高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第11章 幾種重要的金屬 電化學(xué)練習(xí) 新人教版

本章綜合提升高頻考點(diǎn)專練考點(diǎn)1鎂鋁及化合物的性質(zhì)應(yīng)用1．向mg鎂和鋁的混合物中加入適量的稀硫酸，恰好完全反應(yīng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體bL。向反應(yīng)后的溶液中加入cmol/L氫氧化鉀溶液VmL，使金屬離子剛好沉淀完全，得到的沉淀質(zhì)量為ng。再將得到的沉淀灼燒至質(zhì)量不再改變?yōu)橹?，得到固體pg。則下列關(guān)系不正確的是()A．c＝eq\f(1000b,11.2V)B．p＝m＋eq\f(Vc,125)C．n＝m＋17VcD.eq\f(5,3)m<p<eq\f(17,9)m解析：著重考查“守恒法”和“極限法”等常用運(yùn)算技巧。設(shè)Mg、Al物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)題意寫出物質(zhì)之間的關(guān)系式：Mg～H2↑，Al～eq\f(3,2)H2↑；xmolxmolymol1.5ymol故x＋1.5y＝eq\f(b,22.4)①H2SO4——H2——2KOH——K2SO4eq\f(b,22.4)molc·V·10－3mol得：eq\f(b,22.4)×2＝c·V×10－3②故A項(xiàng)正確。沉淀為Mg(OH)2和Al(OH)3：則n＝m＋m(OH－)＝m＋(2x＋3y)×17eq\o(=,\s\up7(代入①②結(jié)果))沉淀灼燒后得到固體為Al2O3和MgO，計(jì)算方法類似：p＝m＋(x＋1.5y)×16eq\o(=,\s\up7(代入①②結(jié)果))m＋eq\f(cV,125)，B項(xiàng)對(duì)。MgO，p1＝eq\f(m,24)×40＝eq\f(5m,3)；若全部是Al，則Al→MgO，p1＝eq\f(m,24)×40＝eq\f(5m,3)；若全部是Al，則Al→Al2O3，p2＝eq\f(m,27)×eq\f(1,2)×102＝eq\f(17,9)m。當(dāng)然實(shí)際應(yīng)介于二者之間。答案：C2．(·山東)金屬鋁的生產(chǎn)是以Al2O3為原料，在熔融狀態(tài)下進(jìn)行電解：2Al2O3eq\o(=,\s\up7(750～970℃),\s\do5(通電，Na3AlF6))4Al＋3O2↑請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)冰晶石(Na3AlF6)的作用是_______________________________________________。(2)電解生成的金屬鋁是在熔融液的________(填“上層”或“下層”)。(3)陰極和陽(yáng)極均由________材料做成；電解時(shí)不斷消耗的電極是________(填“陽(yáng)極”或“陰極”)。(4)鋁是高耗能產(chǎn)品，廢舊鋁材的回收利用十分重要。在工業(yè)上，最能體現(xiàn)節(jié)能減排思想的是將回收鋁做成________(填代號(hào))。a．冰晶石b．氧化鋁c．鋁錠d．硫酸鋁解析：本題考查工業(yè)中鋁的冶煉原理。工業(yè)中利用電解Al2O3冶煉Al，因Al2O3熔點(diǎn)高，通過(guò)加冰晶石降低其熔點(diǎn)，降低生產(chǎn)成本。電解時(shí)陽(yáng)、陰極電極材料均為石墨，因陽(yáng)極生成O2，高溫下O2將石墨氧化為CO2，所以電解時(shí)陽(yáng)極石墨需定期補(bǔ)充。為充分利用能源，減少?gòu)U棄物排放，可將回收鋁做成鋁錠。答案：(1)降低Al2O3的熔化溫度(2)下層(3)碳素(或石墨)陽(yáng)極(4)c考點(diǎn)2原電池原理的應(yīng)用——化學(xué)電源3．(·廣東)可用于電動(dòng)汽車的鋁-空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正極。下列說(shuō)法正確的是()A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時(shí)，正極反應(yīng)都為：O2＋2H2O＋4e－=4OH－B．以NaOH溶液為電解液時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Al＋3OH－－3e－=Al(OH)3↓C．以NaOH溶液為電解液時(shí)，電池在工作過(guò)程中電解液的pH保持不變D．電池工作時(shí)，電子通過(guò)外電路從正極流向負(fù)極解析：B項(xiàng)，負(fù)極反應(yīng)為Al－3e－＋4OH－=[Al(OH)4]－，總反應(yīng)為4Al＋3O2＋4NaOH＋6H2O=4Na[Al(OH)4]，從總反應(yīng)看，電池工作過(guò)程中電解液的pH增大，B、C不正確；電池工作時(shí)，電子通過(guò)外電路由負(fù)極到正極，D項(xiàng)不正確。答案：A4．(·山東)Zn-MnO2干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。(1)該電池的負(fù)極材料是________。電池工作時(shí)，電子流向________(填“正極”或“負(fù)極”)。(2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2＋。