2013屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)隨堂演練 第六單元第3講 電解原理及其應(yīng)用

1、第3講 電解原理及其應(yīng)用隨堂演練鞏固1.若某電能與化學(xué)能的轉(zhuǎn)化裝置(電解池或原電池)中發(fā)生反應(yīng)的總反應(yīng)離子方程式是: ,則關(guān)于該裝置的有關(guān)說法正確的是( ) A.該裝置可能是原電池,也可能是電解池 B.該裝置只能是原電池,且電解質(zhì)溶液為硝酸 C.該裝置只能是電解池,且金屬銅為該電解池的陽極 D.該裝置只能是電解池,電解質(zhì)溶液不可能是鹽酸 【解析】 總反應(yīng)離子方程式是,由于反應(yīng)不是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),所以只能是電解池。Cu失去電子在該電解池中作陽極,電解質(zhì)溶液為酸性溶液。 【答案】 C 2.中學(xué)階段介紹的應(yīng)用電解法制備物質(zhì)主要有三種:一是鋁的工業(yè)制備、二是氯堿工業(yè)、三是金屬鈉的制備。下列關(guān)于

2、這三個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的描述中正確的是( ) A.電解法制金屬鈉時(shí),負(fù)極反應(yīng)式: Na B.電解法生產(chǎn)鋁時(shí),需對鋁土礦進(jìn)行提純,在提純過程中應(yīng)用了氧化鋁或氫氧化鋁的兩性 C.在氯堿工業(yè)中,電解池中的陰極產(chǎn)生的是 在陽極附近產(chǎn)生 D.氯堿工業(yè)和金屬鈉的冶煉都用到了NaCl ,在電解時(shí)它們的陰極都是 失電子 【解析】 A中電解池中只說陰陽極,其陰極反應(yīng)為:=Na,所以A錯(cuò);C中NaOH是因?yàn)殛帢O附近水被電解產(chǎn)生而生成的;D中在它們電解時(shí)都是陽極失電子。 答案：B3.(2012安徽省城名校高三聯(lián)考)2011年6月,云南省曲靖市發(fā)生了鉻渣污染事件。在金屬零件上鍍鉻后,既可以增加硬度,也可以有裝飾的效果。如果在

3、溶液中,在鐵制零件上鍍鉻,鍍鉻的陽極不用金屬鉻,而采用不溶性陽極。以下說法中正確的是( ) A.鐵制零件應(yīng)該連接電源的負(fù)極 B.陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為:=Cr C.為了增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性,可以向溶液中加入一些溶于水的強(qiáng)電解質(zhì),提高溶液的pH D.當(dāng)通過1.5 mol 時(shí),鐵制零件上可沉積78 g鉻鍍層 【解析】 A中,鍍件應(yīng)該作電鍍池的陰極,所以鐵制零件應(yīng)該連接電源的負(fù)極,正確;B中,陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為:=Cr,錯(cuò)誤;C中,提高溶液的pH后,電鍍液中易生成沉淀,不利于電鍍的進(jìn)行,錯(cuò)誤;D中,根據(jù)電極反應(yīng)式:=Cr,當(dāng)通過1.5 mol電子時(shí),Cr的物質(zhì)的量為0.5 mol,所以鐵制零件上可沉積2

4、6 g鉻鍍層,錯(cuò)誤。 【答案】 A 4.(2012安徽省城名校高三聯(lián)考)為京都議定書2012年第一承諾期到期后的溫室氣體減排問題,世界各國都做出了不同的努力。隨著新能源的開發(fā)和利用這個(gè)物質(zhì)逐漸進(jìn)入人們的視野,越來越受到人們的關(guān)注。 (1)右圖是反應(yīng)CO(g)+進(jìn)行過程中的能量變化曲線。曲線a表示不使用催化劑時(shí)反應(yīng)的能量變化,曲線b表示使用催化劑時(shí)反應(yīng)的能量變化。下列相關(guān)說法正確的是( ) A.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B.使用催化劑后反應(yīng)熱減小 C.熱化學(xué)方程式為= H=-510 D.熱化學(xué)方程式為= H=-91 (2)由(1)推斷在密閉容器中進(jìn)行,圖中曲線a代表一定條件下該反應(yīng)的過程。若使曲線a變?yōu)?/p>

