2019-2020年高三化學(xué) 知識(shí)點(diǎn)精析精練 電解原理及其應(yīng)用.doc

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2019-2020年高三化學(xué) 知識(shí)點(diǎn)精析精練 電解原理及其應(yīng)用 熱點(diǎn)聚焦 1．原電池與電解池的比較 2．以惰性電 項(xiàng)目 原電池 電解池 電極名稱 正極(非金屬或不活潑金屬) 負(fù)極(相對(duì)活潑的金屬) 陽(yáng)極(與電源正極相連) 陰極(與電源負(fù)極相連) 電極反應(yīng) 正極：得電子發(fā)生還原反應(yīng) 負(fù)極：失電子發(fā)生氧化反應(yīng) 陽(yáng)極：失電子發(fā)生氧化反應(yīng) 陰極：得電子發(fā)生還原反應(yīng) 電子流向 負(fù)極正極 陽(yáng)極正極負(fù)極陰極 離子移動(dòng) 陰離子負(fù)極 陽(yáng)離子正極 陰離子陽(yáng)極 陽(yáng)離子陰極 能量轉(zhuǎn)變 化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔? 電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能 極電解物質(zhì)簡(jiǎn)析表 物質(zhì)類型 電極反應(yīng) 電解 對(duì)象 電解質(zhì) 的濃度 pH 溶液復(fù)原 所需物質(zhì) 陽(yáng)極 陰極 可溶性堿 40 4H 水 增大 增大 水 含氧酸 同上 同上 水 增大 減小 水 活潑金屬的 含氧酸鹽 同上 同上 水 增大 不變 水 無(wú)氧酸 (如HCl) I 電解質(zhì) 減小 增大 電解質(zhì) 不活潑金屬 無(wú)氧酸鹽 如(CuCl2) 電解質(zhì) 減小 電解質(zhì) 活潑金屬 無(wú)氧酸鹽 (如NaCl) 電解質(zhì)和水 生成新 物質(zhì) 增大 相應(yīng)的非金屬氫化物 不活潑金屬 含氧酸鹽 (如CuS04) 40H 電解質(zhì)和水 生成新 物質(zhì) 減小 相應(yīng)的堿 性氧化物 研究性學(xué)習(xí) 由于Fe(OH)2極易被氧化，所以實(shí)驗(yàn)室很難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應(yīng)制得白色的純凈Fe(OH)2 沉淀。應(yīng)用如右圖所示電解實(shí)驗(yàn)可制得純凈的Fe(OH)2 沉淀。兩電極的材料分別為石墨和鐵。 (1)a電極材料應(yīng)為 ；電極反應(yīng)式為 。 (2)電解液c可以是(填編號(hào)) 。 A.純水 B.NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液 (3)d是苯，其作用為 ，在加入苯之前對(duì)c應(yīng)做何簡(jiǎn)單處理 。 (4)為了在較短時(shí)間內(nèi)看到白色沉淀，可采用的措施是(填編號(hào)) 。 A.改用稀硫酸作電解液 B.適當(dāng)增大電源的電壓 C.適當(dāng)減小兩電極間距離 D.適當(dāng)降低電解液的溫度 (5)若c為NaSO4溶液，當(dāng)電解一段時(shí)間看到白色Fe(OH)2沉淀后，再反接電源電解．除了電極上看到氣泡外，混合物中另一明顯現(xiàn)象為 。 ［解析］(1)在a極應(yīng)失電子，為溶液中提供二價(jià)鐵離子，所以a極材料應(yīng)為鐵．電極反應(yīng)式為：。 (2)電解液應(yīng)該提供OH-，或經(jīng)電解反應(yīng)產(chǎn)生OH-，所以答案為BC。 (3)為防止Fe(OH)2被空氣氧化。加苯起隔絕空氣作用．在加苯之前應(yīng)對(duì)c做加熱處理，為了驅(qū)趕水中的氧氣； (4)增大電壓和減小兩極間距離都可提高反應(yīng)速率。 (5)反接電源后在^電極表面會(huì)有氧氣生成，白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色。 能力測(cè)試(時(shí)間：90分鐘，總分：100分) 顯能測(cè)試 一、選擇題(每小題3分，共60分) 1．