1.3電能轉(zhuǎn)化為化學能電解練習題高二上學期化學選擇性必修1

1.3電能轉(zhuǎn)化為化學能電解同步練習題一、選擇題1．若在銅片上鍍銀，下列敘述正確的是①將銅片接在電源的正極上②將銀片接在電源的正極上③在銅片上發(fā)生的反應是Ag＋＋e=Ag④在銀片上發(fā)生的反應是4OH4e=O2↑＋2H2O⑤需用硫酸銅溶液為電鍍液⑥需用硝酸銀溶液為電鍍液A．①③⑥ B．②③⑥ C．①④⑤ D．②③④⑥2．為減輕環(huán)境污染，提高資源的利用率，可將鈦廠、氯堿廠和甲醇廠聯(lián)合進行生產(chǎn)．生產(chǎn)工藝流程如下：已知：“氯化”過程在高溫下進行，且該過程中Ti元素的化合價沒有變化。下列敘述錯誤的是A．中Ti為+4價B．“合成”過程中原子利用率為100%C．“氯化”時發(fā)生反應的化學方程式為D．上述流程中“Mg，Ar”可用“Mg，”代替3．下列說法正確的是A．鐵與碘反應易生成碘化鐵B．電解ZnSO4溶液可以得到ZnC．用石灰沉淀富鎂海水中的Mg2+，生成碳酸鎂D．SO2通入BaCl2溶液中生成BaSO3沉淀4．科研人員設計了如圖所示的甲烷燃料電池，并用于電解飽和溶液，電池的電解質(zhì)是摻雜了與的固體，可在高溫下傳導。下列說法正確的是A．電極C為陰極B．電極D區(qū)溶液的降低C．該電池工作時負極反應式為：D．當線路上通過電子時，有參與反應5．亞氯酸鈉()是一種高效的消毒劑，其制備流程如下：下列說法正確的是A．電解飽和制取過程中，陰極反應式為B．制備時，通入空氣的目的是將氧化為，增強溶液的酸性C．逸出后，溶液中含有大量的、、、D．在吸收的過程中體現(xiàn)了還原性6．單液流鋅鎳電池以其成本低、效率高、壽命長等優(yōu)勢表現(xiàn)出較高的應用價值，電解液為ZnO溶解于堿性物質(zhì)的產(chǎn)物Zn(OH)，總反應為Zn+2NiOOH+2H2O+2OHZn(OH)+2Ni(OH)2，電池的工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是A．充電時，鋅極發(fā)生的電極反應為Zn(OH)+2e=Zn+4OHB．放電時，鎳極發(fā)生的電極反應為NiOOH+H2O+4e=Ni(OH)2+OHC．充電時，陰離子從鎳極區(qū)向鋅極區(qū)移動，在鋅極上反應生成Zn(OH)D．利用循環(huán)泵驅(qū)動電解液進行循環(huán)流動，可有效提高電池能量效率7．實驗是科學探究的重要手段，下列實驗操作正確且能達到預期目的的是選項ABCD實驗操作實驗目的分離和水加熱固體制備沉淀測量中和反應的反應熱A．A B．B C．C D．D8．關于電鍍銅和電解精煉銅，下列說法正確的是A．都用粗銅作陽極、純銅作陰極 B．電解液的濃度均保持不變C．陽極反應都只有Cu2e=Cu2+ D．陰極反應都只有Cu2++2e=Cu9．下列關于電解池工作原理的說法中，錯誤的是。A．電解池是一種將電能轉(zhuǎn)化成化學能的裝置B．電解池中發(fā)生的反應是非自發(fā)的氧化還原反應C．電解池工作時，陽極發(fā)生氧化反應，陰極發(fā)生還原反應D．電解池放電時，電極本身不會參加電極反應10．次磷酸(H3PO2)為一元中強酸，具有較強的還原性，可用電滲析法制備，“四室電滲析法”工作原理如下圖所示(陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)。下列敘述不正確的是A．陽極反應為2H2O4e=O2↑+4H+B．產(chǎn)品室中發(fā)生反應H++H2PO=H3PO2，該法還可得副產(chǎn)品NaOHC．次磷酸H3PO2在水溶液中的電離可表示為：H3PO23H++POD．