(廣東專用)2014屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)精練 第19講 電解原理(含解析) 新人教版
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1、 第19講 電解原理 1.下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說(shuō)法正確的是( ) A.純銀器表面在空氣中因電化學(xué)腐蝕漸漸變暗 B.當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí),鑲層仍能對(duì)鐵制品起保護(hù)作用 C.在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法 D.可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護(hù)它不受腐蝕 2.(雙選)已知蓄電池在放電時(shí)起原電池的作用,充電時(shí)起電解池的作用。鉛蓄電池在放電和充電時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)可用下式表示:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。據(jù)此判斷下列敘述正確的是( ) A.放電時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)式為Pb-2e-===Pb2+ B.充電
2、時(shí)陰極電極反應(yīng)式為PbSO4+2e-===Pb+SO C.充電時(shí),若要使1 mol PbSO4轉(zhuǎn)變?yōu)镻b和PbO2,則需要通過(guò)4 mol電子 D.放電時(shí),H+向正極移動(dòng) 3.(雙選)利用電解法可將含有Fe、Zn、Ag、Pt等雜質(zhì)的粗銅提純,下列敘述正確的是( ) A.電解時(shí)以精銅作陽(yáng)極 B.電解時(shí)陰極發(fā)生還原反應(yīng) C.粗銅連接電源負(fù)極,其電極反應(yīng)是Cu-2e-===Cu2+ D.電解結(jié)束,電解槽底部會(huì)形成含少量Ag、Pt等金屬的陽(yáng)極泥 4.下面有關(guān)電化學(xué)的圖示,完全正確的是( ) 圖K19-1 5.下列說(shuō)法正確的是( ) A.鉛蓄電池放電時(shí)鉛電
3、極發(fā)生還原反應(yīng) B.電解飽和食鹽水在陽(yáng)極得到氯氣,陰極得到金屬鈉 C.給鐵釘鍍銅可采用CuSO4作電鍍液 D.生鐵浸泡在食鹽水中發(fā)生析氫腐蝕 6.若要在銅片上鍍銀時(shí),下列敘述中錯(cuò)誤的是( ) ①將銅片接在電源的正極?、趯y片接在電源的正極?、墼阢~片上發(fā)生的反應(yīng)是:Ag++e-===Ag?、茉阢y片上發(fā)生的反應(yīng)是:4OH--4e-===O2+2H2O ⑤可用CuSO4溶液作電解質(zhì)溶液?、蘅捎肁gNO3溶液作電解質(zhì)溶液 A.①③⑥ B.②③⑥ C.①④⑤ D.②③④⑥ 7.鎳鎘(Ni—Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,其充
4、、放電按下式進(jìn)行:Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是( ) A.充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng):Ni(OH)2-e-+OH-===NiOOH+H2O B.充電過(guò)程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程 C.放電時(shí)負(fù)極附近溶液的堿性不變 D.放電時(shí)電解質(zhì)溶液中的OH-向正極移動(dòng) 8.[2012·潮州模擬] 關(guān)于下列裝置說(shuō)法正確的是( ) 圖K19-2 A.裝置①中,鹽橋中的K+移向ZnSO4溶液 B.裝置②在電解開(kāi)始階段,b極附近溶液的pH增大 C.可以用裝置③在銅上鍍銀,c極為銅 D.裝置④中一段時(shí)間后會(huì)有Fe(OH)2生成 9.[2012·
5、佛山質(zhì)檢] 圖K19-3是化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)換的兩套裝置。對(duì)此兩套裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)分析正確的是( ) 圖K19-3 A.圖2裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B.兩裝置中石墨電極上產(chǎn)生的氣體都是H2 C.圖1裝置中的鐵電極發(fā)生氧化反應(yīng) D.兩裝置的原理都可以在現(xiàn)實(shí)生活中用來(lái)防止鐵被腐蝕 10.[2012·黃岡中學(xué)] 空間實(shí)驗(yàn)室“天宮一號(hào)”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧燃料電池(RFC),RFC是一種將水電解技術(shù)與氫氧燃料電池技術(shù)相結(jié)合的可充電電池。圖K19-4為RFC工作原理示意圖,有關(guān)說(shuō)法正確的是( ) 圖K19-4 A.當(dāng)有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí),a極產(chǎn)生1.12 L O2(標(biāo)準(zhǔn)
6、狀況下) B.b極上發(fā)生的電極反應(yīng)是:4H2O+4e-===2H2↑+4OH- C.d極上發(fā)生的電極反應(yīng)是:O2+4H++4e-===2H2O D.c極上進(jìn)行還原反應(yīng),B中的H+可以通過(guò)隔膜進(jìn)入A 11.某學(xué)生欲完成反應(yīng)2HCl+2Ag===2AgCl↓+H2↑而設(shè)計(jì)了下列四個(gè)實(shí)驗(yàn),你認(rèn)為可行的( ) 圖K19-5 12.某課外活動(dòng)小組準(zhǔn)備用如圖K19-6所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?,F(xiàn)有甲、乙、丙三位同學(xué)分別選擇了如下電極材料和電解質(zhì)溶液: A電極 B電極 X溶液 甲 Cu Zn H2SO4 乙 Pt Pt CuCl2 丙 Fe Cu ?