在一定溫度下，用鉑電極電解飽和Na2S04溶液，對(duì)電解質(zhì)溶液判斷正確的是 ( ) A.不會(huì)有晶體析出 B.濃度變大 C.濃度變小 D．pH不變 答案：1．D 電解飽和NaSO4溶液，實(shí)質(zhì)是電解水，c(Na2SO4)不改變，pH也不變，且有晶體析出 2．1LO．1mol／LagNO3溶液在以Ag作陽(yáng)極，F(xiàn)e作陰極的電解槽中電解，當(dāng)陰極上增重2．16g時(shí)，下列判斷正確的是(設(shè)電解按理論進(jìn)行，溶液不蒸發(fā)) ( ) A.溶液的濃度變?yōu)?．08mol/L B.陽(yáng)極上產(chǎn)生112MlO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況) C.轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是個(gè) D.反應(yīng)中有0．0l mol的Ag被氧化 答案： 轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為： 電解后溶液中溶質(zhì)為AgNO3，濃度不變(A錯(cuò))， 3．用惰性電極電解下列溶液，電解一段時(shí)間后，陰極質(zhì)量增加，電解質(zhì)溶液的pH下降的是 ( ) 答案： 3．B 由題可知：陰極金屬離子放電，陽(yáng)極OH-放電 4．用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解，下列說(shuō)法正確的是 ( ) A．電解稀硫酸溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變 B.電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH-，故溶液pH減小 C.電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為 D.電解氯化銅溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為 答案：4．D 5．電解硫酸溶液時(shí)，放出25mL(標(biāo)況)O2，若以等量的電量在同樣條件下電解鹽酸溶液，所放出的氣體的體積最接近下列數(shù)據(jù)中的 ( ) A．45 mL B．50 mL C．75 mL D．100 mL 答案：5．D 6．鐵棒和石墨棒用導(dǎo)線連接后，浸入0．01 mol／L的食鹽溶液中，可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是 ( ) A.鐵棒附近產(chǎn)生OH- B.鐵棒被腐蝕 C．石墨棒上放出02 D.石墨棒上放出C12 答案： 6．B 分析：形成了原電池，負(fù)極(Fe棒)：正極(石墨棒)： 7．用指定材料作陽(yáng)極和陰極來(lái)電解一定濃度的溶液甲，然后加入物質(zhì)乙能使溶液物質(zhì)為甲溶液原來(lái)的濃度，則合適的組合是 ( ) 陽(yáng)極 陰極 溶液甲 物質(zhì)乙 A．Pt Pt NaOH NaOH固體 B．Pt Pt H2 SO4 H2 O C C Pt NaCl 鹽酸 D.粗銅 精銅 CuSO4 Cu(OH)2 答案： 7．B 8．如下圖所示，圖中四種裝置工作一時(shí)間后，測(cè)得導(dǎo)線上均通過(guò)了0．002 mol電子，此時(shí)溶液的pH由小到大的排列順序?yàn)?不考慮溶液的水解和溶液的體積變化) ( ) A.①<②<③<④ B.②<①<③<④ C．②<①<④<③ D.①<②<④<③ 答案： 8．A 9．用惰性電極以1A的電流電解200mL0．5mol／L的KCl溶液。當(dāng)溶液的pH＝12時(shí)，電解通電的時(shí)間是 ( ) A．3 rain 13 s B．3 rain 21 s C．3 min 32 s D．3 rain 39 s 答案： 9．A 由溶液的pH＝12，可知溶液中 10．生物體中細(xì)胞內(nèi)的葡萄糖，細(xì)胞膜外的富氧液體及細(xì)胞膜構(gòu)成微型的生物原電池，下列有關(guān)判斷正確的是 ( ) A.