（新課標(biāo)）高中化學(xué) 第一章 第2節(jié) 電能轉(zhuǎn)化化學(xué)能電解課時(shí)作業(yè) 魯科版選修4.docVIP

第2節(jié) 電能轉(zhuǎn)化化學(xué)能電解一、選擇題（本題包括7小題，每小題6分，共42分）1. 下列說法不正確的是（ ）原電池中電子由負(fù)極流向正極原電池中發(fā)生還原反應(yīng)的電極是正極電解池中發(fā)生還原反應(yīng)的電極是陽極電解池中質(zhì)量增加的電極是陰極答案：c解析：依據(jù)原電池的工作原理、電極上所發(fā)生的反應(yīng)及其電子的流向可知：原電池中電子由負(fù)極流向正極，其中發(fā)生還原反應(yīng)的電極是正極；而電解池中發(fā)生還原反應(yīng)的電極是陰極電解池中發(fā)生氧化反應(yīng)的電極是陽極。2.用惰性電極電解未精制的飽和食鹽水，食鹽水裝在u形管內(nèi)，結(jié)果很快在某一電極附近出現(xiàn)食鹽水變渾濁現(xiàn)象。造成渾濁的難溶物主要是( )a.碳酸鎂 b.硫酸鋇 c.氫氧化鎂 d.碳酸鋇答案：c解析：未精制的食鹽，含有ca2+、mg2+等雜質(zhì)，通電后溶液中c(oh-)增大，mg2+極易與oh-作用產(chǎn)生mg(oh)2沉淀。3. 若某裝置中發(fā)生如下的反應(yīng)：cu2hcu2h2，關(guān)于該裝置的說法不正確的是（ ）a該裝置一定為原電池b該裝置一定為電解池c金屬銅為電解池的陽極d電解質(zhì)溶液可能是硝酸溶液答案：ad解析：由于銅與h在常溫下不會自發(fā)反應(yīng)產(chǎn)生h2，若反應(yīng)則只能是外加條件，如；電解；所以，該裝置一定為電解池，且金屬銅必為電解池的陽極。而若電解質(zhì)溶液是硝酸溶液時(shí)，則銅會與硝酸自發(fā)反應(yīng)產(chǎn)生nox，而非產(chǎn)生h2。4. 關(guān)于下圖所示的裝置敘述正確的是（ ） a裝置a 是電解池，裝置b是原電池 b裝置a 是原電池，裝置b是電解池c電子由裝置a中碳棒流向b 裝置中碳棒 d工作一段時(shí)間后，a 裝置中稀h2so4溶液質(zhì)量減輕，b裝置中cucl2溶液質(zhì)量減輕答案：b解析：依據(jù)電極可推知a是原電池，則b為電解池，a池中fe為負(fù)極，fe溶解，失去電子，電子由a池中fe流向b 裝置中碳棒，而溶液的質(zhì)量增加。5.下圖是水煤氣 (成分為co、h2)空氣燃料電池的工作原理示意圖，a、b均為惰性電極。下列敘述中正確的是ababkoh溶液e-aa處通入的是空氣，b處通入的是水煤氣ba電極發(fā)生還原反應(yīng)，b電極發(fā)生氧化反應(yīng)ca電極的反應(yīng)式包括：co + 4oh+ 2e= co32+ 2h2od如用這種電池電鍍銅，待鍍金屬增重6.4 g，則至少消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的水煤氣2.24 l答案：d解析：由圖中的電子流向，知a作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，b作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，a、b 錯；根據(jù)得失電子守恒可知d正確。6.下列描述中，不符合生產(chǎn)實(shí)際的是（ ）a.電解法精煉粗銅，用純銅作陰極b.電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極c.電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極d.在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極答案：b解析：電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極，會參與反應(yīng)，b錯7.某溶液中含有兩種溶質(zhì)nacl和h2so4，它們的物質(zhì)的量之比為31。用石墨作電極電解該混合溶液時(shí)，根據(jù)電極產(chǎn)物，可明顯分為三個(gè)階段。下列敘述不正確的是（ ）a.陰極自始至終只析出h2 b.陽極先析出cl2，后析出o2c.電解最后階段為電解水 d.溶液ph不斷增大，最后為7答案：d解析：電解質(zhì)溶液中，n(na+)n(cl-)n(h+)n()=3321,開始電解產(chǎn)生h2和cl2，產(chǎn)生h2和cl2的同時(shí)，生成的oh-中和h2so4，且oh-過量，最后是電解水，因而最后ph7,陰極只放出h2。三個(gè)階段分別相當(dāng)于電解hclnaclh2o二、非選擇題（本題包括4個(gè)大題，共58分）8.