7、 (1)甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中將開(kāi)關(guān)K5閉合,Zn電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________________。 (2)乙同學(xué)準(zhǔn)備進(jìn)行電解CuCl2溶液的實(shí)驗(yàn),則電解時(shí)的總反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________________; 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)閉合的開(kāi)關(guān)組合是________。(從下列五項(xiàng)中選擇所有可能的開(kāi)關(guān)組合,第三小題也在這五項(xiàng)中選擇) A.K1和K2 B.K1和K3 C.K1和K4 D.K
8、2和K3 E.K2和K4 (3)丙同學(xué)準(zhǔn)備在Fe上鍍Cu,選擇了某種鹽來(lái)配制電鍍液,則該鹽的化學(xué)式為_(kāi)_______,實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)閉合的開(kāi)關(guān)組合是________(選項(xiàng)如上)。 13.[2013·自貢診斷] 某中學(xué)課外興趣小組用惰性電極電解飽和食鹽水(含少量Ca2+ 、Mg2+)作系列探究,裝置如圖K19-7所示: 圖K19-7 (1)電解時(shí),甲同學(xué)發(fā)現(xiàn)電極a附近溶液出現(xiàn)渾濁,請(qǐng)用離子方程式表示原因________________________________________________________________________ ___________
9、_____________________________________________________________。 (2)一段時(shí)間后,你認(rèn)為C中溶液可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是________________________________________________________________________, 請(qǐng)用離子方程式表示原因________________________________________________________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,乙同學(xué)將A中的物質(zhì)冷卻后加入到H2S溶液中發(fā)現(xiàn)有氣泡出現(xiàn),但加入到稀鹽酸中卻沒(méi)有任何
10、現(xiàn)象。請(qǐng)用化學(xué)方程式和簡(jiǎn)要的文字解釋原因:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)隨著反應(yīng)的進(jìn)行,興趣小組的同學(xué)們都特別注意到D中溶液紅色逐漸褪去。他們對(duì)溶液紅色褪去的主要原因提出了如下假設(shè),請(qǐng)你完成假設(shè)二。 假設(shè)一:B中逸出氣體與水反應(yīng)生成的物質(zhì)有強(qiáng)氧化性,使紅色逐漸褪去; 假設(shè)二:_______________________
11、_________________________________________________。 (5)請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一,寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)論________________________________________________________________________________。 1.C [解析] 純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗,不能形成原電池,故A錯(cuò);Sn作正極,F(xiàn)e作負(fù)極,被腐蝕,故B錯(cuò);Zn作負(fù)極,F(xiàn)e作正極,被保護(hù),故C正確;Fe作陽(yáng)極,被腐蝕,因此將地下輸油鋼管與外加直流電源的負(fù)極相連,可保護(hù)它不受腐蝕,故D錯(cuò)。 2.BD [解析] 放
12、電時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)式為Pb-2e-+SO===PbSO4,故A錯(cuò);2PbSO4+2H2O===Pb+PbO2+2H2SO4~2e-,則1 mol PbSO4反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移1 mol電子,故C錯(cuò)。 3.BD [解析] 粗銅作陽(yáng)極,與電源正極相連,先后發(fā)生氧化反應(yīng):Zn-2e-===Zn2+、Fe-2e-===Fe2+、Cu-2e-===Cu2+,而Ag、Pt等金屬不能放電形成陽(yáng)極泥;精銅作陰極,與電源負(fù)極相連,發(fā)生還原反應(yīng):Cu2++2e-===Cu。 4.D [解析] A項(xiàng),Zn是負(fù)極,Cu是正極;B項(xiàng),精銅是陰極,與電源負(fù)極相連,粗銅是陽(yáng)極,與電源正極相連;C項(xiàng),鐵片作陰極,與電源負(fù)極相連,鋅
13、片作陽(yáng)極,與電源正極相連;D項(xiàng),碳棒作陽(yáng)極,Cl-移向陽(yáng)極并在碳棒上失去電子被氧化為能使KI淀粉溶液變藍(lán)的氯氣,鐵棒是陰極,H+移向陰極并在鐵棒上得到電子被還原為氫氣,陰極附近酚酞溶液變紅,故D正確。 5.C [解析] 鉛蓄電池放電時(shí)為原電池,Pb作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng):Pb-2e-+SO===PbSO4, PbO2作正極,發(fā)生還原反應(yīng):PbO2+2e-+4H++SO===PbSO4+2H2O,故A錯(cuò);用惰性電極電解飽和食鹽水時(shí),2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,故B錯(cuò);電鍍時(shí)待鍍的鐵釘作陰極,發(fā)生還原反應(yīng):Cu2++2e-===Cu,鍍層金屬銅作陽(yáng)極,發(fā)生氧化反應(yīng):Cu-2e