陽膜1的主要作用是防止H2PO進入陽極室被氧化并允許H+通過二、填空題11．H2O2在Fe2+、Cu2+的存在下生成具有強氧化性的·OH(羥基自由基)，·OH可將有機物氧化降解。(1)Cu2+H2O2體系中存在下列反應：Cu2+(aq)+H2O2(aq)=CuOOH+(aq)+H+(aq)ΔH1=akJ·mol－1CuOOH+(aq)=Cu+(aq)+·OH(aq)+O2(g)ΔH2=bkJ·mol－12CuOOH+(aq)=2Cu+(aq)+H2O2(aq)+O2(g)ΔH3=ckJ·mol－1則H2O2(aq)=2·OH(aq)ΔH=kJ·mol－1。(2)為探究Fe2+Cu2+H2O2能夠協(xié)同催化氧化降解甲基橙，某研究小組的實驗結果如圖1所示。得出“Fe2+Cu2+H2O2催化氧化降解甲基橙效果優(yōu)于單獨加入Fe2+或Cu2+”結論的證據(jù)為。實驗條件：200mL甲基橙模擬廢水(1.5g·L－1，pH＝3.0)，溫度60℃、V(H2O2)＝2.0mL1—V(H2O2)∶m(FeSO4)∶m(CuSO4)＝2∶0.02∶0.42—V(H2O2)∶m(FeSO4)∶m(CuSO4)＝2∶0.02∶03—V(H2O2)∶m(FeSO4)∶m(CuSO4)＝2∶0∶0.44—V(H2O2)∶m(FeSO4)∶m(CuSO4)＝2∶0∶0(3)EFH2O2FeOx法可用于水體中有機污染物降解，其反應機理如圖2所示。陽極的電極反應式為，X微粒的化學式為，陰極附近Fe2+參與反應的離子方程式為。(4)SCOD是指溶解性化學需氧量，是衡量水中有機物質(zhì)含量多少的指標。水體SCOD越大，說明其有機物含量越高。用Fe2+H2O2法氧化破解啤酒工業(yè)污泥中的微生物，釋放出有機物和氮等。測得不同初始pH下污泥經(jīng)氧化破解后上層清液中的SCOD及總氮濃度如圖3所示。當pH>2.5時，總氮濃度、SCOD均降低，其原因可能是。12．沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率。為解決這一問題，通常在管道口設置一對惰性電極(如圖所示)，通入一定的電流。陽極的電極反應式為、陰極的電極反應式為；管道中可以生成氧化滅殺附著生物的(填化學式)；(填“陰”或“陽”)極表面會形成等積垢需要定期清理。13．按要求對如圖中兩極進行必要的聯(lián)接并填空：（1）在A圖中，使銅片上冒H2氣泡。請加以必要聯(lián)接，則聯(lián)接后的裝置叫。電極反應式：鋅板：；銅板：。（2）在B圖中（a、b均為惰性電極），使a極析出銅，則b析出：。加以必要的聯(lián)接后，該裝置叫。電極反應式，a極：，b極：。經(jīng)過一段時間后，停止反應并攪均溶液，溶液的pH值（升高、降低、不變），加入一定量的后，溶液能恢復至與電解前完全一致。14．已知B是常見金屬單質(zhì)，E為常見非金屬單質(zhì)，H常溫下為無色液體，C的濃溶液在加熱時才與D反應。根據(jù)下列框圖所示，試回答：(1)寫出化學式：A；E；L。(2)反應①的離子方程式：。(3)反應②，工業(yè)上采取的反應條件是。(4)反應③，工業(yè)上采取的操作不是K直接與H反應，原因是。(5)每生成1molK，反應放出98.3kJ熱量，該反應的熱化學方程式為：。15．根據(jù)下列電化學裝置，回答下列問題：(1)圖中甲、乙池的名稱：甲池是裝置，乙池是裝置。(填“原電池”或“電解池”)(2)A(石墨)電極的名稱是。(3)通入CH4一極的電極反應式為。(4)乙池中的電解方程式為。(5)當乙池中B極的質(zhì)量增加5.4g時，甲池中理論上消耗O2mL(標準狀況下)。此時丙池某電極析出1.6g某金屬，則丙池溶液中的溶質(zhì)可能是(填序號)。A．MgSO4B．CuSO4C．Na2SO4【參考答案】一、選擇題1．B【分析】根據(jù)電鍍原理，若在銅片上鍍銀，銅做電解池的陰極與電源負極相連，電解質(zhì)溶液中的銀離子得到電子發(fā)生還原反應生成銀，電極反應式為Ag++e=Ag；銀做電解池的陽極和電源正極相連，銀失電子發(fā)生氧化反應生成銀離子，電極反應式為Age=Ag+；電解質(zhì)溶液為硝酸銀溶液。解析：①將銅片接在電源的負極上，故①錯誤；②銀做電解池的陽極，與電源正極相連，故②正確；③在銅片上，電解質(zhì)溶液中的Ag+得到電子發(fā)生還原反應生成Ag，電極反應式為Ag++e=Ag，故③正確；④在銀片上，Ag失電子發(fā)生氧化反應生成Ag+，電極反應式為Age=Ag+，故④錯誤；⑤用含有鍍層金屬的鹽溶液作電解質(zhì)溶液，不能選用硫酸銅溶液為電鍍液，故⑤錯誤；⑥用含有鍍層金屬的鹽溶液作電解質(zhì)溶液，可以選用硝酸銀溶液為電鍍液，故⑥正確；綜上所述，正確的有②③⑥；故選B。2．D【分析】電解飽和食鹽水生成H2、Cl2和NaOH，“合成”過程中，CO與H2反應生成CH3OH，反應的化學方程式為CO+2H2CH3OH，“氯化”過程中，焦炭、Cl2和鈦鐵礦高溫下反應生成CO、FeCl3和TiCl4，反應的化學方程式為，Mg和TiCl4在Ar作保護氣的條件下反應生成Ti，據(jù)此分析解答。解析：A．“氯化”過程中Ti元素化合價沒有變化，TiCl4中Ti為+4價，則中為+4價，A正確；B．“合成”過程中CO與H2反應生成CH3OH，反應的化學方程式為CO+2H2CH3OH，反應物全部轉(zhuǎn)化為目標產(chǎn)物，即原子利用率為100%，B正確；C．“氯化”過程中，焦炭、Cl2和鈦鐵礦高溫下反應生成CO、FeCl3和TiCl4，反應的化學方程式為，C正確；D．Ar與Mg不反應，所以Ar可以用作保護氣，Mg與反應生成氧化鎂和碳，所以不能用代替Ar，D錯誤；故選D。3．B解析：A．I2屬于弱氧化劑，與Fe反應生成FeI2，A錯誤；B．電解一定濃度的硫酸鋅溶液，Zn2+在陰極得電子析出Zn，B正確；C．石灰沉淀Mg2+生成的沉淀是Mg(OH)2，C錯誤；D．SO2通入BaCl2溶液中不能生成BaSO3沉淀，因為H2SO3酸性比HCl弱，該復分解反應不能發(fā)生，D錯誤；故答案選B。4．C【分析】根據(jù)左邊分析是甲烷燃料電池，甲烷做燃料，因此上面為原電池負極，下面為原電池正極，連正極的為陽極即C電極，D電極為陰極。解析：A．根據(jù)前面分析電極C為陽極，故A錯誤；B．D極為陰極，是水電離出的氫離子得到電子變?yōu)闅錃?，剩余氫氧根，因此電極D區(qū)溶液的增大，故B錯誤；C．甲烷為負極，因此該電池工作時負極反應式為：，故C正確；D．沒有氣體所處的溫度和壓強，無法進行換算，故D錯誤。5．D【分析】電解飽和制取，和二氧化硫發(fā)生氧化還原反應生成和硫酸鈉，和氫氧化鈉、過氧化氫反應得到；解析：A．電解飽和制取過程中，陰極得到電子發(fā)生還原反應，不是氧化反應，A錯誤；B．通入空氣的目的是降低濃度，防止爆炸，B錯誤；C．和二氧化硫發(fā)生氧化還原反應生成和硫酸鈉，逸出后，溶液中含有大量的、，C錯誤；D．在吸收的過程中反應生成和氧氣，過氧化氫中氧元素化合價升高體現(xiàn)了還原性，D正確。故選D。6．C【分析】由總反應可知，放電時鋅極上鋅失去電子發(fā)生氧化反應為負極，鎳極的NiOOH得到電子發(fā)生還原反應為正極；解析：A．充電時，鋅極為陰極，電極反應為，A正確；B．放電時，鎳極為正極，電極反應為，B正確；C．充電時，鎳極為陽極，陰離子從鋅極區(qū)向鎳極區(qū)移動，在鋅極上得電子生成金屬鋅，C錯誤；D．利用循環(huán)泵驅(qū)動電解液使其通過輸送管道在電池反應槽與儲液罐之間循環(huán)流動，可有效抑制電池內(nèi)部電解液的濃度差造成的影響，從而提高電池能量效率，D正確。故選C。7．C解析：A．分液法分離水與CCl4，分液漏斗下端需要靠在燒杯內(nèi)壁，A錯誤；B．加熱碳酸氫鈉固體放在試管中進行實驗，B錯誤；C．Fe在陽極處發(fā)生氧化反應生成Fe2+，水在陰極發(fā)生還原反應，生成OH，最終電極室內(nèi)生成Fe(OH)2沉淀，C正確；D．測定中和熱實驗中，為防止散熱，不能用金屬攪拌棒，D錯誤；故答案為：C。8．D解析：A．鍍銅時，純銅作陽極，鍍件作陰極，故A錯誤；B．鍍銅時，電解液中Cu2+濃度保持不變；電解精煉銅時，陽極粗銅中鐵、鋅等溶解成為金屬離子進入溶液導致電解液中濃度減小，故B錯誤；C．由于粗銅中含有金屬性強于銅的鋅、鐵等雜質(zhì)，電解精煉銅時，活潑金屬首先失去電子，所以還有其他陽極反應，故C錯誤；D．陰極反應都是銅離子得到電子發(fā)生還原反應，只有電極反應：Cu2++2e=Cu，故D正確；故選D。9．D解析：A．根據(jù)電解池的含義可知電解池能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)變成化學能，A正確；B．電解池中發(fā)生的反應是在電能作用下發(fā)生的氧化還原反應，是非自發(fā)的氧化還原反應，B正確；C．電解池工作時，陽極失去電子發(fā)生氧化反應，陰極得到電子發(fā)生還原反應，C正確；D．電解池放電時，若陽極是活性電極，則電極失去電子發(fā)生氧化反應；若陽極為惰性電極，則電極本身不參加電極反應，而陰極無論是活性電極還是惰性電極，電極都不參加反應，D錯誤；故選D。10．C【分析】由圖可知，陽極室中水放電生成氧氣和氫離子，氫離子進入產(chǎn)品室；陰極室中水放電生成氫氣，原料室中鈉離子進入陰極室、H2PO進入產(chǎn)品室；解析：A．陽極反應為2H2O4e=O2↑+4H+，故A正確；B．陽極室H+的通過陽膜1移向產(chǎn)品室，原料室的H2PO過陰膜移向產(chǎn)品室，所以產(chǎn)品室中發(fā)生反應H++H2PO=H3PO2，陰極產(chǎn)生OH，原料室的Na+通過陽膜移向陰極室，所以該法還可得副產(chǎn)品NaOH，故B正確；C．次磷酸(H3PO2)為一元中強酸，在水溶液中部分電離：H3PO2H++H2PO，故C錯誤；D．陽膜1的主要作用是防止H2PO進入陽極室被氧化并允許H+通過，故D正確。故選C。二、填空題11．(1)2bc(2)相同時間時，曲線1對應甲基橙降解率均高于曲線2、曲線3(3)Fe2e－=Fe2+H2O2+H++Fe2+=Fe3++H2O+OH(4)Fe2+、Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3【分析】根據(jù)蓋斯定律判斷焓變的大小，利用圖象表示的意義判斷催化劑催化效果，根據(jù)微粒具有的性質(zhì)判斷可能發(fā)生的反應，利用圖象信息根據(jù)原子守恒進行書寫反應方程式；解析：（1）根據(jù)總反應H2O2(aq)=2·OH(aq)的過程根據(jù)蓋斯定律利用已知反應通過第三個反應與第二個反應進行推測得，ΔH=2ΔH3ΔH2；故ΔH=2bc；（2）根據(jù)圖象判斷：當相同時間時，曲線1對應甲基橙降解率均高于曲線2、曲線3；（3）根據(jù)圖象中陽極的材料為鐵，屬于活性電極進行判斷，陽極反應為：Fe2e－=Fe2+；根據(jù)圖象中氧氣得到電子變?yōu)閄，故X微粒的化學式為；陰極附近根據(jù)二價鐵具有還原性進行判斷會與氧化性物質(zhì)發(fā)生反應；H2O2+H++Fe2+=Fe3++H2O+OH；（4）當pH>2.5時，二價鐵和三價鐵的水解程度增大，可能會轉(zhuǎn)化為Fe2+、Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3；12．