2015屆高考化學(xué)二輪專題考點(diǎn)檢測(cè)題53

第3講電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解(時(shí)間:45分鐘,滿分:100分)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(gè)正確答案)1.如下圖所示,按圖甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),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pHD.鐵片質(zhì)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(yáng)極,銀失電子變?yōu)殂y離子進(jìn)入溶液,陽(yáng)極有多少物質(zhì)的量的銀被氧化,在陰極就有相等物質(zhì)的量的銀單質(zhì)析出,故溶液中的銀離子濃度不變,硝酸根不參加反應(yīng),所以其濃度也不變;電鍍過(guò)程中,水電離出的氫離子和氫氧根離子都沒(méi)有放電,所以溶液的pH沒(méi)有變化;鐵為陰極,銀離子在陰極放電而析出,所以鐵片的質(zhì)量增加。答案:D2.(2014·廣西桂林十八中月考)下列敘述正確的是()A.在原電池的負(fù)極和電解池的陰極上都是發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)B.用惰性電極電解Na2SO4溶液,陰、陽(yáng)兩極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2C.用惰性電極電解飽和NaCl溶液,若有1mol電子轉(zhuǎn)移,則生成1molNaOHD.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(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;用惰性電極電解Na2SO4溶液,相當(dāng)于電解水,陰、陽(yáng)兩極分別得到H2和O2,其物質(zhì)的量之比為2∶1,B項(xiàng)錯(cuò)誤;鍍錫鐵板鍍層破損后,易形成FeSn原電池,Fe作負(fù)極,易被腐蝕,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:C3.用惰性電極電解50mL錳酸鉀溶液:K2MnO4+H2OKMnO4+H2↑+KOH(未配平),當(dāng)生成112mL氫氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)停止通電。下列判斷正確的是()A.K+濃度減小B.KMnO4在陽(yáng)極區(qū)生成C.陰極周圍溶液的pH減小D.反應(yīng)過(guò)程中共轉(zhuǎn)移0.005mol電子解析:從電解方程式看出,水參與了電解反應(yīng),故K+濃度增大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;陽(yáng)極電極反應(yīng)式為Mn-e-Mn,B項(xiàng)正確;陰極電極反應(yīng)式為2H2O+2e-2OH-+H2↑(或?qū)懽?H++2e-H2↑),當(dāng)生成112mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氫氣時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.01mol,且陰極區(qū)溶液的pH增大,C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:B4.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(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電極附近呈紅色,b電極附近呈藍(lán)色D.a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項(xiàng)錯(cuò)誤;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。答案:D5.下列與裝置有關(guān)的說(shuō)法正確的是()A.圖a中,隨著電解的進(jìn)行溶液中H+的濃度越來(lái)越大B.圖b中,Mg電極作電池的負(fù)極C.圖c中,發(fā)生的反應(yīng)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(hù)不會(huì)腐蝕解析:圖a中鐵作陽(yáng)極失電子,H+在陰極得電子,隨電解的進(jìn)行溶液中H+的濃度越來(lái)越小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;圖b中,Mg不與NaOH溶液反應(yīng),故Mg電極作電池的正極,B項(xiàng)錯(cuò)誤;圖c中,發(fā)生的反應(yīng)為Cd+Co2+Co+Cd2+,C項(xiàng)錯(cuò)誤;圖d中K與M連接為外加電流的陰極保護(hù)法,K與N連接為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法,鐵均受到保護(hù),D項(xiàng)正確。答案:D6.下圖為CO2電催化還原為碳?xì)浠衔锏墓ぷ髟硎疽鈭D,用一種鉀鹽水溶液作電解液。