5、曲線b,可采取的措施是( ) A.增大CO的濃度 B.縮小容器的容積 C.加入催化劑 D.升高溫度 (3)由甲醇和氧氣以及強(qiáng)堿作電解質(zhì)溶液的新型燃料電池,正在逐步推廣使用,假定放電過程中,甲醇完全氧化產(chǎn)生二氧化碳被充分吸收生成。該電池的負(fù)極反應(yīng)的離子方程式為 ,放電過程中電池里溶液的pH將 (填”減小”“增大”或”不變”);若有16克甲醇被完全氧化產(chǎn)生電能,并利用該過程中釋放的電能電解足量的硫酸銅溶液,假設(shè)能量的利用率為80%。則得到氧氣的物質(zhì)的量是 。 (4)某同學(xué)將甲醇完全燃燒生成氣體通入200 mL 0.1 的石灰水后,得到1 g沉淀,則通入的的體積可能為(標(biāo)態(tài)) 。 【解析】 (1)根

6、據(jù)圖示該反應(yīng)是放熱反應(yīng),使用催化劑后活化能降低,反應(yīng)熱沒有變化。反應(yīng)=的H=-(510-419) 正確。 (2)可逆反應(yīng)中A的轉(zhuǎn)化率沒有變化,平衡沒有移動,但反應(yīng)速率加快了,只能是使用了催化劑。 (3)甲醇被氧化為是在負(fù)極反應(yīng)。放電過程中消耗了下降;求氧氣的物質(zhì)的量可根據(jù)得失電子守恒和能量守恒計(jì)算。 氣體通入石灰水生成1 g沉淀的沉淀有兩種情況,當(dāng)?shù)捏w積量少時(shí):直接根據(jù)1 g沉淀利用方程式求的體積,當(dāng)?shù)捏w積過量時(shí)要考慮生成的沉淀會部分溶解生成了碳酸氫鈣。 【答案】 (1)D (2)C = 減小 0.6 mol (4)0.224 L或0.672 L 5.科學(xué)家從電解冶煉鋁的工藝得到啟發(fā),找出了冶

7、煉鈦的新工藝。 試回答下列有關(guān)問題。 (1)直接電解法(劍橋法)生產(chǎn)鈦是一種較先進(jìn)的方法,電解質(zhì)為熔融的氧化鈣,原理如圖所示,陰極獲得鈦可能發(fā)生的反應(yīng)或電極反應(yīng)為 。陽極產(chǎn)物可能為 。(2)SOM技術(shù)是一種綠色環(huán)保的先進(jìn)技術(shù),陽極用金屬陶瓷,并用固體氧離子隔膜將兩極產(chǎn)物隔開,陽極通入氫氣,則此時(shí)陽極產(chǎn)物是 。【解析】 (1)由圖中看出,陰極生成向陽極移動,而陰極得電子,結(jié)合題目信息陰極得到的產(chǎn)物是Ti,故陰極電極反應(yīng)可能為: 。則遷移到陽極的失去電子生成但在高溫下與石墨發(fā)生反應(yīng)生成CO或或 CO和的混合氣。 (2)若陽極通入氫氣,氫氣優(yōu)先失去電子,與陰極遷移過來的結(jié)合生成水。 【答案】 CO或

8、或 CO和或CO、和的混合氣(只回答出一種情況即可) (2)水課后作業(yè)夯基(時(shí)間:45分鐘 滿分:100分) 一、選擇題(本題包括10小題,每小題5分,共50分,每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意) 1.下列敘述正確的是( ) A.電鍍時(shí),通常把待鍍的金屬制品作陽極 B.氯堿工業(yè)是電解熔融的NaCl,在陽極能得到 C.氫氧燃料電池(酸性電解質(zhì))中通入正極,電極反應(yīng)為: D.下圖中電子由Zn極流向Cu,鹽橋中的移向溶液 【解析】 電鍍時(shí),通常把待鍍的金屬制品作陰極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;氯堿工業(yè)是電解飽和NaCl溶液,B項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng)中鹽橋中的移向負(fù)極區(qū)域,即移向溶液,D錯(cuò)誤;酸性介質(zhì)中氫氧燃料電池的正極反應(yīng)中生成的

9、要與繼續(xù)反應(yīng)生成水,C項(xiàng)正確。 【答案】 C 2.如下圖四種裝置中所盛有的溶液體積均為200 mL,濃度均為0.6 工作一段時(shí)間后,測得導(dǎo)線上均通過了0.2 mol電子,此時(shí)溶液中的pH由大到小的順序是 ( ) A.B. C.D. 【解析】 中由于氫氧根離子放電,當(dāng)導(dǎo)線上通過了0.2 mol電子,則n增加0.2 mol,c約為1 ;正極上氫離子放電,導(dǎo)線上通過了0.2 mol電子,則溶液中減少的n也為0.2 mol,根據(jù)原溶液的體積和濃度,c變?yōu)?.2 ;中鋅電極參與反應(yīng),電解質(zhì)溶液pH基本不發(fā)生變化;中陰極上氫離子放電,溶液漸漸呈堿性。綜合以上分析,C項(xiàng)正確。 【答案】 C 3.(2011全

