2011高考化學一輪復習《電解原理及其應用》本章綜合提升 人教大綱版

用心 愛心 專心1 第五節(jié)第五節(jié) 電解原理及其應用電解原理及其應用 1 用石墨作電極 分別電解下列各物質(zhì)的溶液 CuCl2 CuSO4 NaBr NaNO3 鹽酸 H2SO4 KOH 其中只有水被電解的有 A B C D 解析 只有水被電解即是在陰極上 H 放電 溶液中陽離子是較活潑的金屬離子 同 時在陽極上 OH 放電 溶液中含有含氧酸根離子或 F 答案 C 2 2010 南京調(diào)研 能夠使反應 Cu 2H2O Cu OH 2 H2 發(fā)生的是 A 用銅片作陰 陽電極 電解氯化銅溶液 B 用銅片作陰 陽電極 電解硫酸鉀溶液 C 銅鋅合金在潮濕空氣中發(fā)生電化學腐蝕 D 銅片作原電池的負極 碳棒作原電池的正極 氯化鈉作電解質(zhì)溶液 解析 本題考查電化學知識 綜合運用電化學原理和實驗設(shè)計 由于該反應不能自 發(fā)進行 因此只能將該反應設(shè)計成電解池 排除 C D 兩項 A 項中用 CuCl2溶液 相當于電鍍 答案 B 3 用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液 通電一段時間后 向所得溶液中加入 0 4 mol 氧化銅后恰好恢復至電解前的濃度 則電解過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的 量是 A 1 6 mol B 1 2 mol C 0 8 mol D 0 4 mol 解析 根據(jù)電解 CuSO4的方程式 2CuSO4 2H2O2Cu O2 2H2SO4可 通電 知若 加入 2 mol CuO 可以復原 則對應說明電解過程中轉(zhuǎn)移 4 mol 電子 現(xiàn)加入 0 4 mol CuO 恰如復原 則說明轉(zhuǎn)移了 0 8 mol 電子 答案 C 4 已知蓄電池在充電時作電解池 放電時作原電池 鉛蓄電池上有兩個接線柱 一個接 線柱旁標有 另一個接線柱旁標有 關(guān)于標有 的接線柱 下列說 法中正確的是 A 充電時作陽極 放電時作正極 B 充電時作陽極 放電時作負極 C 充電時作陰極 放電時作負極 D 充電時作陰極 放電時作正極 解析 對于蓄電池 充電和放電過程中發(fā)生的電極反應相反 鉛蓄電池標有 的 用心 愛心 專心2 接線柱 表示原電池的正極 放電時該極發(fā)生還原反應 當充電時 該極發(fā)生氧化反 應 因此標有 的接線柱 充電時作陽極 答案 A 5 個別電解水設(shè)備推銷商進行下列電解水實驗 將純凈水與自來水進行對比 當電解器 插入純凈水和自來水中通電數(shù)分鐘后 純凈水顏色無變化或略顯黃色 而自來水中卻 冒出氣泡并生成紅褐色或灰綠色的絮狀物 推銷商趁此解釋說自來水中含有對人體有 毒有害的物質(zhì) 長期飲用對身體有害 有關(guān)專家解釋說 推銷商用科學知識誘騙消費 者 推銷商做實驗時用鐵棒和鋁棒作電極 下列判斷錯誤的是 A 推銷商做實驗時 用鐵棒作陽極 B 電解純凈水和自來水時的現(xiàn)象不同是因為純凈水和自來水所含電解質(zhì)溶液濃度不 同 C 鋁棒電極發(fā)生的電極反應為 Al 3e Al3 D 電解自來水時出現(xiàn) 紅褐色或灰綠色的絮狀物 是因為產(chǎn)生了鐵的氫氧化物 解析 自來水與純凈水的差異在于自來水導電性強 電解現(xiàn)象明顯 鐵棒連接電源的 正極 Fe 失去 2 個電子成為亞鐵離子 發(fā)生氧化反應 而鋁棒連接電源負極 鋁不 參 加反應 該電極發(fā)生的反應為 2H2O 