高三魯科化學(xué)6-2電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能-電解

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精1．將下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置的K閉合,下列判斷正確的是（)A．Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng)B．電子沿Zn→a→b→Cu路徑流動(dòng)C．片刻后甲池中c(SOeq\o\al（2－，4））增大D．片刻后可觀察到濾紙b點(diǎn)變紅色解析：將裝置中K閉合,該裝置構(gòu)成原電池，其中Zn電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng)，故A正確；電子沿Zn→a,在a上溶液中的H＋得到電子，在b上溶液中的OH－失去電子,電子不能直接由a→b，故B錯(cuò)誤；該裝置工作過(guò)程中，甲、乙兩燒杯中的SOeq\o\al(2－,4)的濃度都不改變，只是鹽橋中的Cl－和K＋分別向甲、乙兩燒杯中移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；在b處溶液中的OH－失去電子，c（OH－）減小，c(H＋）增大，b處濾紙不可能變紅色，故D錯(cuò)誤.答案：A2。鋁及鋁合金經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化，鋁表面能生成幾十微米厚的氧化鋁膜.某研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)法對(duì)鋁片表面進(jìn)行氧化處理.分別以鉛片、鋁片為電極，以硫酸為電解液，按照如圖所示連接電解裝置,電解40min后取出鋁片，用水沖洗，放在水蒸氣中封閉處理20～30min，即可得到更加致密的氧化膜。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（)A．電解時(shí)電子流向：電源正極→導(dǎo)線→鋁極，鉛極→導(dǎo)線→電源負(fù)極B．在電解過(guò)程中，H＋向陽(yáng)極移動(dòng)，SOeq\o\al（2－，4)向陰極移動(dòng)C．在電解過(guò)程中，陽(yáng)極周圍溶液的pH減小D．電解的總反應(yīng)方程式:2Al＋6H＋eq\o（=====,\s\up7(通電）)2Al3＋＋3H2↑解析：從裝置示意圖分析，鋁片為陽(yáng)極，鉛片為陰極,所以電解時(shí)電子的流向:電源負(fù)極→導(dǎo)線→鉛極，鋁極→導(dǎo)線→電源正極,A錯(cuò)；電解過(guò)程中，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),陰離子則向陽(yáng)極移動(dòng)，B錯(cuò)；根據(jù)題意，電解的總反應(yīng)方程式:2Al＋3H2Oeq\o（=====，\s\up7（通電）)Al2O3＋3H2↑，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式:2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋，陽(yáng)極周圍溶液的pH減小，C對(duì)，D錯(cuò).答案：C3．用如圖裝置（X、Y是直流電源的兩極)分別進(jìn)行下列各組實(shí)驗(yàn)，則表中所列各項(xiàng)對(duì)應(yīng)關(guān)系均正確的一組是()[中教網(wǎng)］選項(xiàng)電源X極實(shí)驗(yàn)前U形管中液體通電后現(xiàn)象及結(jié)論A正極Na2SO4溶液U形管兩端滴入酚酞試液后，a管中呈紅色B正極AgNO3溶液b管中電極反應(yīng)式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑C負(fù)極KCl和CuCl2混合溶液相同條件下，a、b兩管中產(chǎn)生的氣體總體積可能相等D負(fù)極Fe(OH）3膠體和導(dǎo)電液b管中液體顏色加深解析:X為正極，電解Na2SO4溶液時(shí)，實(shí)質(zhì)是電解水，a管中電極為陽(yáng)極，OH－放電，a管中c(H＋)〉c（OH－)，滴加酚酞試液不變色,A錯(cuò)；X為正極,電解AgNO3溶液時(shí)，b管中電極為陰極，電極反應(yīng)式為Ag＋＋e－===Ag，B錯(cuò)；Fe（OH)3膠體粒子帶有正電荷，X為負(fù)極時(shí),Fe（OH）3膠體粒子向a管移動(dòng)，a管中液體顏色加深，D錯(cuò)。C項(xiàng)電解過(guò)程可分成三個(gè)階段,第一階段電解CuCl2溶液，陽(yáng)極產(chǎn)生Cl2，陰極無(wú)氣體;第二階段電解KCl溶液，陽(yáng)極產(chǎn)生Cl2，陰極產(chǎn)生H2，且此階段兩極產(chǎn)生氣體體積相等；第三階段電解H2O,陽(yáng)極產(chǎn)生O2，陰極產(chǎn)生H2，陰極氣體體積大于陽(yáng)極。