2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第四單元 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 小專(zhuān)題五 電化學(xué)組合裝置的破解策略課時(shí)練

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1、2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第四單元 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 小專(zhuān)題五 電化學(xué)組合裝置的破解策略課時(shí)練 1.某同學(xué)按下圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。A、B為兩種常見(jiàn)金屬,它們的硫酸鹽可溶于水,當(dāng)K閉合時(shí),SO從右向左通過(guò)交換膜移向A極。下列分析正確的是(  )。 A.溶液中c(A2+)減小 B.B極的電極反應(yīng):B-2e-===B2+ C.Y電極上有H2產(chǎn)生,發(fā)生還原反應(yīng) D.反應(yīng)初期,X電極周?chē)霈F(xiàn)白色膠狀沉淀 2.(2018屆陜西西安一模)如下圖所示,甲池的總反應(yīng)式為N2H4+O2===N2+2H2O,下列關(guān)于該電池工作時(shí)的說(shuō)法正確的是(  )。 A.該裝置工作時(shí),Ag電極上有氣體

2、生成 B.甲池和乙池中的溶液的pH均減小 C.甲池中負(fù)極反應(yīng)為N2H4-4e-===N2+4H+ D.當(dāng)甲池中消耗0.1 mol N2H4時(shí),乙池中理淪上最多產(chǎn)生6.4 g固體 3.圖1為甲烷和O2構(gòu)成的燃料電池示意圖,電解質(zhì)為KOH溶液,圖2為電解AlCl3溶液的裝置,電極材料均為石墨。用該裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),反應(yīng)開(kāi)始后觀察到x電極附近出現(xiàn)白色沉淀。下列說(shuō)法正確的是(  )。 A.圖1中電解質(zhì)溶液的pH增大 B.圖2中電解AlCl3溶液的總反應(yīng)為2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH- C.A處通入的氣體為CH4,電極反應(yīng)式為CH4+10OH--8e-===CO+7H2O

3、D.電解池中Cl-向x極移動(dòng) 4.下圖所示的A、B兩個(gè)電解池中的電極均為鉑,在A池中加入0.05 mol·L-1的CuCl2溶液,B池中加入0.1 mol·L-1的AgNO3溶液,進(jìn)行電解。a、b、c、d四個(gè)電極上析出的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比是(  )。 A.2∶2∶4∶1 B.1∶1∶2∶1 C.2∶1∶1∶1 D.2∶1∶2∶1 5.(2018屆河北五校一模)以乙烷燃料電池為電源進(jìn)行電解的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是(  )。 A.燃料電池工作時(shí),正極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-===4OH- B.a(chǎn)極是銅,b極是鐵時(shí),溶液中CuSO4濃度減小 C.a(chǎn)、b兩極

4、若是石墨,在同溫同壓下a極產(chǎn)生的氣體與電池中消耗乙烷的體積之比為 D.a(chǎn)極是純銅,b極是粗銅時(shí),a極上有銅析出,b極逐漸溶解,兩極質(zhì)量變化相同 6.下圖裝置閉合電鍵K時(shí),電流計(jì)A的指針將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。試回答: (1)丙池是__________(填“原電池”或“電解池”),甲中a電極的名稱(chēng)是__________(填“正極”或“負(fù)極”),丙中c電極的名稱(chēng)是__________(填“陽(yáng)極”或“陰極”)。 (2)乙中Cu極的電極反應(yīng)是______________________________,若電路中有0.02 mol電子通過(guò),則甲中a電極溶解的質(zhì)量為_(kāi)_________g。 (3)閉合電

5、鍵K一段時(shí)間后,丙池中生成兩種氣體和一種堿,則丙池中發(fā)生的總化學(xué)方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4) 如果要給丙中鐵片上鍍上一層Cu,則丙池應(yīng)作何改進(jìn):________________________ ________________________________________________。 7.(2018屆甘