2e H2 2OH 產(chǎn)物為氫氣和氫氧根 離 子 氫氧根離子與陽極產(chǎn)生的亞鐵離子形成 Fe OH 2沉淀 該沉淀不穩(wěn)定 易被氧氣 氧化為紅褐色的 Fe OH 3沉淀 答案 C 6 某學生欲完成反應 2HCl 2Ag 2AgCl H2 而設(shè)計了下列四個實驗 你認為可 行的是 解析 題給反應是一個不能自發(fā)進行的氧化還原反應 必須借助電解手段才能使之發(fā) 生 B D 兩裝置不是電解池 顯然不能使之發(fā)生 A 裝置是電解池 但 Ag 棒作陰 極 而不參與反應 其電解池反應不是題給反應 A 裝置不能使題給反應發(fā)生 C 裝置是 電解池 Ag 棒作陽極而參與反應 其電解池反應是題給的反應 C 裝置能使題給的 反應發(fā)生 答案 C 用心 愛心 專心3 7 2008 全國理綜 右圖為直流電源電解稀 Na2SO4水溶液的裝置 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 驗現(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 電極附近呈藍色 D a 電極附近呈藍色 b 電極附近呈紅色 解析 電解 Na2SO4溶液其實質(zhì)是電解水 a 與電源負極相連為電解池的陰極 H2O 電離產(chǎn)生的 H 在該極獲得電子產(chǎn)生 H2 同時生成 OH 2H2O 2e H2 2OH 產(chǎn)生的 OH 與石蕊作用呈藍色 b 與電源正極相連為電解池的陽極 H2O 電離產(chǎn)生 的 OH 在該極失去電子產(chǎn)生 O2 同時生成 H H2O 2e O2 2H 產(chǎn)生 1 2 的 H 與石蕊作用呈紅色 答案 D 8 2010 南京期末 用惰性電極電解 2 L 1 0 mol L CuSO4溶液 在電路中通過 0 5 mol 電子后 調(diào)換正負極繼續(xù)電解 電路中通過了 1 mol 電子 此時溶液中 c H 為 假 設(shè) 體積不變 A 1 5 mol L B 0 75 mol L C 0 5 mol L D 0 25 mol L 解析 調(diào)換正負極前后電極反應式如下 前Error Error 后Error Error 故電路中轉(zhuǎn)移的 1 5 mol 電子中 只有 1 mol 由 OH 放電產(chǎn)生 即消耗的 n OH 1 mol 即溶液中積累的 n H 1 mol 則 c H 0 5 mol L 答案 C 9 按圖甲裝置進行實驗 若圖乙中橫坐標 x 表示通過電極的電子的物質(zhì)的量 下列敘 述正確的是 A F 表示反應生成 Cu 的物質(zhì)的量 B E 表示反應實際消耗 H2O 的物質(zhì)的量 用心 愛心 專心4 C E 表示反應生成 O2的物質(zhì)的量 D F 表示反應生成 H2SO4的物質(zhì)的量 解析 電解實質(zhì)為 2CuSO4 2H2O2Cu O2 2H2SO4 則每通過 4 通電 mol e 生成 Cu 2 mol O2 1 mol 耗 H2O 2 mol 生成 H2SO4 2 mol 答案 B 10 下列關(guān)于銅電極的敘述 不正確的是 A 電池反應為 2Ag Cu 2Ag Cu2 的原電池中 銅作負極 B 電解法精煉粗銅時 精銅作陰極 C 電解飽和食鹽水制 H2 Cl2 NaOH 時 銅作陽極 D 在鍍件上鍍銅時 銅作陽極 解析 銅和銀離子組成的原電池中 銅作負極 被氧化 A 正確 電解精煉銅時 粗銅作陽極 精銅作陰極 B 正確 電解飽和食鹽水時用銅作陽極 銅會被氧化生 不成 