2022高三总复习化学教案-巩固练习_电解原理的应用（提高）.doc

【巩固练习】一、选择题（每题有12个选项符合题意）1可以将反应Zn+Br2 = ZnBr2设计成蓄电池，下列4个电极反应 Br2 + 2e= 2Br 2Br2e= Br2 Zn 2e= Zn2+ Zn2+ +2e= Zn其中表示充电时的阳极反应和放电时的负极反应的分别是（ ）A. 和 B. 和 C. 和D. 和2用串联电路电解足量CuCl2溶液和AgNO3溶液，如果析出64g铜，则可析出银的质量（ ）A. 108g B. 54g C. 216g D. 64g3为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作：过滤，加过量NaOH溶液，加适量盐酸，加过量Na2CO3溶液，加过量BaCl2溶液。正确的操作顺序是 A B C D 4下面有关电化学的图示，完全正确的是（ ）5利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是（ ）A电解时以精铜作阳极B电解时阴极发生还原反应C粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu=Cu2+2eD电解后，电解槽底部会形成含有少量Ag、Pt等金属的阳极泥6近年来，加“碘”食盐较多的使用了碘酸钾（KIO3），碘酸钾在工业上可用电解法制取。以石墨和不锈钢为电极，以KI溶液为电解液，在一定条件下电解，反应方程式为：。下列有关说法不正确的是（ ）A. 电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极B. 电解时，阳极反应是：I 6e + 3H2O = IO3 + 6H+C. 电解时，阴离子移向阳极D. 电解前后溶液的pH几乎不变7加碘食盐中含有碘酸钾(KIO3)，现以电解法制备碘酸钾，实验装置如图所示。先将一定量的碘溶于过量氢氧化钾溶液，发生反应：3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，将该溶液加入阳极区，另将氢氧化钾溶液加入阴极区，开始电解。下列说法正确的是 Aa电极是阴极 Ba极区的KI最终转变为KIO3C阳极电极反应：4OH4e =2H2OO D电解过程中OH从a极区通过离子交换膜c进入b极区 8CuI是一种不溶于水的白色固体，它可由反应：2Cu2+4I2CuI+I2而得到。现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前的电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。电解开始不久阴极区溶液呈红色，而阳极区溶液呈现蓝色，对这个现象的正确解释是（）。阴极电极反应2H+2eH2使c(OH)c(H+)阳极2Cu+4I4e2CuI+I2，I2遇淀粉变蓝阳极Cu2eCu2+，Cu2+显蓝色电极2I2eI2，I2遇淀粉变蓝A BC D9控制适当的条件，将反应2Fe3+2I-2Fe2+I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是A反应开始时，乙中电极反应为2I-2e-= I2B反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原C电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D平衡时甲中溶入FeCl2固体后，电流计读数为零10某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是（ ） Aa和b不连接时，铁片上会有金属铜析出 Ba和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2+2e=Cu C无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色 Da和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2+向铜电极移动二、填空题：1工业上为了处理含有CrO72的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工业废水中铬的含量已低于排放标准。请回答下列问题： （1）两极发生反应的电极反应式 阳极：_；阴极：_。 （2）写出Cr2O72变为Cr3+的离子方程式：_。 （3）工业废水由酸性变为碱性的原因是_。 （4）_（填“能”或“不能”）改用石墨作电极，原因是_。2由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，应用如图所示电解实验可制得白色的纯净的Fe(OH)2沉淀，两电极的材料分别为石墨和铁。 （1）a电极材料应为_，b电极的电极反应式为_。 （2）电解液c可以是（ ）。 A纯水 BNaCl溶液 CNaOH溶液 DCuCl2溶液 （3）d为苯，其作用为_，在加入苯之前，对c溶液应如何简单处理_。 （4）为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是（ ）。 A改用稀硫酸作电解液 B适当增大电源的电压 C适当减小两电极间的距离 D适当降低电解液的浓度3某校化学小组同学将氯气通入NaOH溶液中，制得一种消毒液，运用下列实验，检测该消毒液的性质。 将少量消毒液滴入含有淀粉的KI溶液中，溶液中出现蓝色；用pH试纸检测消毒液，试纸边缘为蓝紫色（pH=13），中间部分为白色；向2 mL消毒液中逐滴加入Al2(SO4)3溶液，先产生白色沉淀，振荡后沉淀消失；向消毒液中加入少量稀硫酸，溶液变为黄绿色，产生使湿润的淀粉KI试纸变蓝的气体。请回答以下问题：（1）用离子方程式表示制备该消毒液的原理 ；（2）该消毒液中大量存在的阴离子有 ；（3）实验表现出该消毒液具有 性；（4）实验用pH试纸检测消毒液的操作是 ；（5）实验中涉及反应的离子方程式为 ；（6）将该消毒液用如右图所示装置进行电解，10 s后将电解液摇匀，整个过程中阳极产生的现象为 ；其原因是 。4电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.06.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去（或撇掉）浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝法处理污水，设计装置如图所示： （1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的_。aH2SO4 bBaSO4 cNa2SO4 dNaOH eCH3CH2OH（2）电解池阳极的电极反应分别是_；4OH4e=2H2O+O2。（3）电极反应和的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是_。（4）熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，以CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极的燃料电池。已知负极的电极反应是CH4+4CO328e=5CO2+2H2O。正极的电极反应是_。为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环。则A物质的化学式是_。（5）实验过程中，若在阴极产生了44.8 L（标准状况）气体，则熔融盐燃料电池消耗CH4（标准状况）_L。5碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾（KIO3）是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如右图所示。请回答下列问题：（1）碘是_（填颜色）固体物质，实验室常用_方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。（2）电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。电解时，阳极上发生反应的电极反应式为_；阴极上观察到的实验现象是_。（3）电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有I。请设计一个检验电解液中是否有I的实验方案，并按要求填写下表。要求：所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选。试剂：淀粉溶液、碘化钾淀粉试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。实验方法实验现象及结论（4）电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：步骤的操作名称是_，步骤的操作名称是_。步骤洗涤晶体的目的是_。【答案与解析】一、选择题1A【解析】锌和溴的反应为自发的氧化还原反应，是放电时的原电池原理，所以发生氧化反应的锌为负极，而充电时是逆向反应，且阳极发生氧化反应。2C【解析】根据串联电路中，电子转移数目相同：Cu2Ag2e-，生成64g铜，转移2mol电子，所以生成2mol银。3CD【解析】利用Ba2+除去、OH-除去Mg2+、除去Ca2+和过量的Ba2+。