由電解方程式可知第三階段電解H2O的物質(zhì)的量為第一階段電解CuCl2的物質(zhì)的量的2倍時(shí)，兩極產(chǎn)生的氣體體積相等。答案：C4．用惰性電極電解M(NO3)x的水溶液，當(dāng)陰極上增重ag時(shí)，在陽(yáng)極上同時(shí)產(chǎn)生bL氧氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則可知M的相對(duì)質(zhì)量為（)A。eq\f(22。4ax，b） B.eq\f(11。2ax，b）C.eq\f(5。6ax，b) D.eq\f(2.5ax，b）解析：陰極增重ag，說(shuō)明析出金屬M(fèi)是ag，陽(yáng)極的電極反應(yīng)為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，則產(chǎn)生bLO2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為eq\f（bL,22.4L·mol－1)×4＝eq\f（b,5.6）mol,則陰極agM得到的電子為eq\f（b,5。6）mol，eq\f(ax，M）＝eq\f(b,5.6），則M＝eq\f（5.6ax，b）,選C。答案：C5．Ⅰ.（2010年高考山東理綜改編）（1）以鋁材為陽(yáng)極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________________。（2）鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時(shí)用銅而不用石墨作陽(yáng)極的原因是________________________________________________________________________。Ⅱ.(2010年高考天津理綜節(jié)選)用Al單質(zhì)作陽(yáng)極，石墨作陰極,NaHCO3溶液作電解液進(jìn)行電解,生成難溶物R，R受熱分解生成化合物Q。寫出陽(yáng)極生成R的電極反應(yīng)式：.解析：Ⅰ.(1）依據(jù)信息陽(yáng)極形成的氧化膜一定為Al2O3,Al失電子生成Al2O3,Al2O3中的氧是由水提供的,溶液顯酸性,所以有H＋生成；Ⅱ。Al作陽(yáng)極，失電子，生成Al3＋,Al3＋水解顯酸性，溶液中的HCOeq\o\al（－,3）水解顯堿性，兩者互相促進(jìn)，生成Al（OH)3。答案:Ⅰ。（1)2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋（2)鍍銅時(shí)，銅單質(zhì)作陽(yáng)極,銅發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cu2＋，使溶液中的Cu2＋保持一定的濃度Ⅱ.Al＋3HCOeq\o\al（－,3)－3e－===Al（OH)3↓＋3CO2↑一、選擇題1．下列關(guān)于銅電極的敘述正確的是()A．銅鋅原電池中銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．電解飽和食鹽水制燒堿時(shí)，用銅做陽(yáng)極C．電解法精煉銅時(shí)，粗銅連接電源的正極D．電鍍銅和精煉銅時(shí)，均用純銅做陰極解析：銅鋅原電池中銅是正極發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤;電解飽和食鹽水制燒堿時(shí),用石墨作陽(yáng)極,B錯(cuò)誤;電解精煉銅時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，純銅作陰極，C正確，電鍍銅時(shí)，純銅作陽(yáng)極,鍍件作陰極，D錯(cuò)誤。答案：C2.下圖為直流電源電解稀Na2SO4溶液的裝置。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(shí)驗(yàn)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(wú)味氣體,另一電極逸出刺激性氣味氣體C．a(chǎn)電極附近呈紅色，b電極附近呈藍(lán)色D．a(chǎn)電極附近呈藍(lán)色，b電極附近呈紅色解析：電解Na2SO4溶液時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：a為陰極：4H＋＋4e－===2H2↑b為陽(yáng)極：4OH－－4e－===O2↑＋2H2OA、B不正確；a極周圍由于H＋放電溶液呈堿性，石蕊顯藍(lán)色，b極周圍由于OH－放電溶液呈酸性,石蕊顯紅色,C不正確、D正確。答案：D3．(2013年南昌模擬)用惰性電極分別電解下列各物質(zhì)的水溶液，一段時(shí)間后，向剩余電解質(zhì)溶液中加入適量水能使溶液恢復(fù)到電解前的濃度的是()A．AgNO3 B．Na2SO4C．CuCl2 D．HCl解析：既然電解一段時(shí)間后，向剩余溶液中加水，就能使溶液恢復(fù)到電解前的濃度,這說(shuō)明電解過(guò)程中消耗的是水,那么，在兩個(gè)電極上放電的離子分別是H＋和OH－,即溶液中陽(yáng)離子的放電能力只能小于H＋；溶液中陰離子的放電能力也只能小于OH－。