14、-===Cu2+,含Cu2+的電解質(zhì)溶液作電鍍液,故C正確;NaCl是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽,食鹽水呈中性,生鐵只能發(fā)生吸氧腐蝕,故D錯(cuò)。 6.C [解析] 根據(jù)電鍍池的構(gòu)成條件可知,在銅片上鍍銀,陽(yáng)極為銀片,銀片接電源的正極,電極反應(yīng)為Ag-e-===Ag+;陰極為銅片,銅片接電源的負(fù)極,電極反應(yīng)為Ag++e-===Ag;電解質(zhì)溶液為AgNO3溶液,答案為C。 7.A [解析] 充電時(shí)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),所含元素化合價(jià)升高,失去電子,電荷和原子守恒,故A正確;放電過(guò)程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程,充電過(guò)程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程,故B錯(cuò);放電時(shí)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng):Cd-2e-+2OH-===Cd(OH)2,
15、消耗OH-導(dǎo)致附近溶液堿性減弱,故C錯(cuò);放電時(shí)陰離子移向負(fù)極,陽(yáng)離子移向正極,故D錯(cuò)。 8.C [解析] ①中Zn是負(fù)極,Cu是正極,陽(yáng)離子向正極定向移動(dòng),故A錯(cuò);②中a是陰極,b是陽(yáng)極,陽(yáng)極反應(yīng)式為2Cl--2e-===Cl2↑,陰極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑或2H2O+2e-===H2↑+2OH-,則陰極附近溶液的pH增大,故B錯(cuò);在銅上鍍銀時(shí),Cu作陰極,Ag作陽(yáng)極,陽(yáng)極反應(yīng)式為Ag-e-===Ag+,Ag+的氧化性比Cu2+強(qiáng),則陰極反應(yīng)式為Ag++e-===Ag,故C正確;④中Zn是負(fù)極,F(xiàn)e是正極,正極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑,負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e-===Zn
16、2+,酸性溶液中不能大量存在Fe(OH)2,故D錯(cuò)。 9.C [解析] 圖1、2分別是原電池、電解池,分別是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能、電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置,故A錯(cuò);石墨在圖1、2中分別是正極、陽(yáng)極,前者產(chǎn)生氫氣,后者產(chǎn)生氧氣,故B錯(cuò);圖1中鐵是負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕,故C正確;圖2是外加電流的陰極保護(hù)法,圖1中石墨更換為鎂塊或鋅塊后,才是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法,故D錯(cuò)。 10.D [解析] 左邊為電解水裝置,b極為陽(yáng)極,發(fā)生失電子氧化反應(yīng),產(chǎn)生O2,a極為陰極,發(fā)生得電子還原反應(yīng),生成H2,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;d極為燃料電池的負(fù)極,發(fā)生失電子氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為H2-2e-===2H+,生成的H+
17、可透過(guò)隔膜進(jìn)入A,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。 11.C [解析] 反應(yīng)2HCl+2Ag===2AgCl↓+H2↑是非自發(fā)的氧化還原反應(yīng),要使該反應(yīng)發(fā)生必須設(shè)計(jì)成電解池,且Ag作陽(yáng)極,電解質(zhì)溶液選鹽酸,選項(xiàng)C符合要求。 12.(1)Zn-2e-===Zn2+ (2)CuCl2Cu+Cl2↑ CD (3)CuCl2或CuSO4 D [解析] (1)甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中將開(kāi)關(guān)K5閉合,裝置為原電池,較活潑的Zn為原電池的負(fù)極,電極反應(yīng)式為Zn-2e-===Zn2+。 (2)乙同學(xué)用惰性電極電解CuCl2溶液,電解時(shí)的總方程式為CuCl2Cu+Cl2↑,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)閉合K1和K4或閉合K2和K3。 (
18、3)丙同學(xué)準(zhǔn)備在Fe上鍍Cu,則Fe為電鍍池陰極,接電源負(fù)極,Cu為電鍍池陽(yáng)極,接電源正極,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)閉合K2和K3。應(yīng)選擇含Cu2+的電解質(zhì)溶液為電解液。 13.(1)2H++2e-===H2↑,Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓ (2)有淡黃色沉淀 Cl2+S2-===2Cl-+S↓ (3)Ag與H2S的反應(yīng)式為2Ag+H2S===Ag2S+H2,表明Ag2S的溶解度比AgCl小很多 (4)可能是H+中和了OH-造成褪色 (5)取少量D中褪色后的溶液于試管中,滴加1~2滴酚酞溶液,如果又顯紅色,則假設(shè)一正確 [解析] 電解飽和食鹽水產(chǎn)生的氣體為氫氣和氯氣,氯氣具有強(qiáng)氧化性,而氫氣在加熱條件下具有較強(qiáng)還原性,根據(jù)裝置圖可知a、b分別陰極和陽(yáng)極,a極產(chǎn)生的氫氣將氧化銀還原為單質(zhì)銀,而b極產(chǎn)生的氯氣可氧化硫化鈉。過(guò)量的氯氣通入含酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色的原因可能為H+中和了OH-,也可能是氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸的強(qiáng)氧化性所致。 6
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