2019年高考化學一輪復習 6.3 電能轉化為化學能 電解隨堂演練（含解析）魯科版.doc

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2019年高考化學一輪復習 6.3 電能轉化為化學能 電解隨堂演練（含解析）魯科版 一、選擇題(本題包括9小題,每小題5分,共45分,每小題只有一個正確答案) 1.如下圖所示,按圖甲裝置進行實驗,若圖乙的x軸表示流入電極的電子的量,則y軸不可能表示的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.c(Ag+) B.c(N) C.溶液的pH D.鐵片質量 解析:由圖甲裝置可知,鐵為電鍍裝置的陰極,銀為電鍍裝置的陽極,銀失電子變?yōu)殂y離子進入溶液,陽極有多少物質的量的銀被氧化,在陰極就有相等物質的量的銀單質析出,故溶液中的銀離子濃度不變,硝酸根不參加反應,所以其濃度也不變;電鍍過程中,水電離出的氫離子和氫氧根離子都沒有放電,所以溶液的pH沒有變化;鐵為陰極,銀離子在陰極放電而析出,所以鐵片的質量增加。 答案:D 2.(xx廣西桂林十八中月考)下列敘述正確的是(　　) A.在原電池的負極和電解池的陰極上都是發(fā)生失電子的氧化反應 B.用惰性電極電解Na2SO4溶液,陰、陽兩極產物的物質的量之比為1∶2 C.用惰性電極電解飽和NaCl溶液,若有1 mol電子轉移,則生成1 mol NaOH D.鍍層破損后,鍍錫鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕 解析:電解池的陰極發(fā)生得電子的還原反應,A項錯誤;用惰性電極電解Na2SO4溶液,相當于電解水,陰、陽兩極分別得到H2和O2,其物質的量之比為2∶1,B項錯誤;鍍錫鐵板鍍層破損后,易形成FeSn原電池,Fe作負極,易被腐蝕,D項錯誤。 答案:C 3.用惰性電極電解50 mL錳酸鉀溶液:K2MnO4+H2OKMnO4+H2↑+KOH(未配平),當生成112 mL氫氣(標準狀況)時停止通電。下列判斷正確的是(　　) A.K+濃度減小 B.KMnO4在陽極區(qū)生成 C.陰極周圍溶液的pH減小 D.反應過程中共轉移0.005 mol電子 解析:從電解方程式看出,水參與了電解反應,故K+濃度增大,A項錯誤;陽極電極反應式為Mn-e-Mn,B項正確;陰極電極反應式為2H2O+2e-2OH-+H2↑(或寫作2H++2e-H2↑),當生成112 mL(標準狀況)氫氣時轉移電子的物質的量為0.01 mol,且陰極區(qū)溶液的pH增大,C、D兩項錯誤。 答案:B 4.如圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置(a、b均為惰性電極),通電后在石墨電極a和b附近分別滴加一滴石蕊溶液,下列實驗現(xiàn)象中正確的是(　　) A.逸出氣體的體積:a電極的小于b電極的 B.一電極逸出無味氣體,另一電極逸出刺激性氣味氣體 C.a電極附近呈紅色,b電極附近呈藍色 D.a電極附近呈藍色,b電極附近呈紅色 解析:電解Na2SO4溶液時發(fā)生的反應為 a為陰極:4H++4e-2H2↑ b為陽極:4OH--4e-O2↑+2H2O A、B項錯誤;a極周圍由于H+放電溶液呈堿性,石蕊顯藍色,b極周圍由于OH-放電溶液呈酸性,石蕊顯紅色。 答案:D 5.下列與裝置有關的說法正確的是(　　) A.圖a中,隨著電解的進行溶液中H+的濃度越來越大 B.圖b中,Mg電極作電池的負極 C.圖c中,發(fā)生的反應為Co+Cd2+Cd+Co2+ D.圖d中:K分別與M、N連接,Fe電極均受到保護不會腐蝕 解析:圖a中鐵作陽極失電子,H+在陰極得電子,隨電解的進行溶液中H+的濃度越來越小,A項錯誤;圖b中,Mg不與NaOH溶液反應,故Mg電極作電池的正極,B項錯誤;圖c中,發(fā)生的反應為Cd+Co2+Co+Cd2+,C項錯誤;圖d中K與M連接為外加電流的陰極保護法,K與N連接為犧牲陽極的陰極保護法,鐵均受到保護,D項正確。 答案:D 6.下圖為CO2電催化還原為碳氫化合物的工作原理示意圖,用一種鉀鹽水溶液作電解液。下列說法不正確的是(　　) A.工作時,銅片作陰極 B.工作時,K+向銅片電極移動 C.工作時,鉑片上的電極反應式為4OH--4e-O2↑+2H2O D.若CxHy為C2H4,則生成1 mol C2H4的同時生成2 mol O2 解析:由電路中電子流向可知銅片作陰極,鉑片作陽極,A項正確;電解過程中陽離子向陰極移動,B項正確;由圖可知陽極產物為O2,可知OH-失電子,C項正確;總反應為2CO2+2H2OC2H4+3O2,生成1 mol C2H4的同時生成3 mol O2,D項錯誤。 答案:D 7.(xx安徽名校聯(lián)盟一聯(lián))按如圖裝置進行實驗(N裝置中兩個電極均為石墨棒),下列描述正確的是(　　) A.a、b未連接時,裝置N中C1電極上有氣體析出 B.不論a、b是否連接,裝置M中觀察到的實驗現(xiàn)象相同 C.a、b連接,工作一段時間后裝置M中溶液pH變大,裝置N中溶液pH變小 D.a、b連接,裝置M中若有0.1 mol S移到Cu電極,裝置N中C2極放出H22.24 L(標準狀況) 解析:a、b未連接時,裝置N中無任何現(xiàn)象,A項錯誤。a、b連接時,裝置M為原電池,銅作正極,鋅作負極,銅電極上有氣體生成,而a、b未連接時,鋅與溶液中的H+直接反應,鋅上有氣體生成,B項錯誤;a、b連接時,M中消耗H+,溶液的pH增大,而N中相當于電解水,硫酸濃度變大,溶液的pH減小,C項正確;原電池M中陰離子移向負極鋅,D項錯誤。 答案:C 8.(xx北京朝陽區(qū)期末)某工廠采用電解法處理含鉻廢水,耐酸電解槽用鐵板作陰、陽極,槽中盛放含鉻廢水,原理示意圖如下,下列說法不正確的是(　　) A.A為電源正極 B.陽極區(qū)溶液中發(fā)生的氧化還原反應為Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O C.陰極區(qū)附近溶液pH降低 D.若不考慮氣體的溶解,當收集到H2 13.44 L(標準狀況)時,有0.1 mol Cr2被還原 解析:從圖可知B極區(qū)產生H2:2H++2e-H2↑,為陰極反應,則該極區(qū)水的電離被破壞,溶液的pH升高,應連接電源的負極,則A極連接電源的正極,A項正確、C項錯誤;陽極發(fā)生反應:Fe-2e-Fe2+,生成的Fe2+與Cr2反應:Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,B項正確;生成標準狀況下13.44 L H2,轉移電子1.2 mol,根據(jù)電子守恒陽極生成0.6 mol Fe2+,可還原0.1 mol Cr2,D項正確。 答案:C 9.現(xiàn)有陽離子交換膜、陰離子交換膜、石墨電極和如圖所示的電解槽,用氯堿工業(yè)中的離子交換膜技術原理,可電解Na2SO4溶液生產NaOH溶液和H2SO4溶液。下列說法中正確的是(　　) A.陽極反應為2H++2e-H2↑ B.從A口出來的是H2SO4溶液 C.a是陽離子交換膜,允許H+通過 D.Na2SO4溶液從E口加入 解析:惰性電極電解Na2SO4溶液,陽極得到O2和H+,陰極得到H2和OH-。