電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。右圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液a；x、y是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連。請回答以下問題：（1）若x、y都是金屬鐵電極，a是飽和nacl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則：電解池中x極上的電極反應(yīng)式為_。在x極附近觀察到的現(xiàn)象是_。y電極上的電極反應(yīng)式為_。一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液中看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_。（2）如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用cuso4 溶液，則：x電極的材料是_，電極反應(yīng)式是_。y電極的材料是_，電極反應(yīng)式是_。（說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出）答案：2h+ + 2e - = h2 放出氣體,溶液變紅。 fe- 2e - = fe 2 + 溶液中出現(xiàn)白色沉淀 純銅 cu2+ + 2e - = cu 粗銅 cu - 2e - = cu2+解析：電解池中x極上的電極為陰極，故電極反應(yīng)式為 2h+ + 2e - = h2 ， 在x極附近呈堿性，觀察到的現(xiàn)象：放出氣體，溶液變紅；y電極上的fe電極為活性陽極，所以電極反應(yīng)式為fe- 2e - = fe 2 + ；一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液中看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 溶液中出現(xiàn)白色沉淀，生成fe(oh)3 ，（2）電解方法精煉粗銅，粗銅作為陽極， cu - 2e - = cu2+ ；精銅作為陰極， cu2+ + 2e - = cu9.以惰性電極電解nacl溶液或cuso4 溶液都得到三種產(chǎn)物a、b、c，各物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示（圖中參與反應(yīng)和生成的水都已略去）。已知甲是短周期元素的單質(zhì)，它是日常生活中常用的包裝材料?；卮鹣铝袉栴}：（1）甲在元素周期表中位置是_；（2）若電解的是nacl溶液：a與b反應(yīng)的離子方程式是_若電解100ml0.01moll1 nacl溶液，陰、陽兩極各產(chǎn)生112ml氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則所得溶液的ph為_（忽略反應(yīng)前后溶液的體積變化）（3）若電解的是cuso4 溶液：e的化學(xué)式是_；電解時(shí)陽極的電極反應(yīng)式是_；若利用反應(yīng)abccuso4 +h2 o，把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，所設(shè)計(jì)電池的負(fù)極材料是_（填元素符號）。 答案：(1)第3周期第a族(2)cl2 +2oh- = cl- +clo- +h2 o;13(3)so2 ;4oh- -4e- =o2 +h2 o ) cu解析：（1）電解nacl溶液或cuso4 溶液得到naoh溶液或h2 so4 溶液，甲既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)，故是鋁，第3周期第a族；（2）若電解的是nacl溶液，則a為naoh，b為cl2，c為h2 ，所以a與b反應(yīng)的離子方程式是cl2 2oh = cl +clo +h2 o；根據(jù)電解方程式可知2naohcl2 ，所以c(oh )=0.1mol/l，溶液的ph為13；（3）若電解的是cuso4 溶液：a為h2 so4 ，b為cu，c為o2 ，濃h2 so4 與cu反應(yīng)生成e：so2 氣體，電解時(shí)陽極的電極反應(yīng)式是4oh 4e o2 h2 o；電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，失電子，故cu作為負(fù)極材料。