常見(jiàn)的這樣的物質(zhì)有強(qiáng)堿、含氧酸和強(qiáng)堿對(duì)應(yīng)的最高價(jià)含氧酸鹽。答案:B4．電鍍?cè)诠I(yè)上有著廣泛的應(yīng)用,可以鍍鋅、鍍銅、鍍金等.利用如圖所示裝置可以將銅牌搖身一變?yōu)殂y牌，即在銅牌表面電鍍一層銀。下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是（)A．通電后，Ag＋向陽(yáng)極移動(dòng)B．銀片與電源負(fù)極相連C．該電解池的陰極反應(yīng)可表示為Ag＋＋e－===AgD．當(dāng)電鍍一段時(shí)間后，將電源反接，銅牌可恢復(fù)如初解析：銅牌上鍍銀,銀為陽(yáng)極,Ag＋向陰極移動(dòng),陰極反應(yīng)為Ag＋＋e－===Ag。由于實(shí)驗(yàn)中鍍層不可能非常均勻致密，所以將電源反接,陽(yáng)極上Cu、Ag均能溶解，銅牌不可能恢復(fù)如初。答案：C5.如圖所示，a、b、c均為石墨電極，d為碳鋼電極，通電進(jìn)行電解.假設(shè)在電解過(guò)程中產(chǎn)生的氣體全部逸出，下列說(shuō)法正確的是(）A．甲、乙兩燒杯中溶液的pH均保持不變B．甲燒杯中a的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－===O2↑＋2H2OC．當(dāng)電解一段時(shí)間后,將甲、乙兩溶液混合，一定會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀D．當(dāng)b極增重3.2g時(shí)，d極產(chǎn)生的氣體為2。24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）解析：電解時(shí)甲池中溶液pH下降、乙池中溶液pH上升.若甲池中硫酸銅已經(jīng)電解完全，則兩池相混時(shí)不會(huì)產(chǎn)生沉淀。當(dāng)b極生成銅3.2g時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移電子0.1mol，則d極產(chǎn)生的氫氣標(biāo)準(zhǔn)狀況為1。12L。答案：B6．（2013年長(zhǎng)沙質(zhì)檢)1L某溶液中含有的離子如下表:離子Cu2＋Al3＋NOeq\o\al(－，3）Cl－物質(zhì)的量濃度（mol/L)11a1用惰性電極電解該溶液，當(dāng)電路中有3mole－通過(guò)時(shí)(忽略電解時(shí)溶液體積變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象），下列說(shuō)法正確的是()A．電解后溶液呈酸性B．a(chǎn)＝3C．陽(yáng)極生成1.5molCl2D．陰極析出的金屬是銅與鋁解析：1molCu2＋放電的過(guò)程中，另一極Cl－和OH－各放電1mol，故溶液顯酸性，A正確;根據(jù)電荷守恒可推知a＝4,B不正確；Cl－的物質(zhì)的量為1mol，陽(yáng)極不會(huì)產(chǎn)生1.5molCl2，C不正確；鋁較活潑，在溶液中Al3＋不會(huì)放電,D不正確。答案:A7．（2011年高考山東卷）以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅,下列說(shuō)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(guò)程是該原電池的充電過(guò)程B．因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時(shí)通過(guò)的電量與鋅的析出量無(wú)確定關(guān)系C．電鍍時(shí)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(duì)鐵制品失去保護(hù)作用解析：A項(xiàng)，未通電時(shí)是原電池，但電鍍過(guò)程并不是原電池的充電過(guò)程，故A錯(cuò)誤;B項(xiàng)，消耗鋅時(shí)轉(zhuǎn)移的電子與通過(guò)的電量有確定的關(guān)系，故鋅的析出量與通過(guò)的電量有確定關(guān)系，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電鍍時(shí)保持電流恒定，有利于保證電鍍的質(zhì)量，溫度不影響電解的速率，故C正確；D項(xiàng)，鍍鋅層破損后與鐵構(gòu)成了原電池，鋅作負(fù)極被腐蝕，保護(hù)了鐵,故D錯(cuò)誤。答案：C8.如圖所示裝置中，X是鐵，Y是石墨電極，a是硫酸鈉溶液，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，在U形管的兩邊同時(shí)各滴入幾滴酚酞試液,下列敘述正確的是（）A．閉合K1，斷開(kāi)K2，X極放出H2B．閉合K1，斷開(kāi)K2，Y極為陽(yáng)極C．閉合K2,斷開(kāi)K1，Y極的電極反應(yīng)式為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．