離子交換膜將電解槽分為3個區(qū)域,Na2SO4溶液從中間區(qū)域加入,Na+通過陽離子交換膜b移向陰極室,S通過陰離子交換膜a移向陽極室,這樣即可得到NaOH和H2SO4。陽極室和陰極室在電解開始時只需分別加入少量H2SO4和NaOH溶液,以增強溶液導電性而又不帶入雜質。 答案:B 二、非選擇題(本題包括4個小題,共55分) 10.(14分)(1)將等物質的量的KI和CuCl2溶于水,用惰性電極電解,該電解反應可分為　　　　　　　　個階段(表格不一定填滿,若不夠還可以自行添加)。 階段 相當于電解什么溶液 離子方程式 ① ② ③ ④ ⑤ (2)畫出過程中溶液pH隨時間變化的曲線(假定生成的Cl2全部逸出)。 解析:開始電解時陽極是I-失電子,陰極是Cu2+得電子;當I-完全反應時,有的Cu2+被還原,此時陽極變成Cl-失電子,相當于電解CuCl2溶液;當Cu2+完全反應時,Cl-有被氧化;以后陰極是H2O電離的H+得電子,此段相當于電解KCl溶液;當Cl-完全反應后,最后相當于電解KOH溶液,實質是電解水。 答案:(1)4?、貱uI2　Cu2++2I-Cu+I2 ②CuCl2　Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑ ③KCl　2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH- ④KOH　2H2O2H2↑+O2↑ (2) 11.(14分)太陽能電池可用作電解的電源(如圖)。 (1)若c、d均為惰性電極,電解質溶液為硫酸銅溶液,電解過程中,c極先無氣體產生,后又生成氣體,則c極為　　　　　　　　極,在電解過程中,溶液的pH　　　　　　　　(填“增大”“減小”或“不變”),停止電解后,為使溶液恢復至原溶液應加入適量的　　　　　　　　　　　　。 (2)若c、d均為銅電極,電解質溶液為氯化鈉溶液,則電解時,溶液中氯離子的物質的量將　　　　　　　　(填“增大”“減小”或“不變”)。 (3)若用石墨、鐵作電極材料,可組裝成一個簡易污水處理裝置。其原理是:加入試劑調節(jié)污水的pH在5.0~6.0之間。接通電源后,陰極產生的氣體將污物帶到水面形成浮渣而刮去,起到浮選凈化作用;陽極產生的有色物質具有吸附性,吸附污物而沉積,起到凝聚凈化作用。該裝置中,陰極的電極反應為　　　　　　　　;陽極區(qū)生成的有色物質是　　　　　　　　　　　。 解析:(1)用惰性電極電解硫酸銅溶液,c極上先無氣體生成,后又產生氣體,說明c極為陰極(先生成Cu,后生成H2),電解CuSO4溶液最終生成H2SO4,溶液的pH減小。電解過程分兩個階段:第一階段,陰極生成Cu,陽極生成O2,溶液中減少的相當于CuO;第二階段,陰極生成H2,陽極生成O2,溶液中減少的是H2O。 (2)若c、d為銅電極時,陽極:Cu-2e-Cu2+,電解質溶液中Cl-不放電,故其物質的量不變。 (3)若用石墨、鐵作電極材料,陰極產生氣體,陰極發(fā)生的反應只能是2H++2e-H2↑,陽極生成有色物質,則陽極為鐵放電,Fe-2e-Fe2+,最終生成Fe(OH)3。 答案:(1)陰　減小　CuO和H2O (2)不變 (3)2H++2e-H2↑　Fe(OH)3 12.(xx江南十校高三摸底聯(lián)考)(13分)某?；瘜W小組的同學以碳棒為電極電解氯化銅溶液時發(fā)現(xiàn)陰極碳棒上除了有紅色物質析出外,還有少量白色物質析出。為探究陰極碳棒上的產物,設計了如下過程: Ⅰ.有關資料 銅的化合物的顏色、性質如下: 物質 顏色、性質 物質 顏色、性質 氫氧化銅Cu(OH)2 藍色固體不溶于水 硫酸銅 (CuSO4) 溶液呈藍色 氧化亞銅(Cu2O) 紅色固體不溶于水 氯化銅 (CuCl2) 溶液呈綠色,稀溶液呈藍色 氯化亞銅(CuCl) 白色固體不溶于水 堿式 氯化銅 綠色固體不溶于水 Ⅱ.探究實驗 (1)提出假設:①紅色物質一定有銅,還可能有Cu2O;②白色物質為銅的化合物,其化學式可能為CuCl。 (2)實驗驗證: 取電解CuCl2溶液后的陰極碳棒,洗滌、干燥,連接下列裝置進行實驗,驗證陰極產物。 實驗結束后,碳棒上的白色物質變?yōu)榧t色,無水硫酸銅不變色。 ①碳棒上的紅色物質是否有Cu2O?　　　　(填“是”或“否”),理由是　　　　　　　　　　　　　　; ②在c裝置后將氣體通入　　　　　　中,若出現(xiàn)白色沉淀,可說明提出假設②中的白色物質一定存在;③寫出裝置b中發(fā)生反應的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)問題討論: ①電解CuCl2溶液的陰極上發(fā)生的反應為Cu2++2e-Cu和　　　　　　　　　;②用石墨電極電解飽和硫酸銅溶液,觀察陰極碳棒表面出現(xiàn)的現(xiàn)象為紅色物質附著,無白色物質,加入　　　　　　　后繼續(xù)電解,出現(xiàn)白色物質。 答案:(2)①否　無水硫酸銅不變色說明沒有氧元素 ②硝酸銀溶液　③2CuCl+H22Cu+2HCl (3)①Cu2++e-+Cl-CuCl↓ ②NaCl溶液(或其他含氯離子的合理答案) 13.(14分)化學能與電能之間的相互轉化與人的生活實際密切相關,在生產、生活中有重要的應用,同時也是學生形成化學學科素養(yǎng)的重要組成部分。 (1)熔融狀態(tài)下,鈉的單質和氯化亞鐵能組成可充電電池(如圖1),反應原理為2Na+FeCl2Fe+2NaCl,該電池放電時,正極反應式為　　　　　　　　　　　　　　　　;充電時,　　　　　(寫物質名稱)電極接電源的負極;該電池的電解質為　　　　　　　　　　　。 圖1 (2)某同學用銅片、石墨作電極電解一定濃度的硫酸銅溶液(如圖2),一段時間停止通電取出電極。若在電解后的溶液中加入0.98 g氫氧化銅粉末恰好完全溶解,經測定所得溶液與電解前完全相同。請回答下列問題。 圖2 ①Y電極材料是　　　　,發(fā)生　　　　　(填“氧化”或“還原”)反應。 ②電解過程中X電極上發(fā)生的電極反應式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③如在電解后的溶液中加入足量的小蘇打,充分反應后產生的氣體在標準狀況下所占的體積是　　　　　　　。 解析:(1)該電池的電解質為熔融的Al2O3,熔融的鈉電極作負極,鈉發(fā)生失電子的氧化反應;熔融的FeCl2電極作正極,Fe2+發(fā)生得電子的還原反應,充電時,電池負極接電源負極,電池正極接電源正極。(2)由加入Cu(OH)2可使電解質溶液復原,可知陽極為石墨,陰極為銅片,相當于惰性電極電解硫酸銅溶液,硫酸銅消耗完后又電解的水,故陰極首先發(fā)生的反應為Cu2++2e-Cu,Cu2+消耗盡后又發(fā)生2H++2e-H2↑。根據(jù)電子守恒和銅元素的守恒,溶液中生成的n(H+)=2n(Cu2+)=2=0.02 mol,與足量NaHCO3反應可產生0.02 mol CO2。 答案:(1)Fe2++2e-Fe　鈉　βAl2O3 (2)①石墨　氧化 ②Cu2++2e-Cu、2H++2e-H2↑或2H2O+2e-H2↑+2OH- ③0.448 L或448 mL