負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)可能是： B.正極發(fā)生的電極反應(yīng)可能是： C.負(fù)極反應(yīng)主要是C6H12O6生成CO2或 D．正極反應(yīng)主要是C6H12O6生成 答案： 10.C 11．在25℃，將兩個(gè)銅電極插入一定量的硫酸鈉飽和溶液中，進(jìn)行電解，通電一段時(shí)間后，陰極逸出amol氣體，同時(shí)有若溫度不變，剩余溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 ( ) 答案： 11.D 12．X、Y、Z、M代表四種金屬，金屬X和Z用導(dǎo)線連接放人稀硫酸中時(shí)，X溶解，Z極上有氫氣析出；若電解Y2+離子和Z2+共存的溶液時(shí)，Y先析出；又知M2+離子的氧化性強(qiáng)于Y2+離子。則這四種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)? ( ) A.X>Z>Y>M B.X>Y>Z>M C M>Z>X>Y D．X>Z>M>Y 答案： 12.A 13．目前，人們正在研究開(kāi)發(fā)一種高能電池——鈉硫電池，它是以熔融的鈉、硫?yàn)閮蓸O，以Na+導(dǎo)電的陶瓷作固體電解質(zhì)，反應(yīng)式如下：，以下說(shuō)法正確的是 ( ) A.放電時(shí)，Na作正極，S作負(fù)極 B.充電時(shí)鈉極與外電源的正極相連 C．若用此電極電解硝酸銀溶液，當(dāng)陽(yáng)極上產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體1．12L時(shí)，消耗金屬鈉4．6g D.充電時(shí)，陰極發(fā)生的反應(yīng)為： 答案： 13.C 14．用惰性電極電解VmL某二價(jià)金屬的硫酸鹽溶液一段時(shí)間后，陰極有wmg金屬析出，溶液的pH 從6．5變?yōu)?．o(體積變化可忽略不計(jì))。析出金屬的相對(duì)原子質(zhì)量為 ( ) A．100w／V B．200w／V C.w／V D．w／y 答案： 14.B 15．以鐵為陽(yáng)極、以銅為陰極，對(duì)足量的NaOH溶液進(jìn)行電解，一段時(shí)間后得到2molFe(OH)2沉淀，此間共消耗水的物質(zhì)的量為 ( ) A．2 mol B．3 mol C．4 mOl n 5 mOl 答案： 16．在鐵制品上鍍一定厚度的鋅層，以下方案設(shè)計(jì)正確的是 ( ) A.鋅作陽(yáng)極，鐵作陰極，溶液中含有鋅離子 B.鉑作陰極，鐵作陽(yáng)極，溶液中含有鋅離子 C.鐵作陽(yáng)極，鐵作陰極，溶液中含有亞鐵離子 D．鋅作陰極，鐵作陽(yáng)極，溶液中含鋅有離子 答案：16．A 電鍍時(shí)，應(yīng)用電解原理，鍍件作陰極，要鍍的金屬作陽(yáng)極，電鍍液一般是要鍍金屬的鹽溶液 17．實(shí)驗(yàn)室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取Cl2，已知鉛蓄電池放電時(shí)發(fā)生如下反應(yīng)： 負(fù)極今若制得Cl20．050mol，這時(shí)電池內(nèi)消耗的H2SO4的物質(zhì)的量至少是 ( ) A．0．025 mol B．0．050 mol C．0．10 mol D．0．20 mol 答案：17，A 18．下列關(guān)于電解精煉銅的敘述中不正確的是 ( ) A.粗銅板體：陽(yáng)極 B.電解時(shí)，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，而陰極發(fā)生的反應(yīng)為Cu2++2e-Cu C．粗銅中所含Na、Fe、Zn等雜質(zhì)，電解后以單質(zhì)形式沉積槽底，形成陽(yáng)極泥 D．電解銅的純度可達(dá)99．95％～99．98％ 答案： 18．C 分析：電解精煉銅，應(yīng)用粗銅板體作陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)：，同時(shí)粗銅中所含 Na、Fe、Zn等雜質(zhì)也失電子，以離子形式溶解于電解液中 19．