6、肅天水一中月考)電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法:保持污水的pH在5.0~6.0之間,通過(guò)電解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉積下來(lái),具有凈化水的作用。陰極產(chǎn)生的氣泡把污水中懸浮物帶到水面形成浮渣層,刮去(或撇掉)浮渣層,即起到了浮選凈化的作用。某科研小組用電浮選凝聚法處理污水,設(shè)計(jì)裝置如下圖所示: 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)若污水中離子濃度較小,導(dǎo)電能力較差,產(chǎn)生氣泡速率緩慢,無(wú)法使懸浮物形成浮渣。此 時(shí),應(yīng)向污水中加入適量的________。 a.H2SO4 b.BaSO4 c.Na2SO4 d.NaOH (2)電解池陽(yáng)

7、極的電極反應(yīng)分別是①______________________;②4OH--4e-===2H2O+O2↑。 (3)電極反應(yīng)①和②的生成物反應(yīng)得到Fe(OH)3沉淀的離子方程式是_________________。 (4)該熔融鹽燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì),以CH4為燃料,空氣為氧化劑,稀土金屬材料為電極。 ①已知負(fù)極的電極反應(yīng)是CH4+4CO-8e-===5CO2+2H2O。正極的電極反應(yīng)是______________________________。 ②為了使該燃料電池長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行,電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定。為此電池工作時(shí)必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)。則A物質(zhì)的化學(xué)式是____

8、______。 (5)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,若在陰極產(chǎn)生了44.8 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體,則熔融鹽燃料電池消耗CH4(標(biāo)準(zhǔn)狀況)__________L。 小專(zhuān)題五 電化學(xué)組合裝置的破解策略 1.D 解析:根據(jù)SO從右向左通過(guò)交換膜移向A極,則A極為負(fù)極,故A極的電極反應(yīng)為A-2e-===A2+,溶液中c(A2+)增大;B極為正極,發(fā)生還原反應(yīng);Y電極為陽(yáng)極,有Cl2產(chǎn)生;右邊U形管中最初為電解AlCl3溶液,X電極為H+放電,c(H+)減小,c(OH-)增大,且Al3+移向X極,因此會(huì)產(chǎn)生Al(OH)3白色膠狀沉淀,D正確。 2.B

9、 解析:甲池作原電池,通入肼的電極為負(fù)極,通入氧氣的電極為正極,負(fù)極反應(yīng)為N2H4-4e-+4OH-===N2+4H2O,正極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O===4OH-。乙池為電解池,銀極為陰極,石墨為陽(yáng)極,陰極反應(yīng)為Cu2++2e-===Cu,陽(yáng)極反應(yīng)為4OH--4e-===2H2O+O2↑。由以上分析可知,A、C錯(cuò)誤;甲池生成水,導(dǎo)致溶液中KOH濃度降低,則溶液pH減小,乙池中氫氧根離子放電,導(dǎo)致溶液pH減小,B正確;甲池消耗0.1 mol N2H4時(shí),轉(zhuǎn)移0.4 mol電子,乙池生成0.2 mol銅,即12.8 g固體,D錯(cuò)誤。 3.C 解析:甲烷和O2構(gòu)成的燃料電池為原電池,甲烷在負(fù)

10、極發(fā)生氧化反應(yīng),由于觀察到x電極附近出現(xiàn)白色沉淀說(shuō)明產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀,x電極為電解池的陰極,a為原電池的負(fù)極,甲烷失電子,被氧化,C正確;電解AlCl3溶液應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀,B錯(cuò)誤;圖1中甲烷的燃料電池不斷消耗堿,溶液的pH減小,A錯(cuò)誤;電解池中Cl-向陽(yáng)極移動(dòng),x極為陰極,D錯(cuò)誤。 4.A 解析:由電解規(guī)律可知:a、c為陰極,b、d為陽(yáng)極。a極上析出Cu,b極上析出Cl2,c極上析出Ag,d極上析出O2。由電子守恒可得出:2e-~Cu~Cl2~2Ag~O2,所以a、b、c、d四個(gè)電極上析出物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為1∶1∶2∶=2∶2∶4∶1。 5.B 解析:根據(jù)圖示知乙烷燃料電池中左側(cè)電極

11、為電源的正極,右側(cè)電極為電源的負(fù)極,a為電解池的陰極,b為電解池的陽(yáng)極。該燃料電池工作時(shí),負(fù)極產(chǎn)物為CO2,說(shuō)明電解質(zhì)溶液呈酸性,正極反應(yīng)為O2+4H++4e-===2H2O,A錯(cuò)誤;a極是銅,b極是鐵時(shí),電解總反應(yīng)為Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,溶液中硫酸銅濃度減小,B正確;a、b兩極若是石墨,a極反應(yīng)式為Cu2++2e-===Cu,當(dāng)硫酸銅溶液足量時(shí)沒(méi)有氣體產(chǎn)生,C錯(cuò)誤;a極是純銅,b極是粗銅時(shí),為銅的電解精煉,a極上有銅析出,b極逐漸溶解,但溶解的不只是銅,兩極質(zhì)量變化不相同,D錯(cuò)誤。 6.(1)電解池 陽(yáng)極 負(fù)極 (2)Cu2++2e-===Cu 0.65 (3)2Na

12、Cl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ (4)將“C”換成“Cu”、“NaCl溶液”換成“CuSO4溶液” 解析:(1)甲、乙構(gòu)成原電池,則丙為電解池,由電子流向可知,鋅作負(fù)極,即a為負(fù)極,c連接b,b為正極,故c為陽(yáng)極。(2)Cu作正極,電極反應(yīng)式為Cu2++2e-===Cu,a極上發(fā)生反應(yīng)Zn-2e-===Zn2+,轉(zhuǎn)移0.02 mol電子,消耗鋅的質(zhì)量為0.01 mol×65 g·mol-1=0.65 g。(3)閉合K,丙池電解飽和食鹽水:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。(4)電鍍:待鍍金屬作陰極,電解質(zhì)溶液含鍍層離子,鍍層金屬作陽(yáng)極,故應(yīng)將“C”換成“Cu”、

13、“NaCl溶液”換成“CuSO4溶液”。 7.(1)c (2)Fe-2e-===Fe2+ (3)4Fe2++10H2O+O2===4Fe(OH)3↓+8H+ (4)①O2+2CO2+4e-===2CO(或2O2+4CO2+8e-===4CO)?、贑O2 (5)11.2 解析:(1)保持污水的pH在5.0~6.0之間,通過(guò)電解生成Fe(OH)3沉淀時(shí),加入的使導(dǎo)電能力增強(qiáng)的電解質(zhì)必須是可溶于水、顯中性的鹽,答案選c。(2)活潑金屬電極作電解池的陽(yáng)極時(shí),電極本身放電,所以陽(yáng)極的電極反應(yīng)為Fe-2e-===Fe2+。(3)Fe2+具有還原性,能被氧氣氧化為Fe3+,則反應(yīng)得到Fe(OH)3沉

14、淀的離子方程式是4Fe2++10H2O+O2===4Fe(OH)3↓+8H+。(4)①燃料電池中,正極反應(yīng)一定是氧氣得電子的過(guò)程,該電池的電解質(zhì)是熔融碳酸鹽,所以正極的電極反應(yīng)為O2+2CO2+4e-===2CO或2O2+4CO2+8e-===4CO;②電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì),可以循環(huán)利用的物質(zhì)只有二氧化碳,所以A物質(zhì)的化學(xué)式為CO2。(5)陰極的電極反應(yīng)為2H++2e-===H2↑,陰極產(chǎn)生了44.8 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)即2 mol的氫氣,所以轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4 mol,根據(jù)電池的負(fù)極電極反應(yīng)是CH4+4CO-8e-===5CO2+2H2O,當(dāng)轉(zhuǎn)移4 mol電子時(shí),消耗CH4(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的體積V=nVm=0.5 mol×22.4 L·mol-1=11.2 L。

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