10 將質(zhì)量相等的銅片和鉑片插入硫酸銅溶液中，銅片與電源正極相連，鉑片與電源負(fù)極相連，以電流強(qiáng)度1a通電10min，然后將電源反接，以電流強(qiáng)度為2a繼續(xù)通電10min。試回答：（1）銅電極和鉑電極質(zhì)量為橫坐標(biāo)，時(shí)間為縱坐標(biāo)，分別作出銅電極、鉑電極的質(zhì)量和時(shí)間的關(guān)系圖。（2）上述過程中發(fā)生的現(xiàn)象是：銅電極 ；鉑電極 。（3）最后時(shí)刻兩電極的電極反應(yīng)式：銅電極 ；鉑電極 。答案：（1）m(cu)/g m(pt)/g10 15 20 t/min 10 15 20 t/min （2）由上述分析可知：銅片先變薄，后增厚；鉑片先有銅沉積，后銅溶解，銅溶解完，又有氣體產(chǎn)生。（3）銅電極：cu2+2e=cu；鉑電極：4oh-4e=o2+2h2o。解析：作圖題是近年來出現(xiàn)的一種新題型,這類題提供一些化學(xué)變化過程和必要的數(shù)據(jù)等條件,要求學(xué)生按照題中規(guī)定作出相關(guān)化學(xué)圖像。由于學(xué)生必須根據(jù)題中制定的情景或數(shù)據(jù)，將化學(xué)知識按內(nèi)在聯(lián)系統(tǒng)攝成規(guī)律，并將其抽象為數(shù)學(xué)問題，利用數(shù)學(xué)工具解決化學(xué)問題，所以這類題對考生的深層次思維能力的考查還是很有成效的。本題將電解原理和化學(xué)圖像相結(jié)合，對學(xué)生的化學(xué)知識的考查更加深入。開始10min，陽極反應(yīng)為：cu-2e=cu2+，陰極為：cu2+2e=cu。所以銅片質(zhì)量減少，鉑片質(zhì)量增加，銅片上所溶解的銅與鉑片上析出的銅的質(zhì)量相等。后10min，電源反接，表面附有銅的鉑片成為陽極，銅片成為陰極。又由于電流強(qiáng)度為開始的2倍，附著在鉑片上的銅在5min時(shí)即完全溶解，后5min，陽極的電極反應(yīng)式為：4oh-4e=o2+h2o，此時(shí)陽極鉑片質(zhì)量不發(fā)生變化。作為陰極的銅片在5min即恢復(fù)到開始時(shí)的質(zhì)量，后5min質(zhì)量繼續(xù)增加。11.下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放100g 5.00%的naoh溶液、足量的cuso4溶液和100g 10.00%的k2so4溶液，電極均為石墨電極。（1） 接通電源，經(jīng)過一段時(shí)間后，測得丙中k2so4濃度為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題：電源的n端為 極；電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為 ；列式計(jì)算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積： ；電極c的質(zhì)量變化是 g；電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化，簡述其原因：甲溶液 ； 乙溶液 ； 丙溶液 ；（2）如果電解過程中銅全部析出，此時(shí)電解能否繼續(xù)進(jìn)行，為什么？ 答案：（1）正極 4oh-4e=2h2o + o2。2.8l 16g 甲增大，因?yàn)橄喈?dāng)于電解水；乙減小，oh放電， h增多。丙不變，相當(dāng)于電解水。(2)可以 因?yàn)閏uso4溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)閔2so4溶液，反應(yīng)也就變?yōu)樗碾娊夥磻?yīng)*解析：（1）乙中c電極質(zhì)量增加，則c處發(fā)生的反應(yīng)為：cu2+2e=cu，即c處為陰極，由此可推出b為陽極，a為陰極，m為負(fù)極，n為正極。丙中為k2so4，相當(dāng)于電解水，設(shè)電解的水的質(zhì)量為xg。由電解前后溶質(zhì)質(zhì)量相等有，10010%=（100-x）10.47%，得x=4.5g，故為0.25mol。由方程式2h2+o2 2h2o可知，生成2molh2o，轉(zhuǎn)移4mol電子，所以整個(gè)反應(yīng)中轉(zhuǎn)化0.5mol電子，而整個(gè)電路是串聯(lián)的，故每個(gè)燒杯中的電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)是相等的。甲中為naoh，相當(dāng)于電解h2o，陽極b處為陰離子oh放電，即4oh-4e=2h2o + o2。轉(zhuǎn)移0.5mol電子，則生成o2為0.