下列過(guò)程①電離；②電解；③電鍍；④電泳；⑤電化腐蝕，需通電后才可進(jìn)行的是 ( ) A.①②③ B.②③④ C．③④⑤ D．①②③④⑤ 答案： 20.用兩個(gè)惰性電極插入500mAgNO3溶液中通電電解，當(dāng)電解液的pH從6．0變?yōu)?．0時(shí)(設(shè)電解時(shí)陰極沒(méi)有氫氣逸出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略)，電極上析出銀的質(zhì)量大約是 ( ) A．27 mg B．54 mg C．108 mg D．216 mg 答案： 二、填空題 21．下圖中每一方框中的字母代表一種反應(yīng)物或生成物： 項(xiàng)目 C D 1 起始組成/mol 6 4 0 某時(shí)刻組成/mol 3 3 2 物質(zhì)A跟B反應(yīng)生成E、F和G；物質(zhì)C跟D反應(yīng)生成I，某溫度下該反應(yīng)起始和某時(shí)刻的反應(yīng)混合物組成如上表，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白： (1)物質(zhì)H的分子式是 (1分) (2)反應(yīng)①的化學(xué)方程式是 。(2分) (3)反應(yīng)②的化學(xué)方程式(必須注明反應(yīng)條件)是 。(2分) 答案： 高溫高壓 ? 2NH3 催化劑 22．現(xiàn)在工業(yè)上主要采用離子交換膜法電解飽和食鹽水制取H2、Cl2、NaOH。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)在電解過(guò)程中，與電源正極相連的電極上所發(fā)生的電極反應(yīng)式為 。(2分) (2)電解之前食鹽水需要精制，目的是除去粗鹽中等雜質(zhì)離子，使用的試劑有：c.稀HCI，其合理的加入順序是 。(3分) (3)如果在容積為10L的離子交換膜電解槽中，1min在陰極可產(chǎn)生Cl211．2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，這時(shí)溶液的pH是 。(設(shè)體積維持不變)(3分) (4)Cl2常用于自來(lái)水的消毒殺菌，現(xiàn)有一種新型消毒劑ClO2，若它們?cè)跉⒕^(guò)程中的還原產(chǎn)物均為Cl-，消毒等量的自來(lái)水所需Cl2和ClO2的物質(zhì)的量之比為 .(3分) 答案： 當(dāng)兩者得電子數(shù)相等時(shí)，消毒能力相當(dāng)，此時(shí)兩者物質(zhì)的量之比為5：2 23．在陶瓷工業(yè)上常遇到因陶土里混有氧化鐵而影響產(chǎn)品質(zhì)量的問(wèn)題。解決方法之一是把這些陶土和 水一起攪拌，使粒子直徑在之間，然后插入兩根電極，接通直流電源，這時(shí)陽(yáng)極聚集 ，陰極聚集 ，理由是 。(每空1分) 答案：23．帶負(fù)電荷的膠體粒子陶土；帶正電荷的氧化鐵膠體粒子；帶相反電荷的膠體粒子通電時(shí)產(chǎn)生電泳現(xiàn)象，分別向兩極移動(dòng)，從而達(dá)到除雜目的 潛能測(cè)試 三、計(jì)算題 24．(1)當(dāng)電源通過(guò)2L 6％的KOH溶液(＝1．05g／mL)時(shí)，溶液的濃度改變了2％，此時(shí)陽(yáng)極析出的物質(zhì)是什么?質(zhì)量為多少克?(6分) (2)若電解后溶液不小心混入KCl雜質(zhì)，為了除去雜質(zhì)又進(jìn)行電解，當(dāng)有5．6L(標(biāo)況)Cl2析出，可認(rèn)為電解作用是完全的，求最后所得溶液中KOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少?(5分) 答案：24．(1)陽(yáng)極析出的物質(zhì)是O2| 25．兩根鎳棒分別與電源正負(fù)極相連，并都插入NiSO4溶液中。若電流強(qiáng)度為J，通電時(shí)間為ts，結(jié)果陽(yáng)極失重mg。已知每個(gè)電子的電量為C，則可推知阿伏加德羅常數(shù)為多少?(10分) 25.答案: