2019年高中化學(xué) 1.2 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 電解課時提能演練 魯科版選修4.doc

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2019年高中化學(xué) 1.2 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 電解課時提能演練 魯科版選修4 一、選擇題(本題包括7小題，每小題4分，共28分) 1.下列有關(guān)電解原理的說法正確的是( ) ①電解是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能; ②電解是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽? ③電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電是化學(xué)變化，金屬的導(dǎo)電是物理變化; ④不能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，通過電解原理可以實現(xiàn)； ⑤任何溶液被電解時必然會導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)的發(fā)生 A.①②③④ B.②③⑤ C.③④ D.①③④⑤ 2.下列描述中，不符合生產(chǎn)實際的是( ) A．電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極 B．電解法精煉粗銅，用純銅作陰極 C．電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極 D．在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極 3.(xx寧波高二檢測)能夠使反應(yīng)Cu+2H2O====Cu(OH)2+H2↑發(fā)生的是( ) A．用銅片作陰、陽極，電解氯化銅溶液 B．用銅片作陰、陽極，電解硫酸鉀溶液 C．銅鋅合金在潮濕空氣中發(fā)生電化學(xué)腐蝕 D．銅片作原電池的負極，碳棒作原電池的正極，氯化鈉作電解質(zhì)溶液 4.下列敘述中，正確的是( ) ①電解池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置 ②原電池是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置 ③金屬和石墨導(dǎo)電均為物理變化，電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化 ④不能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，通過電解的原理有可能實現(xiàn) ⑤電鍍過程相當于金屬的“遷移”，可視為物理變化 A．①②③④ B．③④ C．③④⑤ D．④ 5.用惰性電極電解CuSO4和NaCl的混合溶液，開始時陰極和陽極上分別析出的物質(zhì)是( ) A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2 C．H2和O2 D．Cu和O2 6.(xx山東高考)以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說法正確的是( ) A．未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過程是該原電池的充電過程 B．因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關(guān)系 C．電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應(yīng)速率 D．鍍鋅層破損后即對鐵制品失去保護作用 7.圖中a、b是惰性電極，通電2 min后b電極附近溶液呈紅色，b電極生成標準狀況時的氣體體積為0.224 L，NaCl溶液體積為500 mL，下列說法不正確的是( ) A．電解過程中CuSO4溶液物質(zhì)的量濃度不變 B．電子流動的方向是由a流向Cu電極 C．電路中通過的電子為0.02 mol D．電解速率v(OH-)=0.02 molL-1min-1 二、非選擇題(本題包括3小題，共22分) 8．(7分)用碳棒作電極，在Na+、Cu2+、Cl-、SO42-等離子中選出適當離子組成電解質(zhì)，電解其溶液，寫出符合條件的一種電解質(zhì)的化學(xué)式： (1)當陰極放出H2，陽極放出O2時，電解質(zhì)是___________________； (2)當陰極析出金屬，陽極放出O2時，電解質(zhì)是________________； (3)當陰極放出H2，陽極放出Cl2時，電解質(zhì)是_________________； (4)通過電子的物質(zhì)的量與陰極析出的金屬的物質(zhì)的量、陽極析出的氣體的物質(zhì)的量之比為4:2:1時，電解質(zhì)的化學(xué)式是______________________。 