閉合K2，斷開(kāi)K1，工作一段時(shí)間后，X電極附近顯紅色解析：閉合K1,斷開(kāi)K2,形成原電池，X極為負(fù)極，鐵失去電子，不會(huì)放出H2，Y極為正極，故A、B錯(cuò)誤；閉合K2,斷開(kāi)K1，形成電解池，Y極的電極反應(yīng)式為：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O,X電極H＋放電，X極附近OH－濃度增加，故C錯(cuò)誤,D正確。答案：D9．(能力題)（2012年高考浙江卷)以鉻酸鉀為原料,電化學(xué)法制備重鉻酸鉀的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如下:下列說(shuō)法不正確的是()A．在陰極室，發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑B．在陽(yáng)極室，通電后溶液逐漸由黃色變?yōu)槌壬?是因?yàn)殛?yáng)極區(qū)H＋濃度增大，使平衡2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O向右移動(dòng)C．該制備過(guò)程中總反應(yīng)的化學(xué)方程式為4K2CrO4＋4H2Oeq\o（=====,\s\up7（通電))2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑D．測(cè)定陽(yáng)極液中K和Cr的含量，若K與Cr的物質(zhì)的量之比（nK/nCr)為d，則此時(shí)鉻酸鉀的轉(zhuǎn)化率為1－eq\f(d,2)解析：本題應(yīng)結(jié)合電解的原理來(lái)具體分析、解決問(wèn)題.根據(jù)陰、陽(yáng)離子的放電順序可知，該電解池中的反應(yīng)如下:陰極:4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－、陽(yáng)極：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，陽(yáng)極區(qū)K2CrO4溶液中存在平衡：2CrOeq\o\al（2－，4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－，7)＋H2O,H＋濃度增大，使該平衡右移生成Cr2Oeq\o\al（2－,7).故電解池中的總反應(yīng)式可寫成4K2CrO4＋4H2Oeq\o(=====,\s\up7（通電））2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑。故A、B、C項(xiàng)均正確.D項(xiàng)，設(shè)K2CrO4轉(zhuǎn)化為K2Cr2O7的轉(zhuǎn)化率為α，則：2K2CrO4～K2Cr2O7初始量2 0轉(zhuǎn)化量2αα最終量2－2αα則有eq\f（nK，ncr）＝eq\f（22－2α＋2α,2－2α＋2α）＝d解得α＝2－d，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D二、非選擇題10．(2012年高考山東卷)工業(yè)上由黃銅礦（主要成分CuFeS2）冶煉銅的主要流程如下：(1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的吸收.a．濃硫酸b．稀HNO3c．NaOH溶液d．氨水（2）用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈紅色，說(shuō)明溶液中存在（填離子符號(hào)），檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2＋的方法是(注明試劑、現(xiàn)象).（3)由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)反應(yīng)方程式為。（4)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì)）的電解精煉，下列說(shuō)法正確的是.a．電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能b．粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)c．溶液中Cu2＋向陽(yáng)極移動(dòng)d．利用陽(yáng)極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬（5)利用反應(yīng)2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制備CuSO4，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，其正極電極反應(yīng)為。解析:（1）冰銅（mCu2S·nFeS)加入石英砂并通入空氣焙燒生成泡銅(Cu2O、Cu）、熔渣和SO2氣體（A).SO2是一種酸性氧化物，可用NaOH溶液或氨水吸收。