Cl2 電鍍銅時 銅作陽極 鍍件作陰極 D 正確 答案 C 11 工業(yè)上為了處理含有 Cr2O72 的酸性工業(yè)廢水 采用下面的處理方法 往工業(yè)廢水 中 加入適量的 NaCl 以 Fe 為電極進行電解 經(jīng)過一段時間 有 Cr OH 3和 Fe OH 3 沉淀生成 工業(yè)廢水中鉻的含量已低于排放標準 請回答下列問題 1 兩極發(fā)生的電極反應式Error Error 2 寫出 Cr2O72 變?yōu)?Cr3 的離子方程式 3 工業(yè)廢水由酸性變?yōu)閴A性的原因是 4 填 能 或 不能 改用石墨電極 原因是 解析 本題除鉻的思路 Cr2O72 Cr3 Cr OH 3 電解時陽極被氧化 還原劑 OH 而 生成 Fe2 Fe2 顯然是還原劑 將 Cr2O72 還原為 Cr3 本身被氧化為 Fe3 反應 式 為 Cr2O72 6Fe2 14H 2Cr3 6Fe3 7H2O 該反應消耗了溶液中的 H 另外陰極 H 放電生成氫氣 又會使溶液中的 OH 濃度增大 完成了工業(yè)廢水從弱 酸 性到堿性的轉(zhuǎn)變 進而發(fā)生了如下的離子反應 Cr3 3OH Cr OH 3 鉻被除 去 Fe3 3OH Fe OH 3 答案 1 Fe 2e Fe2 2H 2e H2 用心 愛心 專心5 2 Cr2O72 6Fe2 14H 2Cr3 6Fe3 7H2O 3 H 不斷放電 Cr2O72 與 Fe2 反應時消耗 H 打破了水的電離平衡 使溶液中 c OH c H Cr3 Cr3 Cr OH 3 而除去鉻 12 在如圖用石墨作電極的電解池中 放入 500 mL 含一種溶質(zhì) 的某藍色溶液進行電解 觀察到 A 電極表面有紅色的固態(tài)物 質(zhì)生成 B 電極有無色氣體生成 當溶液中的原有溶質(zhì)完全 電解后 停止電解 取出 A 電極 洗滌 干燥 稱量 電極 增重 1 6 g 請回答下列問題 1 B 電極發(fā)生反應的電極反應式 2 寫出電解時反應的離子方程式 3 電解后溶液的 pH 為 要使電解后溶液恢復到電解前的狀態(tài) 則需加入 其質(zhì)量為 g 假設(shè)電解前后溶液的體積不變 4 請你設(shè)計實驗確定原溶液中可能含有的酸根離子 要求 提出兩種可能的假設(shè) 分別寫出論證這兩種假設(shè)的操作步驟 實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)論 假設(shè)一 假設(shè)二 解析 1 藍色溶液含 Cu2 A 電極有紅色固體物質(zhì)生成 則析出 Cu 為陰極 B 電極為陽極 析出 O2 電極反應式為 4OH 4e 2H2O O2 2 2Cu2 2H2O2Cu O2 4H 通電 3 當溶液中溶質(zhì)完全電解時 得 n Cu 0 025 mol 此時溶液中 c H 1 6 g 64 g mol 0 1 mol L pH 1 要使溶液恢復原狀 應加入 CuO 0 025 mol 即 2 g 4 因為可溶性鹽 電解時得 O2 酸根只有常見的 SO42 和 NO3 應從這兩個角度 去 鑒定 答案 1 4OH 4e 2H2O O2 2 2Cu2 2H2O2Cu O2 4H 通電 3 1 CuO 2 4 假設(shè)原溶液中的酸根離子是 SO42 取電解后的溶液 向其 中 加入 BaCl2溶液 若有白色沉淀生成 則原溶液中所含的酸根離子是 SO42 假設(shè)原溶液中的酸根離子是 NO3 取電解后的溶液 向其中加入銅 微熱 若 銅 溶解 并有無色氣體生成 且在空氣中變?yōu)榧t棕色 則原溶液中所含的陰離子是 