9.(7分)在如圖所示裝置中，試管A、B中的電極為多孔的惰性電極；C、D為兩個鉑夾夾在被Na2SO4溶液浸濕的濾紙條上。濾紙條的中部滴有KMnO4液滴；電源有a、b兩極。在A、B 中充滿KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中，切斷K1，閉合K2、K3，通直流電。 (1)寫出B中電極反應(yīng)式_______________________________________________。 (2)在濕的硫酸鈉溶液濾紙條中部的高錳酸鉀液滴處發(fā)生的現(xiàn)象是__________。 (3)電解一段時間后，A、B中均有氣體包圍電極，此時切斷K2、K3，閉合K1，則電流表的指針__________(填“是”或“否”)移動，其理由是_____________。 (4)在298 K時，若2 g B氣體和0.5 mol的A氣體完全反應(yīng)，生成物為液態(tài)，放出285.8 kJ熱量，寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：______________________ __________________________________________________________________。 10.(8分)A、B、C三種強電解質(zhì)，它們?nèi)苡谒谒须婋x出的陽離子有K+、Ag＋，陰離子有NO3-、OH－(電解質(zhì)電離的離子有重復(fù))。 圖1裝置中，甲、乙、丙三個燒杯中依次盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，電極均為鉑電極。接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得甲中b電極質(zhì)量增加了43.2 g。常溫下各燒杯中溶液pH與電解時間t關(guān)系如圖2所示。請回答下列問題： (1)寫出三種強電解質(zhì)的化學(xué)式：A__________；B_________；C_________。 (2)寫出乙燒杯c電極發(fā)生的電極反應(yīng)為_________，甲燒杯中的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________。 (3)計算丙燒杯e電極上生成的氣體在標準狀況下的體積為_________，甲燒杯中溶液體積為100 mL，pH=_________。 (4)要使甲燒杯中的A溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，需要加入的物質(zhì)是_________，其質(zhì)量為_________。 答案解析 1.【解析】選D。電解質(zhì)溶液導(dǎo)電時，溶液中的陰陽離子分別向陽極和陰極移動，在兩個電極上得失電子，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所以電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程就是電解過程，此時電源提供電能，把不能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)變成現(xiàn)實。金屬的導(dǎo)電只是自由電子的定向移動，不存在電子得失，也沒有新物質(zhì)產(chǎn)生，是一種物理過程。 2.【解析】選A。A中鐵為活潑性電極，作陽極，自身要參與電極反應(yīng)，失去電子，A錯。 3.【解析】選B。該反應(yīng)為非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，應(yīng)設(shè)計成電解池，C、D錯；反應(yīng)中Cu失去電子，在陽極反應(yīng)，陽極材料選擇金屬銅，陰極為H+放電生成氫氣，A錯，B對。 4.【解析】選B。能量變化角度：電解池將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽佗阱e；導(dǎo)電的本質(zhì)：金屬和石墨依靠自由電子的定向移動，電解質(zhì)導(dǎo)電即是電解質(zhì)被電解的過程，是氧化還原反應(yīng)，③④正確；電鍍的本質(zhì)即為電解，屬化學(xué)變化，⑤錯。 【誤區(qū)警示】電解池為非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，該反應(yīng)只有在通電條件下才可以發(fā)生。