2019年高考化学一轮复习 6.3 电解池课后强化作业 新人教版.DOC

2019年高考化学一轮复习 6.3 电解池课后强化作业 新人教版一、选择题1能用电解原理说明的问题是()电解是把电能转化为化学能电解是化学能转化成电能电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现任何溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生A BC D答案：D2(xx北京卷9)用石墨电极电解CuCl2溶液(见下图)。下列分析正确的是()Aa端是直流电源的负极B通电使CuCl2发生电离C阳极上发生的反应：Cu22e=CuD通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体解析：可利用电解质溶液中离子的移动方向判断出电源的正负极，并写出电极反应式和反应现象。A铜离子应移向阴极，则a为负极。B.CuCl2发生电离是在水分子的作用下完成的，并非通电才能发生。C.反应Cu22e=Cu应在阴极上发生，阳极上发生的反应应为2Cl2e=Cl2。D.通电一段时间后，应在阳极附近观察到黄绿色气体。答案：A点拨：知识：电解池的工作原理及电极反应式的书写。能力：灵活运用所学知识解决问题的能力。试题难度：中等。3如下图所示，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极极板质量增加，b极极板处有无色无味的气体放出，符合这一情况的是()a极板b极板x电极z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2答案：A4(xx天津卷6)为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下：电池：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)电解池：2Al3H2OAl2O33H2电解过程中，以下判断正确的是()电池电解池AH移向Pb电极H移向Pb电极B每消耗3 mol Pb生成2 mol Al2O3C正极：PbO24H2e=Pb22H2O阳极：2Al3H2O6e=Al2O36HD解析：依据原电池和电解池的原理分析、解决问题。原电池中，Pb为负极：Pb2eSO=PbSO4，PbO2为正极：PbO22eSO4H=PbSO42H2O，所以H向PbO2极移动。电解池中，Pb为阴极：2H2e=H2，Al为阳极：3H2O2Al6e=Al2O36H，所以H向Pb电极移动，A错。每消耗3 mol Pb时转移6 mol e，每生成2 mol Al2O3时，转移12 mol e，B错。根据A项分析，可知电池的正极反应式书写错误，C错。原电池中随时间增长，Pb变为PbSO4，质量增加，电解池中Pb极产生H2，Pb电极质量不变，D正确。答案：D点拨：知识：原电池、电解池工作原理。能力：考查学生对原电池、电解池的理解和分析、解决问题的能力。试题难度：较大。5用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(方括号内物质)，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是()AAgNO3AgNO3 BNaOHNaOHCKClKCl DCuSO4CuO解析：A选项4AgNO32H2O4AgO24HNO3，脱离反应体系的物质是4AgO2，相当于2Ag2O，所以应当加入适量的Ag2O才能复原(加入AgNO3，会使NO的量增加)。B选项2H2O2H2O2，脱离反应体系的是2H2O2，相当于2H2O，加入适量水才能复原。C选项2KCl2H2O2KOHH2Cl2，脱离反应体系的是H2Cl2，相当于2HCl，应通入适量HCl气体才能复原。D选项2CuSO42H2O2H2SO42CuO2，脱离反应体系的是2CuO2，相当于2CuO，加入适量CuO可以复原。答案：D6(xx浙江省杭州市高三上学期中七校联考)假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。为各装置中的电极编号。下列说法错误的是()A当K闭合时，A装置发生吸氧腐蚀，在电路中做电源B当K断开时，B装置锌片溶解，有氢气产生C当K闭合后，整个电路中电子的流动方向为；D当K闭合后，A、B装置中pH变大，C、D装置中pH不变答案：A7(xx阜新模拟)某小组为研究电化学原理，设计装置如图。下列叙述不正确的是()Aa和b不连接时，铁片上会有金属铜析出Ba和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu22e=CuC无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色Da和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2向铜电极移动答案：D8(xx全国大纲9)电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O，最后Cr3以Cr(OH)3形式除去。下列说法不正确的是()A阳极反应为Fe2e=Fe2B电解过程中溶液pH不会变化C过程中有Fe(OH)3沉淀生成D电路中每转移12 mol电子，最多有1 mol Cr2O被还原解析：根据电解原理写出电极反应式，然后逐一分析。A电解时用铁作阳极，失去电子生成具有还原性的Fe2，Fe2将废水中的Cr2O还原为Cr3。B电解过程中消耗H，溶液的pH发生变化。C电解过程中H2O电离出的H参与反应，c(OH)增大，Cr3与Fe3都与OH结合为沉淀。D.