下列說(shuō)法不正確的是()A.工作時(shí),銅片作陰極B.工作時(shí),K+向銅片電極移動(dòng)C.工作時(shí),鉑片上的電極反應(yīng)式為4OH--4e-O2↑+2H2OD.若CxHy為C2H4,則生成1molC2H4的同時(shí)生成2molO2解析:由電路中電子流向可知銅片作陰極,鉑片作陽(yáng)極,A項(xiàng)正確;電解過(guò)程中陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),B項(xiàng)正確;由圖可知陽(yáng)極產(chǎn)物為O2,可知OH-失電子,C項(xiàng)正確;總反應(yīng)為2CO2+2H2OC2H4+3O2,生成1molC2H4的同時(shí)生成3molO2,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:D7.(2013·安徽名校聯(lián)盟一聯(lián))按如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(N裝置中兩個(gè)電極均為石墨棒),下列描述正確的是()A.a、b未連接時(shí),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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相同C.a、b連接,工作一段時(shí)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0.1molS移到Cu電極,裝置N中C2極放出H22.24L解析:a、b未連接時(shí),裝置N中無(wú)任何現(xiàn)象,A項(xiàng)錯(cuò)誤。a、b連接時(shí),裝置M為原電池,銅作正極,鋅作負(fù)極,銅電極上有氣體生成,而a、b未連接時(shí),鋅與溶液中的H+直接反應(yīng),鋅上有氣體生成,B項(xiàng)錯(cuò)誤;a、b連接時(shí),M中消耗H+,溶液的pH增大,而N中相當(dāng)于電解水,硫酸濃度變大,溶液的pH減小,C項(xiàng)正確;原電池M中陰離子移向負(fù)極鋅,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:C8.(2013·北京朝陽(yáng)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(yáng)極,槽中盛放含鉻廢水,原理示意圖如下,下列說(shuō)法不正確的是()A.A為電源正極B.陽(yáng)極區(qū)溶液中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2OC.陰極區(qū)附近溶液pH降低D.若不考慮氣體的溶解,當(dāng)收集到H213.44L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí),有0.1molCr2被還原解析:從圖可知B極區(qū)產(chǎn)生H2:2H++2e-H2↑,為陰極反應(yīng),則該極區(qū)水的電離被破壞,溶液的pH升高,應(yīng)連接電源的負(fù)極,則A極連接電源的正極,A項(xiàng)正確、C項(xiàng)錯(cuò)誤;陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng):Fe-2e-Fe2+,生成的Fe2+與Cr2反應(yīng):Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,B項(xiàng)正確;生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下13.44LH2,轉(zhuǎn)移電子1.2mol,根據(jù)電子守恒陽(yáng)極生成0.6molFe2+,可還原0.1molCr2,D項(xiàng)正確。答案:C9.現(xiàn)有陽(yáng)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(shù)原理,可電解Na2SO4溶液生產(chǎn)NaOH溶液和H2SO4溶液。下列說(shuō)法中正確的是()A.陽(yáng)極反應(yīng)為2H++2e-H2↑B.從A口出來(lái)的是H2SO4溶液C.a是陽(yáng)離子交換膜,允許H+通過(guò)D.Na2SO4溶液從E口加入解析:惰性電極電解Na2SO4溶液,陽(yáng)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(gè)區(qū)域,Na2SO4溶液從中間區(qū)域加入,Na+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜b移向陰極室,S通過(guò)陰離子交換膜a移向陽(yáng)極室,這樣即可得到NaOH和H2SO4。陽(yáng)極室和陰極室在電解開始時(shí)只需分別加入少量H2SO4和NaOH溶液,以增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性而又不帶入雜質(zhì)。答案:B二、非選擇題(本題包括4個(gè)小題,共55分)10.(14分)(1)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(表格不一定填滿,若不夠還可以自行添加)。