電解質(zhì)被電解時，在溶液中(或熔融態(tài))，依靠陰陽離子的定向移動來導(dǎo)電，電子不會進入電解質(zhì)溶液，電子只能在導(dǎo)體中移動。 5.【解析】選B。本題考查電解過程中陰陽離子的放電順序，陽離子：Cu2+>H+>Na+；陰離子：Cl->OH->SO42-。所以先放電的為Cu2++2e-====Cu，2Cl--2e-====Cl2,產(chǎn)品分別為Cu和Cl2。 6.【解析】選C。電鍍時Zn 為陽極，F(xiàn)e為陰極，KCl、ZnCl2的混合溶液為電解質(zhì)溶液，若未通電，不存在自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，故不能構(gòu)成原電池，故A錯；電鍍時，導(dǎo)線中每通過2 mol電子，就會析出1 mol鋅，通過的電量與析出的鋅量的關(guān)系確定，故B錯；電鍍時電流保持恒定，則反應(yīng)的速率就不會改變，故升高溫度對反應(yīng)的速率無影響，故C正確；鍍鋅層破損后，鋅與鐵可構(gòu)成原電池的兩個電極，鐵做正極受到保護，故D錯。 【互動探究】 (1)電鍍時為什么溶液中的H+沒有放電？ 提示：考慮電鍍液中微粒的濃度，c(Zn2+)c(H+)，故Zn2+放電。 (2)電鍍過程對陰陽極材料的選擇有何要求？ 提示：鍍件做陰極，鍍層金屬做陽極。 7.【解析】選A。b電極附近溶液呈紅色，b電極生成標準狀況時的氣體體積為0.224 L，可知，在b極放出H2,余下的OH-離子遇酚酞變紅，b為陰極，電源中X為正極，Y為負極，Pt為陽極，Cu為陰極。左池電解過程中，陽極：4OH--4e-==== 2H2O+O2↑；陰極：Cu2++2e-====Cu。溶液中CuSO4物質(zhì)的量濃度減小，A錯；電子流動方向：電源的負極→電解池的陰極；電解池的陽極→電源正極，B對；電路中電子轉(zhuǎn)移是一致的，生成氫氣0.01 mol，則轉(zhuǎn)移電子0.02 mol，C對；電解反應(yīng)2NaCl+2H2O電2NaOH+Cl2↑+H2↑；v(OH－)＝Δc(NaOH)/Δt =(0.02 mol/0.5 L)/2=0.02 molL-1min-1 【方法技巧】準確判斷電極是解題的關(guān)鍵一步，可以從電子的得失，電子流動的方向，電流的方向，反應(yīng)類型，電極質(zhì)量的變化，溶液pH的變化等各個角度進行分析。 8．【解析】(1)實質(zhì)為電解水型。(2)中為重金屬離子與OH-放電。(3)為H+與Cl-放電。(4)電子的物質(zhì)的量與陰極析出的金屬的物質(zhì)的量、陽極析出的氣體的物質(zhì)的量之比為4:2:1，則可推斷金屬為+2價，陽極生成氣體1 mol會失去4 mol電子。 答案：(1)Na2SO4 (2)CuSO4 (3)NaCl (4)CuSO4 9.【思路點撥】本題看似無法判斷電解池的陰陽極，但應(yīng)仔細觀察KOH溶液電解后A、B兩試管中氣體的體積多少關(guān)系，從而判斷出陰陽兩極，這是解題的關(guān)鍵。 【解析】(2)切斷K1，閉合K2、K3時，題圖可看作并聯(lián)電解KOH和Na2SO4溶液的裝置。電解KOH溶液實質(zhì)是電解水，B管中空白部分多，所以產(chǎn)生氣體多，該氣體應(yīng)為H2，因此，a為電源負極，b為電源正極。在濕的Na2SO4溶液濾紙上可觀察到的現(xiàn)象是紫色(MnO4-)向D方向移動，理由是D為電解池的陽極，OH-在陽極上失電子后，陽極區(qū)周圍離子帶正電荷，故紫色將向D方向移動。 (3)切斷K2、K3，閉合K1時，B中H2、A中O2與KOH溶液可形成燃料電池，因此電流表指針會移動。 答案：(1)2H++2e-====H2↑ (2)紫色向D處移動 (3)是 形成氫氧原燃料電池 (4)2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) ΔH=-571.6 kJmol-1 10.【解析】(1)甲中有電極質(zhì)量的增重，則含有Ag+,溶液為硝酸銀。乙中pH不變，為硝酸鉀，丙中電解后pH上升，堿性增強，為氫氧化鉀。(3)串聯(lián)電路中電子轉(zhuǎn)移相同，b電極Ag++e-====Ag ，b為陰極，質(zhì)量增加了43.2 g，即Ag為0.4 mol，轉(zhuǎn)移電子0.4 mol，丙燒杯e電極為陽極4OH--4e-====2H2O+O2↑，當轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時，生成氧氣0.1 mol。甲中反應(yīng)總式為4AgNO3+2H2O4Ag+ O2↑+4HNO3，則同時生成HNO3 0.1 mol ,濃度為1 molL-1。(4)甲中析出4Ag+ O2↑，則相當于Ag2O 0.2 mol。 答案：(1)AgNO3 KNO3 KOH (2)4OH--4e-====O2↑+2H2O 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 (3)2.24 L 0 (4)Ag2O 46.4 g