NO3 用心 愛心 專心6 13 2010 敦煌期末 X Y Z W 為按原子序數(shù)由小到大 排列的四種短周期元素 已知 X 可分別與 Y W 形成 X2Y X2Y2 XW 等 共價化合物 Z 可分別與 Y W 形成 Z2Y Z2Y2 ZW 等離子化合物 請回答 1 Z2Y 的化學式是 2 Z2Y2與 X2Y 反應的化學方程式 3 如圖所示裝置 兩玻璃管中盛滿滴有酚酞溶液的 ZW 飽和溶液 C C 為多孔石墨電極 接通 S1后 C 附近溶液變紅 兩玻璃管中有氣體生成 一段時間后 兩玻璃管中 液面未脫離電極 斷開 S1 接通 S2 電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 此時 C 的電極 名稱是 填 正極 或 負極 C 的電極反應式是 4 銅屑放入稀 H2SO4中不發(fā)生反應 若在稀 H2SO4中放入 X2Y2 銅屑逐漸溶解 該反應的離子方程式是 解析 由 X Y Z W 為原子序數(shù)由小到大的四種短周期元素和 知 X 為 H Y 為 O Z 為 Na W 為 Cl 則 Z2Y 為 Na2O Z2Y2與 X2Y 的反應方程式為 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 接通 S1后電解飽和 NaCl 溶液 C 附近變紅 說明發(fā)生反應 2H 2e H2 c OH 增大 而 C 極應為 2Cl 2e Cl2 當斷開 S1接通 S2后 構(gòu)成了由 H2和 Cl2及溶液形成的原電池 H2失電子為負極 Cl2所在極 C 為正極 電極式為 Cl2 2e 2Cl 銅屑與稀 H2SO4不反應 加 入 X2Y2 即 H2O2后由于 H2O2具有強氧化性 所以銅屑溶解 答案 1 Na2O 2 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 3 負極 Cl2 2e 2Cl 4 Cu H2O2 2H Cu2 2H2O 14 如下圖 通電 5 min 后 電極 5 質(zhì)量增加 2 16 g 回答 1 電源 a 是 極 b 是 極 A 池電極反應 電極 用心 愛心 專心7 1 電極 2 C 池電極反應 電極 5 電極 6 2 如果 B 池中共收集到 224 mL 氣體 標準狀況 且溶液體積為 200 mL 設(shè)電解過 程中溶液體積不變 則通電前溶液中 Cu2 的物質(zhì)的量濃度為 解析 1 因 C 池中電極 5 質(zhì)量增加 說明電極 5 為陰極 Ag 得電子 電極 6 為 陽極 又為 Cu 電極 故 Cu 失電子 電源 a 極為負極 b 極為正極 A 池中電極 1 為陰極 H 得電子 電極 2 為陽極 且為惰性電極 故 Cl 失去電子 2 流經(jīng)電路的電子的物質(zhì)的量為 0 02 mol 若 B 池中 CuSO4足量 其電極反應方程式 2 16 g 108 g mol 1 為 2CuSO4 2H2O4e 2Cu O2 2H2SO4 通電 可知每轉(zhuǎn)移 0 02 mol 電子 生成 O2標準狀況下的體積為 mol 22 4 L mol 1 0 112 L 112 mL 而實得氣體 224 mL 說明 B 池中 0 02 4 CuSO4不足 電極 3 上除生成 Cu 外 還有 112 mL H2生成 根據(jù)電子得失守恒 關(guān)系列式如下 n Cu 2 2 0 02 mol 0 112 L 22 4 L mol 1 n Cu 0 005 mol c CuSO4 0 025 mol L 0 005 mol 0 2 L 答案 1 負 正