10、國卷,10)用石墨作電極電解溶液。通電一段時(shí)間后,欲使電解液恢復(fù)到起始狀態(tài),應(yīng)向溶液中加入適量的( ) A.B. C.CuOD. 【解析】 用石墨電極電解溶液,發(fā)生反應(yīng): ,電解液的恢復(fù)依據(jù)”出什么,加什么”的原則,所以要使電解液恢復(fù)到起始狀態(tài),應(yīng)向溶液中加入適量的CuO,C項(xiàng)正確。 【答案】 C 4.鋼鐵的腐蝕造成很大損失,有資料顯示,全世界每年由于腐蝕而造成報(bào)廢的鋼鐵高達(dá)總產(chǎn)量的三分之一,其中大約有三分之一不能回收利用。下圖為鐵閘門防止腐蝕的兩種方法,下列說法中不正確的是( ) A.鋼鐵腐蝕主要發(fā)生的是吸氧腐蝕,其正極反應(yīng)為:= B.甲圖中焊接在鐵閘門上的材料R可能為Zn C.乙圖中措施屬

11、于外加電流的陰極保護(hù)法 D.乙圖中把被保護(hù)的鐵閘門連接在電源的正極 【解析】 甲圖中鐵閘門上連接一塊比鐵活潑的金屬如鋅,鋅失去電子,鋅被溶解,而鐵被保護(hù),屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法;乙圖中措施屬于外加電流的陰極保護(hù)法,需把被保護(hù)的鐵閘門和電源的負(fù)極相連。 【答案】 D 5.金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì),可用電解法制備高純度的5.(2012第四次”淮-安聯(lián)考”)用酸性氫氧燃料電池電解苦鹵水(含、的裝置如下圖所示(a、b為石墨電極)。下列說法中正確的是( ) A.電池工作時(shí),正極反應(yīng)式為:= B.電解時(shí),a電極周圍首先放電的是而不是說明當(dāng)其他條件相同時(shí)前者的還原性強(qiáng)

12、于后者 C.電解時(shí),電子流動的路徑是:負(fù)極外電路陰極溶液陽極正極 D.忽略能量損耗,當(dāng)電池中消耗 0.02 g 時(shí),a極周圍會產(chǎn)生0.71 g 【解析】 因?yàn)槭撬嵝越橘|(zhì),電池工作時(shí)正極反應(yīng)不會生成;電解時(shí),電子流動的路徑不可能通過溶液;當(dāng)電池中消耗時(shí),a極周圍會首先產(chǎn)生;電解時(shí)a電極首先放電的是而不是說明當(dāng)其他條件相同時(shí)的失電子能力強(qiáng)于即的還原性強(qiáng)于。 【答案】 B 6.用石墨電極電解含有一定量重水的水下列說法正確的是( ) A.相同狀況下陰陽兩極上產(chǎn)生的氣體體積之比為21 B.兩電極上產(chǎn)生氣體的質(zhì)量之比為81 C.相同狀況下兩電極上產(chǎn)生的氣體體積之比為41 D.若兩電極上產(chǎn)生的氣體質(zhì)量比為1

13、63,則與的物質(zhì)的量之比為21 【解析】 電解時(shí)陰極產(chǎn)生氫氣(含有重氫),陽極產(chǎn)生氧氣,二者物質(zhì)的量比為21,A項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由于重水和普通水的比例無法知道,故兩極產(chǎn)生的氣體的質(zhì)量無法知道,B項(xiàng)錯(cuò)誤;和放電的機(jī)會都是均等的,若與的物質(zhì)的量之比為11,則和的物質(zhì)的量比為11,得到的三種氣體的物質(zhì)的量比為111,氧氣和氫氣的質(zhì)量比為163,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】 A 7.(2011南京師大附中高三學(xué)情調(diào)研)如圖裝置()為一種可充電電池的示意圖,其中的離子交換膜只允許通過,該電池放電時(shí)的化學(xué)方程式為:3KI。裝置()為電解示意圖,當(dāng)閉合開關(guān)K時(shí),電極X附近溶液先變紅。則閉合K時(shí),下列說法正確的是

