2019版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第6章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第19講 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解練習(xí) 魯科版.doc

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第19講 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解 課時作業(yè) 1．下列現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是(　　) A．生鐵比純鐵易生銹 B．純銀飾品久置表面變暗 C．黃銅(銅鋅合金)制品不易產(chǎn)生銅綠 D．與銅管連接的鐵管易生銹 解析：A項，生鐵能夠構(gòu)成原電池，所以比純鐵易生銹；B項，純銀不符合構(gòu)成原電池的條件，故它表面變暗與電化學(xué)腐蝕無關(guān)；C項，銅鋅合金能構(gòu)成原電池，鋅做負(fù)極被氧化，銅被保護起來，不易被腐蝕；D項，銅管與鐵管連接構(gòu)成原電池，鐵做負(fù)極，易被腐蝕。 答案：B 2．相同材質(zhì)的鐵在下列情形下最不易被腐蝕的是(　　) 解析：A、D均可由Fe、Cu構(gòu)成原電池而加速鐵的腐蝕；在B中，食鹽水提供電解質(zhì)溶液環(huán)境，炒鍋和鐵鏟都是鐵碳合金，符合原電池形成的條件，鐵是活潑金屬做負(fù)極，碳做正極，易被腐蝕；C中銅鍍層把鐵完全覆蓋，構(gòu)不成原電池而不被腐蝕。 答案：C 3．下列描述不符合生產(chǎn)實際的是(　　) A．電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁時用鐵做陽極 B．電解法精煉粗銅時用純銅做陰極 C．電解飽和食鹽水制燒堿時用涂鎳碳鋼網(wǎng)做陰極 D．在鍍件上電鍍鋅時用鋅做陽極 解析：鐵做陽極時，鐵發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2＋而進入電解液中，在陰極析出使鋁不純。 答案：A 4．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 解析：電鍍前，Zn與Fe構(gòu)成原電池，Zn為負(fù)極，F(xiàn)e為正極，電鍍時，F(xiàn)e為陰極，Zn為陽極，原電池充電時，原電池負(fù)極為陰極、正極為陽極，故不屬于原電池的充電過程，A錯誤；根據(jù)電子守恒，通過電子的電量與析出Zn的量成正比，B錯誤；電流恒定，單位時間通過的電子的物質(zhì)的量恒定，即電解速率恒定，C正確；鍍層破損后，Zn與Fe仍能構(gòu)成原電池，其中Zn為負(fù)極被腐蝕，F(xiàn)e為正極被保護，D錯誤。 答案：C 5．(2017河北冀州中學(xué)月考)下列電解質(zhì)溶液用惰性電極進行電解時，一段時間后，溶液的pH增大的是(　　) A．稀碳酸鈉溶液　　　　　 B．硫酸鈉溶液 C．稀硫酸 D．硫酸銅溶液 解析：A項，電解稀碳酸鈉溶液，實質(zhì)是電解水，碳酸鈉溶液濃度增大，pH增大，正確；B項，電解硫酸鈉溶液的實質(zhì)也是電解水，但溶液仍為中性，pH不變，錯誤；C項，電解稀硫酸的實質(zhì)是電解水，硫酸濃度增大，pH減小，錯誤；D項，電解硫酸銅溶液時生成硫酸、氧氣和銅，故pH減小，錯誤。 答案：A 6．現(xiàn)將氯化鋁溶液蒸干灼燒并熔融后用鉑電極進行電解，下列有關(guān)電極產(chǎn)物的判斷正確的是(　　) A．陰極產(chǎn)物是氫氣 B．陽極產(chǎn)物是氧氣 C．陰極產(chǎn)物是鋁和氧氣 D．陽極產(chǎn)物只有氯氣 解析：將氯化鋁溶液蒸干灼燒得到Al2O3，電解熔融的Al2O3，陽極為O2－放電，陽極產(chǎn)物為氧氣；陰極為Al3＋放電，陰極產(chǎn)物為鋁。 答案：B 7．下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法正確的是(　　) A．圖1中，鐵釘易被腐蝕 B．圖2中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，沒有藍色沉淀出現(xiàn) C．圖3中，燃氣灶的中心部位容易生銹，主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學(xué)腐蝕 D．圖4中，用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊相當(dāng)于原電池的正極 解析：A項，圖1中，鐵釘處于干燥環(huán)境，不易被腐蝕；B項，負(fù)極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋，F(xiàn)e2＋與K3[Fe(CN)6]反應(yīng)生成KFe[Fe(CN)6]藍色沉淀；D項，為犧牲陽極的陰極保護法，鎂塊相當(dāng)于原電池的負(fù)極。 答案：C 8．圖中是化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的兩套裝置。下列分析正確的是(　　) A．兩裝置中，鐵電極均要消耗 B．