(2)溶液中滴加KSCN溶液呈紅色，說(shuō)明含有Fe3＋?？衫肍e2＋的還原性來(lái)檢驗(yàn)溶液中其是否存在,加入酸性KMnO4溶液,KMnO4溶液退色，說(shuō)明還存在Fe2＋。（3)Al具有較強(qiáng)還原性，高溫下與Cu2O反應(yīng)可制得Cu：2Al＋3Cu2Oeq\o（=====,\s\up7（高溫）)Al2O3＋6Cu。(4)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液電解精煉銅時(shí)，粗銅作陽(yáng)極(發(fā)生氧化反應(yīng)），精銅作陰極(Cu2＋發(fā)生還原反應(yīng)），較活潑金屬（Al、Zn、Cu)在陽(yáng)極被氧化，不活潑金屬（Au、Pt、Ag)在陽(yáng)極附近沉積，形成陽(yáng)極泥，電解質(zhì)溶液中Cu2＋向陰極移動(dòng)。電解過(guò)程中，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和熱能。(5)據(jù)電池反應(yīng)可知,Cu作負(fù)極，電極反應(yīng)為2Cu－4e－===2Cu2＋，則正極反應(yīng)為O2＋4H＋＋4e－===2H2O。答案:(1）cd(2)Fe3＋取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4退色(3)3Cu2O＋2Aleq\o(=====,\s\up7(高溫)）Al2O3＋6Cu(4）bd（5)4H＋＋O2＋4e－===2H2O11．(2013年上饒模擬)用惰性電極電解NaCl與NaHCO3混合溶液,測(cè)得溶液pH變化如圖所示。(1）在O→t1時(shí)間內(nèi),兩個(gè)電極上的電極反應(yīng)式為：陽(yáng)極:；陰極：________________________________________________________________________.(2)用離子方程式表示O→t1時(shí)間內(nèi)，溶液pH升高比較緩慢的原因：________________________________________________________________________.（3）將等物質(zhì)的量的KI和CuCl2溶于水,用惰性電極電解，該電解反應(yīng)可分為個(gè)階段（填表不一定填滿).階段相當(dāng)于電解液離子方程式①②③④⑤畫出過(guò)程中溶液pH值隨時(shí)間變化的曲線（假定生成的Cl2全部逸出）。解析：(1)由于HCOeq\o\al（－，3)、Na＋均不易放電，故陽(yáng)極反應(yīng)式為：2Cl－－2e－===Cl2↑；陰極反應(yīng)式為：2H＋＋2e－===H2↑(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行c(OH－）增大，HCOeq\o\al（－，3)＋OH－===COeq\o\al（2－，3)＋H2O,故而開(kāi)始pH變化緩慢,當(dāng)HCOeq\o\al（－，3)完全反應(yīng)后，pH增幅加大。(3)開(kāi)始電解時(shí)陽(yáng)極是I－失電子,陰極是Cu2＋得電子；當(dāng)I－完全反應(yīng)時(shí),Cu2＋有1/2被還原,此時(shí)陽(yáng)極變成Cl－失電子,相當(dāng)于電解CuCl2溶液；當(dāng)Cu2＋完全反應(yīng)時(shí)，Cl－有1/2被氧化;以后陰極是H2O電離的H＋得電子，此段相當(dāng)于電解KCl溶液;當(dāng)Cl－完全反應(yīng)后，最后相當(dāng)于電解KOH溶液。答案：（1)2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑（2）HCOeq\o\al(－,3）＋OH－===COeq\o\al（2－，3）＋H2O（3）4①CuI2Cu2＋＋2I－eq\o（=====,\s\up7（通電)）Cu＋I(xiàn)2②CuCl2Cu2＋＋2Cl－eq\o（=====,\s\up7(通電））Cu＋Cl2↑③KCl2Cl－＋2H2Oeq\o（=====,\s\up7(通電))Cl2↑＋H2↑＋2OH－④KOH2H2Oeq\o(=====，\s\up7（通電）)2H2↑＋O2↑12．（能力題）Ⅰ。(2011年高考重慶理綜改編）O3可由臭氧發(fā)生器(見(jiàn)下圖）電解稀硫酸制得。(1)圖中陰極為(填“A”或“B”),其電極反應(yīng)為。(2)若C處通入O2,則A極的電極反應(yīng)為。（3）若C處不通入O2，D、E處分別收集到xL和yL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則E處收集的氣體中O3所占的體積分?jǐn)?shù)為。(忽略O(shè)3的分解）Ⅱ。全釩液流儲(chǔ)能電池是利用不同價(jià)態(tài)離子對(duì)的氧化還原反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置，其原理如下圖所示。(1)當(dāng)左槽溶液顏色逐漸由黃變藍(lán)，其電極反應(yīng)式為_(kāi)________________________________________