陰【分析】該結構形成惰性電極電解海水裝置，陽極是2Cl2e=Cl2↑，陰極上，總反應是：。解析：陽極上，Cl失去電子產(chǎn)生Cl2，陽極的電極反應式為2Cl2e=Cl2↑，陰極上，水電離出的H+得到電子生成H2，陰極電極反應為；陽極生成的Cl2能與NaOH反應生成NaClO，NaClO可以氧化滅殺附著生物；根據(jù)電極反應可知，陰極產(chǎn)生的OH會與Mg2+結合生成Mg(OH)2沉淀，需要定期清理。13．原電池Zn2e=Zn2＋2H＋＋2e＝H2↑O2電解池Cu2＋＋2e=Cu2H2O?4e?＝O2↑+4H+降低CuO或者CuCO3【分析】（1）在A圖中，使銅片上冒H2氣泡，該裝置必須形成閉合回路，該裝置應該為原電池，且Cu作正極，Zn作負極，負極上鋅失電子生成鋅離子，正極上氫離子得電子生成氫氣；（2）在B圖中（a、b均為惰性電極），使a極析出銅，該裝置應該是電解池，a電極上銅離子放電生成Cu，b電極上水電離的氫氧根離子失電子生成氧氣，且b電極有H+生成導致溶液pH降低，要使混合溶液恢復原狀，根據(jù)“析出什么加入什么”的原則判斷加入物質(zhì)。解析：（1）要使該裝置中Cu片上生成氫氣，必須形成閉合回路，該裝置應為原電池，裝置圖如圖所示，Zn作負極、Cu作正極，負極反應式為Zn?2e?＝Zn2+、正極反應式為2H++2e?＝H2↑；故答案為；原電池；Zn?2e?＝Zn2+；2H++2e?＝H2↑；（2）B圖中（a、b均為惰性電極），使a極析出銅，a電極上銅離子放電生成Cu，該裝置應為電解池，則b電極上H2O電離的氫氧根離子失電子生成氧氣，所以析出O2，a、b電極反應式分別為Cu2++2e?＝Cu、2H2O?4e?＝O2↑+4H+，有氫離子生成導致溶液pH減小，實際上相當于析出CuO，要使混合溶液恢復原狀，應該加入CuO或者CuCO3；故答案為O2；電解池；Cu2++2e?＝Cu；2H2O?4e?＝O2↑+4H+；降低；CuO或者CuCO3。14．CuSO4O2Cu(OH)22Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+常壓、催化劑、400℃～500℃(或答常壓、催化劑、加熱也可)容易形成酸霧，不利于SO3的吸收SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g)；△H=–98.3kJ/mol【分析】A的電解產(chǎn)物反應生成H，H常溫下為無色液體，H為H2O；L是藍色沉淀，為Cu(OH)2，M的焰色反應為黃色，M含有Na元素，由轉(zhuǎn)化關系A+H+F→E+L+M，即A溶液+F→E+L+M，可知F與水反應生成堿與E，且B+E→F，故F為Na2O2，E為O2，B為金屬Na，A為銅鹽，由A溶液C+D+E可知，電解產(chǎn)物為三種，為放氧生酸型，電解生成Cu、O2、酸，C的濃溶液在加熱時才與D反應，D為Cu，C為H2SO4，故A為CuSO4，由C+DI+D+H可知，I為SO2，由I+E→K可知，K為SO3，SO3與水反應生成硫酸，驗證符合轉(zhuǎn)化關系；解析：(1)由上述分析可知，A為CuSO4，E為O2，L為Cu(OH)2；綜上所述，本題正確答案為：C