圖乙裝置中兩極均有氣泡產(chǎn)生 C．圖甲裝置鐵電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe－3e－===Fe3＋ D．隨著反應(yīng)的進行，圖甲裝置中溶液的pH增大，圖乙裝置中溶液的pH不變 解析：圖甲是原電池，較活潑的金屬鐵做負(fù)極，負(fù)極上鐵失電子生成亞鐵離子進入溶液，鐵電極逐漸溶解，圖乙是電解池，鐵做陰極，陰極上氫離子得電子生成氫氣，鐵不溶解，故A錯誤；圖乙是電解池，石墨做陽極，陽極上生成O2，鐵做陰極，H＋放電生成H2，故B正確；圖甲中Fe做負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe－ 2e－===Fe2＋，故C錯誤；圖甲電池的總反應(yīng)為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，隨反應(yīng)的進行c(H＋)減小，溶液pH增大，圖乙相當(dāng)于電解水，H2SO4濃度增大，溶液的pH減小，故D錯誤。 答案：B 9.(2017湖北宜昌調(diào)研)以鉛蓄電池為電源，石墨為電極電解CuSO4溶液，裝置如圖。若一段時間后Y電極上有6.4 g紅色物質(zhì)析出，停止電解。下列說法正確的是(　　) A．a(chǎn)為鉛蓄電池的負(fù)極 B．電解過程中SO向右側(cè)移動 C．電解結(jié)束時，左側(cè)溶液質(zhì)量增重8 g D．鉛蓄電池工作時正極電極反應(yīng)式為：PbSO4＋2e－===Pb＋SO 解析：Y極有Cu析出，發(fā)生還原反應(yīng)，Y極為陰極，故b為負(fù)極，a為正極，A錯誤；電解過程中陰離子向陽極移動，B錯誤；陰極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e－===Cu，陽極反應(yīng)式為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，當(dāng)有6.4 g Cu析出時，轉(zhuǎn)移 0.2 mol e－，左側(cè)生成1.6 g O2，同時有0.1 mol (9.6 g) SO進入左側(cè)，則左側(cè)質(zhì)量凈增加9.6 g－1.6 g＝8 g，C正確；鉛蓄電池的負(fù)極是Pb，正極是PbO2，正極反應(yīng)式為PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O，D錯誤。 答案：C 10.采用電化學(xué)法還原CO2是一種使CO2資源化的方法。如圖是利用此法制備ZnC2O4的示意圖(電解液不參與反應(yīng))。下列說法正確的是(　　) A．Zn與電源的負(fù)極相連 B．ZnC2O4在交換膜右側(cè)生成 C．電解的總反應(yīng)為2CO2＋ZnZnC2O4 D．通入11.2 L CO2時，轉(zhuǎn)移0.5 mol電子 解析：電解過程中Zn被氧化，做陽極，所以Zn與電源的正極相連，A錯誤；Zn2＋透過陽離子交換膜到達左側(cè)與生成的C2O形成ZnC2O4，B錯誤；電解的總反應(yīng)為2CO2＋ZnZnC2O4，C正確；沒有給出氣體所處的溫度和壓強，D錯誤。 答案：C 11．(2017湖北武漢調(diào)研)廚房垃圾發(fā)酵液可通過電滲析法處理，同時得到乳酸的原理如圖所示(圖中HA表示乳酸分子，A－表示乳酸根離子)。下列說法正確的是 (　　) A．通電后，陽極附近pH增大 B．電子從負(fù)極經(jīng)電解質(zhì)溶液回到正極 C．通電后，A－通過陰離子交換膜從陰極進入濃縮室 D．當(dāng)電路中通過2 mol電子的電量時，會有1 mol的O2生成 解析：由圖示判斷左側(cè)為陽極，右側(cè)為陰極，陽極電極反應(yīng)式為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，氫離子濃度增大，pH減小，A錯誤；電子從電源的負(fù)極到電解池的陰極，由陽極回到電源的正極，電子不能進入電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液中靠離子傳遞電荷，B錯誤；氫離子由陽極室進入濃縮室，A－由陰極室進入濃縮室，得到乳酸，C正確；由電極反應(yīng)式4OH－－4e－===O2↑＋2H2O可知，當(dāng)電路中通過2 mol電子的電量時，會有0.5 mol O2生成，D錯誤。 答案：C 12．采用離子交換膜控制電解液中OH－的濃度而制備納米Cu2O，裝置如圖所示： 該離子交換膜為________離子交換膜(填“陰”或“陽”)，該電池的陽極反應(yīng)式為____________，鈦極附近的pH值________(填“增大”“減小”或“不變”)。 解析：該電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，所以Cu失去電子，與氫氧根離子結(jié)合生成氧化亞銅和水，電極反應(yīng)式是2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O；鈦極為陰極，氫離子放電生成氫氣，則氫氧根離子濃度增大，所以鈦極附近的pH值增大。 答案：陰　2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O　增大 13．