14、( ) A.從右到左通過離子交換膜 B.電極A上發(fā)生的反應(yīng)為: C.電極X上發(fā)生的反應(yīng)為: D.當(dāng)有0.1 mol 通過離子交換膜,X電極上產(chǎn)生1.12 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況) 【解析】 當(dāng)閉合開關(guān)K時(shí),電極X附近溶液先變紅,說明該極為陰極,氫離子得電子生成氫氣同時(shí)生成氫氧根離子,則電極A為負(fù)極發(fā)生失電子反應(yīng),B、C項(xiàng)錯(cuò)誤;陽離子移向正極,故從左到右通過離子交換膜,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)電子守恒,D項(xiàng)正確。 【答案】 D 8.用惰性電極電解一定濃度的溶液,通電一段時(shí)間后,向所得的溶液中加入0.1 mol 恰好使溶液恢復(fù)到電解前的濃度和pH,則電解過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為( ) A.0.1 molB.0.

15、2 mol C.0.3 molD.0.4 mol 【解析】 根據(jù)電解方程式和,若加入0.1 mol 能使溶液恢復(fù)到電解前的濃度和pH,則電解過程中相當(dāng)于析出0.1 mol Cu、0.1 mol 和0.1 mol 故電解過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1 0.4 mol。 【答案】 D 9.家蠅的雌性信息素可用芥酸(來自菜籽油)與羧酸X在濃NaOH溶液中進(jìn)行陽極氧化得到。電解總反應(yīng)式為: 則下列說法正確的是( ) A.X的結(jié)構(gòu)簡式為 B.雌性信息素可能是烯烴,但不能使溴水褪色 C.電解的陽極反應(yīng)式為: D.陰極的還原產(chǎn)物為和 【解析】 根據(jù)原子守恒,X為丙酸項(xiàng)正確;烯烴都可以使溴水褪色,B項(xiàng)錯(cuò)誤;

16、電解液為堿性環(huán)境,電極反應(yīng)式中不能生成項(xiàng)錯(cuò)誤;陰極得電子,還原產(chǎn)物為不是還原產(chǎn)物,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】 A 10.500 mL 和的混合溶液中c6 用石墨作電極電解此溶液,當(dāng)通電一段時(shí)間后,兩極均收集到22.4 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),假設(shè)電解后溶液體積仍為500 mL,下列說法正確的是( ) A.原混合溶液c為2 B.上述電解過程中共轉(zhuǎn)移2 mol電子 C.電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.5 mol D.電解后溶液中c為2 【解析】 該混合溶液用石墨作電極電解,陽極反應(yīng)式為: ,生成1 mol氧氣失去4 mol電子,陰極反應(yīng)先為: Cu,后為: ,生成1 mol氫氣得2 mol電子,而陰陽兩極得失

17、電子數(shù)相等,故得2 mol 生成1 mol銅,由電荷守恒式:ccc得c。電解后c應(yīng)為4 。 【答案】 A 二、非選擇題(本題包括4個(gè)小題,共50分) 11.(12分)如下圖所示,若電解5 min時(shí)銅電極質(zhì)量增加2.16 g,試回答: (1)電源電極X名稱為 。 (2)pH變化:A ,B ,C 。 (3)通電5 min時(shí),B中共收集224 mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),溶液體積為200 mL。(設(shè)電解前后溶液不變)則通電前溶液的物質(zhì)的量濃度為 。 (4)若A中KCl溶液的體積也是200 mL,電解后,溶液的pH是 (設(shè)前后體積無變化)。 【解析】 本題要注意電化學(xué)中常用的方法電子得失守恒的應(yīng)用。(1)因

18、為Cu電極增重,說明溶液中的在此極析出,所以Cu極為陰極,Ag極為陽極,則與Ag極相連的Y極為電源正極,X極為電源負(fù)極。(2)電解KCl溶液時(shí),陰極上,溶液pH增大,電解和溶液時(shí),陽極反應(yīng)為 ,溶液pH減小。電解溶液實(shí)質(zhì)是電鍍,溶液濃度不變,故pH不變。(3)C中銅電極增加2.16 gAg,則通過的電子為n0.02 mol,因?yàn)槭谴?lián)電解池,每個(gè)電解池中通過的電子均為0.02 mol,B中陽極反應(yīng)為,放出為.005 mol,陰極放出的物質(zhì)的量為:0.01 mol-0.005 mol=0.005 mol,根據(jù)的物質(zhì)的量推知得電子.005 mol=0.01 mol,則得電子為0.02 mol-0.