會(huì)加速某電極的腐蝕，其主要原因是______________________________________________________________________。欲除去Cu2＋，最好選用下列試劑中的________(填序號(hào))。a．NaOHb．Znc．Fed．NH3·H2O(3)MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反應(yīng)式是________。若電解電路中通過(guò)2mol電子，MnO2的理論產(chǎn)量為________g。解析：本題考查電化學(xué)原理。(1)由原電池原理可知，負(fù)極材料是Zn，電池工作時(shí)，電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極。(2)在金屬活潑性順序表中，Cu排在Zn的后面，Cu2＋能將Zn氧化為Zn2＋，從而使Zn電極受到腐蝕，利用反應(yīng)Cu2＋＋Zn=Cu＋Zn2＋，可用Zn除去Cu2＋，另外幾種試劑在除Cu2＋時(shí)會(huì)引入雜質(zhì)。(3)電解時(shí)陰極發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中的H＋在陰極得電子被還原。由關(guān)系式Mn2＋→MnO2→2e－可得電路中通過(guò)2mol電子時(shí)，MnO2的理論產(chǎn)量為87g。答案：(1)Zn(或鋅)正極(2)鋅與還原出的銅構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕b(3)2H＋＋2e－=H2↑87考點(diǎn)3電解原理的應(yīng)用5．(·全國(guó))下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。(1)接通電源，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，測(cè)得丙中K2SO4濃度為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問(wèn)題：①電源的N端為________極；②電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為_____________________________________________；③列式計(jì)算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積：_________________________；④電極c的質(zhì)量變化是________g；⑤電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化，簡(jiǎn)述其原因：甲溶液________________________________________________________________；乙溶液________________________________________________________________；丙溶液________________________________________________________________。(2)如果電解過(guò)程中銅全部析出，此時(shí)電解能否繼續(xù)進(jìn)行，為什么？____________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：本題考查電化學(xué)——電解池原理相關(guān)知識(shí)。圖中給出三個(gè)串聯(lián)的電解池，電解質(zhì)溶液互不相同，因而電解過(guò)程及結(jié)果都不同，但它們有一個(gè)聯(lián)系點(diǎn)，就是導(dǎo)線上通過(guò)的電子相等，即電子守恒。這是解該類計(jì)算題的基本依據(jù)。本題的突破口之一在于發(fā)現(xiàn)丙中K2SO4濃度前后變化情況——濃度由10.00%變?yōu)?0.47%，結(jié)合陰、陽(yáng)離子放電順序可知，丙中實(shí)質(zhì)是電解水。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算：100×10.00%＝(100－x)×10.47%，可知x＝4.5g，即n(H2O)＝0.25mol，據(jù)2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑可知0.25mol水放電轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.5mol，由此求得③④兩問(wèn)。另一突破口即是：乙中c電極質(zhì)量增加。說(shuō)明c為陰極，析出銅。由此推知各電極名稱及電源M、N的名稱。進(jìn)而判斷書寫各電極反應(yīng)式及產(chǎn)物。相關(guān)計(jì)算：③問(wèn)：b極析出O2：eq\f(0.5mol,4)×22.4L/mol＝2.8L。④問(wèn)：c極析出銅質(zhì)量為：eq\f(0.5mol,2)×64g/mol＝16g。(2)能繼續(xù)進(jìn)行若Cu全部析出，溶液為稀硫酸，電解仍然繼續(xù)進(jìn)行。答案：(1)①正②4OH－－4e－=O2↑＋2H2O③設(shè)丙中電解H2O質(zhì)量為x100g×10.00%＝(100g－x)·10.47%解得x＝4.5g，n(H2O)＝eq\f(4.5g,18g·