利用如圖所示裝置電解制備NCl3(氯的化合價為＋1價)，其原理是NH4Cl＋2HClNCl3＋3H2↑。 (1)b接電源的________(填“正”或“負(fù)”)極。 (2)陽極反應(yīng)式是________________。 解析：(1)b電極，H＋得電子生成H2，發(fā)生還原反應(yīng)，所以b電極為陰極，連接電源的負(fù)極。 (2)陽極反應(yīng)物為NH4Cl，生成物為NCl3，題目中給出氯的化合價為＋1價，所以氯失電子，化合價升高，氮、氫不變價，然后根據(jù)電荷守恒配平方程式，則陽極反應(yīng)式是3Cl－－6e－＋NH===NCl3＋4H＋。 答案：(1)負(fù)　(2)3Cl－－6e－＋NH===NCl3＋4H＋ 14．電化學(xué)法處理CN－。如圖裝置模擬電化學(xué)法處理CN－，有關(guān)結(jié)果見下表。 甲　　　　　　乙 實驗 序號 電極/X NaCl溶液 濃度/(mol/L) 甲中石墨表 面通入氣體 電流計 讀數(shù)/A ① Fe 0.1 空氣 1 ② Al 0.1 空氣 1.51 ③ Fe 0.1 O2 21 ④ Al 0.5 空氣 1.61 (1)若乙池中石墨(Ⅰ)極產(chǎn)生無毒無害的物質(zhì)，其電極反應(yīng)式為____________ (2)該實驗表明電化學(xué)法處理CN－時，影響處理速率的因素有_________。 解析：(1)乙裝置中陽極是發(fā)生氧化反應(yīng)生成無毒無害的氮氣和碳酸根離子，電極反應(yīng)式為2CN－＋12OH－－10e－=== ＋N2↑＋6H2O； (2)通過比較表中的數(shù)據(jù)可知，影響處理速率的因素有負(fù)極的金屬材料、電解質(zhì)的濃度及氧氣的濃度。 答案：(1)2CN－＋12OH－－10e－===N2↑＋6H2O＋ (2)負(fù)極的金屬材料，甲中電解質(zhì)氯化鈉的濃度和氧氣的濃度 15．甲醇是一種重要的化工原料和新型燃料。 如圖是甲醇燃料電池工作的示意圖，其中A、B、D均為石墨電極，C為銅電極。工作一段時間后，斷開K，此時A、B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同。 (1)甲中負(fù)極的電極反應(yīng)式為________________。 (2)乙中A極析出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________。 (3)丙裝置溶液中金屬陽離子的物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量變化關(guān)系如圖，則圖中②線表示的是________的變化；反應(yīng)結(jié)束后，要使丙裝置中金屬陽離子恰好完全沉淀，需要________ mL 5.0 molL－1 NaOH溶液。 解析：(1)甲醇燃料電池是原電池反應(yīng)，甲醇在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O。(2)工作一段時間后，斷開K，此時A、B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同，分析電極反應(yīng)，B為陰極，溶液中銅離子析出，氫離子得到電子生成氫氣，設(shè)生成氣體物質(zhì)的量為x，溶液中銅離子物質(zhì)的量為0.1 mol，電極反應(yīng)為 Cu2＋?。?e－===Cu， 0．1 mol 0.2 mol 2H＋?。?e－===H2↑， 　　 　2x　 　 x A電極為陽極，溶液中的氫氧根離子失電子生成氧氣，電極反應(yīng)為 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑， 4x　　　　　 　x 得到0.2＋2x＝4x， x＝0.1 mol 乙中A極析出的氣體是氧氣，物質(zhì)的量為0.1 mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為2.24 L。(3)根據(jù)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量和金屬陽離子的物質(zhì)的量的變化，可知，銅離子從無到有逐漸增多，鐵離子物質(zhì)的量逐漸減小，亞鐵離子物質(zhì)的量逐漸增大，①為Fe3＋，②為Fe2＋，③為Cu2＋，依據(jù)(2)計算得到電子轉(zhuǎn)移為0.4 mol，當(dāng)電子轉(zhuǎn)移為0.4 mol時，丙中陽極電極反應(yīng)Cu－2e－===Cu2＋，生成Cu2＋物質(zhì)的量為0.2 mol，由圖像分析可知：反應(yīng)前，丙裝置中n(Fe3＋)＝0.4 mol，n(Fe2＋)＝0.1 mol，當(dāng)電子轉(zhuǎn)移0.4 mol時，F(xiàn)e3＋完全反應(yīng)，生成0.4 mol Fe2＋，則反應(yīng)結(jié)束后，F(xiàn)e2＋的物質(zhì)的量為0.5 mol，Cu2＋的物質(zhì)的量為0.2 mol，所以需要加入NaOH溶液1.4 mol，所以NaOH溶液的體積為1. 4 mol5 molL－1＝0.28 L＝280 mL。 答案：(1)CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O (2)2.24 L (3)Fe2＋　280