根据电极反应式Fe2e=Fe2，可知每转移12 mol e生成6 mol Fe2，6 mol Fe2可还原1 mol Cr2O。答案：B点拨：知识：电解原理的应用。能力：运用所学知识分析和解决电解问题的能力。试题难度：较大。9(xx江苏卷9)MgH2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，如图所示。该电池工作时，下列说法正确的是()AMg电极是该电池的正极BH2O2在石墨电极上发生氧化反应C石墨电极附近溶液的pH增大D溶液中Cl向正极移动解析：结合电池示意图及原电池原理进行分析。该原电池中，石墨电极为惰性电极，只能作正极，而Mg电极为活性电极，作负极，A错。Mg电极本身发生氧化反应，H2O2在石墨电极上应发生还原反应，B错。石墨电极上发生的反应为H2O22e=2OH，由于生成OH，电极附近溶液c(OH)增大，溶液的pH增大，C对。原电池电解质溶液中阴离子Cl向负极移动，D错。答案：C点拨：知识：原电池的构成及工作原理。能力：考查考生的信息处理能力及迁移应用能力。试题难度：中等。10(xx浙江卷11)电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知：3I26OH=IO5I3H2O，下列说法不正确的是()A右侧发生的电极反应式：2H2O2e=H22OHB电解结束时，右侧溶液中含有IOC电解槽内发生反应的总化学方程式：KI3H2OKIO33H2D如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变解析：结合题给电解槽装置，利用电解原理进行分析、解决问题。该电解槽的两极均为惰性电极(Pt)，在一定条件下通电，发现左侧溶液变蓝色，说明发生电极反应：2I2e=I2，由淀粉溶液遇单质碘显蓝色可知，左侧为阳极，右侧为阴极，阴极上溶液中的H得电子发生还原反应，电极反应为2H2O2e=H22OH(或2H2e=H2)，A项正确。阴极周围溶液中产生的OH经阴离子交换膜移向左侧，并与左侧电极上产生的I2发生反应：3I26OH=IO5I3H2O，一段时间后，蓝色逐渐变浅，电解结束时，左侧溶液中的IO经阴离子交换膜进入右侧溶液，B项正确。结合阴、阳极发生的反应及I2与OH的反应可知，电解槽内总反应为I3H2OIO3H2， C项正确。若用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内总反应为2I2H2OI2H22OH，D项错。答案：D点拨：知识：电解槽的构成、工业原理及电极(电池)反应式。能力：考查考生的综合分析能力、信息处理能力及迁移应用能力。试题难度：较大。11(xx成都模拟)第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合作为动力。汽车在刹车或下坡时，电池处于充电状态。混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。下图是镍氢电池充放电原理的示意图，其总反应式为H22NiOOH2Ni(OH)2。下列说法中正确的是()A混合动力车上坡或加速时，溶液中的OH向乙电极移动B混合动力车刹车或下坡时，乙电极周围溶液的pH增大C混合动力车上坡或加速时，乙电极的电极反应式为NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OHD混合动力车刹车或下坡时，甲电极的电极反应式为H22OH2e=Ni(OH)2OH答案：C12用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后，恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子为()A0.1 mol B0.2 molC0.3 mol D0.4 mol解析：Cu(OH)2从组成上可看成CuOH2O，加入0.1 mol Cu(OH)2后，恰好恢复到电解前的浓度和pH，即电解生成了0.1 mol H2SO4，并消耗0.1 mol H2O，由电解的总反应式：2H2O2CuSO42CuO22H2SO4,2H2O2H2O2，知：2H2SO44e，2H2O4e，所以电解过程中转移电子为0.2 mol0.2 mol0.4 mol。答案：D13用石墨作电极电解2 molL1的NaCl和1 molL1的MgSO4混合溶液时，下列曲线合理的是()解析：依据2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2MgSO42NaOH=Mg(OH)2Na2SO4，溶液起始及最终的pH均接近于7，沉淀量从起始至最终应是先逐渐增加，后期保持不变，故D项正确。答案：D14用质量均为100 g的铜片作电极，电解AgNO3溶液，电解一段时间后两极质量相差28 g，此时阳极质量为()A121.6 g B93.6 gC89.6 g D88.2 g解析：设电解过程中电子转移n mol，阳极质量减少64g，阴极质量增加108n g，即108n6428，n0.2 mol，阳极质量为：100 g64g93.6 g。答案：B15(xx安徽模拟)用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如下图甲。电解过程中的实验数据如下图乙，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。