階段相當(dāng)于電解什么溶液離子方程式①②③④⑤(2)畫出過(guò)程中溶液pH隨時(shí)間變化的曲線(假定生成的Cl2全部逸出)。解析:開始電解時(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),有的Cu2+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,實(shí)質(zhì)是電解水。答案:(1)4①CuI2Cu2++2I-Cu+I2②CuCl2Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑③KCl2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-④KOH2H2O2H2↑+O2↑(2)11.(14分)太陽(yáng)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(zhì)溶液為硫酸銅溶液,電解過(guò)程中,c極先無(wú)氣體產(chǎn)生,后又生成氣體,則c極為極,在電解過(guò)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(fù)至原溶液應(yīng)加入適量的。

(2)若c、d均為銅電極,電解質(zhì)溶液為氯化鈉溶液,則電解時(shí),溶液中氯離子的物質(zhì)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(gè)簡(jiǎn)易污水處理裝置。其原理是:加入試劑調(diào)節(jié)污水的pH在5.0~6.0之間。接通電源后,陰極產(chǎn)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(yáng)極產(chǎn)生的有色物質(zhì)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(yīng)為;陽(yáng)極區(qū)生成的有色物質(zhì)是。

解析:(1)用惰性電極電解硫酸銅溶液,c極上先無(wú)氣體生成,后又產(chǎn)生氣體,說(shuō)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(guò)程分兩個(gè)階段:第一階段,陰極生成Cu,陽(yáng)極生成O2,溶液中減少的相當(dāng)于CuO;第二階段,陰極生成H2,陽(yáng)極生成O2,溶液中減少的是H2O。(2)若c、d為銅電極時(shí),陽(yáng)極:Cu-2e-Cu2+,電解質(zhì)溶液中Cl-不放電,故其物質(zhì)的量不變。(3)若用石墨、鐵作電極材料,陰極產(chǎn)生氣體,陰極發(fā)生的反應(yīng)只能是2H++2e-H2↑,陽(yáng)極生成有色物質(zhì),則陽(yáng)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)312.(2014·江南十校高三摸底聯(lián)考)(13分)某校化學(xué)小組的同學(xué)以碳棒為電極電解氯化銅溶液時(shí)發(fā)現(xiàn)陰極碳棒上除了有紅色物質(zhì)析出外,還有少量白色物質(zhì)析出。為探究陰極碳棒上的產(chǎn)物,設(shè)計(jì)了如下過(guò)程:Ⅰ.有關(guān)資料銅的化合物的顏色、性質(zhì)如下:物質(zhì)顏色、性質(zhì)物質(zhì)顏色、性質(zhì)氫氧化銅Cu(OH)2藍(lán)色固體不溶于水硫酸銅(CuSO4)溶液呈藍(lán)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(lán)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(shí)驗(yàn)(1)提出假設(shè):①紅色物質(zhì)一定有銅,還可能有Cu2O;②白色物質(zhì)為銅的化合物,其化學(xué)式可能為CuCl。(2)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:取電解CuCl2溶液后的陰極碳棒,洗滌、干燥,連接下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證陰極產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,碳棒上的白色物質(zhì)變?yōu)榧t色,無(wú)水硫酸銅不變色。①碳棒上的紅色物質(zhì)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(shuō)明提出假設(shè)②中的白色物質(zhì)一定存在;③寫出裝置b中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

(3)問(wèn)題討論:①電解CuCl2溶液的陰極上發(fā)生的反應(yīng)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(zhì)附著,無(wú)白色物質(zhì),加入后繼續(xù)電解,出現(xiàn)白色物質(zhì)。

答案:(2)①否無(wú)水硫酸銅不變色說(shuō)明沒(méi)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(xué)能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化與人的生活實(shí)際密切相關(guān),在生產(chǎn)、生活中有重要的應(yīng)用,同時(shí)也是學(xué)生形成化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的重要組成部分。(1)熔融狀態(tài)下,鈉的單質(zhì)和氯化亞鐵能組成可充電電池(如圖1),反應(yīng)原理為2Na+FeCl2Fe+2NaCl,該電池放電時(shí),正極反應(yīng)式為;充電時(shí),(寫物質(zhì)名稱)電極接電源的負(fù)極;該電池的電解質(zhì)為。

圖1(2)某同學(xué)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(shí)間停止通電取出電極。若在電解后的溶液中加入0.98g氫氧化銅粉末恰好完全溶解,經(jīng)測(cè)定所得溶液與電解前完全相同。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。圖2①Y電極材料是,發(fā)生(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。

②電解過(guò)程中X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是。

③如在電解后的溶液中加入足量的小蘇打,充分反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下所占的體積是。

解析:(1)該電池的電解質(zhì)為熔融的Al2O3,熔融的鈉電極作負(fù)極,鈉發(fā)生失電子的氧化反應(yīng);熔融的FeCl2電極作正極,Fe2+發(fā)生得電子的還原反應(yīng),充電時(shí),電池負(fù)極接電源負(fù)極,電池正極接電源正極。(2)由加入Cu(OH)2可使電解質(zhì)溶液復(fù)原,可知陽(yáng)極為石墨,陰極為銅片,相當(dāng)于惰性電極電解硫酸銅溶液,硫酸銅消耗完后又電解的