其中“过滤”和“加适量盐酸”应为最后两步，且“加过量Na2CO3溶液”应放在“加过量BaCl2溶液”之后，因此以下三种操作顺序都是可行的：、和。所以答案为（C）和（D）。4D5BD 【解析】粗铜作阳极，发生氧化反应，不活泼的金属（Ag、Pt等）以阳极泥沉积，精铜作阴极，发生还原反应Cu2+2e=Cu。6A7B【解析】a极与电源正极相连作阳极，a极电极反应为：I 6e +6OH = IO3 + 3 H2O8A【解析】电解池的阴极材料为石墨，阳极为Cu，电解溶液为KI，因此电解时，阳极为电极材料Cu自身放电生成Cu2+进入阳极区，而由题给信息知，Cu2+能氧化I生成I2，故阳极处的淀粉遇I2变蓝；阴极为H2O电离出的H+放电，H+放电的同时，产生大量OH，使得阴极区碱性，故酚酞变红。因此能正确解释电解过程中的现象的为。9D10D【解析】A项中没有构成原电池，Fe与CuSO4直接反应，在Fe片上有Cu析出，A项正确；B项中构成原电池，Cu片作正极，有Cu析出，B项正确；无论a、b是否连接，都失去电子，Cu2+被还原，溶液中阳离子最终变成Fe2+，C正确；a接电源正极，b接电源负极，构成电解池，Cu失电子变成Cu2+，Cu2+移向Fe电极，得电子析出Cu，D项错误。二、填空题1（1）Fe2e=Fe2+ 2H+2e=H2 （2）Cr2O72+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O （3）H+不断放电，Cr2O72与Fe2+反应中消耗H+，打破了水的电离平衡，使溶液中c (OH)c (H+)（4）不能 用石墨作电极，阳极产生Cl2或O2，得不到Fe2+，缺少还原剂，不能使Cr2O72转化为Cr3+，再转化为Cr(OH)3沉淀而除去2（1）Fe 2H+2e=H2 （2）B、C （3）隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3 加热c，除去溶解的O2 （4）B、C3（1）Cl2 + 2OH =Cl + ClO+ H2O （2）Cl、ClO、OH （3）氧化性 （4）用干燥、洁净的玻璃棒蘸取消毒液，滴在pH试纸上，再与标准比色卡对比，读取溶液的pH （5）Cl + ClO + 2H+ = Cl2 + H2O （6）阳极产生白色沉淀，将电解液混合均匀，白色沉淀溶解 铝为阳极，放电产生Al3+，消毒液中有过量OH（且阴极H+不断放电，同时剩余OH），故阳极附近先产生白色沉淀，将电解液混合均匀后，白色沉淀又溶解。4（1）c （2）Fe2e=Fe2+ （3）4Fe2+10H2O+O2=4Fe(OH)3+8H+（4）O2+2CO2+4e=2CO32 CO2 （5）11.2【解析】在题给装置中，左侧为电解池，右侧为甲烷的燃料电池。实验时为增加污水的导电能力，提高产生气泡的速率，使悬浮物形成浮渣，可向污水中加入适量的对环境影响较小的可溶性强电解质Na2SO4；为达到形成Fe(OH)3沉淀的目标，阳极材料应选用铁，电极反应式为：Fe2e=Fe2+和4OH4e=2H2O+O2；阴极反应式为2H+2e=H2；得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式为4Fe2+10H2O+O2=4Fe(OH)3+8H+。在右侧甲烷燃料电池中，由于电解质为熔融的碳酸盐，负极反应式为CH4+4CO328e=5CO2+2H2O时，正极反应式为O2+2CO2+4e=2CO32；参与电池工作的循环物质是CO2，实验过程中，若在阴极产生了44.8 L（标准状况）气体，则根据电子得失守恒可知4H2CH4，故熔融盐燃料电池消耗CH4的体积（标准状况）为。5【答案】（1）紫黑色 升华（2）2I2e=I2（或I+6OH6e=IO3+3H2O） 有气泡产生（3）实验方法实验现象及结论取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸化后加入几滴淀粉试液，观察是否变蓝如果不变蓝，说明无I。（如果变蓝，说明有I。）（4）冷却结晶 干燥 洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质【解析】（1）实验室常用升华的方法来分离提纯含少量杂质的固体碘；（2）阳极阴离子失电子，阳极区的阴离子有I、IO3、OH，根据信息I失电子生成IO3，阴极H+得电子生成H2；（3）检验溶液中的I，用淀粉碘化钾试纸无法检验；由题目信息可知过氧化氢与IO3反应生成I2，因为溶液中含有IO3，所以不能使用过氧化氢溶液；只能用淀粉和稀硫酸，因为在酸性溶液中I和IO3能生成I2，从而检验出I。本题主要考查学生对电解原理的掌握情况，侧重考查考生灵活运用知识，将理论知识与实际生活、生产相联系的应用能力，这是今后高考的命题方向。但此类题目是考查基础，只要掌握好电解原理，并能灵活运用，问题便能迎刃而解。