19、01 mol=0.01 mol,則的濃度為:.025 。 (4)A中陰極減少0.02 mol,c .1 。 【答案】 (1)負(fù)極 (2)增大 減小 不變 (3)0.025 (4)13 12.(14分)某課外活動小組同學(xué)用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),試回答下列問題。 (1)若開始時(shí)開關(guān)K與a連接,則B極的電極反應(yīng)式為 。 (2)若開始時(shí)開關(guān)K與b連接,則B極的電極反應(yīng)式為 ,總反應(yīng)的離子方程式為 。 有關(guān)上述實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是(填序號) 。 溶液中向A極移動 從A極處逸出的氣體能使?jié)駶橩I淀粉試紙變藍(lán) 反應(yīng)一段時(shí)間后加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度 若標(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生2.24 L氣體,則溶液中轉(zhuǎn)

20、移0.2 mol電子 (3)該小組同學(xué)認(rèn)為,如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法,則可以設(shè)想用如下圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。 該電解槽的陽極反應(yīng)式為 。此時(shí)通過陰離子交換膜的離子數(shù) (填”大于”或”小于”或”等于”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。 制得的氫氧化鉀溶液從出口(填寫”A”“B”“C”“D”) 導(dǎo)出。 通電開始后,陰極附近溶液pH會增大,請簡述原因 。 若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池,則電池正極的電極反應(yīng)式為 。 燃料電池所用燃料可以是氫氣,也可以是其他燃料,如甲醇、肼等。肼分子可以在氧氣中燃燒生成氮?dú)夂退＠秒?、氧氣與KOH溶液組成

21、堿性燃料電池,請寫出該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式: 。 【解析】 (1)開始時(shí)開關(guān)K與a連接,組成原電池,鐵為負(fù)極(B極),電極反應(yīng)式為。 (2)開始時(shí)開關(guān)K與b連接,構(gòu)成電解池,陽極(A極),電極反應(yīng)式為,陰極(B極)電極反應(yīng)式為, 總反應(yīng)的離子方程式為。 電解NaCl溶液時(shí)移向陰極,即B極,錯(cuò);A極為陽極,該極上放出與KI發(fā)生反應(yīng)生成遇淀粉變藍(lán),正確;要使飽和食鹽水復(fù)原,應(yīng)通入適量的HCl氣體,若加鹽酸,原食鹽水將變稀, 錯(cuò);電解質(zhì)溶液中不會有電子轉(zhuǎn)移,錯(cuò)。 (3)用惰性電極電解溶液,陽極反應(yīng)式為,陰極反應(yīng)式為,由電子守恒可知最左邊池中 減少的物質(zhì)的量與最右邊池中減少的物質(zhì)的量相等,即減少的正、

22、負(fù)電荷數(shù)相等,為保證電解質(zhì)溶液的電中性,通過陰離子交換膜的數(shù)目是通過陽離子交換膜的數(shù)目的一半,即通過陰離子交換膜的離子數(shù)小于通過陽離子交換膜的離子數(shù)。 氫氧化鉀在陰極室生成(最右邊),故氫氧化鉀溶液從出口D導(dǎo)出。 由于 在陰極上放電,促進(jìn)水的電離產(chǎn)生所以,陰極附近溶液pH會增大。 氫氧燃料電池中通的電極為正極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為。 由題給信息知,該燃料電池的總反應(yīng)方程式為同時(shí)可較容易寫出正極的電極反應(yīng)式利用總反應(yīng)方程式減去正極反應(yīng)式得該電池負(fù)極反應(yīng)式為。 【答案】 (3) 小于 D 放電,促進(jìn)水的電離濃度增大 13.(12分)惰性電極電解NaCl溶液或溶液都得到三種產(chǎn)物A、B、C,各物

23、質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示(圖中參與反應(yīng)和生成的水都已略去)。已知甲是短周期元素的單質(zhì),它是日常生活中常用的包裝材料。 回答下列問題: (1)若電解的是NaCl溶液: 甲與A反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。 A與B反應(yīng)的離子方程式是 。 若電解100 mL 0.1 NaCl溶液,陰、陽兩極各產(chǎn)生112 mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則所得溶液的pH為 (忽略反應(yīng)前后溶液的體積變化及氣體溶于水的影響)。 (2)若電解的是溶液: 一定條件下A與B發(fā)生反應(yīng),E的化學(xué)式是 ;電解時(shí)陽極的電極反應(yīng)式是 。 加熱時(shí),A的濃溶液可與B發(fā)生反應(yīng),A的濃度隨時(shí)間變化的圖像正確的是 。 【解析】 若電解NaCl溶液,電解后溶液顯堿性,若電解溶液,電解后溶液顯酸性；由于單質(zhì)甲在兩種條件下均能生成故甲是Al。(1)若電解NaCl溶液,電解時(shí)的總反應(yīng)方程式為,則A是NaOH,B是是。當(dāng)陰、陽兩極各產(chǎn)生1