则下列说法不正确的是()A电解过程中，a电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生Bb电极上发生反应的方程式为：4OH4e=2H2OO2C曲线OP段表示O2的体积变化D从开始到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为12 g/mol解析：由电流方向可知，b电极为阳极，电解过程中，a电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生；b电极上发生的反应方程式为：4OH4e=2H2OO2；曲线OP段是阴极产生铜，阳极产生O2，曲线PQ段是阴极产生H2，阳极产生O2，故ABC正确。从开始到Q点收集到的混合气体中O2为0.1 mol，H2为0.1 mol，故混合气体的平均摩尔质量为17 g/mol。答案：D二、非选择题16(xx汕头模拟)最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水具有工艺流程简单、电耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应，转化为乙醇和乙酸，总反应为2CH3CHOH2OCH3CH2OHCH3COOH。实验室中，以一定浓度的乙醛Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置示意图如图所示。(1)若以甲烷燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入_(填化学式)气体。(2)电解过程中，两极除分别生成乙酸和乙醇外，均产生无色气体。电极反应如下：阳极：4OH4e=O22H2O_阴极：_ CH3CHO2e2H2O=CH3CH2OH2OH(3)电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量_(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)已知：乙醛、乙醇的沸点分别为20.8 、78.4 。从电解后阴极区的溶液中分离出乙醇粗品的方法是_。(5)在实际工艺处理中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3乙醛的含量为3 000 mgL1的废水，可得到乙醇_kg(计算结果保留小数点后1位)。答案：(1)CH4(2)CH3CHO2eH2O=CH3COOH2H4H4e=2H2(或4H2O4e=2H24OH(写成“2H2e=H2”也可)(3)不变(4)蒸馏(5)1.917(xx重庆卷11)化学在环境保护中起着十分重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。(1)催化反硝化法中，H2能将NO还原为N2。25时，反应进行10 min，溶液的pH由7变为12。N2的结构式为_。上述反应离子方程式为_，其平均反应速率v(NO)为_molL1min1。还原过程中可生成中间产物NO，写出3种促进NO水解的方法_。(2)电化学降解NO的原理如图所示。电源正极为_(填“A”或“B”)，阴极反应式为_。若电解过程中转移了2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(m左m右)为_g。解析：根据溶液的氧化还原反应规律及题意书写离子方程式，根据电极上发生的反应类型判断电极名称，根据电极反应式及质子的移动方向分析溶液的质量变化。(1)N2电子式为：NN：，结构式为NN。反应中碱性增强，故应有OH生成，根据得失电子守恒有：5H22NON2OH，据电荷守恒有：5H22NON22OH，最后由元素守恒得5H22NON22OH4H2O。水解的离子方程式为NOH2OHNO2OH，据“越热越水解、越稀越水解”，可知加热或加水稀释能促进水解；另外，降低生成物浓度，也可促进水解。(2)NO生成N2发生了还原反应，应在电解池的阴极发生，故A为原电池的正极；阴极发生还原反应，故电极反应式为2NO6H2O10e=N212OH。由电极反应式可知，通过2 mol电子，溶液减少的质量为5.6 g(N2)，同时有2 mol H通过质子交换膜进入右侧，故右侧溶液减少3.6 g。正极发生的反应为4OH4e=O22H2O，每通过2 mol电子，生成16 g O2，同时有2 mol H通过质子交换膜进入右侧，使左侧溶液质量减少18 g，故两侧溶液减少的质量差为14.4 g。答案：(1)NN2NO5H2N22OH4H2O0.001加酸，升高温度，加水(2)A2NO6H2O10e=N212OH14.4点拨：知识：氧化还原反应方程式、电极反应方程式的书写；电极名称的判断、根据电极反应式计算等。能力：全面考查学生运用所学的氧化还原反应原理、电化学原理分析问题和解决问题的能力，对化学计算的能力也进行了考查。试题难度：较难。18已知20时NaCl的溶解度为36 g。某氯碱厂使用的设备是阳离子交换膜电解槽，若一次向电解槽中加入一定量20时饱和NaCl溶液，当90%的NaCl电解时，阴极收集到11.2 m3气体(已折算成标准状况)。请回答下列问题：(1)该反应的离子方程式为_。(2)取阳极区溶液作系列实验，下列结论中错误的是()A滴加酚酞试剂，先变红后褪色B滴加硝酸银溶液，有白色沉淀产生C滴加小苏打溶液，有气泡产生D做焰色反应实验呈黄色(3)计算原饱和NaCl溶液的质量(单位：kg)。(4)若电解90%的NaCl所需电能是由甲烷燃料电池提供，则所需甲烷至少为多少m3？(折算成标准状况，假设该燃料电池的电量利用率为90%)答案：(1)2Cl2H2O=2OHCl2H2(2)A(3)n(H2)500 moln(总NaCl)1000/0.9 molm(总NaCl)1000/0.9 mol58.5 g/mol65000 gm(NaCl溶液)65000 g136/36103245.6 kg(4)由n(H2)500 mol得：n(CH4)500 mol2/8125 molV(CH4)125 mol22.4 L/mol103m3/L/0.93.1 m3