱性锌锰干电池在放电时，正极上MnO2得电子生成碱式氧化锰MnO(OH)，根据电荷守恒和原子守恒可得电极反应式MnO2H2Oe=MnO(OH)OH。(3)在阴极电解质溶液是NaOH，同时图中显示产生了H2，因此阴极发生的电极反应为2H2O2e=H22OH；加入H2SO4后，H与S反应生成S和H2S。答案：(1)能得到纯度较高的NaOH溶液避免Cl2与H2反应而爆炸ad(2)Mn22H2O2e=MnO24HMnO2H2Oe=MnO(OH)OH(3)2H2O2e=H22OHS2H=(n1)SH2S12(1)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。则阳极产生ClO2的电极反应式为_。电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为_mol；用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因：_。(2)为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了一种燃料电池，电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体，在高温下它能传导O2。电池工作时正极反应式为_。若以该电池为电源，用石墨作电极电解100 mL含有以下离子的溶液。离子Cu2HClSOc/mol·L11441电解一段时间后，当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，阳极上收集到氧气的物质的量为_mol。解析：(1)阳极失去电子发生氧化反应。水电离产生的H在阴极上放电产生氢气，转移电子的物质的量n(e)2n(H2)2×(0.112 L÷22.4 L·mol1)0.01 mol，则在内电路中移动的电荷为0.01 mol，每个Na带一个单位的正电荷，则通过阳离子交换膜的Na为0.01 mol。(2)电池工作时，正极上O2得电子发生还原反应生成O2。结合离子浓度可知电解过程可分为三个阶段：先是电解CuCl2、然后电解HCl、最后电解水，由此可见阴极首先析出0.1 mol Cu(同时阳极析出0.1 mol Cl2)，然后析出氢气；阳极上先是析出 0.2 mol Cl2(此时阴极已析出0.1 mol H2)，再析出氧气，设阳极析出x mol O2时两极析出气体体积相等，由题意可得：0.2x0.12x，解得x0.1。答案：(1)Cl5e2H2O=ClO24H0.01在阴极发生2H2e=H2，H浓度减小，使H2OHOH的平衡向右移动，OH浓度增大，pH增大(2)O24e=2O20.113认真观察下列装置，回答下列问题：(1)装置B中PbO2上发生的电极反应方程式为_。连接装置B、C的U形管中装填有含有琼脂的KCl饱和溶液，其作用是_。(2)装置A中总反应的离子方程式为_。(3)若装置E中的目的是在Cu材料上镀银，则X为_溶液，极板N的材料为_。若装置E的目的是验证金属的电化学防腐，则极板N的材料为_。(4)当装置A中Cu电极质量改变6.4 g时，装置D中产生的气体体积为_L(标准状况下)。解析：本题的关键是判断原电池，由盐桥可知B、C构成原电池。Pb作负极：Pb2eSO=PbSO4；PbO2作正极：PbO22eSO4H=PbSO42H2O。装置A中与PbO2相连的Cu为电解池的阳极：Cu2e=Cu2，Pt电极为阴极：2H2e=H2，总反应为Cu2HCu2H2。装置E为电镀装置时，镀层金属作阳极，镀件作阴极，则极板M为阴极即为铜，极板N为阳极即为银，溶液为AgNO3溶液。装置A中Cu电极质量改变6.4 g时，由关系式：Cu2e可知电路中转移电子0.2 mol，则装置D中阴极产生H2 0.1 mol，阳极产生Cl2 0.05 mol、O2 0.025 mol，共产生气体0.175 mol，即标准状况下产生气体3.92 L。答案：(1)PbO24HSO2e=PbSO42H2O使装置A、B中的溶液连成通路，平衡电荷(2)Cu2HCu2H2(3)AgNO3Ag惰性电极(或石墨等不溶性惰性材料)(4)3.926